Die
Erfindung betrifft eine Überlagerungsvorrichtung
für ein
Lenksystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Lenksystem
mit einer solchen Überlagerungsvorrichtung.The
The invention relates to an overlay device
for a
Steering system according to the preamble of claim 1 and a steering system
with such a superposition device.
Eine
derartige Überlagerungsvorrichtung
ist aus der DE 197
23 358 A1 bereits bekannt. Diese Überlagerungsvorrichtung weist
ein als Planetengetriebe ausgeführtes Überlagerungsgetriebe
auf, dessen erster Getriebeeingang mit dem Lenkrad und dessen zweiter
Getriebeeingang mit einem Elektromotor verbunden ist. Der erste
Getriebeeingang ist vom Getriebegehäuse des Überlagerungsgetriebes gebildet,
das über
eine Reibradgetriebestufe mit dem Elektromotor antriebsmäßig verbunden
sein kann.Such a superposition device is known from DE 197 23 358 A1 already known. This superimposing device has a superposition gear designed as a planetary gearing, whose first transmission input is connected to the steering wheel and whose second transmission input is connected to an electric motor. The first transmission input is formed by the transmission housing of the superposition gearing, which can be drivingly connected via a Reibradgetriebestufe with the electric motor.
Ausgehend
vom gattungsgemäßen Stand der
Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Überlagerungsvorrichtung
hinsichtlich der Geräuschentwicklung
zu verbessern.outgoing
from the generic state of
Technique, it is an object of the present invention, the overlay device
in terms of noise
to improve.
Diese
Aufgabe wird durch eine Überlagerungsvorrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.These
Task is by a superposition device
solved with the features of claim 1.
Dadurch,
dass vorgesehen ist, den zweiten Getriebeeingang mit dem Getriebeausgang über eine
Reibradgetriebestufe zu verbinden, kann die Geräuschentwicklung der Überlagerungsvorrichtung beim
Lenken reduziert werden. Die am zweiten Getriebeeingang anliegende
Drehbewegung wird dabei über
wenigstens zwei in Kotakt stehende Reibräder vom zweiten Getriebeeingang
an den Getriebeausgang übertragen.
Beim Drehen des Lenkrades werden im Überlagerungsgetriebe durch
die Übertragung
der Drehbewegung über
eine Reibradgetriebestufe mithin nur geringe Geräusche erzeugt. Auch der erste
Getriebeeingang kann über
eine Reibradgetriebestufe mit dem Getriebeausgang verbunden sein,
wodurch eine weitere Verbesserung der Geräuschentwicklung möglich ist.Thereby,
that is provided, the second transmission input to the transmission output via a
Friction gear stage to connect, the noise of the overlay device in
Steering can be reduced. The voltage applied to the second transmission input
Rotation is about
at least two friction wheels in contact from the second transmission input
transferred to the transmission output.
When turning the steering wheel are in the superposition gear through
the transfer
the rotational movement over
a Reibradgetriebestufe generated only low noise. Also the first
Transmission input can over
a Reibradgetriebestufe be connected to the transmission output,
whereby a further improvement of the noise is possible.
Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Überlagerungsvorrichtung
ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.advantageous
Embodiments of the overlay device
result from the dependent claims.
Vorteilhafterweise
treibt die Stelleinrichtung den ersten Getriebeeingang über eine
Reibradgetriebestufe oder eine Schneckenradgetriebestufe oder eine
Zugmittelgetriebestufe an. Hierdurch lässt sich eine weitere Geräuschverringerung
erzielen.advantageously,
the adjusting device drives the first transmission input via a
Reibradgetriebestufe or a Schneckenradgetriebestufe or a
Zugmittelgetriebestufe on. This can be another noise reduction
achieve.
Es
können
ein oder mehrere als Reibräder ausgeführte Planetenreibräder vorgesehen
sein, die an einem Planetenradträger
gelagert sind. Der Planetenradträger
kann dabei den ersten Getriebeeingang bilden, so dass die Planetenreibräder auf
einfache Weise über
den Planetenradträger
von der Stelleinrichtung angetrieben werden können.It
can
one or more designed as a friction wheels Planetenreibräder provided
be that on a planet carrier
are stored. The planet carrier
can form the first transmission input, so that the planetary friction on
easy way over
the planet carrier
can be driven by the adjusting device.
Zur
Erzielung eines einfachen Aufbaus kann es vorgesehen sein, dass
der Planetenradträger
fest mit einem Getriebegehäuse
des Überlagerungsgetriebes
verbunden ist oder Teil des Getriebegehäuses ist. Das Antreiben den
Planetenradträgers
kann daher über
das von außen
leicht zugängliche
Getriebegehäuse
erfolgen. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass
der Planetenradträger
mit einem Abtriebsreibrad drehfest verbunden ist, wobei das Abtriebsreibrad
koaxial zum Getriebegehäu se
angeordnet ist. Das Abtriebsreibrad kann von der Stelleinrichtung angetrieben
werden.to
Achieving a simple construction, it can be provided that
the planet carrier
fixed with a gearbox
of the superposition gearbox
is connected or part of the transmission housing. Driving the
planet carrier
can therefore over
that from the outside
easily accessible
gearbox
respectively. There is the possibility that
the planet carrier
is rotationally fixedly connected to a driven friction, wherein the output driving wheel
coaxial with the Getriebegehäu se
is arranged. The driven friction wheel can be driven by the adjusting device
become.
Es
ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Planetenradträger eine
Anpressvorrichtung aufweist, die das oder die am Planetenradträger gelagerten
Planetenreibräder
in Richtung einer Kontaktstelle drückt, an der die Planetenreibräder mit
jeweils einem zugeordneten Getriebereibrad in Kontakt stehen. Dadurch ist
eine gute Kraft- bzw. Momentenübertragung
zwischen den in Kontakt bzw. in Anlage stehenden Reibrädern gewährleistet.It
is also advantageous if the planet carrier a
Pressing device, which or the stored on the planet carrier
Planetenreibräder
pushes in the direction of a contact point at which the planetary friction with
each in an associated Getriebereibrad in contact. This is
a good power or torque transmission
ensured between in contact or in contact friction wheels.
Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind
zwei Planetenreibräder
vorgesehen, die auf einer gemeinsamen Planetenachse oder Planetenwelle
gelagert sind. Dies stellt eine einfache Lagerungsmöglichkeit
der Planetenreibräder
am Planetenradträger
dar.at
a preferred embodiment
two planetary friction wheels
provided on a common planetary axis or planetary shaft
are stored. This provides a simple storage option
the planetary friction wheels
on the planet carrier
represents.
Bei
dieser Ausführungsform
kann die Anpressvorrichtung eine Anpresskraft auf die Planetenachse
oder Planetenwelle ausüben,
sodass alle auf der Planetenachse bzw. Planetenwelle gelagerten Planetenreibräder gleichzeitig
in Richtung ihrer jeweiligen Kontaktstelle mit einem zugeordneten
Getriebereibrad gedrückt
werden können.at
this embodiment
the pressing device can apply a contact force to the planetary axis
or planetary wave,
so that all mounted on the planetary or planetary shaft planetary friction at the same time
towards their respective contact point with an associated one
Transmission gear pressed
can be.
Es
ist möglich,
dass der zweite Getriebeeingang des Überlagerungsgetriebes von einem
ersten Hohlreibrad oder einem ersten Sonnenreibrad gebildet ist.
Auch der Getriebeausgang des Überlagerungsgetriebes
kann von einem zweiten Hohlreibrad oder einem zweiten Sonnenreibrad
gebildet werden. Ein einfacher und kompakter Getriebeaufbau ist
dabei erreichbar.It
is possible,
that the second transmission input of the superposition gear of a
first hollow friction wheel or a first Sonnenreibrad is formed.
Also the transmission output of the superposition gearbox
can from a second Hohlreibrad or a second Sonnenreibrad
be formed. A simple and compact transmission construction is
reachable.
Des
Weiteren kann eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen sein, die
zumindest zwei der drei Getriebewellen des als Planetengetriebe
ausgeführten Überlagerungsgetriebes
drehfest miteinander verbinden kann. Unter den drei Getriebewellen
sind der erste Getriebeeingang, der zweite Getriebeeingang und der
Getriebeausgang zu verstehen. Durch das drehfeste verriegeln von
zwei der drei Getriebewellen miteinander kann sichergestellt werden,
dass eine Drehbewegung des Lenkrads über den Getriebeausgang an
das Lenkgetriebe weitergeleitet wird und nicht etwa über den
ersten Getriebeeingang eine Drehung der Stelleinrichtung verursacht.Furthermore, a locking device can be provided which can connect at least two of the three transmission shafts of the planetary gear superposition gear rotatably with each other. The three transmission shafts mean the first transmission input, the second transmission input and the transmission output. By the non-rotatable locking of two of the three transmission shafts with each other can be ensured that a rotational movement of the steering wheel is transmitted via the transmission output to the steering gear and does not cause about the first transmission input rotation of the actuating device.
Im
Folgenden werden Ausführungsbeispiele der
erfindungsgemäßen Überlagerungsvorrichtung anhand
der beigefügten
Zeichnung näher
erläutert. Es
zeigen:in the
Below are embodiments of the
Inventive overlay device based
the attached
Drawing closer
explained. It
demonstrate:
1 eine
schematische, blockschaltbildartige Darstellung eines Lenksystems
mit einer Überlagerungsvorrichtung, 1 a schematic, block diagram-like representation of a steering system with a superposition device,
2 eine
erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Überlagerungsvorrichtung
in schematischer, teilgeschnittener Darstellung und 2 a first embodiment of an overlay device according to the invention in a schematic, partially sectional view and
3 eine
zweite Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Überlagerungsvorrichtung
in schematischer, teilgeschnittener Darstellung. 3 a second embodiment of an overlay device according to the invention in a schematic, partially cut representation.
In 1 ist
ein Lenksystem 5 mit einer Überlagerungsvorrichtung 6 eines
nicht näher
dargestellten Fahrzeugs gezeigt. Die Überlagerungsvorrichtung 6 weist
ein Überlagerungsgetriebe 7 und
einen ansteuerbaren, die Stelleinrichtung bildenden Elektromotor 8 auf,
der über
ein Antriebselement 9 mit einem ersten Getriebeeingang 10 des Überlagerungsgetriebes 7 verbunden
ist.In 1 is a steering system 5 with an overlay device 6 a vehicle not shown in detail. The overlay device 6 has a superposition gearbox 7 and a controllable, the adjusting device forming electric motor 8th up, over a drive element 9 with a first transmission input 10 of the superposition gearbox 7 connected is.
Ein
Lenkrad 13 des Lenksystems 5 ist über eine
Lenkradwelle 14 mit einem zweiten Getriebeeingang 15 des Überlagerungsgetriebes 7 verbunden. Das Überlagerungsgetriebe 7 überlagert die
Drehbewegung des Antriebselements 9 am ersten Getriebeeingang 10 und
die Drehbewegung der Lenkradwelle 14 am zweiten Getriebeeingang 15 zu
einer überlagerten
Drehbewegung an einem Getriebeausgang 16, der über eine
Ausgangswelle 17 mit einem Lenkgetriebe 18 des
Lenksystems 5 verbunden ist. Das Lenkgetriebe 18 lenkt
die lenkbaren Fahrzeugräder 19 zur
Einstellung eines Lenkwinkels in Abhängigkeit von der durch die
Ausgangswelle 17 an das Lenkgetriebe 18 übermittelten überlagerten
Drehbewegung aus. Somit kann an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 durch
die Drehung des Lenkrades 13 und/oder durch den Betrieb
des Elektromotors 8 ein Lenkwinkel eingestellt werden.A steering wheel 13 of the steering system 5 is over a steering wheel shaft 14 with a second transmission input 15 of the superposition gearbox 7 connected. The superposition gearbox 7 superimposed on the rotational movement of the drive element 9 at the first transmission input 10 and the rotational movement of the steering wheel shaft 14 at the second transmission input 15 to a superimposed rotary motion at a transmission output 16 that has an output shaft 17 with a steering gear 18 of the steering system 5 connected is. The steering gear 18 steers the steerable vehicle wheels 19 for adjusting a steering angle as a function of the through the output shaft 17 to the steering gear 18 transmitted superimposed rotary motion. Thus, at the steerable vehicle wheels 19 by the rotation of the steering wheel 13 and / or by the operation of the electric motor 8th a steering angle can be adjusted.
Das
Lenksystem 5 weist ferner einen Lenkwinkelsensor 20 auf,
der eine mit dem Lenkwinkel an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 korrelierende Lenkwinkelgröße a erfasst
und an eine Steuereinheit 21 übermittelt. Als Lenkwinkelgröße a kommt
beispielsweise die Position einer nicht näher dargestellten Zahnstange
des Lenkgetriebes 18 in Betracht. Es versteht sich, dass
der Lenkwinkel auch direkt gemessen werden kann. Über die
Steuereinheit 21 kann die Überlagerungsvorrichtung 6 und
insbesondere der Elektromotor 8 der Überlagerungsvorrichtung 6 angesteuert
werden, um einen gewünschten Lenkwinkel
einzustellen. Dadurch, dass die Lenkwinkelgröße a erfasst wird, kann über die
Steuereinheit 21 eine Lenkwinkelregelung realisiert werden.The steering system 5 also has a steering angle sensor 20 on, the one with the steering angle to the steerable vehicle wheels 19 correlated steering angle a and detected at a control unit 21 transmitted. As a steering angle a, for example, the position of a not shown rack of the steering gear 18 into consideration. It is understood that the steering angle can also be measured directly. About the control unit 21 can the overlay device 6 and in particular the electric motor 8th the overlay device 6 be controlled to set a desired steering angle. The fact that the steering angle variable a is detected, via the control unit 21 a steering angle control can be realized.
Das Überlagerungsgetriebe 7 ist
als 3-Wellen-Planetengetriebe ausgebildet. Die drei Getriebewellen
des Planetengetriebes sind der erste Getriebeeingang 10,
der zweite Getriebeeingang 15 und der Getriebeausgang 16.
Die Überlagerungsvorrichtung 6 enthält eine
Verriegelungseinrichtung 23, die zwei der drei Getriebewellen
drehfest miteinander verbinden kann. Beispielsgemäß ist vorgesehen, dass
durch die Verriegelungsein richtung 23 der zweite Getriebeeingang 15 und
der Getriebeausgang 16 drehfest miteinander verbunden werden
können,
so dass sozusagen eine Zwangskopplung besteht, wobei eine Drehbewegung
am zweiten Getriebeeingang 15 zwingend an den Getriebeausgang 16 übertragen wird.The superposition gearbox 7 is designed as a 3-shaft planetary gear. The three transmission shafts of the planetary gear are the first transmission input 10 , the second transmission input 15 and the transmission output 16 , The overlay device 6 contains a locking device 23 , which can connect two of the three transmission shafts rotatably together. For example, it is provided that by the Verriegelungsein direction 23 the second transmission input 15 and the transmission output 16 rotatably connected to each other, so that, so to speak, a forced coupling, wherein a rotational movement at the second transmission input 15 mandatory to the transmission output 16 is transmitted.
Ein
derartiges Lenksystem 5 mit Überlagerungsvorrichtung 6 kann
den Lenkwinkel an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 unabhängig von
der Stellung des Lenkrads 13 durch den Betrieb des Elektromotors 8 variieren.
Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit,
fahrerunabhängige
Lenkeingriffe durchzuführen. Beispielsweise
ist es möglich,
den Lenkwinkel an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 zur Stabilisierung
des Fahrzeugs in kritischen Fahrsituationen zu verändern. Mittels
der Überlagerungsvorrichtung 6 kann ferner
die Lenkübersetzung
zwischen Lenkradwinkel am Lenkrad 13 und Lenkwinkel an
den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 parameterabhängig und
insbesondere abhängig
von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
eingestellt werden.Such a steering system 5 with overlay device 6 can change the steering angle of the steerable vehicle wheels 19 regardless of the position of the steering wheel 13 by the operation of the electric motor 8th vary. This results in the possibility to carry out driver-independent steering interventions. For example, it is possible, the steering angle of the steerable vehicle wheels 19 to stabilize the vehicle in critical driving situations. By means of the overlay device 6 Furthermore, the steering ratio between steering wheel angle on the steering wheel 13 and steering angle on the steerable vehicle wheels 19 parameter-dependent and in particular be set depending on the vehicle longitudinal speed.
Das Überlagerungsgetriebe 7 ist
als Reibradgetriebe ausgeführt.
Alle Getrieberäder
sind durch Reibräder
gebildet. Das Überlagerungsgetriebe
ist mithin zahnradlos ausgestaltet. Dabei stehen Reibräder zur Übertragung
von Drehbewegungen mit ihren jeweiligen radialen Flächen in
kraftschlüssigem Kontakt.
Allein durch das Gegeneinanderdrücken zweier
in Kontakt stehender Reibräder
an einer Kontaktstelle wird die Drehbewegung von dem einen, angetriebenen
Reibrad auf das andere Reibrad übertragen.
In Abhängigkeit
vom zu übertragenden
Drehmoment, der Kraft, mit der die beiden Reibräder aneinandergedrückt sind
und der zwischen radialen Flächen
der Reibräder
herrschenden Reibung, kann ein gewisser Schlupf zwischen zwei in
Kontakt stehenden Reibrädern
auftreten, der im Bereich zwischen 0,5 und 5% betragen kann. Um
den Schlupf so gering wie möglich
zu halten ist vorgesehen zumindest für die radialen Flächen zweier
in Anlage stehender Getriebereibräder unterschiedlichen Materialien
zu verwenden. Beispielsweise kann die eine radiale Fläche aus
Metall und die damit in Kontakt stehende andere radiale Fläche aus
Kunststoff, z.B. Gummi bestehen. Dabei kann nicht nur die radiale
Fläche,
sondern auch das gesamte Getriebereibrad aus dem betreffenden Material
hergestellt sein.The superposition gearbox 7 is designed as a friction gear. All gears are formed by friction wheels. The superposition gearing is therefore gearless designed. Here are friction wheels for transmitting rotational movements with their respective radial surfaces in frictional contact. The rotational movement of one, driven friction wheel is transmitted to the other friction wheel alone by the pressing against each other of two in contact friction wheels at a contact point. Depending on the torque to be transmitted, the force with which the two friction wheels are pressed together and the friction prevailing between radial surfaces of the friction wheels, some slip may occur between two contacting friction wheels, ranging between 0.5 and 5% can. To keep the slip as low as possible is provided at least for to use the radial surfaces of two abutting Getriebereibräder different materials. For example, the one radial surface of metal and the other radial surface in contact therewith may be made of plastic, eg rubber. In this case, not only the radial surface, but also the entire Getriebereibrad be made of the relevant material.
2 zeigt
eine erste Ausführungsform
der Überlagerungsvorrichtung 6.
Das Überlagerungsgetriebe 7 weist
ein erstes Sonnenreibrad 30 auf, das drehfest mit der Lenkradwelle 14 verbunden
ist und mithin den zweiten Getriebeeingang 15 darstellt.
Koaxial zum ersten Sonnenreibrad 30 ist ein zweites Sonnenreibrad 31 vorgesehen,
das den Getriebeausgang 16 bildet und daher drehfest mit
der Ausgangswelle 17 in Verbindung steht. Die beiden Sonnenreibräder 30, 31 sind
in Axialrichtung 32 des Überlagerungsgetriebes 7 nebeneinander
angeordnet und weisen dabei dieselbe Drehachse 33 auf. 2 shows a first embodiment of the overlay device 6 , The superposition gearbox 7 has a first Sonnenreibrad 30 on, the rotation with the steering wheel shaft 14 is connected and therefore the second transmission input 15 represents. Coaxial to the first sun wheel 30 is a second sun wheel 31 provided that the transmission output 16 forms and therefore rotatably with the output shaft 17 communicates. The two sun friction wheels 30 . 31 are in the axial direction 32 of the superposition gearbox 7 arranged side by side and have the same axis of rotation 33 on.
Bei
dem in 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Überlagerungsvorrichtung 6 umfasst
das Überlagerungsgetriebe 7 einen
Planetenradträger 38,
an dem eine Planetenwelle 39 drehbar gelagert ist. Die
Planetenwelle 39 verläuft
in Axialrichtung 32 parallel zur Drehachse 33.
Auf der Planetenwelle 39 sind ein erstes Planetenreibrad 40 und ein
zweites Planetenreibrad 41 angeordnet. Die beiden Planetenreibräder 40, 41 sind über die
Planetenwelle 39 drehfest miteinander verbunden und können sich
nur gemeinsam mit der Planetenwelle 39 drehen.At the in 2 illustrated first embodiment of the overlay device 6 includes the superposition gearbox 7 a planet carrier 38 on which a planetary wave 39 is rotatably mounted. The planetary wave 39 runs in the axial direction 32 parallel to the axis of rotation 33 , On the planet shaft 39 are a first planetary friction wheel 40 and a second planetary wheel 41 arranged. The two planetary wheels 40 . 41 are over the planetary wave 39 rotatably connected and can only work together with the planetary shaft 39 rotate.
Das
erste Planetenreibrad 40 steht mit seiner radialen Reibradaußenfläche 45 mit
der radialen Reibradaußenfläche 46 des
ersten Sonnenreibrades 30 an einer ersten Kontaktstelle 47 zur Übertragung von
Drehbewegungen in Anlage. Entsprechend liegt das zweite Planetenrad 41 mit
seiner radialen Reibradaußenfläche 48 an
der radialen Reibradaußenfläche 49 des
zweiten Sonnenreibrades 31 im Bereich einer zweiten Kontaktstelle 50 an.
Das erste Sonnenreibrad 30 und das erste Planetenreibrad 40 stellen eine
erste Reibradgetriebestufe 58 und das zweite Sonnenreibrad 31 und
das zweite Planetenreibrad 41 stellen eine zweite Reibradgetriebestufe 59 dar.
Eine Drehbewegung am zweiten Getriebeeingang 15 wird mithin über die
erste Reibradgetriebestufe 58, die Planetenwelle 39 und
die zweite Reibradgetriebestufe 59 zum Getriebeausgang 16 übertragen.The first planetary wheel 40 stands with its radial Reibradaußenfläche 45 with the radial Reibradaußenfläche 46 of the first sun wheel 30 at a first contact point 47 for the transmission of rotational movements in plant. Accordingly, the second planetary gear 41 with its radial Reibradaußenfläche 48 at the radial Reibradaußenfläche 49 of the second sun wheel 31 in the area of a second contact point 50 at. The first sun wheel 30 and the first planetary wheel 40 represent a first Reibradgetriebestufe 58 and the second sun wheel 31 and the second planetary wheel 41 provide a second Reibradgetriebestufe 59 dar. A rotary motion at the second transmission input 15 is therefore on the first Reibradgetriebestufe 58 , the planetary wave 39 and the second Reibradgetriebestufe 59 to the transmission output 16 transfer.
Der
Planetenradträger 38 ist
beispielsgemäß Bestandteil
eines die Planetenreibräder 40, 41 und die
Sonnenreibräder 30, 31 umgebenden
Getriebegehäuses 55 des Überlagerungsgetriebes 7.
Er weist eine Anpressvorrichtung 60 auf, die die am Planetenradträger 38 gelagerten
Planetenreibräder 40, 41 in Richtung
ihrer jeweiligen Kontaktstelle 47, 50 mit dem
zugeordneten Sonnenreibrad 30 bzw. 31 drückt. Die
durch die Anpressvorrichtung 60 ausgeübte Anpresskraft wirkt auf
die Planetenwelle 39 ein. Hierfür sind zwei Anpresselemente 61,
beispielsweise eine oder mehrere Schraubenfedern oder dergleichen, vorgesehen,
die im Bereich der Lagerstellen der Planetenwelle 39 am
Planetenradträger 38 jeweils
eine Anpresskraft auf den zugeordneten gelagerten Wellenabschnitt 62 der
Planetenwelle 39 ausüben.
Die beiden gelagerten Wellenabschnitte 62 sind beispielsgemäß von jeweils
einem Endabschnitt der Planetenwelle 39 gebildet.The planet carrier 38 is, for example, part of one of the planetary friction wheels 40 . 41 and the sun wheels 30 . 31 surrounding gear housing 55 of the superposition gearbox 7 , He has a contact pressure device 60 on, those on the planet carrier 38 stored planetary friction wheels 40 . 41 in the direction of their respective contact point 47 . 50 with the assigned Sonnenreibrad 30 respectively. 31 suppressed. The by the pressing device 60 applied contact force acts on the planetary shaft 39 one. There are two contact elements for this purpose 61 , For example, one or more coil springs or the like, provided in the region of the bearing points of the planetary shaft 39 on the planet carrier 38 in each case a contact pressure on the associated mounted shaft section 62 the planetary wave 39 exercise. The two stored shaft sections 62 are example of each of an end portion of the planetary shaft 39 educated.
Beim
ersten Ausführungsbeispiel
der Überlagerungsvorrichtung 6 nach 2 ist
der erste Getriebeeingang 10 vom Planetenradträger 38 gebildet.
Da der Planetenradträger 38 drehfest
mit dem Getriebegehäuse 55 verbunden
ist und bei der beschriebenen Ausführungsvariante Teil des Getriebegehäuses ist, kann
der Planetenradträger 38 auch über das
Getriebegehäuse 55 durch
den Elektromotor 8 angetrieben werden.In the first embodiment of the overlay device 6 to 2 is the first transmission input 10 from the planet carrier 38 educated. Because the planet carrier 38 rotatably with the gear housing 55 is connected and in the described embodiment part of the transmission housing, the planet carrier can 38 also over the gearbox 55 through the electric motor 8th are driven.
Das
Antreiben des Planetenradträgers 38 bzw.
des Getriebegehäuses 55 erfolgt
bei der bevorzugten Ausführung
der Überlagerungsvorrichtung 6 über eine
dritte Reibradgetriebestufe 65, die mithin das Antriebselement 9 bildet.
Diese dritte Reibradgetriebestufe weist ein Abtriebsreibrad 66 und
ein Antriebsreibrad 67 auf. Das Antriebsreibrad 67 ist
drehfest mit dem Rotor des Elektromotors 8 verbunden und
wird von diesem angetrieben, wenn der Elektromotor 8 bestromt
wird. Das Abtriebsreibrad 66 steht an einer dritten Kontaktstelle 68 in
Kontakt mit dem Antriebsreibrad 67, dessen Drehbewegung
dadurch auf das Abtriebsreibrad 66 übertragen wird.Driving the planet carrier 38 or the transmission housing 55 takes place in the preferred embodiment of the overlay device 6 via a third Reibradgetriebestufe 65 , that is the driving element 9 forms. This third Reibradgetriebestufe has an output driving wheel 66 and a drive friction wheel 67 on. The driving friction wheel 67 is non-rotatable with the rotor of the electric motor 8th Connected and is powered by this when the electric motor 8th is energized. The driven wheel 66 is at a third contact point 68 in contact with the driving friction wheel 67 , Its rotational movement thereby on the output drive wheel 66 is transmitted.
Das
Abtriebsreibrad 66 ist drehfest mit dem Getriebegehäuse 55 verbunden
und umschließt
dieses beim Ausführungsbeispiel
ringförmig.
Das Abtriebsreibrad 66 ist an der radialen Außenseite 70 des Getriebegehäuses 55 befestigt.
Es ist koaxial zur Drehachse 33 angeordnet.The driven wheel 66 is non-rotatable with the gearbox 55 connected and encloses this in the embodiment annular. The driven wheel 66 is on the radial outside 70 of the gearbox 55 attached. It is coaxial with the axis of rotation 33 arranged.
Anstelle
als dritte Reibradgetriebestufe 65 könnte das Antriebselement 9 bei
einer abgewandelten Ausführungsvariante
der Überlagerungsvorrichtung 6 auch
als Schneckenradgetriebestufe oder Zugmittelgetriebestufe ausgeführt sein.Instead of the third friction gear stage 65 could be the driving element 9 in a modified embodiment of the overlay device 6 also be designed as a worm gear stage or traction mechanism gear stage.
Die
Funktionsweise der ersten Ausführungsform
der Überlagerungsvorrichtung 6 nach 2 ist wie
folgt:
Wird die Lenkradwelle 14 durch eine Drehung
des Lenkrades 13 gedreht, so dreht sich auch das erste Sonnenreibrad 30 des Überlagerungsgetriebes 7. Diese
Drehbewegung treibt das erste Planetenreibrad 40, über die
Planetenwelle 39 das zweite Planetenreibrad 41 und
das zweite Sonnenreibrad 41 an. Dies führt zu einer Drehung der Ausgangswelle 17, die
an das Lenkgetriebe 33 weitergegeben wird.The operation of the first embodiment of the overlay device 6 to 2 is as follows:
Will the steering wheel shaft 14 by a rotation of the steering wheel 13 turned, so also turns the first Sonnenreibrad 30 of the superposition gearbox 7 , This rotation drives the first planetary friction wheel 40 , about the planetary wave 39 the second planetary wheel 41 and the second sun wheel 41 at. This leads to a rotation of the output shaft 17 . the to the steering gear 33 is passed on.
Beim
Bestromen des Elektromotors 8 zu dessen Betrieb dreht sich
das Getriebegehäuse 55 mit
dem Planetenradträger 38 und
der Planetenwelle 39 um die Drehachse 33. Unter
der Annahme, das der Fahrer das Lenkrad nicht freigibt und sich
die Lenkradwelle 14 nicht frei drehen kann, wälzt oder rollt
sich das erste Planetenreibrad 40 auf dem ersten Sonnenreibrad 30 ab.
Dadurch dreht sich mit dem ersten Planetenreibrad 40 auch
das zweite Planetenreibrad 41 mit und treibt das zweite
Sonnenreibrad 31 an, das den Getriebeausgang 16 darstellt.
Auf diese Weise kann durch das Betreiben des Elektromotors 8 eine
Drehbewegung des zweiten Sonnenreibrades 31 und somit eine
Drehbewegung der Ausgangswelle 17 erreicht werden. Die
Drehbewegungen des Lenkrades 13 und der Lenkradwelle 14 am
zweiten Getriebeeingang 15 und die Drehbewegung des Rotors
des Elektromotors 8 am ersten Getriebeeingang 10 werden – wenn sie
gleichzeitig stattfinden – einander überlagert.When energizing the electric motor 8th For its operation, the gear housing rotates 55 with the planet carrier 38 and the planetary wave 39 around the axis of rotation 33 , Assuming that the driver does not release the steering wheel and the steering wheel shaft 14 can not rotate freely, rolls or rolls the first Planetenreibrad 40 on the first sun wheel 30 from. This rotates with the first planetary friction wheel 40 also the second planetary wheel 41 with and drives the second Sonnenreibrad 31 on, that the transmission output 16 represents. In this way, by operating the electric motor 8th a rotational movement of the second Sonnenreibrades 31 and thus a rotational movement of the output shaft 17 be achieved. The rotational movements of the steering wheel 13 and the steering wheel shaft 14 at the second transmission input 15 and the rotational movement of the rotor of the electric motor 8th at the first transmission input 10 are superimposed on each other - if they take place at the same time.
3 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der Überlagerungsvorrichtung 6.
Im Vergleich zu ersten Ausführungsform
entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. 3 shows a second embodiment of the overlay device 6 , Compared to the first embodiment corresponding parts are provided with the same reference numerals.
Im
Unterschied zur ersten Ausführung
ist das Überlagerungsgetriebe 7 gemäß 3 sonnenradlos
ausgeführt.
Anstelle der beiden Sonnenreibräder 30, 31 ist
der zweite Getriebeeingang 15 von einem ersten Hohlreibrad 70 und
der Getriebeausgang 16 von einem zweiten Hohlreibrad 71 gebildet.
Die beiden Hohlreibräder 70, 71 sind
koaxial zueinander, in Axialrichtung 32 nebeneinander drehbar
um die Drehachse 33 angeordnet.In contrast to the first version is the superposition gear 7 according to 3 sunless running. Instead of the two sun friction wheels 30 . 31 is the second transmission input 15 from a first Hohlreibrad 70 and the transmission output 16 from a second hollow friction wheel 71 educated. The two hollow friction wheels 70 . 71 are coaxial with each other, in the axial direction 32 side by side rotatable about the axis of rotation 33 arranged.
Das
erste Hohlreibrad 70 umschließt das erste Planetenreibrad 30 ringförmig, wobei
es mit seiner radial nach innen weisenden Innenfläche 72 an einer
Kontaktstelle 73 an der radialen Außenfläche 45 des ersten
Planetenreibrades anliegt. Entsprechend umschließt das zweite Hohlreibrad 71 das zweite
Planetenreibrad 31 ringförmig und liegt mit seiner radial
nach innen weisenden Innenfläche 74 an
einer Kontaktstelle 75 an der radialen Außenfläche 48 des
zweiten Planetenreibrades an.The first hollow wheel 70 encloses the first planetary friction wheel 30 annular, with its radially inwardly facing inner surface 72 at a contact point 73 on the radial outer surface 45 of the first planetary friction wheel rests. Accordingly, the second hollow friction wheel encloses 71 the second planetary wheel 31 annular and lies with its radially inwardly facing inner surface 74 at a contact point 75 on the radial outer surface 48 of the second planetary friction wheel.
Ein
weiterer Unterschied der zweiten Ausführungsform im Vergleich zur
Ausgestaltung nach 2 besteht darin, dass der Planetenradträger 38 mit
der Anpresseinrichtung 60 nicht Bestandteil des Getriebegehäuses 55 ist.
Der Planetenradträger 38 ist
als von der radial äußeren Gehäusewand 77 des Getriebegehäuses 55 radial
nach innen ragender Vorsprung 78 ausgestaltet, der in Axialrichtung 32 gesehen
zwischen die beiden Hohlreibräder 70, 71 hineinragt.
An seinem radial gesehen inneren Endbereich 79 weist der
vom Vorsprung 78 gebildete Planetenradträger 38 ein
Lager 80 zur Lagerung der Planetenwelle 39 mit
den beiden Planetenreibrädern 40, 41 auf.
Die Planetenwelle 39 ist im Bereich zwischen den beiden
Planetenreibrädern 40, 41 am
Lager 80 gelagert. An den beiden axialen Endbereichen der Planetenwelle 39 sind
die Planetenreibräder 40, 41 angeordnet.
Im Bereich des Lagers 80 ist die Anpressvorrichtung 60 vorgesehen,
die im Unterschied zu 2 nur ein auf die Planetenwelle 39 einwirkendes
Anpresselement 61 aufweist. Die Anpresskraft des Anpresselements 61 drückt die
Planetenwelle 39 radial nach außen in Richtung der Kontaktstellen 73, 75 der
beiden Planetenreibräder 40, 41 mit
den Hohlreibrädern 70, 71.Another difference of the second embodiment compared to the embodiment according to 2 is that the planet carrier 38 with the pressing device 60 not part of the gearbox 55 is. The planet carrier 38 is as of the radially outer housing wall 77 of the gearbox 55 radially inward projection 78 designed in the axial direction 32 seen between the two Hohlreibräder 70 . 71 protrudes. At its radially inner end region 79 has the lead 78 formed planet carrier 38 a warehouse 80 for storage of the planetary shaft 39 with the two planetary wheels 40 . 41 on. The planetary wave 39 is in the area between the two planetary wheels 40 . 41 in stock 80 stored. At the two axial end portions of the planetary shaft 39 are the planetary friction wheels 40 . 41 arranged. In the area of the warehouse 80 is the pressure device 60 unlike 2 just one on the planetary shaft 39 acting pressure element 61 having. The contact pressure of the contact pressure element 61 pushes the planet shaft 39 radially outward in the direction of the contact points 73 . 75 the two planetary friction wheels 40 . 41 with the Hohlreibrädern 70 . 71 ,
Die
Funktionsweise des zweiten Ausführungsbeispiels
der Überlagerungsvorrichtung 6 nach 3 entspricht
der in Zusam menhang mit der ersten Ausführungsform beschriebenen Funktionsweise.The operation of the second embodiment of the overlay device 6 to 3 corresponds to the operation described in connection with the first embodiment.
Die
Verriegelungseinrichtung 23 ist in den 2 und 3 nicht
dargestellt. Sie könnte
beispielsweise dadurch realisiert werden, dass der zweite Getriebeeingang 15 und
der Getriebeausgang 16 in verriegeltem Zustand der Verriegelungsvorrichtung 23 jeweils
drehfest mit dem Getriebegehäuse 55 verbunden
werden, Der erste Getriebeeingang 10 muss dabei frei laufend
geschaltet sein, um das Lenksystem nicht zu blockieren. Eine Verriegelungseinrichtung 23 könnte auch
ganz entfallen, wenn der erste Getriebeeingang 10 selbst
hemmend ausgebildet ist, beispielsweise wenn das Antriebselement 9 eine selbst
hemmende Getriebestufe wie z.B. eine Schneckenradgetriebestufe aufweist.The locking device 23 is in the 2 and 3 not shown. It could for example be realized by the second transmission input 15 and the transmission output 16 in the locked state of the locking device 23 each rotationally fixed to the transmission housing 55 be connected, the first transmission input 10 must be switched freely to avoid blocking the steering system. A locking device 23 could also be completely eliminated if the first transmission input 10 is formed self-locking, for example, when the drive element 9 a self-locking gear stage such as a worm gear has.
Um
den gewünschten
Lenkwinkel an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 einzustellen
muss der bei der Übertragung
von Drehbewegungen bzw. Drehmomenten zwischen zwei aneinander anliegenden
Reibrädern
auftretende Schlupf ausgeglichen werden. Dies erfolgt dadurch, dass
der tatsächlich eingestellte
Lenkwinkel durch die erfasste Lenkwinkelgröße a bestimmt und in der Steuereinheit 21 mit dem
gewünschten
Solllenkwinkel verglichen wird. Bei einer Abweichung zwischen Soll-
und Istlenkwinkel steuert die Steuereinheit 21 den Elektromotor 8 an,
bis die Abweichung einen vorgegebenen Wert bzw. Betrag unterschreitet.
Je größer der
auftretende Schlupf ist, desto mehr Umdrehungen muss der Elektromotor 8 ausführen, um
den Istlenkwinkel an den Solllenkwinkel anzugleichen. Die Ansteuerzeit
des Elektromotors 8 oder die Anzahl der Umdrehungen des
Rotors zum Ausgleich des Schlupfes im Überlagerungsgetriebe 7 kann
auch als Kenngröße für die Wartung
oder Instandsetzung verwendet werden.To the desired steering angle on the steerable vehicle wheels 19 adjust the slip occurring during the transmission of rotational movements or torques between two adjacent friction wheels must be compensated. This is done by the fact that the actually set steering angle determined by the detected steering angle a and in the control unit 21 is compared with the desired target steering angle. If there is a deviation between the desired and the actual steering angle, the control unit controls 21 the electric motor 8th until the deviation falls below a predetermined value or amount. The greater the slip that occurs, the more revolutions the electric motor has to make 8th to adjust the actual steering angle to the desired steering angle. The driving time of the electric motor 8th or the number of revolutions of the rotor to compensate for the slip in the superposition gear 7 Can also be used as a parameter for maintenance or repair.