DE102006013288A1

DE102006013288A1 - Superposition device for use in vehicle steering system, has superposition gear that is designed as single-stage worm wheel gear with worm wheel driven by worm shaft, and pivotably supported against wheel in area of worm shaft ends

Info

Publication number: DE102006013288A1
Application number: DE200610013288
Authority: DE
Inventors: Jens Dipl.-Ing. Meintschel
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2007-09-27

Abstract

The device has a superposition gear (7) with gear inputs (10, 15) connected with a controllable adjusting unit (8) and a steering wheel of a steering system, respectively. A gear output (16) is provided for connection with a steering gear. The gear (7) is designed as a single-stage worm wheel gear with a worm shaft (48) to drive a worm wheel (45). The gear is pivotably supported against the wheel in an area of worm shaft ends and is pulled or pressed on the wheel at other ends by a clamping part of a clamping device. The unit (8) is arranged at a mounting part (50) of the gear (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlagerungsvorrichtung für ein Lenksystem eines Fahrzeugs mit einem Überlagerungsgetriebe, das einen mit einer ansteuerbaren Stelleinrichtung verbundenen ersten Getriebeeingang, einen zur Verbindung mit dem Lenkrad des Lenksystems vorgesehenen zweiten Getriebeeingang und einen zur Verbindung mit einem Lenkgetriebe des Lenksystems vorgesehenen Getriebeausgang aufweist.The The invention relates to an overlay device for a Steering system of a vehicle with a superposition gear, the one with a controllable actuating device connected first transmission input, one intended for connection to the steering wheel of the steering system second transmission input and one for connection to a steering gear having the steering system provided transmission output.

Eine derartige Überlagerungsvorrichtung geht beispielsweise aus der DE 100 00 219 A1 hervor. Das Überlagerungsgetriebe ist dort als zweistufiges, modifiziertes Planetengetriebe ausgeführt, das einen oder mehrere Stufenplaneten aufweist, die jeweils mit den zwei Sonnenrädern des Planetengetriebes in Eingriff stehen. Das eine Sonnenrad ist mit der Eingangswelle und das andere Sonnenrad mit der Ausgangswelle des Überlagerungsgetriebes verbunden. Den weiteren Getriebeeingang stellt das Getriebegehäuse dar, das über eine weitere Schneckengetriebestufe durch die Stelleinrichtung angetrieben werden kann.Such a superposition device, for example, goes from the DE 100 00 219 A1 out. The superposition gear is designed there as a two-stage, modified planetary gear having one or more stepped planet, which are respectively engaged with the two sun gears of the planetary gear. The one sun gear is connected to the input shaft and the other sun gear to the output shaft of the superposition gear. The further transmission input is the transmission housing, which can be driven by the adjusting device via a further worm gear stage.

Ausgehend von dieser bekannten Überlagerungsvorrichtung ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine konstruktiv einfach gestaltete Überlagerungsvorrichtung zu schaffen.outgoing from this known overlay device It is an object of the present invention to provide a constructive simply designed overlay device to accomplish.

Diese Aufgabe wird durch eine Überlagerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Dabei ist das Überlagerungsgetriebe als einstufiges Schneckenradgetriebe mit einer Schneckenwelle und einem durch die Schneckenwelle antreibbaren Schneckenrad ausgeführt. Mithin weist das Überlagerungsgetriebe lediglich eine einzige Getriebestufe auf, so dass ein sehr einfacher Aufbau des Überlagerungsgetriebes erreicht ist. Dadurch, dass diese Getriebestufe als Schneckenradgetriebe ausgeführt ist, ist zudem ein geräuscharmer Betrieb des Überlagerungsgetriebes möglich. Ferner kann durch die Selbsthemmung des Schneckenradgetriebes die Betriebssicherheit beim Betrieb der Überlagerungsvorrichtung in einem Lenksystem eines Fahrzeugs verbessert werden. Durch die Selbsthemmung des Schneckenradgetriebes können Drehbewegungen zwischen dem Lenkrad des Lenksystems einerseits und dem Lenkgetriebe des Lenksystems andererseits betriebssicher übertragen werden.These Task is by a superposition device solved with the features of claim 1. Here is the superposition gear as a single-stage worm gear with a worm shaft and executed by a worm shaft driven worm wheel. Consequently, points the superposition gearbox just a single gear on, making it a lot easier Structure of the superposition gearbox is reached. Because of this gear stage as worm gear accomplished is, is also a quiet operation of the superposition gearbox possible. Furthermore, by the self-locking of the worm gear, the Operational safety during operation of the overlay device in a steering system of a vehicle can be improved. By the self-locking of the worm gear can Rotary movements between the steering wheel of the steering system on the one hand and the steering gear of the steering system on the other hand reliably transmitted become.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Überlagerungsvorrichtung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.Further yield advantageous embodiments of the overlay device according to the invention from the dependent ones Claims.

Vorteilhafterweise ist der erste Getriebeeingang von der Schneckenwelle gebildet. Dabei erfolgt die Drehung der Schneckenwelle durch die Ansteuerung der Stelleinrichtung, so dass die Schneckenwelle zum Antreiben des Schneckenrades auf einfache Weise mit der erforderlichen bzw. gewünschten Drehzahl angetrieben werden kann.advantageously, the first transmission input is formed by the worm shaft. there the rotation of the worm shaft by the control of the Actuator, so that the worm shaft for driving the worm wheel in a simple way with the required or desired speed can be driven.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Verzahnungen der Schneckenwelle und des Schneckenrades an einer Eingriffsstelle ineinander greifen und wenn eine Vorspanneinrichtung vorgesehen ist, die eine radial zur Drehachse der Schneckenwelle und in Radialrichtung des Schneckenrades gerichtete Vorspannkraft erzeugt, so dass die Schneckenwelle und das Schneckenrad an der Eingriffsstelle unter der Vorspannkraft aneinander anliegen. Auf diese Weise wird ein im Wesentlichen spielfreier Eingriff zwischen der Verzahnung der Schneckenwelle und der Verzahnung des Schneckenrades gewährleistet, wodurch eine weitere Reduzierung der Betriebsgeräusche des Überlagerungsgetriebes erzielt wird.It is also beneficial when the gears of the worm shaft and the worm wheel at an engagement point interlock and when a biasing means is provided which has a radial to the axis of rotation of the worm shaft and in the radial direction of the worm wheel directed biasing force generated so that the worm shaft and the Worm wheel at the engagement point under the biasing force abut each other. In this way, a substantially backlash-free engagement between the Dovetailing of the worm shaft and the toothing of the worm wheel guaranteed thereby achieving a further reduction of the operating noise of the superposition gear becomes.

Bei dieser Ausgestaltung kann die Schneckenwelle im Bereich ihres einen, ersten Schneckenwellenendes schwenkbar gegenüber dem Schneckenrad gelagert sein und im Bereich ihres anderen, zweiten Schneckenwellenendes durch ein die Vorspannkraft bewirkendes Vorspannteil der Vorspanneinrichtung zum Schneckenrad hin gezogen oder gedrückt werden. Dies stellt eine sehr einfache Möglichkeit dar, die Schneckenwelle und das Schneckenrad im Bereich der Eingriffsstelle unter der Vorspannkraft aneinander anzulegen.at this configuration, the worm shaft in the region of their one, first worm shaft end pivotally mounted relative to the worm wheel and in the area of their other, second auger shaft end by a biasing force causing biasing part of the biasing means pulled or pressed to the worm wheel. This constitutes one very easy way , the worm shaft and the worm wheel in the region of the engagement point under the biasing force to create each other.

Zweckmäßigerweise ist die Stelleinrichtung an einem Lagerteil des Überlagerungsgetriebes angeordnet. Dabei kann das erste Schneckenwellenende der Schneckenwelle drehfest mit der Stelleinrichtung verbunden sein und die Stelleinrichtung schwenkbar am Lagerteil gelagert sein, so dass die Schwenklagerung der Schneckenwelle im Bereich ihres ersten Schneckenwellenendes auf einfache Weise mittelbar über die Schwenklagerung der Stelleinrichtung am Lagerteil erfolgt.Conveniently, the adjusting device is arranged on a bearing part of the superposition gear. In this case, the first screw shaft end of the worm shaft rotatably be connected to the adjusting device and the adjusting device pivotable be stored on the bearing part, so that the pivotal mounting of the worm shaft in the region of their first end of the screw shaft in a simple manner indirectly via the pivot bearing of the adjusting device takes place on the bearing part.

Dadurch, dass das Lagerteil Bestandteil des Getriebegehäuses des Überlagerungsgetriebes ist oder das Getriebegehäuse bildet, ergibt sich ein kompakter und einfacher Aufbau des Überlagerungsgetriebes.Thereby, that the bearing part is part of the transmission housing of the superposition gear or the gearbox forms, results in a compact and simple construction of the superposition gearing.

Bei einer weiteren Ausführungsvariante weist das Überlagerungsgetriebe eine erste Welle auf, die drehfest mit dem Lagerteil verbunden ist. Insbesondere läuft die Stelleinrichtung bei einer Drehung der ersten Welle um ihre Drehachse auf einer kreisförmigen Bahn um die Drehachse der ersten Welle um. Zusammen mit der Stelleinrichtung bewegt sich auch die Schneckenwelle auf einer Kreisbahn um die Drehachse der ersten Welle, wodurch das mit der Schneckenwelle an der Eingriffsstelle in Eingriff stehende Schneckenrad gedreht wird. Das Schneckenrad und die Schneckenwelle laufen mithin bei der Drehung der ersten Welle im Block um. Auf diese Weise ist eine betriebssichere Kopplung zwischen der ersten Welle und dem Schneckenrad erreicht.In a further embodiment, the superposition gear on a first shaft which is rotatably connected to the bearing part. In particular, upon rotation of the first shaft about its axis of rotation, the actuator rotates on a circular path about the axis of rotation of the first shaft. Along with the actuator, the worm shaft also moves in a circular orbit about the axis of rotation of the first shaft, whereby the worm wheel engaged with the worm shaft at the point of engagement is rotated. The worm wheel and the worm shaft are therefore included the rotation of the first shaft in the block. In this way, a reliable coupling between the first shaft and the worm wheel is achieved.

Zur Versorgung der Stelleinrichtung mit elektrischer Energie können ein auf- und abwickelbares Kabel oder Schleifkontakte vorgesehen sein.to Supply the adjusting device with electrical energy can be wound up and unwound cable or sliding contacts.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn das Überlagerungsgetriebe eine zweite Welle aufweist, die drehfest mit dem Schneckenrad verbunden ist. Diese zweite Welle stellt mithin eine weitere Getriebewelle des Überlagerungsgetriebes dar.It is also advantageous if the superposition gearing a second Has shaft which is rotatably connected to the worm wheel. This second wave thus represents another transmission shaft of the superposition gear represents.

Dabei besteht die Möglichkeit, dass die erste Welle den zweiten Getriebeeingang und die zweite Welle den Getriebeausgang bildet oder dass die erste Welle den Getriebeausgang und die zweite Welle den zweiten Getriebeeingang bildet. Das erfindungsgemäße Überlagerungsgetriebe bietet daher eine hohe Flexibilität bei der Verwendung bzw. beim Einbau in ein Lenksystem eines Fahrzeugs.there it is possible, that the first shaft, the second transmission input and the second shaft forms the transmission output or that the first shaft the transmission output and the second shaft forms the second transmission input. The overlay transmission according to the invention offers therefore a high flexibility in the use or in the Installation in a steering system of a vehicle.

Insbesondere ist die zweite Welle dabei gegenüber der ersten Welle verdrehbar gelagert. Die drehbare Lagerung der zweiten Welle kann beispielsweise am Lagerteil bzw. am Getriebegehäuse erfolgen.Especially is the second wave opposite the first shaft rotatably mounted. The rotatable mounting of the second shaft can be done for example on the bearing part or on the transmission housing.

Vorteilhaft ist es auch, wenn die erste Welle und die zweite Welle dieselbe Drehachse aufweisen, wodurch sich der Einbau des Überlagerungsgetriebes im Bereich der Lenksäule eines Lenksystems zwischen dem Lenkrad und dem Lenkgetriebe vereinfacht.Advantageous it is also when the first wave and the second wave are the same Have axis of rotation, whereby the installation of the superposition gear in the area of the steering column a steering system between the steering wheel and the steering gear simplifies.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Überlagerungsvorrichtung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:in the Below is an embodiment of the Inventive overlay device based the attached Drawing closer explained. It demonstrate:

1 eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung eines Lenksystems mit einer Überlagerungsvorrichtung, 1 a schematic block diagram similar representation of a steering system with a superposition device,

2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Überlagerungsvorrichtung in einem Schnitt in Radialrichtung entlang der Drehachse einer ersten bzw. zweiten Welle des Überlagerungsgetriebes, 2 1 is a schematic representation of an exemplary embodiment of the superposition device in a section in the radial direction along the axis of rotation of a first or second shaft of the superposition gearing,

3 das Ausführungsbeispiel der Überlagerungsvorrichtung aus 2 in einer perspektivischen, teilgeschnittenen Darstellung und 3 the embodiment of the overlay device 2 in a perspective, partially cut representation and

4 eine abgewandelte Ausführungsform der Überlagerungsvorrichtung in einer schematischen Seitenansicht. 4 a modified embodiment of the overlay device in a schematic side view.

In 1 ist ein Lenksystem 5 mit einer Überlagerungsvorrichtung 6 eines nicht näher darstellten Fahrzeugs gezeigt. Die Überlagerungsvorrichtung 6 weist ein Überlagerungsgetriebe 7 und einen ansteuerbaren, eine Stelleinrichtung bildenden Elektromotor 8 auf, der 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, an adjusting device forming electric motor 8th on top of that with a first transmission input 10 of the superposition gearbox 7 connected is.

Ein Lenkrad 13 des Lenksystems 5 ist über eine Lenksäule bzw. Lenkradwelle 14 mit einem zweiten Getriebeeingang 15 des Überlagerungsgetriebes 7 verbunden. Das Überlagerungsgetriebe 7 überlagert die Drehbewegung des Elektromotors 8 am ersten Getriebeeingang 10 und die Drehbewegung der Lenksäule bzw. 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 via a steering column or 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 electric motor 8th at the first transmission input 10 and the rotational movement of the steering column or steering wheel shaft 14 at the second transmission input 15 to a superimposed rotary motion at a transmission output 16 that has an output shaft 17 with a steering gear 18 of the steering system 5 connected is. The steering gear 18 steers the steerable vehicle wheels 19 for adjusting a steering angle as a function of the through the output shaft 17 to the steering gear 18 transmitted superimposed rotary motion. Thus, at the steerable vehicle wheels 19 by the rotation of the steering wheel 13 and / or by the operation of the electric motor 8th a steering angle can be adjusted.

Das Lenksystem 5 weist ferner einen Lenkwinkelsensor 20 auf, der eine mit dem Lenkwinkel an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 korrelierende Lenkwinkelgröße a erfasst und an eine Steuereinheit 21 übermittelt. Als Lenkwinkelgröße a kommt beispielsweise die Position einer nicht näher darstellten 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 variable a, for example, the position of a not-shown rack of the steering gear comes 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 erste Getriebewelle des Planetengetriebes ist vom ersten Getriebeeingang 10, die zweite Getriebewelle vom zweiten Getriebeeingang 15 und die dritte Getriebewelle vom Getriebeausgang 16 gebildet.The superposition gearbox 7 is designed as a 3-shaft planetary gear. The first transmission shaft of the planetary gear is from the first transmission input 10 , the second transmission shaft from the second transmission input 15 and the third gear shaft from the transmission output 16 educated.

Die Überlagerungsvorrichtung 6 enthält eine Verriegelungsvorrichtung 23, die in ihrem Verriegelungszustand zwei der drei Getriebewellen 10, 15, 16 derart miteinander zwangskoppelt, dass die Übertragung einer Drehbewegung zwischen diesen beiden zwangsgekoppelten Getriebewellen sichergestellt ist. Beispielsgemäß ist vorgesehen, dass durch die im Verriegelungszustand befindliche Verriegelungsvorrichtung 23 zwei der drei Getriebewellen, beispielsweise den Getriebeausgang 16 und den zweiten Getriebeeingang 15, direkt miteinander verbindet und so die Zwangskopplung zwischen diesen beiden Getriebewellen herstellt. Diese Möglichkeit ist in 1 punktiert dargestellt. Es könnten auch zwei andere der drei Getriebewellen 10, 15, 16 miteinander zwangsgekoppelt werden.The overlay device 6 contains a locking device 23 that in their locked state, two of the three transmission shafts 10 . 15 . 16 forcibly coupled together such that the transmission of rotational movement between these two positively coupled transmission shafts is ensured. For example, it is provided that by the locking device located in the locking device 23 two of the three transmission shafts, such as the transmission output 16 and the second Ge transmission input 15 , connects directly to each other and so produces the positive coupling between these two transmission shafts. This possibility is in 1 shown dotted. There could also be two others of the three transmission shafts 10 . 15 . 16 be forcibly coupled with each other.

Befindet sich die Verriegelungsvorrichtung 23 in ihrem Freigabezustand, sind die drei Getriebewellen 10, 15, 16 in ihren Drehbewegungen freigegeben, wobei sie durch die Verriegelungsvorrichtung 23 nicht eingeschränkt werden.Is the locking device 23 in their release state, are the three transmission shafts 10 . 15 . 16 released in their rotational movements, passing through the locking device 23 not restricted.

Ein solches Lenksystem 5 mit Überlagerungsvorrichtung 6 kann den Lenkwinkel an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 unabhängig von der Stellung des Lenkrades 13 durch den Betrieb des Elektromotors 8 variieren. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, fahrerunabhängige Lenkreingriffe 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 actions. 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.

In den 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Überlagerungsvorrichtung 6 mit einem Überlagerungsgetriebe 7 dargestellt.In the 2 and 3 is an embodiment of the overlay device 6 with a superposition gearbox 7 shown.

Das Überlagerungsgetriebe 7 weist eine um eine Drehachse 30 drehbar angeordnete erste Welle 31 auf, die entweder den zweiten Getriebeeingang 15 oder den Getriebeausgang 16 bilden kann und beispielsgemäß den zweiten Getriebeeingang 15 darstellt und zur Verbindung mit der Lenksäule bzw. Lenkradwelle 14 dient. Die erste Welle 31 ist drehfest mit einem Getriebegehäuse 32 des Überlagerungsgetriebes 7 verbunden.The superposition gearbox 7 has one about a rotation axis 30 rotatably arranged first shaft 31 on, either the second transmission input 15 or the transmission output 16 can form and according to the second transmission input 15 represents and for connection to the steering column or steering wheel shaft 14 serves. The first wave 31 is non-rotatable with a gearbox housing 32 of the superposition gearbox 7 connected.

Eine zweite Welle 33 des Überlagerungsgetriebes 7 ist am Getriebegehäuse 32 relativ zum Getriebegehäuse 32 und relativ zur ersten Welle 31 drehbar gelagert. Die zweite Welle 33 kann wie auch die erste Welle 31 sowohl entweder als zweiter Getriebeeingang 15 oder als Getriebeausgang 16 dienen, wobei die zweite Welle 33 beispielsgemäß den Getriebeausgang 16 darstellt. Die Drehachse der zweiten Welle 33 fällt mit der Drehachse der ersten Welle 31 zusammen, so dass sowohl die erste Welle 31 als auch die zweite Welle 33 um die Drehachse 30 drehbar sind. Der der ersten Welle 31 zugeordnete innere Endabschnitt 35 der zweiten Welle 33 ragt in einen hohlzylindrisch ausgestalteten Abschnitt 36 des Getriebegehäuses 32 hinein und ist dort über ein erstes Lager 37 drehbar am hohlzylindrischen Abschnitt 36 des Getriebegehäuses 32 gelagert. Der dem inneren Endabschnitt 35 entgegengesetzte äußere Endabschnitt 38 der zweiten Welle 33 durchsetzt das Getriebegehäuse 32 durch eine Öffnung 39, wobei er im Bereich der Öffnung 39 mit Hilfe eines zweiten Lagers 40 drehbar am Getriebegehäuse 32 gelagert ist.A second wave 33 of the superposition gearbox 7 is on the gearbox 32 relative to the transmission housing 32 and relative to the first wave 31 rotatably mounted. The second wave 33 can as well as the first wave 31 either as a second transmission input 15 or as transmission output 16 serve, with the second wave 33 For example, the transmission output 16 represents. The axis of rotation of the second shaft 33 coincides with the axis of rotation of the first shaft 31 together, so that both the first wave 31 as well as the second wave 33 around the axis of rotation 30 are rotatable. The first wave 31 associated inner end portion 35 the second wave 33 protrudes into a hollow cylindrical configured section 36 of the gearbox 32 into and is there over a first camp 37 rotatable on the hollow cylindrical section 36 of the gearbox 32 stored. The inner end section 35 opposite outer end section 38 the second wave 33 passes through the gearbox 32 through an opening 39 , being in the area of the opening 39 with the help of a second camp 40 rotatable on the transmission housing 32 is stored.

Zwischen dem inneren Endabschnitt 35 und dem äußeren Endabschnitt 38 sitzt ein Schneckenrad 45 drehfest auf der zweiten Welle 33. Das Schneckenrad 45 kann somit zusammen mit der zweiten Welle 33 relativ zum Getriebegehäuse 32 und relativ zur ersten Welle 31 um die Drehachse 30 rotieren.Between the inner end section 35 and the outer end portion 38 sits a worm wheel 45 rotatably on the second shaft 33 , The worm wheel 45 can thus together with the second wave 33 relative to the transmission housing 32 and relative to the first wave 31 around the axis of rotation 30 rotate.

Im Umfangsbereich weist das Schneckenrad 45 eine Schneckenradverzahnung 46 auf, in die eine Schraubenverzahnung 47 einer Schneckenwelle 48 an einer Eingriffsstelle 49 eingreift. Die Schneckenwelle 48 erstreckt sich dabei in etwa tangential zum Schneckenrad 45.In the peripheral area has the worm wheel 45 a Schneckenradverzahnung 46 on, in which a helical gearing 47 a worm shaft 48 at an intervention site 49 intervenes. The worm shaft 48 extends approximately tangentially to the worm wheel 45 ,

Die vom Elektromotor 8 gebildete Stelleinrichtung dient dazu, die Schneckenwelle 48 anzutreiben. Hierfür ist das eine, erste Schneckenwellenende 60 drehfest mit dem Rotor des Elektromotors 8 verbunden, während das andere, freie, zweite Schneckenwellenende 61 drehbar an einem Lagerteil 50 gelagert ist. Bei einer Rotation der Schneckenwelle 48 dreht sich das Schneckenrad 45 um die Drehachse 30 und damit erfolgt auch eine Rotation der zweiten Welle 33 um die Drehachse 30. Die Schneckenwelle 48 stellt den ersten Getriebeeingang 10 des Überlagerungsgetriebes 7 dar.The electric motor 8th formed adjusting device serves to the worm shaft 48 drive. This is the one, first end of the screw shaft 60 rotatably with the rotor of the electric motor 8th connected while the other, free, second worm shaft end 61 rotatable on a bearing part 50 is stored. During a rotation of the worm shaft 48 the worm wheel turns 45 around the axis of rotation 30 and thus there is also a rotation of the second shaft 33 around the axis of rotation 30 , The worm shaft 48 represents the first transmission input 10 of the superposition gearbox 7 represents.

Sowohl die Schneckenwelle 48 als auch der Elektromotor 8 sind am Lagerteil 50 des Überlagerungsgetriebes 7 angeordnet. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Lagerteil 50 Bestandteil des Getriebegehäuses 32. Mithin ist die erste Welle 31 drehfest mit dem Lagerteil 50 verbunden. Bei einer Drehung der ersten Welle 31 um die Drehachse 30 bewegen sich der Elektromotor 8, die Schneckenwelle 48 und das Lagerteil 50 auf einer jeweiligen Kreisbahn um die Drehachse 30 herum.Both the worm shaft 48 as well as the electric motor 8th are on the storage part 50 of the superposition gearbox 7 arranged. In the preferred embodiment, the bearing part 50 Part of the gearbox 32 , So that's the first wave 31 rotatably with the bearing part 50 connected. Upon rotation of the first shaft 31 around the axis of rotation 30 the electric motor move 8th , the worm shaft 48 and the bearing part 50 on a respective circular path around the axis of rotation 30 around.

Um die Versorgung des Elektromotors 8 mit elektrischer Energie sicherzustellen, ist beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ein um die Drehachse 30 auf- und abwickelbares Kabel 55 vorgesehen, dessen äußeres Ende mit dem Elektromotor 8 elekt risch verbunden ist, wie dies in 3 durch den Pfeil P schematisch dargestellt ist. Das innere Ende des Kabels 55 steht mit einer nicht näher dargestellten Spannungs- oder Stromquelle in Verbindung. Das Kabel 55 ist 4-polig ausgeführt, so dass sowohl der Stator als auch der Rotor des Elektromotors 8 mit der jeweils notwendigen Spannung bzw. mit dem jeweils notwendigen Strom betrieben werden kann.To the supply of the electric motor 8th to ensure with electrical energy is in the preferred embodiment, a around the axis of rotation 30 windable and unwindable cable 55 provided, the outer end of the electric motor 8th is electrically connected, as in 3 is shown schematically by the arrow P. The inner end of the cable 55 is connected to a voltage or current source not shown in connection. The cable 55 is 4-pole, so that both the stator and the rotor of the electric motor 8th can be operated with the respectively necessary voltage or with the respective necessary current.

Das Kabel 55 ist bei der hier dargestellten Ausführungsvariante in seiner Ausgangslage spiralförmig um die erste Welle 31 herum aufgewickelt und kann sich ausgehend von dieser Ausgangslage bei der Bewegung des Elektromotors 8 auf einer Kreisbahn um die Drehachse 30 abwickeln und bei einer entsprechend entgegen gesetzten Zurückbewegung des Elektromotors 8 wieder aufwickeln. Das Kabel 55 kann sich in einem nicht näher dargestellten Kabelgehäuse befinden, durch das das äußere Ende des Kabels 55 zur Verbindung mit dem Elektromotor 8 herausragt.The cable 55 is at the here shown Embodiment in its initial position spirally wound around the first shaft 31 around and can, starting from this initial position during the movement of the electric motor 8th on a circular path around the axis of rotation 30 unwind and at a corresponding opposite backward movement of the electric motor 8th rewind. The cable 55 may be located in a cable housing, not shown, through which the outer end of the cable 55 for connection to the electric motor 8th protrudes.

Alternativ zur Spannungs- bzw. Stromversorgung des Elektromotors 8 über ein Kabel 55, könnte auch eine Schleifkontaktanordnung vorgesehen sein. Diese Schleifkontaktanordnung könnte Kontaktringe 56 aufweisen, die jeweils einem Schleifkontakt 57 am Elektromotor 8 zugeordnet sind, wobei der jeweilige Schleifkontakt 57 bei einer Umlaufbewegung des Elektromotors 8 um die Drehachse 30 am zugeordneten Kontaktring entlang schleift, so dass auch hierdurch bei einer Umlaufbewegung des Elektromotors 8 um die Drehachse 30 stets ein elektrischer Kontakt gewährleistet wäre. Analog zum Kabel 55 müsste auch die Schleifkontaktanordnung 4-polig ausgeführt sein.Alternatively to the voltage or power supply of the electric motor 8th over a cable 55 , a sliding contact arrangement could also be provided. This sliding contact arrangement could contact rings 56 each having a sliding contact 57 on the electric motor 8th are assigned, wherein the respective sliding contact 57 during a circulation movement of the electric motor 8th around the axis of rotation 30 grinds along the associated contact ring, so that thereby also during a revolution of the electric motor 8th around the axis of rotation 30 always an electrical contact would be guaranteed. Analogous to the cable 55 would also be the sliding contact arrangement 4-pole executed.

Das Überlagerungsgetriebe 7 ist als einstufiges Schneckenradgetriebe ausgeführt. Bei einer Drehung des Lenkrades 13 des Lenksystems 5 dreht sich die erste Welle 31 um die Drehachse 30. Zusammen mit der ersten Welle 31 bewegen sich das Lagerteil 50, der Elektromotor 8 und die Schneckenwelle 48 auf einer jeweiligen Kreisbahn um die Drehachse 30. Dadurch, dass die Schneckenwelle 48 an der Eingriffsstelle 49 mit dem Schneckenrad 45 in Eingriff steht, drehen sich auch das Schneckenrad 45 und die zweite Welle 33 um die Drehachse 30. Das Überlagerungsgetriebe 7 läuft somit sozusagen im Block um. Auf diese Weise kann eine Drehbewegung am Lenkrad 13 über das Überlagerungsgetriebe 7 zum Lenkgetriebe 18 hin übertragen werden. Alternativ oder gleichzeitig kann die zweite Welle 33 auch durch das Betreiben des Elektromotors 8 um die Drehachse 30 gedreht werden. Die Drehbewegung des Rotors des Elektromotors 8 versetzt die Schneckenwelle 48 in Rotation, wodurch das Schneckenrad 45 um die Drehachse 30 gedreht wird. Dadurch ist es möglich, die lenkbaren Fahrzeugräder 19 durch ein Betreiben des Elektromotors 8 auch unabhängig von der Drehstellung des Lenkrades 13 auszulenken. Der Lenkwinkel an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 kann demnach unabhängig von der Lenkradstellung variiert werden.The superposition gearbox 7 is designed as a single-stage worm gear. With a rotation of the steering wheel 13 of the steering system 5 the first wave turns 31 around the axis of rotation 30 , Together with the first wave 31 move the bearing part 50 , the electric motor 8th and the worm shaft 48 on a respective circular path around the axis of rotation 30 , Because of the worm shaft 48 at the intervention site 49 with the worm wheel 45 engaged, also rotate the worm wheel 45 and the second wave 33 around the axis of rotation 30 , The superposition gearbox 7 So it runs in the block, so to speak. In this way, a rotary motion on the steering wheel 13 over the superposition gearbox 7 to the steering gear 18 to be transmitted. Alternatively or simultaneously, the second wave 33 also by operating the electric motor 8th around the axis of rotation 30 to be turned around. The rotational movement of the rotor of the electric motor 8th puts the worm shaft 48 in rotation, causing the worm wheel 45 around the axis of rotation 30 is turned. This makes it possible, the steerable vehicle wheels 19 by operating the electric motor 8th also independent of the rotational position of the steering wheel 13 deflect. The steering angle at the steerable vehicle wheels 19 can therefore be varied independently of the steering wheel position.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Überlagerungsvorrichtung 6 weist ferner eine Vorspanneinrichtung 65 auf, die dazu dient, die Schraubenverzahnung 47 der Schneckenwelle 48 und die Schneckenradverzahnung 46 des Schneckenrades 45 an der Eingriffsstelle 49 unter einer Vorspannkraft F aneinander anzulegen. Die Vorspannkraft F ist radial zur Drehachse 66 der Schneckenwelle 48 und radial zur Drehachse 30 des Schneckenrades 45 gerichtet. Die Vorspannkraft F wirkt zwischen der Schneckenwelle 48 und dem Schneckenrad 45 und kann über die Vorspanneinrichtung 65 auf die Schneckenwelle 48 und/oder auf das Schneckenrad 45 ausgeübt werden.A development of the overlay device according to the invention 6 further comprises a biasing means 65 on, which serves to screw the teeth 47 the worm shaft 48 and the Schneckenradverzahnung 46 of the worm wheel 45 at the intervention site 49 under a biasing force F to each other. The biasing force F is radial to the axis of rotation 66 the worm shaft 48 and radial to the axis of rotation 30 of the worm wheel 45 directed. The biasing force F acts between the worm shaft 48 and the worm wheel 45 and can via the pretensioner 65 on the worm shaft 48 and / or on the worm wheel 45 be exercised.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß 4 weist die Vorspanneinrichtung 65 ein von einer Schraubenfeder 67 gebil detes Vorspannteil auf, die einenends am Lagerteil 50 und anderenends an einem Lagerring 68 befestigt ist, in dem das zweite Schneckenwellenende 61 drehbar gelagert angeordnet ist. Die Schraubenfeder 67 ist unter einer Zugvorspannung zwischen dem Lagerteil 50 und dem Lagerring 68 eingesetzt. Die Schneckenwelle 48 ist im Bereich des ersten Schneckenwellenendes 60 schwenkbar gelagert. Beispielsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der die Stelleinrichtung bildende Elektromotor 8 um eine parallel zur Drehachse 30 verlaufende Schwenkachse 70 schwenkbar am Lagerteil 50 gelagert ist.In the preferred embodiment according to 4 has the pretensioner 65 one from a coil spring 67 gebil detes biasing part, the one end on the bearing part 50 and at the other end on a bearing ring 68 is attached, in which the second screw shaft end 61 is arranged rotatably mounted. The coil spring 67 is under a tensile prestress between the bearing part 50 and the bearing ring 68 used. The worm shaft 48 is in the range of the first worm shaft end 60 pivoted. According to the example, this is achieved in that the electric motor forming the adjusting device 8th around a parallel to the axis of rotation 30 extending pivot axis 70 swiveling on the bearing part 50 is stored.

Beim abgewandelten Ausführungsbeispiel der Überlagerungsvorrichtung 6 nach 4 wird daher die Schraubenverzahnung 47 der Schneckenwelle 48 im Bereich der Eingriffsstelle 49 durch die Zugbelastung der Schraubenfeder 67 gegen die Schneckenradverzahnung 46 gedrückt bzw. gezogen. Das dafür notwendige Bewegungsspiel der Schneckenwelle 48 wird durch die Schwenklagerung des Elektromotors 8 um die Schwenkachse 70 erreicht. Durch die von der Vorspanneinrichtung 65 erzeugte Vorspannkraft F kann das Getriebespiel minimiert werden.In the modified embodiment of the overlay device 6 to 4 Therefore, the helical teeth 47 the worm shaft 48 in the area of the intervention site 49 by the tensile load of the coil spring 67 against the Schneckenradverzahnung 46 pressed or pulled. The necessary movement of the worm shaft 48 is due to the pivotal mounting of the electric motor 8th around the pivot axis 70 reached. By the of the pretensioner 65 generated biasing force F, the backlash can be minimized.

Claims

Overlay device for a steering system ( 5 ) of a vehicle, with a superposition gear ( 7 ), one with a controllable actuating device ( 8th ) connected first transmission input ( 10 ), one for connection to the steering wheel ( 13 ) of the steering system ( 5 ) provided second transmission input ( 15 ) and one for connection to a steering gear ( 18 ) of the steering system ( 5 ) provided transmission output ( 16 ), characterized in that the superposition gearing ( 7 ) as a single-stage worm gear with a worm shaft ( 48 ) and one through the worm shaft ( 48 ) driven worm wheel ( 45 ) is executed.

Overlay device according to claim 1, characterized in that the first transmission input ( 10 ) of the worm shaft ( 48 ) is formed.

Overlay device according to claim 1 or 2, characterized in that the teeth of the worm shaft ( 48 ) and the worm wheel ( 45 ) at an intervention site ( 49 ) and that a pretensioning device ( 65 ) is provided, which is a radial to the axis of rotation ( 66 ) of the worm shaft ( 48 ) and in the radial direction of the worm wheel ( 45 ) directed biasing force (F) is generated, so that the worm shaft ( 48 ) and the worm wheel ( 45 ) at the intervention site ( 49 ) abut each other under the biasing force (F).

Overlay device according to claim 3, characterized in that the worm shaft ( 48 ) in the region of its one, first worm shaft end ( 60 ) pivotable with respect to the worm wheel ( 45 ) and in the region of its other, second worm shaft end ( 61 ) by a biasing force (F) causing biasing part ( 67 ) of the pretensioner ( 65 ) to the worm wheel ( 45 ) is pulled or pushed.

Superposition device according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting device ( 8th ) on a bearing part ( 50 ) of the superposition gearing ( 7 ) is arranged.

Overlay device according to claim 5 in conjunction with claim 4, characterized in that the first screw shaft end ( 60 ) of the worm shaft ( 48 ) rotatably with the adjusting device ( 8th ) and the adjusting device ( 89 pivotable on the bearing part ( 50 ) is stored.

Overlay device according to claim 5 or 6, characterized in that the bearing part ( 50 ) Part of the gearbox ( 32 ) of the superposition gearing ( 7 ) or the transmission housing ( 32 ).

Superimposing device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the superposition gearing ( 7 ) a first wave ( 31 ), which rotatably with the bearing part ( 50 ) connected is.

Overlay device according to claim 8, characterized in that the adjusting device ( 8th ) upon rotation of the first shaft ( 31 ) about its axis of rotation ( 30 ) on a circular path around the axis of rotation ( 30 ) of the first wave ( 31 ) rotates.

Overlay device according to claim 8 or 9, characterized in that the supply of the adjusting device ( 8th ) with electrical energy via a cable that can be wound up and unwound ( 55 ) or via sliding contacts ( 56 . 57 ) he follows.

Superimposition device according to one of the preceding claims, characterized in that the superposition gearing ( 7 ) a second wave ( 33 ), which in rotation with the worm wheel ( 45 ) connected is.

Overlay device according to claim 11 in conjunction with one of claims 8 to 10, characterized in that the first shaft ( 31 ) the second transmission input ( 15 ) and the second wave ( 33 ) the transmission output ( 16 ) or that the first wave ( 31 ) the transmission output ( 16 ) and the second wave ( 33 ) the second transmission input ( 15 ).

Overlay device according to claim 11 or 12 in conjunction with one of claims 8 to 10, characterized in that the second shaft ( 33 ) opposite the first wave ( 31 ) is rotatably mounted.

Overlay device according to claim 12 or 13, characterized in that the first shaft ( 31 ) and the second wave ( 33 ) the same axis of rotation ( 30 ) exhibit.

Steering system for a vehicle with an overlay device ( 6 ) according to any one of the preceding claims.