DE102005045291A1 - Interlocking device for vehicle steering system, has clamping body arrangements pressed away from each other in clamping position against clamping and anti-clamping units, during shifting of device from releasing- to locking-condition - Google Patents

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    • 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

Abstract

The device (23) has a clamping unit rotatably connected with one of gear shafts (15). An anti-clamping unit is rotatably connected with another gear shaft (16). The units border a receiving space, in which two camping body arrangements are arranged. The arrangements are pressed away from each other in a clamping position against the units, during shifting of the interlocking device from a releasing condition into the locking condition by a piston of the shifting device. The clamping unit and the anti-clamping unit are connected with each other in a form-fit manner. An independent claim is also included for a superimposition device for a steering system of a vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft Verriegelungsvorrichtung für eine Überlagerungsvorrichtung für ein Lenksystem eines Fahrzeugs und eine Überlagerungsvorrichtung mit Verriegelungsvorrichtung für ein Lenksystem eines Fahrzeugs.The The invention relates to a locking device for an overlay device for a steering system a vehicle and an overlay device with locking device for a steering system of a vehicle.

Aus der DE 103 23 042 A1 geht eine Überlagerungsvorrichtung mit einem Überlagerungsgetriebe für ein Lenksystem hervor. Das Überlagerungsgetriebe weist drei Getriebewellen auf: einen mit einer Stelleinrichtung über ein Antriebselement verbundenen ersten Getriebeeingang, einen über eine Lenkradwelle mit dem Lenkrad verbundenen zweiten Getriebeeingang und einen über eine Ausgangswelle mit einem Lenkgetriebe des Lenksystems verbundenen Getriebeausgang. Des Weiteren ist eine Verriegelungsvorrichtung vorgesehen, die zur Verriegelung des Überlagerungsgetriebes dient. Die Verriegelungsvorrichtung blockiert in ihrem Verriegelungszustand den ersten Getriebeeingang, so dass das Lenkrad über den zweiten Getriebeeingang und den Getriebeausgang mit dem Lenkgetriebe verbunden ist, ohne dass der erste Getriebeeingang wirksam ist. Dabei wird zwischen Lenkrad und Lenkgetriebe eine Übersetzung wirksam, die vom Übersetzungsverhältnis zwischen zweitem Getriebeeingang und Getriebeausgang abhängt.From the DE 103 23 042 A1 shows an overlay device with a superposition gear for a steering system. The superposition gearing has three transmission shafts: a first transmission input connected to an actuating device via a drive element, a second transmission input connected to the steering wheel via a steering wheel shaft and a transmission output connected to a steering gear of the steering system via an output shaft. Furthermore, a locking device is provided which serves to lock the superimposed gear. The locking device blocks in its locked state, the first transmission input, so that the steering wheel is connected via the second transmission input and the transmission output to the steering gear, without the first transmission input is effective. In this case, a translation is effective between the steering wheel and the steering gear, which depends on the transmission ratio between the second transmission input and transmission output.

Bezüglich der Ausgestaltung der Verriegelungsvorrichtung verweist die DE 103 23 042 A1 auf die WO 01/21974 A1, aus der ein als Freilauf bezeichnete Verriegelungsvorrichtung mit einem elektromechanisch betätigbaren Kolben hervorgeht, der einen Klemmkörper aus einer Ruhestellung in eine Klemmstellung verlagern kann. In der Klemmstellung befindet sich der Klemmkörper in einer seiner Kontur angepassten Profilierung eines Klemmgegenelements und wird gleichzeitig an eine Rampe eines Klemmelements gedrückt, wodurch eine formschlüssige Verriegelung zwischen Klemmelement und Klemmgegenelement entsteht. Die Verriegelungsvorrichtung verhindert das Lösen einer Radbremseinrichtung (Feststellbremsfunktion) und wirkt lediglich in eine Richtung.With regard to the design of the locking device, the DE 103 23 042 A1 to WO 01/21974 A1, from which a designated as a freewheeling locking device emerges with an electromechanically actuated piston, which can move a clamping body from a rest position into a clamping position. In the clamping position, the clamping body is in a contour adapted profiling of a clamping counter-element and is simultaneously pressed against a ramp of a clamping element, whereby a positive locking between the clamping element and clamping counter-element is formed. The locking device prevents the release of a wheel brake (parking brake function) and acts only in one direction.

Ausgehend von diesem nächstkommenden Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Verriegelungsvorrichtung für eine Überlagerungsvorrichtung und eine Überlagerungsvorrichtung mit Verriegelungsvorrichtung zu verbessern.outgoing from this closest booth In technical terms, it is an object of the present invention Locking device for an overlay device and an overlay device to improve with locking device.

Diese Aufgabe wird durch eine Verriegelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. durch eine Überlagerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 11 gelöst.These Task is achieved by a locking device with the features of claim 1 or by an overlay device with the features of claim 11 solved.

Die Verriegelungsvorrichtung dient dazu, in ihrem Verriegelungszustand zwischen zwei der Getriebewellen der Überlagerungsvorrichtung – und insbesondere zwischen dem zweiten Getriebeeingang und dem Getriebeausgang – eine im Wesentlichen relativverstellungsfreie Bewegungskopplung zwischen diesen beiden Getriebewellen herzustellen, so dass im Verriegelungszustand abgesehen von einem gewissen Spiel, keine Relativverstellung zwischen den bewegungsgekoppelten Getriebewellen auftritt. Dadurch wird eine Getriebeunabhängiges Übersetzungsverhältnis zwischen den beiden bewegungsgekoppelten Getriebewellen erreicht, so dass im Verriegelungszustand der Verriegelungsvorrichtung beispielsweise zwischen Lenkrad und Lenkgetriebe ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 eingestellt werden kann. Um einen drehrichtungsunabhängigen, beidseitig wirkenden Verriegelungszustand zu erreichen, weist die Verriegelungsvorrichtung in ihrem Aufnahmeraum zwischen dem Klemmelement und dem Klemmgegenelement zwei Klemmkörperanordnungen auf, die beim Umschalten der Verriegelungsanordnung aus dem Freigabezustand in den Verriegelungszustand durch einen Kolben einer Umschalteinrichtung voneinander weg in eine Klemmstellung gegen das Klemmelement und gegen das Klemmgegenelement gedrückt werden. Dabei herrscht zwischen Klemmelement und Klemmgegenelement eine kraftschlüssige Verbindung bzw. Kopplung. Durch die beiden Klemmkörperanordnungen kann die Relativverstellung der beiden gekoppelten Getriebewellen in zwei entgegen gerichteten Verstellrichtungen wirksam verhindert werden.The Locking device serves to in its locked state between two of the transmission shafts of the superposition device - and in particular between the second transmission input and the transmission output - one in Essentially relativverstellfreie motion coupling between produce these two transmission shafts, so that in the locked state apart from a certain game, no relative adjustment between the motion-coupled transmission shafts occurs. This will be a Gear independent gear ratio between achieved the two motion-coupled transmission shafts, so that in the locked state of the locking device, for example between steering wheel and steering gear a gear ratio of 1: 1 can be set. To a direction independent, To achieve double-acting locking state, has the Locking device in its receiving space between the clamping element and the clamping counter-element on two clamping body assemblies, the Switching the locking arrangement from the release state in the locking state by a piston of a switching device away from each other in a clamping position against the clamping element and pressed against the clamping counter-element become. It prevails between clamping element and clamping counter-element a non-positive Connection or coupling. Through the two clamping body arrangements can the relative adjustment of the two coupled gear shafts effectively prevented in two opposing adjustment directions become.

Eine mit der Verriegelungsvorrichtung ausgestattete Überlagerungsvorrichtung kann beispielsweise bei Überschreiten eines vorgegebenen Lastschwellenwertes zwei der drei Getriebewellen relativverstellungsfrei koppeln, um große Lastmomente durch die Verriegelungsvorrichtung aufzunehmen und die anderen Bauteile der Überlagerungsvorrichtung nur für eine Last bis zum Lastschwellenwert auslegen zu müssen.A Overlay device equipped with the locking device can for example, when crossing a predetermined load threshold value of two of the three transmission shafts Coupling relatively adjustment free to large load moments through the locking device and the other components of the overlay device only for one Load to the load threshold.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Verriegelungsvorrichtung und der Überlagerungsvorrichtung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.advantageous embodiments the locking device and the overlay device result from the dependent ones Claims.

Vorteilhafterweise weisen das Klemmelement und das Klemmgegenelement eine scheiben- oder ringförmige Gestalt auf und sind axial beabstandet nebeneinander angeordnet, wodurch sich das Klemmelement und das Klemmgegenelement einfach an die betreffenden Getriebewellen anbringen lassen.advantageously, have the clamping element and the clamping counter-element a disc or annular Shape and are arranged axially spaced next to each other, whereby the clamping element and the clamping counter element easy attach to the relevant transmission shafts.

Es ist weiter vorteilhaft, wenn das Klemmelement an seiner dem Klemmgegenelement zugewandten Seite eine den Aufnahmeraum bildende Ausnehmung aufweist. Das Klemmgegenelement kann dabei einfach als Ring oder Scheibe ohne Profilierung ausgeführt werden.It is also advantageous if the clamping element at its the clamping counter-element facing side has a receiving space forming recess. The clamping counter-element can simply as a ring or disc without Profiling performed become.

Das Klemmelement kann im mittleren Bereich der Ausnehmung eine Axialöffnung aufweisen, durch die der Kolben von der dem Klemmgegenelement entgegen gesetzten Seite in den Aufnahmeraum eingreifen kann. Auf diese Weise kann der Kolben mit den beiden im Aufnahmeraum befindlichen Klemmkörperanordnungen zusammenwirken. Auch bei dieser Ausführung ist keine besondere Anpassung des Klemmgegenelements erforderlich.The Clamping element may have an axial opening in the central region of the recess, through the opposite of the piston of the clamping counter-element Page in the recording room can intervene. This way you can the piston with the two located in the receiving space sprag assemblies interact. Also in this design is no special adaptation the clamping counter element required.

Ferner ist es möglich, dass die Tiefe der Ausnehmung ausgehend von der Axialöffnung in eine Klemmrichtung, in der die Relativverstellung zwischen Klemmelement und Klemmgegenelement verhinderbar ist, zu beiden Endbereichen der Ausnehmung hin abnimmt. Die beiden durch die Verriegelungsvorrichtung verbindbaren Getriebewellen können sich beispielsweise relativ zueinander in zwei entgegen gesetzte Drehsinne verdrehen bzw. verstellen. Die Ausnehmung wird dabei ausgehend von der zentralen Axialöffnung in Richtung beider Drehsinne – der Klemmrichtung – flacher. Die Verriegelungsvorrichtung ist somit doppelt wirkend.Further Is it possible, that the depth of the recess, starting from the axial opening in a clamping direction in which the relative displacement between the clamping element and Klemmgegenelement can be prevented, to both end of the Recess decreases. The two by the locking device connectable transmission shafts can For example, relative to each other in two opposite Turn or adjust the direction of rotation. The recess is starting from the central axial opening in the direction of both turning senses - the Clamping direction - flatter. The locking device is thus double-acting.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Aufnahmeraum durch eine Zwischenwand in zwei Klemmkammern unterteilt sein, wobei in jeder Klemmkammer eine Klemmkörperanordnung vorgesehen ist. Dabei kann die Zwischenwand die Axialöffnung in zwei Öffnungsbereiche unterteilen, durch die jeweils ein Kolbenabschnitt des Kolbens in den Aufnahmeraum eingreifen kann. Diese Ausgestaltung stellt eine einfache Realisierungsmöglichkeit mit einer sicheren Klemmwirkung in Klemmrichtung dar.at A further advantageous embodiment is the receiving space be divided by an intermediate wall into two clamping chambers, wherein in each clamping chamber a sprag assembly is provided. In this case, the intermediate wall, the axial opening in two opening areas subdivide, through each of which a piston portion of the piston in can intervene in the recording room. This embodiment provides a easy realization possibility with a secure clamping action in the clamping direction.

Dadurch, dass die Zwischenwand auch als Führungssteg für den Kolben dient, können zusätzliche Führungsmittel entfallen.Thereby, that the partition also as a guide bar for the Piston serves, can additional guide means omitted.

Über eine Federanordnung können die Klemmkörperanordnungen in ihre jeweilige Ruhestellung gedrückt werden, so dass sie ohne Einwirkung des Kolbens eine definierte, klemmwirkungslose Position einnehmen.Over a Spring arrangement can the clamp body arrangements be pressed into their respective rest position, so they without Action of the piston a defined, pinchless position taking.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn der Kolben der Umschalteinrichtung mechanisch in eine die Klemmkörperanordnungen in die Klemmstellung drückende Beaufschlagungsstellung vorgespannt ist und zur Verlagerung der Klemmkörperanordnungen in ihre Ruhestellung elektromagnetisch in seine Rückzugsstellung umschaltbar ist. Dadurch werden die beiden betreffenden Getriebewellen im stromlosen Zustand durch die Verriegelungsvorrichtung relativverstellungsfrei bewegungsgekoppelt. Dadurch kann beispielsweise bei Stromausfall der Überlagerungsvorrichtung eine direkte mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Lenkgetriebe hergestellt werden.It is also advantageous if the piston of the switching device mechanically into one of the clamp body arrangements in the clamping position oppressive Biased position and relocation of the Clamping arrangements in their rest position electromagnetically switchable to its retracted position is. As a result, the two relevant transmission shafts in the de-energized Condition by the locking device relativverstellungsfrei motion-coupled. This can, for example, during power failure the overlay device a direct mechanical connection between steering wheel and steering gear getting produced.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung für eine Überlagerungsvorrichtung und eine erfindungsgemäße Überlagerungsvorrichtung mit Verriegelungsvorrichtung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:in the Below are embodiments of the Locking device according to the invention for a superposition device and an overlay device according to the invention explained in more detail with locking device with reference to the accompanying drawings. 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 der Überlagerungsvorrichtung in schematischer, blockschaltbildartiger Darstellung, 2 a first embodiment of the overlay device in a schematic block diagram representation,

3 eine zweite Ausführungsform der Überlagerungsvorrichtung in schematischer, blockschaltbildartiger Darstellung, 3 a second embodiment of the overlay device in a schematic, block diagram-like representation,

4 eine Ausführungsform einer Verriegelungsvorrichtung für die Überlagerungsvorrichtung in ihrem Freigabezustand und 4 an embodiment of a locking device for the overlay device in its release state and

5 die Verriegelungsvorrichtung aus 4 in ihrer Verriegelungszustand. 5 the locking device 4 in their locked state.

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, das beispielsgemäß von einer Antriebswelle 11 gebildet ist, 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 , the example of a drive shaft 11 is formed, 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 out. 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.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 ,

Die Überlagerungsvorrichtung 6 enthält eine Verriegelungsvorrichtung 23, die zwei der drei Getriebewellen 10, 15, 16 drehfest miteinander verbinden kann. Beispielsgemäß ist vorgesehen, dass durch die Verriegelungsvorrichtung 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. Dabei entsteht zwischen dem Lenkrad 13 und dem Lenkgetriebe 18 eine mechanische Verbindung, die unabhängig ist von der Übersetzung des Überlagerungsgetriebes 7.The overlay device 6 contains a locking device 23 that are two of the three transmission shafts 10 . 15 . 16 rotatably connect with each other. By way of example, it is provided that by the locking device 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. It arises between the steering wheel 13 and the steering gear 18 a mechanical connection that is independent of the translation of the superposition gearbox 7 ,

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.

Ein erstes Ausführungsbeispiel 6a einer Überlagerungsvorrichtung 6 mit einer ersten Ausführungsvariante 7a des Überlagerungsgetriebes 7 ist in 2 dargestellt. Das Lenkrad 13 des Lenksystems 5 ist über die Lenkradwelle 14 mit einem ersten Hohlrad 30 des ersten Überlagerungsgetriebes 7a drehfest verbunden, das den zweiten Getriebeeingang 15 darstellt. Ein den Getriebeausgang 16 bildendes zweites Hohlrad 31 des ersten Überlagerungsgetriebes 7a ist drehfest mit der Ausgangswelle 17 verbunden.A first embodiment 6a an overlay device 6 with a first embodiment 7a of the superposition gearbox 7 is in 2 shown. The steering wheel 13 of the steering system 5 is over the steering wheel shaft 14 with a first ring gear 30 of the first superposition gearing 7a rotatably connected, the second transmission input 15 represents. A the transmission output 16 forming second ring gear 31 of the first superposition gearing 7a is non-rotatable with the output shaft 17 connected.

Das erste Überlagerungsgetriebe 7a weist des Weiteren ein Antriebsplanetenrad 32 auf, dessen Außenverzahnung sowohl mit der Innenverzahnung des ersten Hohlrads 30 als auch mit der Innenverzahnung des zweiten Hohlrads 31 in Eingriff steht. Das Antriebsplanetenrad 32 bildet den ersten Getriebeeingang 10 des ersten Überlagerungsgetriebes 7a.The first superposition gearbox 7a further includes a drive planetary gear 32 on whose outer teeth both with the internal teeth of the first ring gear 30 as well as with the internal teeth of the second ring gear 31 engaged. The drive planetary gear 32 forms the first transmission input 10 of the first superposition gearing 7a ,

Das Planetenrad 32 wird exzentrisch durch den Elektromotor 8 angetrieben. Hierfür ist der Rotor 33 des Elektromotors 8 über die Antriebswelle 11 drehfest mit einem Exzenterlager 34 verbunden, auf dem das Antriebsplanetenrad 32 sitzt.The planet wheel 32 becomes eccentric by the electric motor 8th driven. This is the rotor 33 of the electric motor 8th over the drive shaft 11 non-rotatable with an eccentric bearing 34 connected on which the drive planetary gear 32 sitting.

Die Antriebswelle 11 ist als Hohlwelle gestaltet, die die Lenkradwelle 14 im Bereich eines Lenkradwellenabschnitts 35 koaxial umschließt. Der Rotor 33, die hohlwellenartige Antriebswelle 11 und das exzentrisch angetriebene Planetenrad 20 sind somit um den Lenkradwellenabschnitt 35 der Lenkradwelle 14 drehbar gelagert. Der Elektromotor 8 kann daher als Hohlwellenmotor bezeichnet werden. Der Stator 36 des Elektromotors 25 ist dabei Karosserie fest angeordnet und beispielsweise am Fahrzeugaufbau 37 befestigt, wie dies in 2 schematisch angedeutet ist. Dadurch entstehen am Lenkrad 13 beim Beschleunigen oder Verzögern des Rotors 33 keine Kraft- oder Momentenrückwirkungen – diese werden von der Karosserie aufgenommen.The drive shaft 11 is designed as a hollow shaft, which is the steering wheel shaft 14 in the area of a steering wheel shaft section 35 Coaxially encloses. The rotor 33 , the hollow shaft drive shaft 11 and the eccentrically driven planetary gear 20 are thus around the steering wheel shaft section 35 the steering wheel shaft 14 rotatably mounted. The electric motor 8th can therefore be referred to as a hollow shaft motor. The stator 36 of the electric motor 25 Body is fixed and, for example, on the vehicle body 37 attached like this in 2 is indicated schematically. This results in the steering wheel 13 when accelerating or decelerating the rotor 33 no force or momentary reactions - these are absorbed by the body.

Beim Drehen des Lenkrades 13 erfolgt eine Drehung des ersten Hohlrades 30. Dabei wird das Antriebsplanetenrad 32 mitgedreht. Der Elektromotor 8 erzeugt ein Gegenmoment, das das Exzenterlager 34 festhält, so dass die Drehbewegung der ersten Hohlrades 30 über das Antriebsplanetenrad 32 auf das zweite Hohlrad 31 übertragen wird. Auf diese Weise erfolgt die Übertragung der am Lenkrad 13 durchgeführten Lenkbewegung zum Lenkgetriebe 18 und damit auf die lenkbaren Fahrzeugräder 19.When turning the steering wheel 13 there is a rotation of the first ring gear 30 , In this case, the Antriebsplanetenrad 32 rotated. The electric motor 8th generates a counter-moment that the eccentric bearing 34 holds, so that the rotational movement of the first ring gear 30 over the drive planetary gear 32 on the second ring gear 31 is transmitted. In this way, the transmission takes place on the steering wheel 13 performed steering movement to the steering gear 18 and thus on the steerable vehicle wheels 19 ,

Beim Betrieb des Elektromotors 8 wälzt sich das Antriebsplanetenrad 32 im ersten Hohlrad 30 und im zweiten Hohlrad 31 ab. Aufgrund der unterschiedlichen Anzahl an Zähnen bzw. der unterschiedlichen Profilverschiebungen der Innenverzahnungen der Hohlräder 30, 31, wird das zweite Hohlrad 31 gegenüber dem ersten Hohlrad 30 verdreht wodurch unabhängig von der Drehstellung des Lenkrades 13 eine Lenkwinkeländerung bewirkt wird. Durch die Wahl des Unterschieds in der Anzahl der Zähne bzw. der unterschiedlichen Profilverschiebungen der Innenverzahnungen der beiden Hohlräder 30, 31 wird die gewünschte Getriebeübersetzung eingestellt.When operating the electric motor 8th the drive planetary wheel rolls 32 in the first ring gear 30 and in the second ring gear 31 from. Due to the different number of teeth or the different profile displacements of the internal gears of the ring gears 30 . 31 , becomes the second ring gear 31 opposite the first ring gear 30 twisted thereby regardless of the rotational position of the steering wheel 13 a steering angle change is effected. By choice the difference in the number of teeth or the different profile displacements of the internal gears of the two ring gears 30 . 31 the desired gear ratio is set.

Bei dieser in 2 dargestellten ersten Überlagerungsvorrichtung 6a weist das erste Überlagerungsgetriebe 7a kein Sonnenrad auf. Es ist lediglich ein Antriebsplanetenrad 32 vorgesehen, das durch den Elektromotor 8 über die Antriebswelle 11 exzentrisch angetrieben wird. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist der Durchmesser des Antriebsplanetenrades 32 größer als der Innenradius der beiden Hohlräder 30, 31 des ersten Überlagerungsgetriebes 7a, wodurch eine erwünscht hohe Übersetzung erreicht wird.At this in 2 shown first overlay device 6a has the first superposition gearbox 7a no sun gear on. It is only a drive planetary gear 32 provided by the electric motor 8th over the drive shaft 11 is driven eccentrically. In the embodiment illustrated here, the diameter of the Antriebsplanetenrades 32 larger than the inner radius of the two ring gears 30 . 31 of the first superposition gearing 7a , whereby a desired high translation is achieved.

3 zeigt das Lenksystem 5 des Fahrzeugs mit einer zweiten Ausführungsform 6b der Überlagerungsvorrichtung 6, wobei der Aufbau weitestgehend dem der ersten Überlagerungsvorrichtung 6a gemäß 2 entspricht. Die zweite Überlagerungsvorrichtung 6b unterscheidet sich im Wesentlichen durch die Verwendung eines abgewandelten, zweiten Überlagerungsgetriebes 7b. Im Folgenden werden die Unterschiede näher erläutert. 3 shows the steering system 5 the vehicle with a second embodiment 6b the overlay device 6 , wherein the structure largely the same as the first overlay device 6a according to 2 equivalent. The second overlay device 6b differs essentially by the use of a modified, second superposition gearing 7b , The differences are explained in more detail below.

Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist bei der zweiten Überlagerungsvorrichtung 6b gemäß 3 der erste Getriebeeingang 10 des zweiten Überlagerungsgetriebes 7b von einem Sonnenrad 40 gebildet, das konzentrisch zu den beiden Hohlrädern 30, 31 des zweiten Überlagerungsgetriebes 7b angeordnet ist und durch die Antriebswelle 11 vom Elektromotor 8 angetrieben werden kann. Das Sonnenrad 40 wird konzentrisch um eine Drehachse angetrieben, die der Längsachse der Antriebswelle 11 entspricht.In contrast to the first embodiment, in the second overlay device 6b according to 3 the first transmission input 10 of the second superposition gearing 7b from a sun wheel 40 formed, concentric with the two ring gears 30 . 31 of the second superposition gearing 7b is arranged and through the drive shaft 11 from the electric motor 8th can be driven. The sun wheel 40 is driven concentrically about an axis of rotation, which is the longitudinal axis of the drive shaft 11 equivalent.

Zwischen dem Sonnenrad 40 und den beiden Hohlrädern 30, 31 des zweiten Überlagerungsgetriebes 7b sind mehrere und beispielsgemäß drei Planetenräder 41 über den Umfang verteilt angeordnet, deren Außenverzahnungen zum einen mit den Innenverzahnungen der beiden Hohlräder 30, 31 und zum anderen mit der Außenverzahnung des Sonnenrades 40 in Eingriff stehen.Between the sun wheel 40 and the two ring gears 30 . 31 of the second superposition gearing 7b are several and beispielsgemäß three planet gears 41 Distributed distributed over the circumference, the outer teeth on the one hand with the internal teeth of the two ring gears 30 . 31 and on the other with the external toothing of the sun gear 40 engage.

Das zweiten Überlagerungsgetriebes 7b weist keinen Planetenträger auf. Die Planetenräder 41 sind ohne eine jeweilige Drehlagerung nur durch die beiden Hohlräder 30, 31 und das Sonnenrad 40 gehalten bzw. gelagert, so dass sie sozusagen lose zwischen den beiden Hohlrädern 30, 31 und dem Sonnenrad 40 eingesetzt sind.The second superposition gearing 7b has no planet carrier. The planet wheels 41 are without a respective pivot bearing only by the two ring gears 30 . 31 and the sun wheel 40 held or stored, so that they are, so to speak, loose between the two ring gears 30 . 31 and the sun wheel 40 are used.

Die Funktionsweise der zweiten Überlagerungsvorrichtung 6b entspricht im Wesentlichen der der ersten Überlagerungsvorrichtung 6a:
Beim Drehen des Lenkrades 13 wird das erste Hohlrad 30 gedreht. Der Elektromotor 8 erzeugt ein Gegenmoment, das das Sonnenrad 40 festhält. Dadurch wälzen die Planetenräder 41 auf dem Sonnenrad 40 ab und das zweite Hohlrad 31 wird gedreht. Auf diese Weise erfolgt die Übertragung der am Lenkrad 13 durchgeführten Lenkbewegung zum Lenkgetriebe 18 und damit auf die lenkbaren Fahrzeugräder 19.
The operation of the second overlay device 6b essentially corresponds to that of the first overlay device 6a :
When turning the steering wheel 13 becomes the first ring gear 30 turned. The electric motor 8th creates a counter-moment that the sun gear 40 holds. This causes the planet wheels to roll 41 on the sun wheel 40 from and the second ring gear 31 is turned. In this way, the transmission takes place on the steering wheel 13 performed steering movement to the steering gear 18 and thus on the steerable vehicle wheels 19 ,

Wird der Elektromotor 8 betrieben erfolgt dadurch eine Rotation des Sonnenrades 40. Die Planetenräder 41 wälzen sich dabei im ersten Hohlrad 30 und im zweiten Hohlrad 31 ab. Aufgrund der unterschiedlichen Anzahl an Zähnen bzw. der unterschiedlichen Profilverschiebungen der Innenverzahnungen der Hohlräder 30, 31 wird das zweite Hohlrad 31 gegenüber dem ersten Hohlrad 30 verdreht wodurch unabhängig von der Drehstellung des Lenkrades 13 eine Lenkwinkeländerung bewirkt wird.Will the electric motor 8th operated by a rotation of the sun gear 40 , The planet wheels 41 wallow in the first ring gear 30 and in the second ring gear 31 from. Due to the different number of teeth or the different profile displacements of the internal gears of the ring gears 30 . 31 becomes the second ring gear 31 opposite the first ring gear 30 twisted thereby regardless of the rotational position of the steering wheel 13 a steering angle change is effected.

Beide Ausführungsformen der Überlagerungsvorrichtung 6 weisen eine Verriegelungsvorrichtung 23 auf, die in ihrem Verriegelungszustand den zweiten Getriebeeingang 15 mit dem Getriebeausgang 16 derart verbindet bzw. koppelt kann, dass – abgesehen von einem konstruktionsbedingten geringen Bewegungsspiel – keine Relativverstellung des zweiten Getriebeeingangs 15 gegenüber dem Getriebeausgang 16 erfolgen kann. Eine Umschalteinrichtung 50 dient zum Umschalten der Verriegelungsvorrichtung 23 zwischen einem Freigabezustand, in der eine Relativverstellung zwischen dem zweiten Getriebeeingang 15 und dem Getriebeausgang 16 möglich ist, und dem Verriegelungszustand.Both embodiments of the overlay device 6 have a locking device 23 on, in their locked state, the second transmission input 15 with the transmission output 16 connects or couples such that - apart from a design-related low movement play - no relative adjustment of the second transmission input 15 opposite the transmission output 16 can be done. A switching device 50 used to switch the locking device 23 between a release state in which a relative displacement between the second transmission input 15 and the transmission output 16 is possible, and the lock state.

Die Verriegelungsvorrichtung 23 wird durch die Steuereinrichtung 21 in den Verriegelungszustand umgeschaltet, wenn das Lenkradmoment einen vorgegebenen Momentenschwellenwert überschreitet. Dies dient dazu, dass das Überlagerungsgetriebe 7 und insbesondere der Elektromotor 8 nur für den normalen Betriebsbereich bis zum Momentenschwellenwert dimensioniert werden muss und keine beliebig großen Lastmomente über das Überlagerungsgetriebe 7 übertragen werden müssen. Der Momentenschwellenwert kann beispielsweise im Bereich von 20 Nm gewählt werden.The locking device 23 is through the control device 21 switched to the lock state when the steering wheel torque exceeds a predetermined torque threshold. This serves to ensure that the superposition gear 7 and in particular the electric motor 8th only for the normal operating range must be dimensioned to the torque threshold and no arbitrarily large load moments on the superposition gear 7 must be transferred. The torque threshold can be selected, for example, in the range of 20 Nm.

Die Umschalteinrichtung 50 weist einen Elektromagneten 51 auf, der dazu dient einen Kolben 52 der Verriegelungsvorrichtung 23 entgegen der Kraft einer Vorspannfeder 53 aus einer Beaufschlagungsstellung in eine Rückzugsstellung zu verlagern. Der Kolben 52 befindet sich im stromlosen Zustand des Elektromagneten 51 daher in seiner Beaufschlagungsstellung.The switching device 50 has an electromagnet 51 on, which serves a piston 52 the locking device 23 against the force of a biasing spring 53 to move from an admission position to a withdrawal position. The piston 52 is in the de-energized state of the electromagnet 51 therefore in its admission position.

Der Kolben 52 weist einen zylindrischen Abschnitt 55 auf, dessen einer dem Elektromagneten 51 zugeordneter Endbereich einen Anker 56 darstellt, der in einer von der Wicklung 57 des Elektromagneten 51 ringförmig umgebenen Ankerführungsöffnung 58 Elektromagneten axialverschiebbar gelagert ist. An dem dem Anker 57 entgegen gesetzten Endbereich des zylindrischen Abschnitts 55 des Kolbens 52 ist ein Radialvorsprung 59 vorgesehen, an dem sich die Vorspannfeder 53 abstützt. Das dem Radialvorsprung 59 entgegen gesetzte Ende der Vorspannfeder 53 stützt sich am Elektromagneten 51 ab.The piston 52 has a cylindrical section 55 on, one of which is the electromagnet 51 associated end region an anchor 56 represents, in one of the winding 57 of the electromagnet 51 annularly surrounded armature guide opening 58 Electromagnet is mounted axially displaceable. At the anchor 57 opposite end portion of the cylindrical portion 55 of the piston 52 is a radial projection 59 provided, on which the biasing spring 53 supported. The radial projection 59 opposite end of the biasing spring 53 rests on the electromagnet 51 from.

Die Verriegelungsvorrichtung 23 enthält des Weiteren ein mit dem vom zweiten Hohlrad 31 gebildeten Getriebeausgang 16 drehfest verbundenes Klemmelement 60, das beispielsgemäß ringförmig ausgestaltet ist. In Axialrichtung der beiden Hohlräder 30, 31 gesehen ist mit Abstand ein beispielsgemäß ebenfalls ringförmig ausgeführtes Klemmgegenelement 61 angeordnet, das drehfest mit dem vom ersten Hohlrad 30 gebildeten zweiten Getriebeeingang 15 verbunden ist. Das Klemmelement 60 und das Klemmgegenelement 61 wirken zur Vermeidung der Relativverstellung der beiden Hohlräder 30, 31 im Verriegelungszustand der Verriegelungsvorrichtung 23 zusammen. Es versteht sich, dass das Klemmelement 60 und das Klemmgegenelement 61 in Abhängigkeit von der konstruktiven Ausgestaltung des Überlagerungsgetriebes 7 auch eine andere Form aufweisen könnten.The locking device 23 further includes one with the second ring gear 31 formed transmission output 16 rotatably connected clamping element 60 , which is designed, for example ring-shaped. In the axial direction of the two ring gears 30 . 31 seen by far an example also ring-shaped clamping counter-element 61 arranged, the non-rotatably with the first ring gear 30 formed second transmission input 15 connected is. The clamping element 60 and the clamp counter element 61 act to avoid the relative adjustment of the two ring gears 30 . 31 in the locked state of the locking device 23 together. It is understood that the clamping element 60 and the clamp counter element 61 depending on the structural design of the superposition gear 7 could also have a different shape.

Im Klemmelement 60 ist auf der dem Klemmgegenelement 61 zugewandten Seite eine Ausnehmung 62 vorgesehen, die sich beispielsgemäß nutartig in Umfangsrichtung 65 des Klemmelements 60 bzw. des zweiten Hohlrades 31 erstreckt. In der Mitte der Ausnehmung 62 ist eine Axialöffnung 63 vorgesehen, durch die der Kolben 52 von der dem Klemmgegenelement 61 entgegen gesetzter Seite her in die Ausnehmung 62 eingreifen kann.In the clamping element 60 is on the clamping counter-element 61 facing side a recess 62 provided, for example, groove-like in the circumferential direction 65 of the clamping element 60 or the second ring gear 31 extends. In the middle of the recess 62 is an axial opening 63 provided by the piston 52 from the clamping counter-element 61 opposite set side in the recess 62 can intervene.

In Umfangsrichtung 65 der Klemmelements 60 gesehen nimmt die Tiefe der Ausnehmung 62 ausgehend von der Axialöffnung 63 zu beiden Seiten ab, so dass zwei Rampenflächen 65, 66 gebildet sind, die dem Klemmgegenelement 61 zugewandt von der Axialöffnung 63 aus unter geringe werdendem Abstand zum Klemmgegenelement 61 in Umfangsrichtung 65 des Klemmelements 60 verlaufen. Die Umfangsrichtung 65 des Klemmelements 60 stellt dabei auch die Klemmrichtung 66 dar, in der die Verriegelungsvorrichtung 23 eine Relativverstellung zwischen Getriebeausgang 16 und zweitem Getriebeeingang 15 unterbinden kann.In the circumferential direction 65 the clamping element 60 seen takes the depth of the recess 62 starting from the axial opening 63 on both sides, leaving two ramp areas 65 . 66 are formed, which the clamping counter-element 61 facing from the axial opening 63 from under diminishing distance to the clamping counter-element 61 in the circumferential direction 65 of the clamping element 60 run. The circumferential direction 65 of the clamping element 60 also sets the clamping direction 66 in which the locking device 23 a relative adjustment between transmission output 16 and second transmission input 15 can prevent.

Quer zur Klemmrichtung 66 weist das Klemmelement 60 im Bereich der Axialöffnung 63 eine stegartige Zwischenwand 70 auf, die die Axialöffnung in zwei Öffnungsbereiche 71, 72 und die Ausnehmung 62 in zwei Klemmkammern 73, 74 unterteilt.Transverse to the clamping direction 66 has the clamping element 60 in the area of the axial opening 63 a web-like partition 70 on which the axial opening in two opening areas 71 . 72 and the recess 62 in two clamping chambers 73 . 74 divided.

Die im Klemmelement 60 vorgesehene Ausnehmung 62 und die der Ausnehmung zugewandte Flächenabschnitt 75 des Klemmgegenelements 61 begrenzen einen Aufnahmeraum 76 in dem zwei Klemmkörperanordnungen 77, 78 angeordnet sind, wobei sich in jeder Klemmkammer 73, 74 eine der Klemmkörperanordnungen 77, 78 befindet. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Klemmkörperanordnungen 77, 78 von jeweils einem Klemmkörper gebildet, der zylindrisch oder kugelförmig ausgestaltet sein kann.The in the clamping element 60 provided recess 62 and the recess facing surface portion 75 of the clamping counter element 61 limit a recording room 76 in the two sprag assemblies 77 . 78 are arranged, wherein in each clamping chamber 73 . 74 one of the clamp body arrangements 77 . 78 located. In the preferred embodiment, the clamp assemblies are 77 . 78 each formed by a clamping body, which may be configured cylindrical or spherical.

Jeder Klemmkörperanordnung 77, 78 bzw. jedem Klemmkörper ist eine Rückholfeder 80, 81 einer Federanordnung zugeordnet, die die Klemmkörperanordnungen 77, 78 in ihrer jeweiligen Ruhestellung halten. Die Klemmköperanordnungen 77, 78 befinden sich in ihren Ruhestellungen, wenn die Verriegelungsvorrichtung 23 ihren Freigabezustand einnimmt. Die beiden Rückholfedern 80, 81 sind blattfederähnlich ausgeführt. Sie sind in der jeweils zugeordneten Rampenfläche 65 bzw. 66 befestigt und ragen quer dazu in die jeweilige Klemmkammer 73, 74 hinein. Die Rückholfedern 80, 81 drücken die jeweils zugeordnete Klemmkörperanordnung 77, 78 gegen die Zwischenwand 70 und gleichzeitig vom Klemmgegenelement 61 weg in Richtung des der jeweiligen Klemmkörperanordnung 77, 78 zugeordneten Öffnungsbereichs 71, 72 der Axialöffnung 63. In der Ruhestellung sind die Klemmkörperanordnungen 77, 78 beabstandet zum Klemmgegenelement 61 durch die Rückholfedern 80, 81 in der Ausnehmung 62 bzw. im Aufnahmeraum 76 gehalten.Each sprag assembly 77 . 78 or each clamp body is a return spring 80 . 81 associated with a spring arrangement which the sprag assemblies 77 . 78 in their respective rest position. The Klemmköperanordnungen 77 . 78 are in their rest positions when the locking device 23 assumes its release state. The two return springs 80 . 81 are designed leaf spring similar. They are in the respectively assigned ramp area 65 respectively. 66 attached and protrude transversely to the respective clamping chamber 73 . 74 into it. The return springs 80 . 81 Press the respectively assigned sprag arrangement 77 . 78 against the partition 70 and at the same time from the clamping counter element 61 away in the direction of the respective sprag assembly 77 . 78 associated opening area 71 . 72 the axial opening 63 , In the rest position, the clamp body arrangements 77 . 78 spaced from the clamping counter-element 61 through the return springs 80 . 81 in the recess 62 or in the recording room 76 held.

Der Kolben 52 weist an seinem der Axialöffnung 63 des Klemmelements 60 zugeordneten Ende zwei Stößelteile 85, 86 auf, die gegenüber der Längsachse des zylindrischen Abschnitts 55 des Kolbens radial versetzt angeordnet sind uns in axialer Richtung des Kolbens 52 ausgehend vom Radialvorsprung 59 durch jeweils einen Öffnungsbereich 71, 72 in die zugeordnete Klemmkammer 73, 74 hineinragen. Der Kolben 52 erhält dadurch eine gabelartige Gestalt. Der Kolben 52 übergreift mit seinen beiden Stößelteilen 85, 86 die Zwischenwand 70, die dadurch gleichzeitig als Führungssteg für den Kolben 52 dient. Die Breite der Zwischenwand 70 entspricht dabei in etwa dem Abstand zwischen den beiden Stößelteilen 85, 86.The piston 52 has at its the axial opening 63 of the clamping element 60 associated end two plunger parts 85 . 86 on, opposite to the longitudinal axis of the cylindrical section 55 the piston are arranged offset radially to us in the axial direction of the piston 52 starting from the radial projection 59 through in each case an opening area 71 . 72 in the associated clamping chamber 73 . 74 protrude. The piston 52 This gives it a fork-like shape. The piston 52 engages with his two ram parts 85 . 86 the partition 70 , which at the same time as a guide bar for the piston 52 serves. The width of the partition 70 This corresponds approximately to the distance between the two plunger parts 85 . 86 ,

Die Stößelteile 85, 86 verjüngen sich zu ihrem jeweiligen freien Ende 87, 88 hin, die sich beim Verlagern des Kolbens zwischen Rückzugsstellung und Beaufschlagungsstellung in der jeweiligen Klemmkammer 73, 74 entlang der Zwischenwand 70 bewegen.The ram parts 85 . 86 rejuvenate to their respective free ends 87 . 88 towards, during displacement of the piston between the retracted position and Beaufschlagungsstellung in the respective clamping chamber 73 . 74 along the partition 70 move.

In der in 4 gezeigten Rückzugsstellung des Kolbens 52 wird der Anker 56 des Kolbens durch den bestromten Elektromagneten 51 entgegen der Vorspannkraft der Vorspannfeder 53 von den Klemmkörperanordnungen 77, 78 weg gehalten. Die Rückholfedern 80, 81 drücken die Klemmkörperanordnungen 77, 78 in ihre Ruhestellungen vom Klemmgegenelement 61 weg. Zwischen dem Klemmelement 60 und dem Klemmgegenelement 61 besteht somit keine kraftschlüssige Verbindung. Das mit dem Klemmelement 60 drehfest verbundene zweite Hohlrad 31 und das mit dem Klemmgegenelement 61 drehfest verbundene erste Hohlrad 30 können sich daher relativ zueinander verdrehen bzw. verstellen. Die Verriegelungsvorrichtung 23 befindet sich in ihrem Freigabezustand.In the in 4 shown retraction position of the piston 52 becomes the anchor 56 of the piston by the energized electromagnet 51 against the biasing force of the biasing spring 53 from the clamp body arrangements 77 . 78 kept away. The return springs 80 . 81 Press the sprag assemblies 77 . 78 in their rest positions of the clamping counter-element 61 path. Between the clamping element 60 and the clamping counter-element 61 There is thus no frictional connection. That with the clamping element 60 rotatably connected second ring gear 31 and that with the clamping counter-element 61 rotatably connected first ring gear 30 can therefore rotate or adjust relative to each other. The locking device 23 is in its release state.

Veranlasst die Umschalteinrichtung 50 ein Umschalten der Verriegelungsvorrichtung 23 vom Freigabezustand in den Verriegelungszustand, so wird der Strom für den Elektromagneten 51 abgeschaltet und der Kolben durch die Vorspannkraft der Vorspannfeder in seine Beaufschlagungsstellung bewegt, wie dies in 5 dargestellt ist. Die beiden Stößelteile 87, 88 ragen in der Beaufschlagungsstellung gegenüber der Rückzugsstellung weiter in die jeweils zugeordnete Klemmkammer 73, 74 hinein und drücken dabei die Klemmkörperanordnungen 77, 78 voneinander und von der Zwischenwand weg entgegen der Kraft der jeweiligen Rückholfeder 80, 81. Die beiden Klemmkörperanordnungen 77, 78 bzw. die beiden Klemmkörper bewegen sich entlang der betreffenden Rampenfläche 65, 66 in auf das Klemmgegenelement 61 zu, bis sie eine zwischen der jeweiligen Rampenfläche 65, 66 und dem Flächenabschnitt 75 des Klemmgegenelements 61 verklemmt sind. Auf diese Weise ist eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Klemmelement 60 und dem Klemmgegenelement 61 und damit auch zwischen dem ersten und dem zweiten Hohlrad 30, 31 hergestellt. Die Klemmkraft hängt dabei von der Vorspannkraft der Vorspannfeder 53 ab. Causes the switching device 50 a switching of the locking device 23 from the release state to the lock state, so does the current for the electromagnet 51 switched off and the piston moves by the biasing force of the biasing spring in its loading position, as shown in 5 is shown. The two ram parts 87 . 88 protrude in the Beaufschlagungsstellung over the retraction position further into the respective associated clamping chamber 73 . 74 and press the sprag assemblies 77 . 78 away from each other and from the intermediate wall against the force of the respective return spring 80 . 81 , The two clamp body arrangements 77 . 78 or the two clamping bodies move along the respective ramp surface 65 . 66 in on the clamping counter-element 61 until they are one between the respective ramp surface 65 . 66 and the surface portion 75 of the clamping counter element 61 are stuck. In this way, a frictional connection between the clamping element 60 and the clamping counter-element 61 and thus also between the first and the second ring gear 30 . 31 produced. The clamping force depends on the biasing force of the biasing spring 53 from.

Claims (19)

Verriegelungsvorrichtung für eine Überlagerungsvorrichtung (6, 6a, 6b) mit einem drei Getriebewellen (10, 15, 16) aufweisenden Überlagerungsgetriebe (7, 7a, 7b) für ein Lenksystem (5) eines Fahrzeugs, mit einer Umschalteinrichtung (50) zum Umschalten der Verriegelungsvorrichtung (23) zwischen einem eine im Wesentlichen relativverstellungsfreie Bewegungskopplung einer ersten Getriebewelle (15) und einer zweiten Getriebewelle (16) der drei Getriebewellen (10, 15, 16) herstellenden Verriegelungszustand und einem eine Relativverstellung der ersten und zweiten Getriebewelle (15, 16) zulassenden Freigabezustand, mit einem drehfest mit der ersten Getriebewelle (15) verbundenen Klemmelement (60) und einem drehfest mit der zweiten Getriebewelle (16) verbundenen Klemmgegenelement (61), wobei das Klemmelement (60) und das Klemmgegenelement (61) einen Aufnahmeraum (76) begrenzen, in dem zwei Klemmkörperanordnungen (77, 78) angeordnet sind, die beim Umschalten der Verriegelungsvorrichtung (23) aus dem Freigabezustand in den Verriegelungszustand durch einen Kolben (52) der Umschalteinrichtung (50) voneinander weg in eine Klemmstellung gegen das Klemmelement (60) und gegen das Klemmgegenelement (61) gedrückt werden und das Klemmelement (60) und das Klemmgegenelement (61) kraftschlüssig miteinander verbinden.Locking device for a superposition device ( 6 . 6a . 6b ) with a three gear shafts ( 10 . 15 . 16 ) have superposition gear ( 7 . 7a . 7b ) for a steering system ( 5 ) of a vehicle, with a switching device ( 50 ) for switching the locking device ( 23 ) between a substantially relatively adjustment free movement coupling of a first transmission shaft ( 15 ) and a second transmission shaft ( 16 ) of the three transmission shafts ( 10 . 15 . 16 ) producing a locking state and a relative displacement of the first and second transmission shaft ( 15 . 16 ) permitting release state, with a rotationally fixed to the first transmission shaft ( 15 ) connected clamping element ( 60 ) and a rotationally fixed with the second transmission shaft ( 16 ) connected clamping counter element ( 61 ), wherein the clamping element ( 60 ) and the clamping counter element ( 61 ) a recording room ( 76 ), in which two clamping body arrangements ( 77 . 78 ) are arranged, which when switching the locking device ( 23 ) from the release state to the locked state by a piston ( 52 ) of the switching device ( 50 ) away from each other in a clamping position against the clamping element ( 60 ) and against the clamping counter element ( 61 ) and the clamping element ( 60 ) and the clamping counter element ( 61 ) non-positively connect with each other. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (60) und das Klemmgegenelement (61) eine Scheiben- oder ringförmige Gestalt aufweisen und axial beabstandet nebeneinander angeordnet sind.Locking device according to claim 1, characterized in that the clamping element ( 60 ) and the clamping counter element ( 61 ) have a disc or annular shape and are arranged axially spaced side by side. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (60) an seiner dem Klemmgegenelement (61) zugewandten Seite eine den Aufnahmeraum (76) bildende Ausnehmung (62) aufweist.Locking device according to claim 1 or 2, characterized in that the clamping element ( 60 ) at its the clamping counter-element ( 61 ) facing side a receiving space ( 76 ) forming recess ( 62 ) having. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (60) im mittleren Bereich der Ausnehmung (62) eine Axialöffnung (63) aufweist, durch die der Kolben (52) von der dem Klemmgegenelement (61) entgegen gesetzten Seite in den Aufnahmeraum (62) eingreifen kann.Locking device according to claim 3, characterized in that the clamping element ( 60 ) in the central region of the recess ( 62 ) an axial opening ( 63 ), through which the piston ( 52 ) of the clamping counter-element ( 61 ) opposite side into the recording room ( 62 ) can intervene. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Ausnehmung (62) ausgehend von der Axialöffnung (63) in eine Klemmrichtung (66), in der die Relativverstellung zwischen Klemmelement (60) und Klemmgegenelement (61) verhinderbar ist, zu beiden Endbereichen der Ausnehmung (62) hin abnimmt.Locking device according to claim 4, characterized in that the depth of the recess ( 62 ) starting from the axial opening ( 63 ) in a clamping direction ( 66 ), in which the relative displacement between clamping element ( 60 ) and clamping counter-element ( 61 ) can be prevented, to both end regions of the recess ( 62 ) decreases. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (76) durch eine Zwischenwand (70) in zwei Klemmkammern (73, 74) unterteilt ist, wobei in jeder Klemmkammer (73, 74) eine Klemmkörperanordnung (77, 78) vorgesehen ist.Locking device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the receiving space ( 76 ) by an intermediate wall ( 70 ) in two clamping chambers ( 73 . 74 ), wherein in each clamping chamber ( 73 . 74 ) a sprag assembly ( 77 . 78 ) is provided. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 6 in Verbindung mit Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (70) die Axialöffnung (63) in zwei Öffnungsbereiche (71, 72) unterteilt, durch die jeweils ein Kolbenabschnitt (87, 88) des Kolbens (52) in den Aufnahmeraum (76) eingreifen kann.Locking device according to claim 6 in conjunction with claim 4 or 5, characterized in that the intermediate wall ( 70 ) the axial opening ( 63 ) in two opening areas ( 71 . 72 ), through each of which a piston section ( 87 . 88 ) of the piston ( 52 ) in the reception room ( 76 ) can intervene. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (70) als Führungssteg für den Kolben (52) dient.Locking device according to claim 6 or 7, characterized in that the intermediate wall ( 70 ) as a guide web for the piston ( 52 ) serves. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federanordnung (80, 81) vorgesehen ist, die die Klemmkörperanordnungen (77, 78) in ihre jeweilige Ruhestellung drückt.Locking device according to one of claims 1 to 8, characterized in that a Spring arrangement ( 80 . 81 ) is provided, which the Klemmkörperanordnungen ( 77 . 78 ) presses in their respective rest position. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (52) der Umschalteinrichtung (50) mechanisch in eine die Klemmkörperanordnungen (77, 78) in die Klemmstellung drückende Beaufschlagungsstellung vorgespannt ist und zur Verlagerung der Klemmkörperanordnungen (77, 78) in ihre Ruhestellung elektromagnetisch in seine Rückzugsstellung umschaltbar ist.Locking device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the piston ( 52 ) of the switching device ( 50 ) mechanically into one of the clamping body arrangements ( 77 . 78 ) is biased into the clamping position pressing admission position and for the displacement of the clamping body assemblies ( 77 . 78 ) is in its rest position electromagnetically switched to its retracted position. Überlagerungsvorrichtung für ein Lenksystem (5) eines Fahrzeugs, mit einem drei Getriebewellen (10, 15, 16) aufweisenden Überlagerungsgetriebe (7), mit einer Verriegelungsvorrichtung (23) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Overlay device for a steering system ( 5 ) of a vehicle, with one of three transmission shafts ( 10 . 15 . 16 ) have superposition gear ( 7 ), with a locking device ( 23 ) according to one of claims 1 to 10. Überlagerungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebewellen (10, 15, 16) von einem ersten Getriebeeingang (10), einem zweiten Getriebeeingang (15) und einem Getriebeausgang (16) gebildet sind, mit einer ansteuerbaren Stelleinrichtung (8), die über ein Antriebselement (9) mit dem ersten Getriebeeingang (10) des Überlagerungsgetriebes (7) verbunden ist, mit einer zur Verbindung des Lenkrads (13) des Lenksystems (5) mit dem zweiten Getriebeeingang (15) vorgesehenen Lenkradwelle (14), und mit einer Ausgangswelle (17) zur Verbindung des Getriebeausgangs (16) des Überlagerungsgetriebes (7) mit einem Lenkgetriebe (18) des Lenksystems (5).Overlay device according to claim 11, characterized in that the transmission shafts ( 10 . 15 . 16 ) from a first transmission input ( 10 ), a second transmission input ( 15 ) and a transmission output ( 16 ) are formed, with a controllable actuating device ( 8th ), which via a drive element ( 9 ) with the first transmission input ( 10 ) of the superposition gearing ( 7 ), with one for connecting the steering wheel ( 13 ) of the steering system ( 5 ) with the second transmission input ( 15 ) provided steering wheel shaft ( 14 ), and with an output shaft ( 17 ) for connecting the transmission output ( 16 ) of the superposition gearing ( 7 ) with a steering gear ( 18 ) of the steering system ( 5 ). Überlagerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (9) von einer als Hohlwelle ausgestalteten Antriebswelle (11) gebildet ist, wobei die Lenkradwelle (14) durch die Antriebswelle (11) hindurchgeführt ist.Overlay device according to one of claims 12, characterized in that the drive element ( 9 ) of a shaft configured as a hollow shaft ( 11 ) is formed, wherein the steering wheel shaft ( 14 ) by the drive shaft ( 11 ) is passed. Überlagerungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (8) einen Elektromotor mit einem Karosserie fest angeordneten Stator (36) aufweist.Overlay device according to claim 12 or 13, characterized in that the adjusting device ( 8th ) an electric motor with a body fixed stator ( 36 ) having. Überlagerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Getriebeeingang (15) und der Getriebeausgang (16) des Überlagerungsgetriebes (7) von jeweils einem Hohlrad (30, 31) gebildet sind.Superposition device according to one of claims 12 to 14, characterized in that the second transmission input ( 15 ) and the transmission output ( 16 ) of the superposition gearing ( 7 ) of one ring gear ( 30 . 31 ) are formed. Überlagerungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenverzahnungen der beiden Hohlräder (30, 31) eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen und/oder unterschiedliche Profilverschiebungen aufweisen.Overlay device according to claim 15, characterized in that the internal teeth of the two ring gears ( 30 . 31 ) have a different number of teeth and / or different profile displacements. Überlagerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (8) ein zentral angeordnetes Sonnenrad (40) des Überlagerungsgetriebes (7b) antreibt.Overlay device according to one of claims 12 to 16, characterized in that the adjusting device ( 8th ) a centrally located sun gear ( 40 ) of the superposition gearing ( 7b ) drives. Überlagerungsvorrichtung nach Anspruch 17 in Verbindung mit Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Planetenrad (41) vorgesehen ist, das mit dem Sonnenrad (40) und mit den beiden Hohlrädern (30, 31) in Eingriff steht.Overlay device according to claim 17 in conjunction with claim 16 or 17, characterized in that at least one planetary gear ( 41 ) provided with the sun gear ( 40 ) and with the two ring gears ( 30 . 31 ) is engaged. Überlagerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (8) ein exzentrisch angetriebenes Antriebsplanetenrad (32) des Überlagerungsgetriebes (7a) antreibt, das mit den beiden Hohlrädern (30, 31) in Eingriff steht.Overlay device according to one of claims 12 to 16, characterized in that the adjusting device ( 8th ) an eccentrically driven Antriebsplanetenrad ( 32 ) of the superposition gearing ( 7a ) drives, with the two ring gears ( 30 . 31 ) is engaged.
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