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DE102008000925A1 - Overlapping steering system for vehicle, has overlapping drive in transmission case that is formed as shaft drive, for linkage of lock angle entered by driver on gearbox input shaft - Google Patents

Overlapping steering system for vehicle, has overlapping drive in transmission case that is formed as shaft drive, for linkage of lock angle entered by driver on gearbox input shaft Download PDF

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DE102008000925A1
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DE
Germany
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input shaft
shaft
transmission input
steering system
transmission
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Withdrawn
Application number
DE102008000925A
Other languages
German (de)
Inventor
Arthur Rupp
Jürgen HÖRSCH
Achim Domhan
Wolfgang Runge
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Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Original Assignee
ZF Lenksysteme GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/008Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

The overlapping steering system (1) has an overlapping drive (2) in a transmission case that is formed as shaft drive (3), for linkage of a lock angle entered by a driver on a gearbox input shaft (4). The radial flange (10) has a larger outside diameter (D) than the inner diameter (D-1) of another gearbox input shaft (5).

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlagerungslenkung für ein Fahrzeug, mit einem Überlagerungsgetriebe, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a superposition steering for a vehicle, with a superposition gearbox, after the Preamble of claim 1.

Überlagerungslenkungen sind bekannt und zeichnen sich dadurch aus, daß dem von einem Fahrer an einer Lenkhandhabe gewählten Lenkwinkel bei Bedarf ein weiterer Drehwinkel durch einen Aktuator überlagert werden kann. Der zusätzliche Drehwinkel wird durch eine elektronische Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (ESP-Regler) gesteuert und dient zur Erhöhung der Fahrstabilität des Fahrzeugs oder zu sonstigen Zwecken. Beispielsweise wird hierfür ein Überlagerungsgetriebe, das als Planetenradgetriebe, wie es in der DE 101 59 800 A1 oder als Wellgetriebe (harmonic-drive) wie es in der US 6 938 724 B1 offenbart ist, herangezogen.Overlapping steering systems are known and are characterized by the fact that the steering angle selected by a driver on a steering handle, if necessary, can be superimposed by an additional rotational angle by an actuator. The additional angle of rotation is controlled by an electronic control and / or regulating device (ESP controller) and serves to increase the driving stability of the vehicle or for other purposes. For example, this is a superposition gear, as planetary gear, as in the DE 101 59 800 A1 or as wave gear (harmonic-drive) as it is in the US Pat. No. 6,938,724 B1 disclosed, used.

Die Übersetzung einer Servo- oder Hilfskraftlenkung mit Überlagerungsfunktion setzt sich aus den Übersetzungen eines Lenkgetriebes und des Überlagerungsgetriebes zusammen. Ein Überlagerungsgetriebe weist zu diesem Zweck eine erste Getriebeeingangswelle und eine zweite Getriebeeingangswelle auf und überlagert die an den Getriebeeingangswellen auftretenden Drehwinkel auf eine Getriebeausgangswelle, die mit einem Lenkgetriebe und lenkbaren Rädern des Fahrzeugs wirkverbunden ist. Die erste Getriebeeingangswelle oder die Getriebeausgangswelle können drehfest mit der Lenkhandhabe verbunden sein.The translation a servo or power steering with overlay function consists of the translations of a steering gear and of the superposition gear together. A superposition gearbox has for this purpose a first transmission input shaft and a second transmission input shaft and superimposed on the the transmission input shafts occurring rotation angle to a transmission output shaft, with a steering gear and steerable wheels of the vehicle is actively connected. The first transmission input shaft or the transmission output shaft can be rotatably connected to the steering handle.

Soll die Übersetzung aus fahrdynamischen Gründen geändert werden, wird bei einem Well- oder Pulsatorgetriebe ein exzentrischer Antriebskern des Wellgetriebes durch einen elektrischen Servomotor in Drehung versetzt, wodurch beispielsweise eine Relativverdrehung der Getriebeausgangswelle zu der ersten Getriebeeingangswelle resultiert.Should the translation changed for driving dynamics reasons Become, in a corrugated or Pulsatorgetriebe an eccentric Drive core of the corrugated transmission by an electric servomotor in Rotation offset, whereby, for example, a relative rotation the transmission output shaft to the first transmission input shaft results.

Bei Wellgetrieben können ihre radialflexiblen Abrollbuchsen an der ersten Getriebeeingangswelle formschlüssig an einem Radialflansch festgelegt sein.at Well-driven can be their radially flexible Abrollbuchsen on the first transmission input shaft form-fitting on a Be fixed radial flange.

Die bekannten Überlagerungslenkungen weisen ein- oder mehrteilige Getriebegehäuse und Servomotorgehäuse auf und die Einzelkomponenten des Überlagerungsgetriebes und des Servomotors sind aus verschiedenen Richtungen in die Gehäuse zu fügen, was einen nicht minimierten Montageaufwand bedeutet.The known overlay steering systems have one or more parts Gear housing and servomotor housing on and the individual components of the superposition gear and the Servo motors are from different directions in the housing too add, which means a non-minimized assembly costs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überlagerungslenkung zu schaffen, die einfach zu montieren ist.Of the Invention is based on the object, a superposition steering to create, which is easy to assemble.

Die Aufgabe wird mit einer Überlagerungslenkung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The Task is with a superposition steering with the features of claim 1.

Dadurch dass der Radialflansch an der ersten Getriebeeingangswelle für die radialflexible Abrollbuchse einen größeren Aussendurchmesser als der Innendurchmesser der zweiten Getriebeeingangswelle hat, ist eine einzige Montagerichtung zumindest für alle Wellen des Wellgetriebes, nämlich aus Richtung der Getriebeausgangswelle und deren axiales, von dem Getriebegehäuse des Wellgetriebes abragendes Ende definiert. Dadurch lässt sich der Überlagerungssteller aus Servomotor und Überlagerungsgetriebe aus einer Richtung montieren, was den Montageaufwand minimieren hilft.Thereby that the radial flange on the first transmission input shaft for the radially flexible rolling bush a larger one Outer diameter than the inner diameter of the second transmission input shaft has, is a single mounting direction at least for all Shafts of the corrugated transmission, namely from the direction of the transmission output shaft and the axial, of the gear housing of the wave gear defined projecting end. This allows the overlay plate from servomotor and superposition gearbox from one direction mount, which helps minimize installation effort.

Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.preferred Designs emerge from the dependent claims.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die erste Getriebeeingangswelle und die zweite Getriebeeingangswelle von der Seite des Getriebegehäuses, das von der Getriebeausgangswelle durchragt wird, durch das Getriebegehäuse und ein Servomotorgehäuse geschoben und montiert, wobei es zweckmäßig ist, die radialflexible Abrollbuchse vormontiert mit der ersten Getriebeeingangswelle zu montieren.In a particularly preferred embodiment is the first transmission input shaft and the second transmission input shaft from the side of the transmission case, that of the transmission output shaft is penetrated through the gear housing and a servomotor housing pushed and mounted, where appropriate, the radially flexible rolling bush pre-assembled with the first transmission input shaft to assemble.

Die radialflexible Abrollbuchse ist bevorzugt formschlüssig lösbar, beispielsweise mit in Unfangsrichtung um den Radialflansch angeordneten Schrauben verschraubt.The radially flexible rolling bush is preferably form-fitting detachable, for example, in the circumferential direction around the radial flange bolted arranged screws.

Es kann auch zweckmäßig sein, die radialflexible Abrollbuchse mit einer Welle-Nabe-Verbindung drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle zu verbinden, wobei der Radialflansch als Anschlag für die radialflexible Abrollbuchse dient und diese beispielsweise mit einer zentralen Mutter auf der ersten Getriebeeingangswelle festgelegt sein kann. Als Welle-Nabe-Verbindung eignet sich eine Längskeil-Verbindung oder eine Passfederverbindung. Ebenso geeignet ist in Abhängigkeit von dem Durchmesser der ersten Getriebeeingangswelle eine Keilwellen – oder Zahnwellenverbindung oder eine Polygonwellenverbindung.It may also be appropriate, the radially flexible Roll-off bushing with a shaft-hub connection rotatable with the first To connect transmission input shaft, wherein the radial flange as Stop for the radially flexible rolling bush is used and This example, with a central nut on the first transmission input shaft can be fixed. As a shaft-hub connection is suitable Longitudinal wedge connection or a feather key connection. As well is suitable depending on the diameter of the first Transmission input shaft a splined or splined shaft connection or a polygon shaft connection.

Es kann auch zweckmäßig sein, eine Kegelwellenverbindung mit Passfeder zu wählen. Die radialflexible Abrollbuchse kann auch stoffschlüssig, etwa durch Laserschweißen oder Löten verbunden sein. Sie kann auch als Schmiedeteil einteilig mit der ersten Getriebeeingangswelle gebildet sein.It may also be appropriate, a cone-shaft connection to choose with feather key. The radially flexible rolling bush can also be cohesive, for example by laser welding or soldering. It can also be used as a forging be formed integrally with the first transmission input shaft.

Es kann auch zweckmäßig sein, alle Lagerstellen der Getriebeausgangswelle und mindestens eine Lagerstelle der zweiten Getriebeeingangswelle im Getriebegehäuse anzuordnen.It may also be appropriate to all bearings of the Transmission output shaft and at least one bearing point of the second To arrange transmission input shaft in the transmission housing.

Die Erfindung wird nun näher anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und anhand der beiliegenden Zeichnung wiedergegeben.The invention will now be described in detail with reference to a Embodiment described and reproduced with reference to the accompanying drawings.

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Überlagerungslenkung. 1 a schematic longitudinal section through an inventive superposition steering.

In 1 ist in einem Längsschnitt eine als elektrische Überlagerungslenkung 15 ausgebildete Überlagerungslenkung 1 für einen Personenkraftwagen gezeigt. Sie besteht aus einem als elektrischen Hohlwellenmotor gebildeten Servomotor 6, dessen zylinderförmiges Servomotorgehäuse 12 an einem karosseriefesten Bauteil 16 über ein Schwenklager 17 an seinem Motorlagerschild 18 sich abstützt. Eine Lenkwelle 19, die drehfest mit einer Lenkhandhabe 20 verbunden ist, bildet eine erste Getriebeeingangswelle 4 für ein zu der Überlagerungslenkung 1 gehöriges Überlagerungsgetriebe 2. Das Überlagerungsgetriebe 2 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Wellgetriebe 3 dargestellt. Das Wellgetriebe 3 dient zur Überlagerung eines auf die erste Getriebeeingangswelle 4 aufgebrachten Lenkwinkels mit einem, von dem Servomotor 6 auf eine zweite Getriebeeingangswelle 5 aufgebrachten Drehwinkel. Das Wellgetriebe 3 ist in einem mit ähnlichem Außendurchmesser versehenen zylinderförmigen Getriebegehäuse 11 wie das Servomotorgehäuse 7 angeordnet und weist, an seinem, der Lenkhandhabe 20 gegenüberliegenden Ende 8 eine Getriebeausgangswelle 7 auf.In 1 is in a longitudinal section as an electrical superposition steering 15 trained superposition steering 1 shown for a passenger car. It consists of a servomotor formed as an electric hollow shaft motor 6 , its cylindrical Servomotorgehäuse 12 on a body-mounted component 16 over a pivot bearing 17 at its engine end shield 18 is supported. A steering shaft 19 , which rotatably with a steering handle 20 is connected, forms a first transmission input shaft 4 for on to the superposition steering 1 associated superposition gearbox 2 , The superposition gearbox 2 is in the embodiment shown as a wave gear 3 shown. The wave gear 3 serves to superpose one on the first transmission input shaft 4 applied steering angle with one, from the servomotor 6 to a second transmission input shaft 5 applied angle of rotation. The wave gear 3 is in a provided with a similar outer diameter cylindrical gear housing 11 like the servomotor housing 7 arranged and has, at his, the steering handle 20 opposite end 8th a transmission output shaft 7 on.

Die zweite Getriebeeingangswelle 5 ist als Hohlwelle ausgeführt, auf der Rotormagnete des Servomotors 6 festgelegt sind. Die Hohlwelle ist einstückig mit einem exzentrischen Antriebskern 21 gebildet. Um den ellipsenförmigen Umfang des exzentrischen Antriebskerns 21 ist ein flexibles Kugellager 22 aufgezogen. Der exzentrische Antriebskern 21 greift mit seiner axialen Erstreckung in eine aus elastischem Stahlblech gebildete, topfförmige radialflexible Abrollbuchse 9 ein. Die radialflexible Abrollbuchse 9 ist drehfest über eine Welle-Nabe-Verbindung 14 mit der ersten Getriebeeingangswelle 4 verbunden und liegt an einem Radialflansch 10 der ersten Getriebeeingangswelle 4 an. Der Radialflansch 10 ist zusätzlich mit um dessen Umfang angeordnete Schrauben 13 mit einem Boden der radialflexiblen Abrollbuchse 9 verschraubt. Die radialflexible Abrollbuchse 9 greift unter Wirkung der ellipsenförmigen Aufweitung durch den exzentrischen Antriebskern 21 mit einer Außenverzahnung in an sich bekannter Weise in eine Innenverzahnung an einem Stützring 23 ein. Der Stützring 23 ist drehfest mit der Getriebeausgangswelle 7 des Überlagerungsgetriebes 2 verbunden. Der Stützring 23, die Getriebeeingangswellen 4, 5 und die Getriebeausgangswelle 7 sind konzentrisch angeordnet. Der innenverzahnte Stützring 23 weist eine größere Zähnezahl auf als die radialflexible Abrollbuchse 9, wodurch eine Verdrehung des Stützrings 23 und damit der Getriebeausgangswelle 7 relativ zu der ersten Getriebeeingangswelle 4 pro Umdrehung des exzentrischen Antriebskerns 21 um die Differenz der Zähnezahl erfolgt.The second transmission input shaft 5 is designed as a hollow shaft, on the rotor magnets of the servomotor 6 are fixed. The hollow shaft is integral with an eccentric drive core 21 educated. Around the elliptical circumference of the eccentric drive core 21 is a flexible ball bearing 22 reared. The eccentric drive core 21 engages with its axial extent in a formed of elastic steel sheet, cup-shaped radially flexible Abrollbuchse 9 one. The radially flexible rolling bush 9 is non-rotatable via a shaft-hub connection 14 with the first transmission input shaft 4 connected and is located on a radial flange 10 the first transmission input shaft 4 at. The radial flange 10 is additionally with arranged around its circumference screws 13 with a bottom of the radially flexible rolling bush 9 screwed. The radially flexible rolling bush 9 engages under the action of the elliptical expansion by the eccentric drive core 21 with an external toothing in a conventional manner in an internal toothing on a support ring 23 one. The support ring 23 is non-rotatable with the transmission output shaft 7 of the superposition gearbox 2 connected. The support ring 23 , the transmission input shafts 4 . 5 and the transmission output shaft 7 are arranged concentrically. The internally toothed support ring 23 has a larger number of teeth than the radially flexible Abrollbuchse 9 , whereby a rotation of the support ring 23 and thus the transmission output shaft 7 relative to the first transmission input shaft 4 per revolution of the eccentric drive core 21 to the difference of the number of teeth takes place.

Der Radialflansch 10 hat einen größeren Außendurchmesser D als der Innendurchmesser D1 der zweiten Getriebeeingangswelle 5 und wird vormontiert an der ersten Getriebeeingangswelle 4 aus Richtung R von der die Getriebeausgangswelle 7 aufweisenden Seite des Überlagerungsgetriebes 2 zusammen mit der zweiten Getriebeeingangswelle 5 und der Getriebeausgangswelle 7 in das Getriebegehäuse 11 geschoben.The radial flange 10 has a larger outer diameter D than the inner diameter D 1 of the second transmission input shaft 5 and is preassembled on the first transmission input shaft 4 from the direction R of the transmission output shaft 7 having side of the superposition gear 2 together with the second transmission input shaft 5 and the transmission output shaft 7 in the gearbox 11 pushed.

11
ÜberlagerungslenkungSuperimposed steering
22
ÜberlagerungsgetriebeSuperposition gear
33
WellgetriebeThe wave gear
44
Getriebeeingangswelle, ersteTransmission input shaft, first
55
Getriebeeingangswelle, zweiteTransmission input shaft, second
66
Servomotorservomotor
77
GetriebeausgangswelleTransmission output shaft
88th
Ende, axialThe End, axial
99
Abrollbuchse, radialflexibelrolling bush, radially flexible
1010
Radialflanschradial flange
1111
Getriebegehäusegearbox
1212
ServomotorgehäuseServo motor housing
1313
Schraubescrew
1414
Welle-Nabe-VerbindungShaft-hub-connection
1515
Überlagerungslenkung, elektrischSuperimposed steering system, electrical
1616
Bauteil, karosseriefestcomponent body established
1717
Schwenklagerpivot bearing
1818
MotorlagerschildMotor bearing shield
1919
Lenkwellesteering shaft
2020
LenkhandhabeSteering handle
2121
Antriebskern, exzentrischDrive core, eccentric
2222
Kugellager, flexibelBall-bearing, flexible
2323
Stützringsupport ring
DD
Außendurchmesser, v. 10 Outer diameter, v. 10
D1 D 1
Innendurchmesser, v. 5 Inner diameter, v. 5
RR
Montagerichtungmounting direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10159800 A1 [0002] - DE 10159800 A1 [0002]
  • - US 6938724 B1 [0002] - US 6938724 B1 [0002]

Claims (9)

Überlagerungslenkung für ein Fahrzeug, mit einem Überlagerungsgetriebe (2) in einem Getriebegehäuse (3) das als Wellgetriebe (3) gebildet ist, zur Verknüpfung eines von einem Fahrer auf eine erste Getriebeeingangswelle (4) des Überlagerungsgetriebes (2) eingegebenen Lenkwinkels mit einem auf eine zweite Getriebeeingangswelle (5) von einem Servomotor (6) eingegebenen Winkel zu einem Summenwinkel an einer Getriebeausgangswelle (7), wobei an einem, dem Servomotor (6) abgewandten, axialen Ende (8) der ersten Getriebeeingangswelle (4) eine radialflexible Abrollbuchse (9) an einem Radialflansch (10) der ersten Getriebeeingangswelle (4) zu liegen kommt, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialflansch (10) einen größeren Außendurchmesser (D) als den Innendurchmesser (D1) der zweiten Getriebeeingangswelle (5) hat.Superposition steering system for a vehicle with a superposition gearbox ( 2 ) in a transmission housing ( 3 ) as a wave gear ( 3 ) is formed, for linking one of a driver to a first transmission input shaft ( 4 ) of the superposition gearing ( 2 ) entered steering angle with a on a second transmission input shaft ( 5 ) from a servomotor ( 6 ) entered angle to a sum angle at a transmission output shaft ( 7 ), wherein at one, the servomotor ( 6 ) facing away, axial end ( 8th ) of the first transmission input shaft ( 4 ) a radially flexible rolling bushing ( 9 ) on a radial flange ( 10 ) of the first transmission input shaft ( 4 ), characterized in that the radial flange ( 10 ) has a larger outer diameter (D) than the inner diameter (D 1 ) of the second transmission input shaft ( 5 ) Has. Überlagerungslenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebeeingangswelle (4) und/oder die zweite Getriebeeingangswelle (5) axial aus Richtung (R) der Getriebeausgangswelle (7) in ein Getriebegehäuse (11) des Überlagerungsgetriebes (2) und in ein Servomotorgehäuse (12) des Servomotors (6) montiert sind.Superposition steering system according to claim 1, characterized in that the first transmission input shaft ( 4 ) and / or the second transmission input shaft ( 5 ) axially from direction (R) of the transmission output shaft ( 7 ) in a transmission housing ( 11 ) of the superposition gearing ( 2 ) and in a Servomotorgehäuse ( 12 ) of the servomotor ( 6 ) are mounted. Überlagerungslenkung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radialflexible Abrollbuchse (9) zusammen mit der zweiten Getriebeeingangswelle (5) in das Getriebegehäuse (11) zur Montage geschoben ist.Superimposed steering system according to one of claims 1 or 2, characterized in that the radially flexible rolling bushing ( 9 ) together with the second transmission input shaft ( 5 ) in the transmission housing ( 11 ) is pushed for assembly. Überlagerungslenkung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die radialflexible Abrollbuchse (9) an dem Radialflansch (10) verschraubt ist.Superimposed steering system according to claim 1 to 3, characterized in that the radially flexible rolling bushing ( 9 ) on the radial flange ( 10 ) is screwed. Überlagerungslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die radialflexible Abrollbuchse (9) mit Schrauben (13) in Umfangsrichtung des Radialflansches (10) festgelegt ist.Superimposed steering system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the radially flexible rolling bushing ( 9 ) with screws ( 13 ) in the circumferential direction of the radial flange ( 10 ). Überlagerungslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die radialflexible Abrollbuchse (9) mit einer Welle-Nabe-Verbindung (14) auf der ersten Getriebeeingangswelle (4) drehfest festgelegt.Superimposed steering system according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the radially flexible rolling bushing ( 9 ) with a shaft-hub connection ( 14 ) on the first transmission input shaft ( 4 ) fixed against rotation. Überlagerungslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle-Nabe-Verbindung (14) durch eine Längskeil-Verbindung, oder durch eine Paßfederverbindung oder durch eine Keilwellenverbindung oder durch eine Zahnwellenverbindung oder durch eine Polygonwellenverbindung oder durch eine Kegelverbindung mit Passfeder gebildet ist.Superimposed steering system according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the shaft-hub connection ( 14 ) is formed by a longitudinal wedge connection, or by a keyway connection or by a splined connection or by a splined shaft connection or by a polygonal shaft connection or by a conical connection with feather key. Überlagerungslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die radialflexible Abrollbuchse (9) mit der ersten Getriebeeingangswelle (4) stoffschlüssig verbunden ist oder einteilig mit dieser gebildet ist.Superimposed steering system according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the radially flexible rolling bushing ( 9 ) with the first transmission input shaft ( 4 ) is integrally connected or formed integrally therewith. Überlagerungslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass alle Lagerstellen der Getriebeausgangswelle (7) und zumindest eine Lagerstelle der zweiten Getriebeeingangswelle (5) im Getriebegehäuse (11) angeordnet sind.Superimposed steering system according to one of claims 1 to 8, characterized in that all bearing points of the transmission output shaft ( 7 ) and at least one bearing point of the second transmission input shaft ( 5 ) in the transmission housing ( 11 ) are arranged.
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