CN103562020B - 具有防盗锁的电辅助的伺服转向装置 - Google Patents

具有防盗锁的电辅助的伺服转向装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103562020B
CN103562020B CN201280022731.5A CN201280022731A CN103562020B CN 103562020 B CN103562020 B CN 103562020B CN 201280022731 A CN201280022731 A CN 201280022731A CN 103562020 B CN103562020 B CN 103562020B
Authority
CN
China
Prior art keywords
steering
armature
yoke
electromagnetic brake
brake
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201280022731.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103562020A (zh
Inventor
朱利安·桑德霍尔策
马克斯·奥特勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Presta AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Presta AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Presta AG filed Critical ThyssenKrupp Presta AG
Publication of CN103562020A publication Critical patent/CN103562020A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103562020B publication Critical patent/CN103562020B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62B—HAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
    • B62B1/00—Hand carts having only one axis carrying one or more transport wheels; Equipment therefor
    • B62B1/10—Hand carts having only one axis carrying one or more transport wheels; Equipment therefor in which the load is intended to be transferred totally to the wheels
    • B62B1/16—Hand carts having only one axis carrying one or more transport wheels; Equipment therefor in which the load is intended to be transferred totally to the wheels involving tiltably-mounted containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/01—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens
    • B60R25/02—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens operating on the steering mechanism
    • B60R25/021—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens operating on the steering mechanism restraining movement of the steering column or steering wheel hub, e.g. restraining means controlled by ignition switch
    • B60R25/02105—Arrangement of the steering column thereof
    • B60R25/02107—Arrangement of the steering column thereof comprising overload clutching means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/01—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens
    • B60R25/02—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens operating on the steering mechanism
    • B60R25/021—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens operating on the steering mechanism restraining movement of the steering column or steering wheel hub, e.g. restraining means controlled by ignition switch
    • B60R25/02147—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens operating on the steering mechanism restraining movement of the steering column or steering wheel hub, e.g. restraining means controlled by ignition switch comprising a locking member having other than linear, axial or radial motion, e.g. rotatable; Steering column locking using balls, rollers or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • 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
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • 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
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0409—Electric motor acting on the steering column
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T70/00—Locks
    • Y10T70/50—Special application
    • Y10T70/5611—For control and machine elements
    • Y10T70/5646—Rotary shaft
    • Y10T70/565—Locked stationary

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及一种转向系统，所述转向系统具有在方向盘（1）和转向小齿轮（4）之间的呈转向轴（2）的形式的不能中断的机械的强制联接装置并且具有电助力装置，其中电动机（14）经由减速器（11，12）将其辅助力导入到转向系统中。设有能切换的电磁制动器（47），所述电磁制动器在关闭的切换状态下将电动机的马达轴（41）以摩擦接合的方式相对于固定至车身的马达壳体（10）锁止并且在打开的切换状态下将马达轴（41）释放，使得所述马达轴能够以固定的减速比随转向轴（2）转动。

Description

具有防盗锁的电辅助的伺服转向装置
技术领域
本发明涉及一种转向系统，所述转向系统具有在方向盘和转向小齿轮之间的呈转向轴的形式的不能中断的机械的强制联接装置并且具有辅助轴，所述辅助轴经由减速器与转向轴抗扭地联接。这种转向系统尤其作为具有电助力装置的转向系统已知，其中电动机经由减速器将其辅助力导入到转向传动装置中。尤其地，减速器能够构成为蜗轮传动装置。这种蜗轮传动装置优选地设置在转向盘和转向小齿轮到齿条中的接合部之间的转向支路中。具有所述结构的转向装置被称作“columnpowerassistedsteeringsystems，杆动力辅助转向系统”或COLPAS。
背景技术
对具有或不具有助力装置的这种转向系统的通常的要求在于，提供一种防盗锁，所述防盗锁确保将转向杆的转动锁定直至能预设的转矩。在现有技术中，对此存在一系列的解决方案。
EP1568554B1示出用于锁定的解决方案，其中使用锁止星状件，所述锁止星状件能够与外壳单元通过锁止销而锁止并且所述锁止星状件在超过预设转矩的情况下滑动到转向杆上。以所述方式确保，一方面转向杆在偷窃的情况下不能够通过过高的转矩受到损坏，并且另一方面转向杆的转动仅在使用相应高的预设的转矩的情况下是可能的。因此，能够阻止车辆的受控制的转向并且满足防盗锁的目的。
然而，所述解决方案的缺点是，制动力必须针对相对高的在大约100Nm至300Nm的范围中的转矩来设计。相应地，由锁止销和锁止星状件组成的锁止系统必须坚固且耗费地构造。
因此，在DE60306694T2中提出，借助电磁致动器操作的锁止设备能够在接合部段上接合，所述接合部段设置在伺服马达的轴上或与所述轴抗扭地连接的轴上。不能够从该申请中得到机械的过载保护，使得在错用情况下，转向杆能够经受非常大的转矩。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种防盗锁，所述防盗锁的结构是尽可能简单且紧凑的，尽管如此仍能满足在上文中描述的要求。
所述目的由根据本发明的转向装置来实现。
基于如下转向系统，所述转向系统具有在方向盘和转向小齿轮之间的呈转向轴的形式的不能中断的机械的强制联接装置并且具有经由减速器与转向轴抗扭地联接的辅助轴，所述目的通过下述方式实现：设有能切换的电磁制动器，所述电磁制动器在关闭的切换状态下将辅助轴以摩擦接合的方式相对于固定至车身的保持件锁止，并且所述电磁制动器在打开的切换状态下将辅助轴释放，使得所述辅助轴能够以固定的减速比随转向轴转动，其中所述电磁制动器具有固定至车身的轭部和能够随所述辅助轴转动的衔铁，其中借助于电磁力，能够产生所述衔铁和所述轭部之间的摩擦接合，其中所述衔铁本身弹性地构成，其中衔铁盘在相应于所述电磁制动器的打开位置的松弛位置中具有锥形的形状并且所述衔铁盘在磁力影响的情况下能够转变成引起所述电磁制动器的关闭位置的平坦的形状。
本发明尤其能够用于转向系统，其中辅助轴通过电助力装置的伺服马达的马达轴形成或者与电助力装置的伺服马达的马达轴抗扭地联接，所述电助力装置经由减速器将辅助力矩导入到转向系统中。在此，有利地，固定至车身的保持件通过电助力装置的伺服马达的以固定至车身的方式设置的马达壳体形成。在此，抗扭的联接又理解成，两个抗扭地联接的轴的转速不必相等。
电磁制动器能够用在下文中描述的不同的实施方案中。实施方案包括称作衔铁板或衔铁盘的器件。作为不同的实施方案的总称在下文中选择名称衔铁。制动器仅具有防盗锁的功能并且不具有在电动机发生故障的情况下的安全制动器的作用。制动器能够由控制装置控制，使得仅在机动车的静止状态中和在驱动机械停止时可能将制动器切换到关闭状态中。保持件是固定至车身的，并且在通过没有详细示出的传动装置的传动构造来锁止辅助轴的情况下，同样将转向杆的转动锁止。
通过经由磁力实现衔铁和轭部之间的摩擦接合的方式，实现制动器的必需的锁止力矩。在此，为了实现衔铁和轭部之间的准确的限定的摩擦数值，能够设有摩擦衬面或者增加静摩擦的覆层。
优选地，减速器实施成蜗轮蜗杆传动装置。
能够设有弹簧，所述弹簧将电磁制动器预紧到打开位置中。
传动装置能够是同轴的传动装置，所述同轴的传动装置允许尤其紧凑的结构方式。
那么，在转向系统具有电助力装置的情况下，电动机借助其包围转向杆的输出轴来相应地驱动传动装置，以便提供伺服辅助。优选地，在背离传动侧的端部上，在电动机的输出轴上固定制动器。因为传动装置壳体和制动器设置成固定至车身，马达轴和转向杆轴以能够转动的方式相对于制动器和壳体支承。
衔铁在一个优选的实施方案中以本身弹性的方式构成为制动盘，使得不需要单独的弹簧来释放制动盘。
电磁制动器能够由适合的封装件来屏蔽以抵抗外部的磁场，使得电磁制动器既不可能无意地通过干扰影响、也不可能误用地通过借助外部场的操作而释放。
选择性地，附件地在衔铁中或者在磁轭中设有永磁体，所述永磁体对任意时间点产生磁场。
在此，永磁体的磁力设计成，使得所述磁力不足以引起衔铁和轭部之间的轴向运动以及关闭间隙从而将制动器转变到关闭状态中。因此，在制动器关闭的情况下，然而制动力矩通过持久磁体的附加的磁力有利地增大。
通过针对优化的磁通量而相应地设计衔铁和轭部或壳体部分和轴，能够在衔铁和轭部之间产生更大的引力。
附图说明
在下文中根据附图详细描述本发明的实施例。附图示出：
图1示出机电转向系统的示意立体图；
图2示出贯穿用于根据图1的转向系统的伺服驱动装置的纵剖面的示意图；
图3示出在锁止位置中的类似于图2的具有另外的防盗锁的纵剖面；
图4示出在打开位置中的图3中的细节IV的放大图；
图5示出贯穿具有防盗锁的另外的实施方案的伺服驱动器的纵剖面；
图6示出图5中的细节V的第一切换位置；
图7示出图5中的细节V的第二切换位置；
图8示出制动盘的立体图；
图9示出从背侧看去的图8中的制动盘；以及
图10示出相应于图8和图9的具有能弹性变形的区域的制动盘。
具体实施方式
图1示出用于具有方向盘1的机动车的转向系统，所述转向系统与上部的转向轴2抗扭地连接。上部的转向轴2经由万向节或类似的抗扭的连接件与下部的转向轴3连接，所述下部的转向轴最终与转向小齿轮4连接。因此，方向盘1的转动引起小齿轮4的同向且同速的转动。
小齿轮4以已知的方式与齿条5啮合，所述齿条以可移动的方式支承在转向壳体6中。齿条5在其自由端部上与转向横拉杆7连接，所述转向横拉杆7在齿条5在转向壳体6中的轴向运动的情况下最终使机动车的能转向的车轮8偏转。
上部的转向轴2以已知的方式以轴向和径向可调整的方式支承在托架9中。托架9固定至车身并且此外支承具有直接作用到上部的转向轴2上的伺服驱动装置的壳体10。伺服驱动装置用于减小施加在方向盘1上的用于车轮8的偏转所必需的转矩。根据本发明的转向系统不是所谓的叠加转向装置，在所述叠加转向装置中，上部的转向轴2和小齿轮4之间的分离是可能的以用于叠加附加的转向角。直到万向节和可能的基于扭转弹簧的转矩传感器上，在方向盘1和在4处的方向盘之间出现旋转刚性的连接。
在图2中示出伺服驱动装置的一个实施例，所述伺服驱动装置能够设置在图1中的壳体10中。
图2示出贯穿上部的转向轴2的横截面，在所述上部的转向轴上抗扭地设置有蜗轮11。蜗轮11与蜗杆12接合，所述蜗杆经由优选为弹性的连接件13与仅示意示出的伺服马达14的马达轴141抗扭地联接。因此，对伺服马达14通电引起蜗杆12的转动，借助相应的减速，引起转向轴2的转动。通过蜗轮11和蜗杆12的啮合来预设的减速应用在本发明的范围中。在蜗杆11的与联接器13相对置的端部上，所述蜗杆设有轴端15，所述轴端以没有示出的方式支承在壳体10中。壳体10固定在机动车车身上。壳体能够是一件式的或多件式的。轴端15在与蜗杆12相邻的区域16中是非圆的并且以抗扭的、但是轴向可移动的方式支承衔铁板17，所述衔铁板以旋转对称的方式构成为圆盘形的。衔铁板17由螺旋弹簧18朝向伺服马达14的方向挤压。壳体19还承载磁轭19，所述磁轭固定在壳体10中。因此，与衔铁板17相反，磁轭19在对电动机14通电的情况下不一起转动。磁轭19以旋转对称的方式构成为环形的并且在朝向衔铁板17的端面20中具有环形的凹部，在所述凹部中插入电磁体的线圈21。全部的布置在根据优选的实施形式的实例中基本上构成为相对于轴线20是旋转对称的，所述轴线也与电动机14的转动轴线一致。
磁轭19在横截面中从轴线20至壳体10在径向方向上大致U形地构成，其中在U的两个自由侧边之间插入线圈21并且U朝向衔铁板17打开。
由衔铁板17和磁轭19组成的装置由能交变磁化的材料、尤其由具有高的抗磁力的铁磁的或亚铁磁的材料制成，使得在所述组件磁化时保留高的剩磁。在此，能够考虑和可行的是，示出由不同的材料制成的衔铁板。也不必需的是，整个衔铁板17和/或磁轭始终由能交变磁化的材料制造。十分重要的是构成足够强的磁场。通过所述材料选择，所述组件适合于用作用于蜗杆12的制动器。这在下文中详细地描述。
在示出的位置中，在衔铁板17和磁轭19之间不存在接触。蜗杆12在其轴端15上以能够自由转动的方式支承在(没有示出的)轴承中。因此，对电动机14通电引起蜗杆12的转动，所述蜗杆在其非圆的横截面的区域16中使衔铁板17一起转动。同时，经由啮合，蜗轮11进而上部的转向轴12也转动。电动机14以所述方式与调节装置相关地在转向运动时辅助驾驶者，所述转向运动通过导入到方向盘1中的手动力矩来触发。
当机动车不运行时，此外，必须根据法律规章将转向装置锁止以用作防盗锁。那么，锁止在所述规章的范围中在下述情况下出现：转向轴2直到确定的根据预设在100Nm至300Nm的范围中的最小转矩不能够转动。根据防盗锁的实施方案，在转矩更高的情况下，防盗锁能够滑动，但是其中防盗锁不能够解锁，使得机动车的目的明确的可转向性是不可能的。
为了实现对转向轴2的这种锁定，线圈21加载有电流。线圈21用作为电磁体并且在盆形的磁轭19中产生磁场，所述磁场的场线在与衔铁板17相反的端侧20上在线圈21之外离开并且在线圈21之内、在螺旋弹簧21附近再次进入。根据线圈21中的电流方向，场线的方向也能够反转。场线以已知的方式进入到衔铁板17中并且努力将衔铁板17和磁轭19之间的间隙22减小。衔铁板17被磁性地朝着磁轭19吸引，使得磁路闭合。器件之间的磁引力在此克服螺旋弹簧18的对抗力。
在衔铁板17贴靠在磁轭19上时，能够切断通过线圈21的电流。在对磁轭19进行适当的材料选择的情况下，在切断电流之后剩余的剩磁大到使得出现永久磁场，所述永久磁场持久地将衔铁板17朝向磁轭19吸引。以所述方式，出现摩擦接合的联接，所述联接的保持力矩能够计算出来。从减去螺旋弹簧18的力的、衔铁板17和磁轭19之间的磁引力中并且从衔铁板17和磁轭19之间的摩擦系数中，能够确定摩擦力并且在考虑直径的情况下能够确定由此造成的提供用于锁定的转矩。这样确定的转矩是所必需的，以便在衔铁板17贴靠的情况下逆着摩擦力转动螺杆12。所述转矩在实施例中能够为12Nm。
借助下面的实例计算来阐明，能够如何设计制动器，以便满足传动装置的给定的减速比和对转向轴上的要制动的转矩的给定的要求。对于实例计算不考虑传动装置减速的效率。蜗轮11和蜗杆12之间的减速例如能够具有1比20的比值。在该减速比的情况下，为了引起蜗轮11进而转向轴2转动一圈，蜗杆12转动20圈是必需的。在相同的比值下，衔铁板17上的摩擦力矩也传递到转向轴2上。当在衔铁板17贴靠的情况下摩擦力矩例如为12Nm时，那么在转向轴2上需要12Nm×20＝240Nm的转矩，以便转动贴靠在磁轭19上的衔铁板17。所述转矩满足法律规章的要求。通过尺寸设计和材料选择，也能够引起其他的保持力矩。
在描述的切换状态中，其中由于磁轭19的磁性剩磁，衔铁板17以摩擦接合的方式贴靠在磁轭19上，设备不需要电能，因为通过线圈21的电流仅必须接通以用于产生剩磁并且电流在此之后又能够切断。
为了释放衔铁板17和磁轭19之间的连接，对线圈21通电，使得消除磁轭19中的永久磁场。磁化的所述消除能够通过准确确定的强度的反向场来进行。优选地，磁轭19的磁化通过交变场来消除，所述交变场通过线圈21中的交变电流来产生并且所述交变场随着时间而减弱。由此，将磁轭19的材料去磁。因此，螺旋弹簧18能够将衔铁板17从磁轭19推开。随后，衔铁板17能够随蜗杆12自由转动。转向轴2的锁止被消除。
磁轭19、线圈21和衔铁板17组成的装置以描述的方式实施成尤其紧凑且节约能量的，因为转向轴2的所需要的锁止经由蜗轮11和蜗杆12之间的啮合的减速来进行并且必须构造以用于锁止的所需要的转矩相应于传动啮合中的减速比而减小。
衔铁板17、磁轭19和线圈21组成的装置在结构上是可切换的电磁制动器，所述电磁制动器能够用于锁定转向轴2。
图3示出具有伺服马达14的伺服驱动装置，所述伺服马达经由蜗杆12驱动蜗轮11进而驱动上部的转向轴2。所述器件与在上文中对图2描述的器件是相似的。蜗杆12的背离马达14的轴端16在根据图3的实施形式中与以不同方式实施的电磁制动器连接，所述电磁制动器在下文中详细地描述。视图示出制动器的锁定位置。
首先，轴端15以能够相对于固定至壳体的轴承座22转动的方式支承在滚动轴承21中。轴承座22由环形的磁轭23所包围，所述磁轭基本上构造成旋转对称的并且所述磁轭的横截面构成为大致U形的，其中在磁轭23的内部中，设有具有矩形横截面的在轴线20的方向上指向蜗杆12的环形的槽24。在槽24中存在环形的永磁体25。永磁体25位于槽底，也就是背离蜗杆12。在永磁体25上，在槽24中设置有线圈26，所述线圈同样环形地插入到槽24中。线圈26根据电磁线圈的类型设有电端子27，所述电端子设计成，将电流馈入到线圈26中。
磁轭23借助其外侧抗扭地位于盆形的壳体部分28中，所述壳体部分是壳体10的部分。盆形的壳体部分在磁轭23的外侧上包围磁轭23并且形成环形凸缘29，磁轭23借助其同样环形的、在外部包围槽24的端面30贴靠在所述环形凸缘上。磁轭23借助没有详细示出的固定机构、例如借助将壳体部分28向左侧封闭的壳体覆盖件或螺旋连接件或以其他的方式不可运动地固定在壳体10中。
槽24部分地由轭板31覆盖，其中轭板31安放在磁轭23的内部的环形的端面上并且安放在线圈26的从槽24的开放侧能够接近的端面上并且固定在那。轭板31在其外侧上连同在外部包围所述轭板的磁轭23对间隙32限界。为了所述目的，磁轭23的槽24的外部槽环在轴线20的轴向方向上伸出内部槽环一定数值，所述数值相当于轭板31的厚度。槽31还由两个环绕的肋限界，所述环绕的肋在轭板31的外部环周上以及在端侧30的内部环周上在轴线20的轴向方向上构成为，使得所述环绕的肋远离槽24指向。
轴端15如在图2中描述的那样承载非圆的区域16，所述非圆的区域例如能够构成为多齿部或构成为双面部。非圆的区域16以抗扭地、但是能够在轴线20的方向上轴向移动的方式承载基本上旋转对称的衔铁板35，所述衔铁板在该实施例中两件式地由环形的衔铁板和毂36组成。衔铁板35由弹簧37沿轴线20的方向被挤压远离轴承座22和磁轭23。此外，在轭板31和衔铁板35之间还设有摩擦衬面38，所述摩擦衬面必须抗扭地固定在两个板中的一个上。
在图3中强调的细节由IV表示。所述细节在图4中能够以放大的视图更好地识别出。在图4中，当然示出防盗锁的解锁的或打开的位置。相同的组件设有相同的附图标记。在机动车的运行中，在图3和4中示出的制动装置处于下述切换状态中，在所述切换状态中，衔铁板35与轭板31相距一定间距。在制动装置的所述切换状态中，以常见的方式，转向轴2能够根据方向盘1的操作自由地转动。蜗轮11随转向轴2转动。通过接合到蜗轮11中，蜗杆12连同伺服马达14的马达轴以及连同抗扭地在非圆的区域16中设置在蜗杆12上的衔铁板35同样也转动。弹簧37确保，维持衔铁板35和轭板31之间的间距，使得蜗杆12的自由转动没有通过在摩擦衬面38的区域中的接触而受到阻碍。
当机动车没有运行并且应当确保抵抗不允许的使用时，线圈26经由端子27短暂地被控制装置加载电流。出现的磁场引起：抵抗弹簧37的力将衔铁板35吸引到环绕的肋33和34上，因为期望尽可能闭合磁路的装置。那么，衔铁板35在插入摩擦衬面38的情况下安放在轭板31上。永磁体25在此在磁轭31中产生磁场，所述磁场在切断线圈26中的电流之后是足够大的，以便将衔铁板35逆着弹簧37的作用保持在该位置中并且产生限定的挤压力。永磁体25的磁场另一方面没有大到足以将衔铁板35从在图4中示出的能够自由转动的位置拉到在图3中示出的贴靠的位置中。为了从解锁的位置到吸引的或制动的位置中的切换状态的改变，因此，需要对线圈26进行短暂的通电。线圈26中的电流方向在此能够使得加强永磁体25的磁场。
在描述的和在图3中示出的切换位置中，制动装置也是锁止的，因为在衔铁板35和轭板31之间存在摩擦接合的配合。在蜗杆12上出现直至特定的临界转矩的静摩擦。临界转矩能够从挤压力、在摩擦衬面38的区域中的静摩擦系数以及从衔铁板35的半径中计算。如同在对图2的上述实例中那样，由制动装置最大保持的转矩例如为12Nm。当通过蜗杆12接合到蜗轮11中引起的减速的比值为20:1时，那么制动装置在转向轴上产生240Nm的保持力矩。这足以用作为防盗锁。如果超过转向轴2上的转矩，那么制动装置滑动，然而没有解锁。因此，机动车的受控的转向是不可能的。然而，实现转矩限制，所述转矩限制在对转向轴进行相应的设计的情况下使转向轴不可能通过误操作而受到损坏。
如果使机动车再次开始运行，那么必须将防盗锁解锁。对于所述目的，线圈26由控制装置短暂地通电。电流在此在产生与磁体25的场反向的磁场的方向上流动。所述磁场的方向和强度被测量，使得所述磁场尽可能准确地消除永磁体25的作用。在该状态下，不再将衔铁板35朝向轭板31吸引。弹簧37能够使衔铁板35远离轭板31运动，使得制动装置进入到解锁的切换状态中。因为衔铁板远离间隙32运动，所以衔铁板35也到达永磁体25的磁场的作用之外如此远，使得在切断通过线圈26的电流之后，制动装置的所描述的去耦联的或解锁的切换状态能够保持。
在图5中示出本发明的另一个实施例。
图5示出方向盘1，所述方向盘与转向轴2连接。转向轴2由同轴的伺服马达40包围，所述伺服马达根据管式马达的类型位于转向轴2上。马达轴41经由滚动轴承42支承在马达壳体43中。马达轴41在形成中间空间的情况下包围转向轴并且仅经由传动装置44抗扭地与转向轴2联接。
马达轴41驱动没有详细描述的减速器44，所述减速器将马达轴41的转动例如以20比1的减速比转换成转向轴2的相应的较慢的转动。马达壳体43相应于图1中的壳体10以固定至车身的方式设置在机动车中。因此，根据控制装置对电动机40的通电以已知的方式引起对转向轴2进而对由驾驶者在方向盘1上使用的转向转矩的伺服支持。
转向轴2支承在传动装置44中。在图5中示出的装置的另一侧上，转向轴2以能够转动的方式支承在滚动轴承45中，所述滚动轴承在壳体部分46中具有它的底座。壳体部分46同样也如同壳体43那样承载总体上以47示出的制动装置，所述制动装置与在图3和4中示出的电磁制动器基本上是结构相同的。结构相同的组件也具有相同的附图标记。在此，磁轭23也构成为环形的并且设有具有矩形横截面的朝向电动机40打开的槽24。永磁体25位于槽底处。线圈26再次同样在槽中位于永磁体25上。电端子27根据控制装置对线圈26供给电流。磁轭23位于壳体部分28的环形底座中并且在那里抗扭地从而与壳体43以固定至车身的方式固定。轭板31安放在线圈26上并且与磁轭23一起形成间隙，在所述间隙中，永磁体25的磁场以及在通电时线圈26的磁场具有非常大的数值。不同于图3和4中的实施例，马达轴41抗扭地承载在下文中详细地描述的衔铁盘48。对此，参考图6和7，图6和7以放大的视图并且在两个不同的切换位置中示出图5中的细节V。
以相对于壳体43能转动的方式支承在滚动轴承42中的没有示出的马达轴承载毂36，所述毂以沿轴向方向固定和抗扭的方式设置在马达轴上。毂36承载由能交变磁化的材料制成的衔铁盘48。衔铁盘48一件式地构成并且具有圆环形的、超过间隙32的直径的直径。衔铁盘在其内部环周上具有沿轴线20的轴向方向指向的套筒形的部段49，借助所述套筒形的部段，衔铁盘48在毂36上进而也在马达轴上固定。衔铁盘48由能交变磁化的材料制成并且由于永磁体25所产生的磁场被朝向磁轭23以及朝向轭板31吸引，使得由于出现的静摩擦，马达轴相对于磁轭23进而相对于固定至车身的壳体43被锁止直至特定的转矩。
在图5中关于其轴向位置示出的传动装置44、方向盘1、电动机40、制动器47的布置仅理解成实例。其他的布置是能够考虑且可行的。
如同在上文中对图3和图4描述的那样，制动器的闭合在示出的以摩擦接合的方式锁止的状态中通过对线圈26短暂地通电来进行，其方式在于，出现的磁场与永磁体25的磁场是同向的，由此衔铁盘48朝向磁轭23吸引。那么，永磁体25的磁场足以将衔铁盘48保持在该位置中。将制动装置47再次切换到能够自由转动的切换状态中通过再次对线圈26通电来进行，其方式在于，产生与永磁体25的磁场反向的磁场，使得间隙32中的磁场变小。衔铁盘48弹到在图7中图解的位置中。在该位置中，衔铁盘48一如既往地抗扭地与马达轴经由毂36连接。然而，衔铁盘不再位于磁轭23和轭板31上。由此，马达轴能够相对于制动装置47以及相对于固定至车身的壳体43自由转动。为了示出防盗锁，设计方案选择成，使得为了关闭制动器再次需要电流。相应地，永磁体25仅必须设计成大到其不能够将衔铁盘28越过间隙从弹力释放位置中吸引到摩擦接合中。相应地，为了打开防盗锁，仅需要短暂的电流，所述电流消除永磁体25的作用。为了锁止防盗锁，必须将电流馈入到线圈26中，所述电流加强永磁体25的作用，使得衔铁盘48抵抗弹簧作用被吸引并且实现与轭板31的摩擦接合地接触。如果在此之后线圈26又变成无电流的，那么永磁体25的磁场足以保持摩擦接合的连接。
为了具有所述特性，衔铁盘48根据盘形弹簧的类型构成。在图7中图解的轻微锥形的位置是衔铁盘48的松弛位置或静止位置。在根据图5和图6的平面位置中，衔铁盘48仅通过外部的力耗费而变形。如果所述力被取消，那么衔铁盘48反向弹到图7中的位置中。
图8和9示出图5、6和7中的衔铁盘48的从两侧看去的放大的立体图。衔铁盘48具有基本上平面的圆环形的区域50，所述区域具有外边缘51和内边缘52。在内边缘52上固定套筒形的部段53，借助所述套筒形的部段，衔铁盘48固定在图5至7中的毂36上。环形区域50如已经描述的那样在根据盘式弹簧的类型的松弛状态下轻微锥形地构成。通过将外部力用在外部环周51的区域中，区域50能够变形，尤其变形成图6中的完全平坦的结构。如果取消所述力，那么区域50又反弹成轻微锥形的初始形状。
最后，图10示出衔铁盘48，其中环形区域50的刚性通过安置在内边缘52附近的环绕的凹槽而减小。环形区域50如同在其他的实施例中示出的那样在静止状态下轻微锥形地构成。通过将外部力使用在外边缘51的区域中，区域50能够转变成平坦的结构，使得在应用在制动装置47的情况下引起根据图5和图6的以摩擦接合的方式锁止的切换位置。凹槽54简化了衔铁盘48到所述平坦状态的转变。那么环形区域50的变形所必需的外部力减小。尽管如此，在去除外部力的情况下，也就是当线圈26的和永磁体25的磁场在关断防盗锁的情况下消除时，衔铁盘48弹到锥形状态中，在所述锥形状态中，制动装置47是能够自由转动的。
只要在技术上是可行的，上面描述的实施例的不同的特征也能够彼此组合并且互换，而没有脱离本发明的范围。明显的是，在实例中示出的制动器的不同实施形式和电助力装置的不同实施形式的组合也能够互换。
作为实例，有意地选择具有电助力装置的解决方案，以便示出本发明的尽可能多的元件。如果将按照根据图1至4的实施方案的电动机14省去，那么抗扭地与马达轴141联接的具有其轴端15和其区域16的蜗杆12构成辅助轴，所述辅助轴与转向轴1抗扭地联接。抗扭的联接由蜗杆12和蜗轮11之间的齿部接合引起。如果将按照根据图5的实施方案的电动机14省去，那么马达轴41形成辅助轴，所述辅助轴与转向轴1抗扭地联接。在此，抗扭的联接经由传动装置44实现。
附图标记列表
1.方向盘
2.转向轴
3.转向轴
4.转向小齿轮
5.齿条
6.转向壳体
7.转向横拉杆
8.车轮
9.托架
10.壳体
11.蜗轮
12.蜗杆
13.连接件
14.伺服马达
15.轴端
16.区域
17.衔铁板
18.螺旋弹簧
19.磁轭
20.端面
21.线圈
22.间隙
23.磁轭
24.槽
25.永磁体
26.线圈
27.端子
28.壳体部分
29.环形凸缘
30.端面
31.轭板
32.间隙
33.肋
34.肋
35.衔铁板
36.毂
37.弹簧
38.摩擦衬面
40.伺服马达
41.马达轴
42.滚动轴承
43.马达壳体
44.减速器
45.滚动轴承
46.壳体部分
47.制动装置
48.衔铁盘
49.部段
50.环形区域
51.外部环周
54.凹槽
141.马达轴

Claims (10)

1.一种转向系统，所述转向系统具有在方向盘(1)和转向小齿轮(4)之间的呈转向轴(2)的形式的不能中断的机械的强制联接装置并且具有辅助轴，所述辅助轴经由减速器与所述转向轴(2)抗扭地联接，
其特征在于，设有能切换的电磁制动器(47)，所述电磁制动器在打开的切换状态中释放所述辅助轴，使得所述辅助轴随着所述转向轴(2)能够以固定的传动比转动，并且所述电磁制动器在关闭的切换状态中将所述辅助轴以摩擦接合的方式相对于固定至车身的保持件锁止，其中所述电磁制动器(47)具有固定至车身的轭部(19，23，31)和能够随所述辅助轴转动的衔铁(17，35，48)，其中借助于电磁力，能够产生所述衔铁(17，35，48)和所述轭部(17，23，31)之间的摩擦接合，其中所述衔铁(17，35，48)本身弹性地构成，其中衔铁盘在相应于所述电磁制动器(47)的打开位置的松弛位置中具有锥形的形状并且所述衔铁盘在磁力影响的情况下能够转变成引起所述电磁制动器(47)的关闭位置的平坦的形状。
2.根据权利要求1所述的转向系统，其特征在于，所述辅助轴通过电助力装置的伺服马达的马达轴(41)形成或者与电助力装置的伺服马达的马达轴(141)抗扭地联接，所述电助力装置经由所述减速器(11，12，44)将辅助力矩导入到所述转向系统中。
3.根据权利要求1或2所述的转向系统，
其特征在于，在所述衔铁(17，35，48)和所述轭部(19，23，31)之间设有摩擦衬面。
4.根据权利要求1或2所述的转向系统，
其特征在于，所述减速器实施成蜗轮蜗杆传动装置(11，12)，其中蜗杆(12)与所述辅助轴直接抗扭地联接。
5.根据权利要求2所述的转向系统，
其特征在于，设有弹簧(37)，所述弹簧将所述电磁制动器(47)预紧在打开位置中。
6.根据权利要求1或2所述的转向系统，
其特征在于，所述减速器是同轴地包围所述转向轴(2)的传动装置(44)。
7.根据权利要求5所述的转向系统，
其特征在于，所述马达轴(41)是包围所述转向轴(2)的空心轴，所述减速器(44)设置在所述辅助轴的一侧上，并且所述电磁制动器(47)设置在所述辅助轴的与所述减速器(44)相对置的一侧上。
8.根据权利要求1或2所述的转向系统，
其特征在于，所述电磁制动器(47)被封装件屏蔽抵御外部磁场。
9.根据权利要求1或2所述的转向系统，
其特征在于，所述轭部(19，23，31)和/或所述衔铁(17，35，48)设有永磁体(25)，其中所述永磁体(25)的磁场强度设计成，使得仅基于所述永磁体(25)的场强不能够将所述制动器(47)转变到关闭状态中。
10.根据权利要求1或2所述的转向系统，
其特征在于，在所述衔铁(17，35，48)和所述轭部(19，23，31)之间设有增大静摩擦的覆层。
CN201280022731.5A 2011-03-11 2012-03-09 具有防盗锁的电辅助的伺服转向装置 Active CN103562020B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011013714 2011-03-11
DE102011013714.9 2011-03-11
DE102011013957.5 2011-03-14
DE201110013957 DE102011013957A1 (de) 2011-03-11 2011-03-14 Elektrisch unterstützte Servolenkung mit Wegfahrsperre
PCT/EP2012/001063 WO2012123091A1 (de) 2011-03-11 2012-03-09 Elektrisch unterstützte servolenkung mit wegfahrsperre

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103562020A CN103562020A (zh) 2014-02-05
CN103562020B true CN103562020B (zh) 2016-06-08

Family

ID=46705471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280022731.5A Active CN103562020B (zh) 2011-03-11 2012-03-09 具有防盗锁的电辅助的伺服转向装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9102349B2 (zh)
EP (1) EP2683578B1 (zh)
CN (1) CN103562020B (zh)
DE (1) DE102011013957A1 (zh)
ES (1) ES2531472T3 (zh)
PL (1) PL2683578T3 (zh)
WO (1) WO2012123091A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014215147A1 (de) 2014-08-01 2016-02-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Lenkungsverriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Lenkhilfevorrichtung
JP6364320B2 (ja) * 2014-10-30 2018-07-25 株式会社ショーワ 伸縮アクチュエータの制御方法、伸縮アクチュエータ及び転舵装置
KR102543624B1 (ko) * 2016-06-30 2023-06-19 에이치엘만도 주식회사 자동차의 감속기
US10906578B2 (en) * 2017-12-29 2021-02-02 Steering Solutions Ip Holding Corporation Power actuator assembly for steering column assemblies
DE102018124139A1 (de) * 2018-09-28 2020-04-02 Thyssenkrupp Ag Lagervorrichtung, Untersetzungsgetriebe, elektromechanische Servolenkung und Verfahren zur Verbindung eines Antriebselements einer elektromechanischen Servolenkung mit einer Lagervorrichtung
JP7435142B2 (ja) * 2020-03-26 2024-02-21 株式会社アイシン モータ、アクチュエータ、及びモータに備えられるロータの製造方法
DE102021211898A1 (de) 2021-10-21 2023-04-27 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen und/oder Verändern eines Halte- und/oder eines Bremsmoments einer Steer-by-wire-Lenkung eines Fahrzeugs

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5921355A (en) * 1997-06-26 1999-07-13 Mostrom; Lloyd C. Automobile anti-theft device
EP1329368A2 (en) * 2002-01-17 2003-07-23 Koyo Seiko Co., Ltd. Steering locking device
EP1568554A1 (de) * 2004-02-26 2005-08-31 ThyssenKrupp Presta Aktiengesellschaft Blockierhülse für eine Lenksäule und Verfahren zur Herstellung derselben
CN101535097A (zh) * 2006-11-10 2009-09-16 株式会社阿尔发 转向锁定装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20103203U1 (de) 2001-02-23 2001-07-05 Huf Huelsbeck & Fuerst Gmbh Vorrichtung zum fallweisen Sperren einer Lenksäule in einem Fahrzeug
FR2831502B1 (fr) * 2001-10-31 2005-04-15 Soc Mecanique Irigny Dispositif antivol pour vehicule automobile a direction assistee electrique
JP4196831B2 (ja) * 2001-12-03 2008-12-17 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
DE10355719B4 (de) * 2003-11-28 2006-06-01 Bühler Motor GmbH Elektromagnetbremse
US7306535B2 (en) * 2004-06-29 2007-12-11 Delphi Technologies, Inc. Vehicle steering device and method
US20060237959A1 (en) * 2005-03-30 2006-10-26 Dimig Steven J Residual magnetic devices and methods
US20060226942A1 (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Dimig Steven J Residual magnetic devices and methods
DE102005041983A1 (de) * 2005-09-05 2007-03-08 Robert Bosch Gmbh Hydraulische Bremsanlage mit zusätzlichem Hydraulikspeicher sowie Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage
JP2007196751A (ja) * 2006-01-24 2007-08-09 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置
JP4872372B2 (ja) * 2006-02-14 2012-02-08 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
DE102008026612A1 (de) * 2008-06-03 2009-12-10 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeugs mit Lenksystem und Lenksystem

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5921355A (en) * 1997-06-26 1999-07-13 Mostrom; Lloyd C. Automobile anti-theft device
EP1329368A2 (en) * 2002-01-17 2003-07-23 Koyo Seiko Co., Ltd. Steering locking device
EP1568554A1 (de) * 2004-02-26 2005-08-31 ThyssenKrupp Presta Aktiengesellschaft Blockierhülse für eine Lenksäule und Verfahren zur Herstellung derselben
CN101535097A (zh) * 2006-11-10 2009-09-16 株式会社阿尔发 转向锁定装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20140034411A1 (en) 2014-02-06
EP2683578A1 (de) 2014-01-15
DE102011013957A1 (de) 2012-09-13
CN103562020A (zh) 2014-02-05
EP2683578B1 (de) 2014-12-03
WO2012123091A1 (de) 2012-09-20
PL2683578T3 (pl) 2015-07-31
US9102349B2 (en) 2015-08-11
ES2531472T3 (es) 2015-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103562020B (zh) 具有防盗锁的电辅助的伺服转向装置
JP4955552B2 (ja) 電磁摩擦係合クラッチ
GB1586180A (en) Electro-magnetically operated friction clutch or brake
US20130237363A1 (en) Bevel gear and differential device therewith
US2902612A (en) Magnetic clutch
EP2930392B1 (en) Park brake system and electric motor actuator.
US11479290B2 (en) Steering system having a reluctance brake
GB2161031A (en) Electromagnetic servo unit
US5133437A (en) Wrap spring clutch with brake
US5523636A (en) Electromagnetically controlled gear engagement mechanism integrated with a magnetic hysteresis slip clutch
CN209072257U (zh) 一种具备手动电动切换功能的驱动装置
US10059433B2 (en) Rotation-blocking device with simplified structure, and actuator comprising such a device
KR101165075B1 (ko) 이중 출력축을 가지는 구동장치
EP0111350A1 (de) Mit einer Haltebremse ausgerüsteter elektrischer Motor
US10944309B2 (en) Electric motor device
US2605875A (en) Adjustable magnetic slip brake
KR102615634B1 (ko) 액츄에이터
US2438223A (en) Magnetically actuated clutch and brake construction
CN104638824B (zh) 驱动装置
US7124863B2 (en) Brake mechanism for coupling two components
US20240044385A1 (en) Actuator with integrated parking brake
EP0761034B1 (en) Electromagnetically controlled gear engagement mechanism integrated with a magnetic hysteresis slip clutch
US20230175606A1 (en) Manually controlled electromagnetic actuator and parking brake valve provided with such an actuator
US2800210A (en) Electro-mechanical clutch-brake
WO2023198742A1 (de) Lenkvorgabeeinrichtung zum vorgeben einer lenkbewegung nach dem steer-by-wire-konzept und verfahren zum betreiben einer lenkvorgabeeinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant