WO2009092545A1 - Überlagerungseinrichtung für fahrzeuglenkung - Google Patents

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WO2009092545A1
WO2009092545A1 PCT/EP2009/000256 EP2009000256W WO2009092545A1 WO 2009092545 A1 WO2009092545 A1 WO 2009092545A1 EP 2009000256 W EP2009000256 W EP 2009000256W WO 2009092545 A1 WO2009092545 A1 WO 2009092545A1
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WO
WIPO (PCT)
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rotor
intermediate piece
steering system
vehicle steering
rotational speed
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PCT/EP2009/000256
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johann Konrad
Ralf Gmünder
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ThyssenKrupp Presta AG
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ThyssenKrupp Presta AG
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Priority to US12/863,014 priority patent/US8235166B2/en
Priority to PL09703135T priority patent/PL2242675T3/pl
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/008—Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear

Definitions

  • the invention relates to a vehicle steering device for motor vehicles with a drive for supporting the steering device, which is connected via a gear arrangement with an output shaft with a steering gear according to the preamble of claim 1.
  • Such drives with a transmission are used in vehicle steering devices for electrically assisted power steering and for speed superposition devices.
  • a servo power is coupled by an electric motor with a downstream reduction gear according to the rash of the steering wheel on the steering shaft or on the transverse rack of the steering system.
  • the force required to steer the steering wheel of the vehicle is reduced.
  • the aid of electronic control means to provide the auxiliary power supply at the right time and according to the desired behavior, for example also correspondingly more when the vehicle is stationary.
  • Such electrically assisted steering aids are therefore increasingly used today.
  • Angle superposition means referred to.
  • Speed superposition and rotational angle overlay are synonyms.
  • a number of systems are known for the formation of auxiliary electric drives with gear assembly for use in the aforementioned arrangements.
  • Speed superimposed gears are often realized by a planetary gear, worm gear or by a harmonic drive gear.
  • DE19996703A1 such an actuator or such a superposition device based on a planetary gear is presented.
  • an actuator is proposed in which an input shaft for coupling to the steering wheel of the steering system and an output shaft for coupling to the steering gear of the steering system and a rotor shaft of an electric motor which is connected to the superposition gear, coupled as a corresponding shaft gear on the basis of a planetary gear are. If the rotor of the electric motor is set in rotation, the rotational speed of the input shaft is superimposed on the rotational speed of the rotor and introduced into the output shaft.
  • the object of the invention is to provide a superposition device for a steering system of a motor vehicle, which allows improved noise reduction in a simple structure.
  • a rotational speed superposition device having an output shaft aligned with the drive shaft in the axial direction thereof, a first carrier assembly rotatably supporting the output shaft and the drive shaft at least partially supported, an auxiliary drive having a rotor operatively connected to a first transmission element of a superposition gear in a rotationally fixed manner , and a second carrier assembly which holds the auxiliary drive and rotatably supports the rotor and is arranged body-fixed, wherein the rotor of the auxiliary drive coaxially surrounds the output shaft and / or drive shaft and the superposition gear with a speed ratio smaller than 1, the speed of the rotor to the rotational speed of the output shaft transfers, between the rotor and the first transmission element, an intermediate piece is arranged such that the rotor with the first transmission element in the direction of rotation exclusively ve with the interposition of the intermediate piece ve rbunden is a direct noise transmission from the rotor to the superposition gear is prevented.
  • the transmission which causes the steering angle superposition
  • a safety brake can be provided, which allows a direct penetration of the steering engagement with the steering pinion in the event of a malfunction.
  • Such safety devices are known in various embodiments in the prior art and therefore need not be further explained here.
  • the solution according to the invention makes it possible to arrange the rotational speed superposition device in a compact manner.
  • the assemblies auxiliary power drive, safety brake and superposition gear are coaxial with each other, but arranged separately.
  • the modules can even be arranged in separate housing parts with a high noise decoupling.
  • the intermediate piece allows compensation of occurring position tolerances.
  • the torque from the rotor of the auxiliary drive with the interposition of the elastomer having elastic and damping properties, on the first gear element of the superposition gear transfer is avoided.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the rotational speed superposition device in a perspective view
  • FIG. 2 shows an embodiment of the rotational speed superimposition device with a cycloidal gear as a superposition gearing in a longitudinal section
  • FIG. 3 shows the rotational speed superimposition device according to FIG. 2 with the subassemblies exploded
  • FIG. 6 shows the electric motor of the rotational speed superimposition device according to FIG. 2 in a perspective view of the coupling side;
  • FIG. 7 shows the transmission assembly of the rotational speed superposition device according to FIG. 2 in a perspective view of the coupling side; FIG. such as
  • Fig. 8 a cycloid gear, as it is for the transmission assembly of
  • Speed superposition device according to FIG. 2 can be used, in a cross section.
  • the rotational speed superposition device in a perspective view with a drive shaft 1 and an output shaft 2, which are arranged coaxially and rotatable about a rotation axis 22.
  • the axis of rotation 22 defines an axial direction, a circumferential direction and, correspondingly, the radial direction to the entire arrangement, to which reference is made below.
  • the speed superposition device has a gear 7 and an equiaxial auxiliary drive 8, which surround the shafts 1 and 2.
  • the speed superposition device as shown in FIGS. 2 and 3, comprises the following components: • the drive shaft 1, with a rotation axis 22;
  • An auxiliary drive 8, 5, 10 which drives a rotor 5, with an axis of rotation 22;
  • a body-mounted second carrier arrangement 11 which carries a stator 10 of the auxiliary drive 8, 5, 10 and rotatably supports the rotor 5 of the auxiliary drive 8, 5, 10 in bearings 20, 21,
  • cam discs 14, 15 Two eccentrically rotatable about the longitudinal axis 22 arranged cam discs 14, 15 with a wave-like outer contour 23, the cams 14, 15 circular, coaxially arranged central opening in the center and, wherein on a concentric circle of the discs, between the central opening and the outer contour is at least two holes 24, are provided;
  • a first carrier 16 rotatably mounted on the drive shaft 1, whose axis is located in the longitudinal axis 8 and is rotatable about this, wherein on the first carrier in a direction parallel to the longitudinal axis 22 driving pins 17 are arranged, which in the holes of the cams 14, 15 engage and roll on the inner surfaces 25 of the holes or slide off;
  • the rotation transmission can also be done via an Oldham coupling or other eccentric compensating coupling.
  • the cam gear can be formed in an alternative embodiment with a single cam or even with more than two cams.
  • the embodiment with two cams, as shown in Figures 2, 3 and 8, is preferred, since in this case a sufficiently strong reduction of the running noise can be achieved even with even easier implementation.
  • An engagement piece 41 of the first gear member 4 and another engagement piece 51 of the rotor 5 form a positive coupling for rotationally fixed drive connection.
  • An intermediate piece 3 is inserted as an attenuator between the engaging pieces 41 and 51.
  • the intermediate piece 3 has an annular base body 30 with a number of radially outwardly facing teeth 31.
  • the teeth 31 are provided with tooth flanks 32, which in this embodiment have a shape similar to an involute. In this case, the center of the involute outside the solicit Vietnamesees of the teeth 31, so in this embodiment, a radial distance from the outer peripheral surface of the annular base body 30. In this way, a uniform load distribution on the teeth 31 and thereby low wear is achieved.
  • the intermediate piece 3 is made in one piece from an elastomer.
  • FIG. 5 shows the coupling of the assemblies from FIG. 2 in a cross section. It can be seen that in the circumferential direction of the engaging pieces 41 and 51 leading or lagging active surfaces are adapted in their surface shape the flanks 32 of the teeth 31, so that a flat system for torque transmission is ensured here.
  • FIG. 6 shows the electric motor of the rotational speed superposition device according to FIG. 2 in a perspective view of the coupling side. Already described components bear the same reference numerals. The configuration of the engagement piece 51 in the manner of a dog clutch is recognizable here. Also shown is the adaptation of the driving surfaces to the shape of the tooth flanks 32 of the intermediate piece. 3
  • FIG. 7 shows the gear assembly of the rotational speed superposition device according to FIG. 2 in a perspective view of the coupling side. Again, the configuration of the engagement piece 41 is shown, which is virtually identical to that of the engagement piece 51.
  • the intermediate piece 3 on guide webs which are arranged instead of the projections 33 on some or all axially facing end surfaces of the intermediate piece 3.
  • the guide webs project beyond the teeth 31 of the intermediate piece by a few millimeters in the axial direction.
  • At least one of the engagement pieces 41 and 51 is then modified accordingly to accommodate the guide webs during assembly can.
  • the guide webs force this positioning already when the motor unit and the gear unit still have a distance in the order of magnitude of the height of the guide webs of each other, so that the positioning can also be visually controlled.
  • a particularly compact embodiment can provide that the engagement pieces 41 and 51 are smaller in diameter than the annular base body 30 of the intermediate piece 3.
  • the teeth of the intermediate piece are then arranged pointing radially inward on the annular base body.
  • This design is particularly compact in diameter, so that in this area of the assembly around the coupling area additional space is available. In this space, for example, an annular sensor element for detecting the rotation angle and the current position of the shaft lying therein can be arranged.

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Abstract

Es wird eine Drehzahlüberlagerungseinrichtung für ein Fahrzeuglenksystem vorgeschlagen, mit einer Abtriebswelle (2), die zur Antriebswelle (1) in deren Achsrichtung (22) ausgerichtet ist, mit einer ersten Trägeranordnung (6), welche die Abtriebswelle (1) und die Antriebswelle (2) mindestens teilweise gelagert drehbar positioniert, einem Hilfsantrieb (5, 10) mit einem Rotor (5), der mit einem ersten Getriebeelement (4) eines Überlagerungsgetriebes (7) wirkmäßig drehfest verbunden ist, und mit einer zweiten Trägeranordnung (11), die den Hilfsantrieb (5, 10) hält und den Rotor (5) drehbar lagert und die karosseriefest angeordnet ist, wobei der Rotor (5) des Hilfsantriebes (5, 10) koaxial die Abtriebswelle (1) und/oder Antriebswelle (2) umschliesst, und wobei das Überlagerungsgetriebe (7) mit einer Drehzahlübersetzung kleiner 1 die Drehzahl des Rotors (7) auf die Drehzahl der Abtriebswelle (2) überträgt. Eine verbesserte Geräuschdämpfung wird erreicht, weil zwischen dem Rotor (5) und dem ersten Getriebeelement (4) ein Zwischenstück (3) angeordnet ist derart, dass der Rotor (5) mit dem ersten Getriebeelement (4) in Drehrichtung ausschliesslich unter Zwischenschaltung des Zwischenstücks (3) wirkmäßig verbunden ist.

Description

Überlagerungseinrichtung für Fahrzeuglenkung
Beschreibung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeuglenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem Antrieb zur Unterstützung der Lenkvorrichtung, der über eine Getriebeanordnung mit einer Abtriebswelle mit einem Lenkgetriebe verbunden ist gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Antriebe mit einem Getriebe werden in Fahrzeuglenkvorrichtungen eingesetzt für elektrisch unterstützte Lenkhilfen und für Drehzahlüberlagerungseinrichtungen.
Bei der elektrisch unterstützten Lenkhilfe wird eine Servokraft von einem Elektromotor mit nachgeschaltetem Untersetzungsgetriebe entsprechend dem Ausschlag des Lenkrades auf die Lenkwelle oder auf die quer liegende Zahnstange des Lenksystems eingekoppelt. Dadurch wird der Kraftaufwand am Steuerrad zur Lenkung des Fahrzeuges verringert. Es ist auch möglich, mit Hilfe elektronischer Steuermittel das Hilfskraftangebot zum richtigen Zeitpunkt und nach gewünschtem Verhalten bereitzustellen, beispielsweise auch entsprechend stärker bei still stehendem Fahrzeug. Derartige elektrisch unterstützte Lenkhilfen werden deshalb heute vermehrt eingesetzt.
Ein weiterer wichtiger Einsatzbereich derartiger Elektromotor - Getriebeanordnungen in Lenksystemen betrifft insbesondere die Drehzahlüberlagerungseinrichtung mit Hilfsantrieb für ein Lenksystem für nicht spurgebundene Kraftfahrzeuge, die die Drehzahlen des Hilfsantriebes und der Steuereingriffe am Steuerrad durch den Fahrer überlagert und auf die Lenkbewegung der Räder überträgt.
Derartige Drehzahlüberlagerungseinrichtungen werden im Stand der Technik, soweit sie für Lenkungssysteme angewendet werden, auch als
Drehwinkelüberlagerungseinrichtungen bezeichnet. Drehzahlüberlagerung und Drehwinkelüberlagerung sind Synonyme. Im Stand der Technik sind eine Reihe Systeme bekannt zur Ausbildung von elektrischen Hilfsantrieben mit Getriebeanordnung für den Einsatz in vorerwähnten Anordnungen.
Für einen spielfreien Antrieb ist ein Zykloidengetriebe mit großem Untersetzungsverhältnis aus der Patentschrift DE 600 469 bekannt. Hierbei ist als Vorteil eine unmittelbare, direkte gleichachsige Kopplung des Antriebmotors mit dem Getriebe vorgesehen. Eine Entkopplung der Antriebswelle von der Getriebeeingangswelle ist nicht vorgesehen.
Drehzahlüberlagerungsgetriebe werden oft durch ein Planetengetriebe, Schneckenradgetriebe oder auch durch ein Harmonic-Drive Getriebe realisiert.
In der gattungsbildenden DE19996703A1 wird ein derartiges Stellglied bzw. eine derartige Überlagerungseinrichtung auf Basis eines Planetengetriebes vorgestellt. In der DE19996703A1 wird ein Stellglied vorgeschlagen, bei dem eine Eingangwelle zum Ankoppeln an das Lenkrad des Lenksystems und eine Ausgangswelle zum Ankoppeln an das Lenkgetriebe des Lenksystems und eine Rotorwelle eines Elektromotors, die mit dem Überlagerungsgetriebe verbunden ist, als entsprechendes Wellengetriebe auf Basis eines Planetengetriebes gekoppelt sind. Wird der Rotor des Elektromotors in Drehung versetzt, so wird die Drehzahl der Eingangswelle mit der Drehzahl des Rotors überlagert in die Ausgangswelle eingeleitet.
In der WO2007038884 sind weitere Varianten von Überlagerungseinrichtungen vorgestellt, wobei verschiedene Getriebetypen dargestellt sind. Die Anmeldung offenbart entsprechende Systeme, in Figur 3 auf Basis eines Harmonic-Drive Getriebes, in Figuren 4, 5 auf Basis eines Kronenradgetriebes, in Figur 6 auf Basis eines Taumelgetriebes.
Allen vorgenannten Getrieben ist gemein, dass der Rotor des Hilfsantriebs mit einem ersten Getriebeelement der Überlagerungseinrichtung gekoppelt ist.
Nachteil aller vorgenannten Beispiele aus dem Stand der Technik ist, dass ihr Betrieb mit einer erheblichen unerwünschten Geräuschbelastung verbunden ist.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überlagerungseinrichtung für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeuges bereit zu stellen, das eine verbesserte Geräuschreduktion bei einem einfachen Aufbau ermöglicht. Lösungsansatz
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Drehzahlüberlagerungseinrichtung für ein Fahrzeuglenksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Weil bei einer Drehzahlüberlagerungseinrichtung mit einer Abtriebswelle, die zur Antriebswelle in deren Achsrichtung ausgerichtet ist, einer ersten Trägeranordnung, welche die Abtriebswelle und die Antriebswelle mindestens teilweise gelagert drehbar positioniert, einem Hilfsantrieb mit einem Rotor, der mit einem ersten Getriebeelement eines Überlagerungsgetriebes wirkmäßig drehfest verbunden ist, und einer zweiten Trägeranordnung, die den Hilfsantrieb hält und den Rotor drehbar lagert und karosseriefest angeordnet ist, wobei der Rotor des Hilfsantriebes koaxial die Abtriebswelle und/oder Antriebswelle umschließt und das Überlagerungsgetriebe mit einer Drehzahlübersetzung kleiner 1 die Drehzahl des Rotors auf die Drehzahl der Abtriebswelle überträgt, zwischen dem Rotor und dem ersten Getriebeelement ein Zwischenstück derart angeordnet ist, dass der Rotor mit dem ersten Getriebeelement in Drehrichtung ausschliesslich unter Zwischenschaltung des Zwischenstücks wirkmäßig verbunden ist, wird eine direkte Geräuschübertragung von dem Rotor auf das Überlagerungsgetriebe verhindert. Durch die erfindungsgemässe Lösung wird das Getriebe, das die Lenkwinkelüberlagerung bewirkt, vom Hilfsantrieb, der bevorzugt als ein elektrischer Hilfsantrieb, weiter bevorzugt auf Basis eines permanenterregten bürstenlosen Elektromotors ausgebildet ist, geräuschmäßig getrennt.
Zusätzlich zum Getriebe und dem Hilfsantrieb kann eine Sicherheitsbremse vorgesehen sein, die im Störungsfall einen direkten Durchgriff des Lenkeingriffs auf das Lenkritzel ermöglicht. Derartige Sicherheitseinrichtungen sind in verschiedenen Ausführungsformen im Stand der Technik bekannt und brauchen daher hier nicht näher erläutert zu werden.
Die erfindungsgemässe Lösung ermöglicht, die Drehzahlüberlagerungseinrichtung kompakt anzuordnen. Dabei sind die Baugruppen Hilfskraftantrieb, Sicherheitsbremse und Überlagerungsgetriebe koaxial zueinander, jedoch voneinander getrennt angeordnet. Die Baugruppen können sogar in separaten Gehäuseteilen mit einer hohen Geräuschentkopplung angeordnet sein. Das Zwischenstück ermöglicht einen Ausgleich von auftretenden Lagetoleranzen.
Weiter wird durch die erfindungsgemässe Lösung das Drehmoment vom Rotor des Hilfsantriebs unter Zwischenschaltung des Elastomers, das elastische und dämpfende Eigenschaften aufweist, auf das erste Getriebeelement des Überlagerungsgetriebes übertragen. Dadurch ist ein direkter metallischer Kontakt zwischen korrespondierenden Oberflächen an Rotor und Getriebeelement, über die ein Drehmoment übertragen werden soll, vermieden.
Figurenbeschreibung
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 : eine Ausführung der Drehzahlüberlagerungseinrichtung in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 2: eine Ausführung der Drehzahlüberlagerungseinrichtung mit einem Zykloidengetriebe als Überlagerungsgetriebe in einem Längsschnitt;
Fig. 3: die Drehzahlüberlagerungseinrichtung gemäß Fig. 2 mit auseinandergezogenen Baugruppen;
Fig. 4: ein Zwischenstück für die Kupplung in einer perspektivischen Darstellung; Fig. 5: die Kupplung der Baugruppen aus Fig. 2 in einem Querschnitt;
Fig. 6: den Elektromotor der Drehzahlüberlagerungseinrichtung gemäß Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht der Kupplungsseite;
Fig. 7: die Getriebebaugruppe der Drehzahlüberlagerungseinrichtung gemäß Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht der Kupplungsseite; sowie
Fig. 8: ein Zykloidengetriebe, wie es für die Getriebebaugruppe der
Drehzahlüberlagerungseinrichtung gemäß Fig. 2 verwendet werden kann, in einem Querschnitt.
Die Figur 1 zeigt eine Ausführung der Drehzahlüberlagerungseinrichtung in einer perspektivischen Darstellung mit einer Antriebswelle 1 und einer Abtriebswelle 2, die koaxial angeordnet und um eine Drehachse 22 drehbar sind. Die Drehachse 22 definiert für die gesamte Anordnung eine Axialrichtung, eine Umfangsrichtung und entsprechend die Radialrichtung, auf die nachfolgend Bezug genommen wird. Die Drehzahlüberlagerungseinrichtung weist ein Getriebe 7 und einen gleichachsigen Hilfsantrieb 8 auf, die die Wellen 1 und 2 umgeben.
In den Figuren 2, 3 und 8 ist die Drehzahlüberlagerungseinrichtung näher dargestellt.
Die Drehzahlüberlagerungseinrichtung, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt umfasst folgende Komponenten: • die Antriebswelle 1 , mit einer Drehachse 22;
• die Abtriebswelle 2, mit einer Drehachse 22;
• einen Hilfsantrieb 8, 5, 10 der einen Rotor 5, mit einer Drehachse 22, antreibt;
• ein Zwischenstück 3
• ein erstes Getriebeelement 4
• einer karosseriefeste zweite Trägeranordnung 11 , die einen Stator 10 des Hilfsantriebs 8, 5, 10 trägt und den Rotor 5 des Hilfsantriebs 8, 5, 10 in Lagern 20, 21 drehbar lagert,
• eine separate erste Trägeranordnung 6, die die Antriebswelle 1 , die Abtriebswelle 2 und das erste Getriebeelement 4, in Lagern 19 drehbar lagert;
• Zwei um die Längsachse 22 exzentrisch rotierbar angeordnete Kurvenscheiben 14, 15 mit einer wellenartigen Aussenkontur 23, wobei die Kurvenscheiben 14, 15 kreisrunde, koaxial angeordnete Zentralöffnung im Zentrum aufweisen und, wobei auf einem konzentrischen Teilkreis der Scheiben, der zwischen der Zentralöffnung und der Aussenkontur liegt, sind mindestens zwei Bohrungen 24, vorgesehen sind;
• einen ersten Träger 16, drehfest angeordnet an der Antriebswelle 1 , dessen Achse in der Längsachse 8 liegt und um diese rotierbar ist, wobei an dem ersten Träger in paralleler Richtung zur Längsachse 22 Mitnehmerbolzen 17 angeordnet sind, welche in die Bohrungen der Kurvenscheiben 14, 15 eingreifen und an den Innenflächen 25 der Bohrungen abwälzen bzw. abgleiten;
• einen zweiten Träger 18 angeordnet an der Abtriebswelle 2, dessen Achse in der Längsachse 22 liegt und um diese rotierbar ist, wobei an dem zweiten Träger in paralleler Richtung zur Längsachse 22 radial beabstandet auf einem konzentrisch zur Längsachse liegenden Teilkreis Aussenbolzen 19 angeordnet sind, an denen sich die wellenförmige Aussenkontur 23 der Kurvenscheiben 14, 15 durch die exzentrische radial taumelnde Bewegung abwälzt; wobei der Rotor 5 koaxial drehbar um die Antriebswelle 1 und die gemeinsame Längsachse 22 gelagert angeordnet und mit dem Hilfsantrieb 8, 5, 10 wirkverbunden ist und der Rotor 5 über das Zwischenstück 3 mit dem ersten Getriebeelement 4 in Drehrichtung wirkverbunden ist und wobei das erste Getriebeelement 4 für jede Kurvenscheibe 14, 15 einen dieser zugeordneten Exzenter 12, 13 mit einer Exzentrizität 26 gegenüber der Längsachse 22 trägt und der Exzenter 12, 13 in die Zentralöffnungen der jeweils zugeordneten Kurvenscheibe 14, 15 eingreift, um eine um die Längsachse 22 rotierenden lateral taumelnden Bewegung der zugeordneten Kurvenscheiben 14, 15 zu bewirken, wobei die Antriebs- und die Abtriebswelle 1 , 2 und das erste Getriebeelement 4 mit einem Drehzentrum in einer einzigen Längsachse 22 angeordnet sind.
Als Äquivalent für die Drehübertragung zwischen der Antriebswelle 1 und der sich lateral taumelnd bewegenden Kurvenscheibe 14, 15 vermittels der Bohrungen und den Mitnehmerbolzen 17, 19 kann die Drehübertragung auch über eine Oldham-Kupplung oder eine andere Exzentrizitäten ausgleichende Kupplung erfolgen.
Das Kurvenscheibengetriebe kann in einer alternativen Ausführungsform mit einer einzelnen Kurvenscheibe oder aber auch mit mehr als zwei Kurvenscheiben ausgebildet werden. Die Ausführung mit zwei Kurvenscheiben, wie in den Figuren 2, 3 und 8 dargestellt, wird bevorzugt, da hierbei eine genügend starke Verminderung der Laufgeräusche auch bei noch einfacher Realisierung erreicht werden kann.
Ein Eingriffsstück 41 des ersten Getriebeglieds 4 und ein weiteres Eingriffsstück 51 des Rotors 5 bilden eine formschlüssige Kupplung zur drehfesten antriebsmäßigen Verbindung. Ein Zwischenstück 3 ist als Dämpfungsglied zwischen die Eingriffsstücke 41 und 51 eingesetzt.
Die Figur 4 zeigt das Zwischenstück 3 für die Kupplung in einer perspektivischen Darstellung. Das Zwischenstück 3 weist einen ringförmigen Grundkörper 30 mit einer Anzahl radial nach außen weisender Zähne 31 auf. Die Zähne 31 sind mit Zahnflanken 32 versehen, die in diesem Ausführungsbeispiel eine Form ähnlich einer Evolvente aufweisen. Dabei liegt der Mittelpunkt der Evolvente außerhalb des Fußkreises der Zähne 31 , also in diesem Ausführungsbeispiel einem radialen Abstand von der äußeren Umfangsfläche des ringförmigen Grundkörpers 30. Hierdurch wird eine gleichförmige Lastverteilung auf die Zähne 31 und dadurch ein geringer Verschleiß erreicht.
Etwa mittig auf den in Axialrichtung weisenden Stirnflächen der Zähne sind zumindest auf einer Seite Vorsprünge als Distanzhalter 33 angeordnet. Diese Vorsprünge 33 liegen in Axialrichtung an den benachbarten Wellen an, genauer gesagt bewirken sie einen gewissen axialen Abstand zwischen den Eingriffstücken 51 des Rotors 5 und den Eingriffstücken 41 des ersten Getriebeglieds 4 und verhindern dadurch auch einen flächigen Kontakt der Wellen mit dem Zwischenstück 3, welcher im Betrieb Reibung und Verschleiß verursachen könnte. Dadurch ist auch ein vollflächiges Verquetschen des Zwischenstücks verhindert, so dass Wärmeausdehnungsunterschiede oder Toleranzen gut aufgenommen werden können. Das Zwischenstück 3 ist einstückig aus einem Elastomer gefertigt.
Die Figur 5 zeigt die Kupplung der Baugruppen aus Fig. 2 in einem Querschnitt. Es ist ersichtlich, dass die in Umfangsrichtung der Eingriffsstücke 41 bzw. 51 voreilenden bzw. nacheilenden Wirkflächen in ihrer Oberflächenform den Flanken 32 der Zähne 31 angepasst sind, so dass auch hier eine flächige Anlage zur Drehmomentübertragung gewährleistet ist.
Die Figur 6 zeigt den Elektromotor der Drehzahlüberlagerungseinrichtung gemäß Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht der Kupplungsseite. Bereits beschriebene Bauelemente tragen gleiche Bezugsziffern. Die Ausgestaltung des Eingriffsstücks 51 nach Art einer Klauenkupplung ist hier erkennbar. Ebenfalls dargestellt ist die Anpassung der treibenden Flächen an die Form der Zahnflanken 32 des Zwischenstücks 3.
Die Figur 7 zeigt die Getriebebaugruppe der Drehzahlüberlagerungseinrichtung gemäß Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht der Kupplungsseite. Auch hier ist die Ausgestaltung des Eingriffsstücks 41 dargestellt, die praktisch identisch mit derjenigen des Eingriffstücks 51 ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, weist das Zwischenstück 3 Führungsstege auf, die anstelle der Vorsprünge 33 auf einigen oder allen in Axialrichtung weisenden Stirnflächen des Zwischenstücks 3 angeordnet sind. Die Führungsstege überragen die Zähne 31 des Zwischenstücks um einige Millimeter in Axialrichtung. Wenigstens eines der Eingriffstücke 41 und 51 ist dann entsprechend modifiziert, um die Führungsstege bei der Montage aufnehmen zu können. Durch diese Führungsstege ist bei der Montage der Motoreinheit und der Getriebeeinheit an einander sichergestellt, dass das Einführen des Zwischenstücks in das gegenüber liegende Eingriffstück so erfolgt, dass eine korrekte Positionierung bereits vor dem endgültigen Zusammenfügen des Getriebes 7 und des Hilfsantriebs 8 erfolgen muss. Die Führungsstege erzwingen diese Positionierung bereits dann, wenn die Motoreinheit und die Getriebeeinheit noch einen Abstand in der Größenordnung der Höhe der Führungsstege von einander aufweisen, so dass die Positionierung auch optisch kontrolliert werden kann. Weiter kann eine besonders kompakte Ausführungsform vorsehen, dass die Eingriffstücke 41 und 51 im Durchmesser kleiner sind als der ringförmige Grundkörper 30 des Zwischenstücks 3. Bei dieser Alternative sind die Zähne des Zwischenstücks dann radial nach Innen weisend an dem ringförmigen Grundkörper angeordnet. Diese Ausführung ist im Durchmesser besonders kompakt, so dass in diesem Bereich der Baugruppe um den Kupplungsbereich herum zusätzlicher Bauraum verfügbar wird. In diesem Bauraum kann beispielsweise ein ringförmiges Sensorelement zur Erfassung des Drehwinkels und der aktuellen Position der darin liegenden Welle angeordnet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Drehzah!über!agerungseinrichtung für ein Fahrzeuglenksystem mit einer Abtriebswelle (2), die zur Antriebswelle (1 ) in deren Achsrichtung (22) ausgerichtet ist, mit einer ersten Trägeranordnung (6), welche die Abtriebswelle
(2) und die Antriebswelle (1) mindestens teilweise gelagert drehbar positioniert, einem Hilfsantrieb (5, 10) mit einem Rotor (5), der mit einem ersten Getriebeelement (4) eines Überlagerungsgetriebes (7) wirkmäßig drehfest verbunden ist, und mit einer zweiten Trägeranordnung (11 ), die den Hilfsantrieb (5, 10) hält und den Rotor (5) drehbar lagert und die karosseriefest angeordnet ist, wobei der Rotor (5) des Hilfsantriebes (5, 10) koaxial die Abtriebswelle (2) und/oder Antriebswelle (1 ) umschliesst, und wobei das Überlagerungsgetriebe (7) mit einer Drehzahlübersetzung kleiner 1 die Drehzahl des Rotors (5) auf die Drehzahl der Abtriebswelle (2) überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rotor (5) und dem ersten Getriebeelement (4) ein Zwischenstück
(3) angeordnet ist derart, dass der Rotor (5) mit dem ersten Getriebeelement (4) in Drehrichtung ausschliesslich unter Zwischenschaltung des Zwischenstücks (3) wirkmäßig verbunden ist.
2. Drehzahlüberlagerungseinrichtung für ein Fahrzeuglenksystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (3) aus einem Werkstoff mit elastischen und dämpfenden Eigenschaften, insbesondere aus einem Elastomer oder einem Kunststoff mit elastischen dämpfenden Eigenschaften gebildet ist.
3. Drehzahlüberlagerungseinrichtung für ein Fahrzeuglenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (3) einen ringförmigen Grundkörper (30) und eine Anzahl radial nach außen weisender Zähne (31 ) aufweist.
4. Drehzahlüberlagerungseinrichtung für ein Fahrzeuglenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (3) Zähne (31 ) mit konvexen Zahnflanken (32) nach Art einer Evolventenverzahnung aufweist.
5. Drehzahlüberlagerungseinrichtung für ein Fahrzeuglenksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken (32) des Zwischenstücks (3) einen Krümmungsmittelpunkt aufweisen, der radial außerhalb des Fußkreises der Zähne (31 ) liegt.
6. Drehzahlüberlagerungseinrichtung für ein Fahrzeuglenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebeelement (4) ein Eingriffsstücke (41 ) trägt, und dass der Rotor (5) ein zweites Eingriffsstück (51 ) trägt, wobei die Eingriffsstücke (41 , 51) mit Klauen versehen als formschlüssige Kupplung versehen sind.
7. Drehzahlüberlagerungseinrichtung für ein Fahrzeuglenksystem Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffsstücke (41 , 51 ) mit konkaven Wirkflächen versehen sind, die komplementär zu den konvexen Zahnflanken (32) des Zwischenstücks (3) ausgebildet sind.
8. Drehzahlüberlagerungseinrichtung für ein Fahrzeuglenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (3) zumindest auf einer Seite mit in Axialrichtung auf den Zähnen (31 ) angeordneten Distanzhaltern (33) versehen ist.
9. Drehzahlüberlagerungseinrichtung für ein Fahrzeuglenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück eine geradzahlige Anzahl von Zähnen (31 ) aufweist, insbesondere acht Zähne (31 ).
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