DE102019217965A1 - Lenkgetriebe für eine steer-by-wire-Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Lenkgetriebe für eine steer-by-wire-Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeuges Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft Lenkgetriebe (20) für eine steer-by-wire-Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, aufweisend ein Gehäuse (22), eine Spindel (24) und eine drehbar gelagerte Spindelmutter (5), welche innerhalb des Gehäuses (22) einen Spindelantrieb (23) zum axialen Verlagern der Spindel (24) gegenüber der Spindelmutter (25) ausbildet.Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Spindelmutter (25), welche mittels zumindest eines Kraftspeichers (40) zumindest mittelbar gegenüber dem Gehäuse (22) im Drehsinne um eine Längsachse (a) der Spindelmutter (25) herum abgestützt ist, so dass die Spindelmutter (25) in einer Nulllage oder in einem Bereich um die Nulllage gehalten und/oder in die Nulllage zurückgedreht werden kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe für eine steer-by-wire-Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeuges sowie eine steer-by-wire-Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeuges nach den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
  • Aus der WO 2013/075960 A2 ist eine elektromechanische Fahrzeuglenkung bekannt. Die Fahrzeuglenkung umfasst ein nicht selbsthemmend ausgebildetes Lenkgetriebe, welches mittels einer ortsfest gelagerten Spindelmutter eine Spindel axial gegenüber dem Gehäuse verlagern kann. Das Lenkgetriebe ist Teil eines sogenannten Servomotors, welche ausschließlich eine Kraftunterstützung für eine Zahnstangenlenkung ausbildet. Fällt die Lenkunterstützung aus, so ist eine axial wirkende Spiralfeder vorgesehen, welche die Rückstellung der Spindel in eine vorgewählte Position ermöglicht. Es ist somit ein Lenkgetriebe offenbart, das bei einer Servolenkung eine Rückstellung der Räder in einem Fehlerfall sicherstellt.
  • Die rein axial wirkende Rückstellfeder gemäß dem vorgenannten Stand der Technik ist lediglich bei nicht selbsthemmenden Spindeltrieben verwendbar. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung ein Lenkgetriebe für eine steer-by-wire-Lenkvorrichtung anzugeben, welche auch bei einem selbsthemmenden Spindelantrieb eine Rückstellung ermöglicht.
  • Die Erfindung umfasst die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Nach einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Lenkgetriebe für eine steer-by-wire-Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, welche ein Gehäuse, eine Spindel und eine drehbar gelagerte Spindelmutter aufweist. Die Spindelmutter ist insbesondere ortsfest gegenüber dem Gehäuse gelagert. Die Spindelmutter weist ein Innengewinde auf, welches mit dem Außengewinde der Spindel in Eingriff ist. Die Gewinde von Spindel und Spindelmutter bilden somit ein Bewegungsgewinde aus, welches bevorzugt als selbsthemmendes Trapezgewinde ausgebildet ist. Die Spindelmutter und die Spindel sind innerhalb des Gehäuses angeordnet und bilden dort einen Spindelantrieb zum axialen Verlagern der Spindel gegenüber der Spindelmutter aus, wenn die Spindelmutter drehbar angetrieben wird. Die Verlagerung der Spindel erfolgt ebenso gegenüber dem Gehäuse, wenn die Spindelmutter ortsfest in dem Gehäuse gelagert ist. Der Antrieb erfolgt bevorzugt mittels eines Elektromotors, welcher die Spindelmutter unmittelbar oder mittelbar und bevorzugt über einen Zugmitteltrieb antreibt. Im letzteren Fall besteht der Zugmitteltrieb aus einem Antriebsriemen, welcher ein Riemenrad an dem Elektromotor und ein Riemenrad, welches die Spindelmutter drehfest umgreift. Die beiden Riemenräder sind bevorzugt mit einer Verzahnung ausgebildet, so dass ein bevorzugt als Rippenriemen ausgebildeter Antriebsriemen einen Antrieb ohne Schlupf gewährleistet. Damit ist eine hochgenaue axiale Verlagerung der Spindel möglich.
  • Bei einem Ausfall des Antriebes, z.B. eines Defektes des Elektromotors oder bei Ausfall der Strom- und/oder Signalversorgung oder eines Risses des Antriebsriemens verharrt die steer-by-wire-Lenkvorrichtung in ihrer aktuellen Position, welches einem Stillstand des Lenkgetriebes und somit einem quasi Einfrieren der Lenkbewegung gleichkommt. Mit anderen Worten bleibt auch der aktuell eingestellte Radlenkwinkel an dem jeweiligen Rad bzw. den Rädern der jeweiligen lenkbaren Achse bestehen. Für ein Fahrzeug bedeutet dieses, dass eine Kurvenfahrt fortgesetzt würde, selbst dann, wenn die Trajektorie des Fahrzeugs eine Weiterfahrt in Geradeausrichtung verlangt, z.B. wenn die Trajektorie bei einem autonom fahrenden Fahrzeug im Voraus berechnet wird. Es ist daher wichtig, dass in einem Fehlerfalle die steer-by-wire-Lenkvorrichtung eine quasi autarke Möglichkeit besitzt, dass ein neutraler Lenkwinkel eingestellt wird, so dass die Räder parallel zur Längsrichtung des Fahrzeuges ausgerichtet werden können. Dieses entspricht einem Solllenkwinkel von Null Grad.
  • Erfindungsgemäß ist die Spindelmutter mittels zumindest eines Kraftspeichers zumindest mittelbar gegenüber dem Gehäuse im Drehsinne um ihre Längsachse herum abgestützt. Es kann so die Spindelmutter in einem Bereich um die Nulllage oder in einer Nulllage gehalten werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Lenkgetriebe derart ausgelegt sein, dass die Spindelmutter in diese Nulllage zurückgedreht werden kann. Fährt das Fahrzeug bereits in Längsrichtung, also mit einem Solllenkwinkel von Null Grad, so kann durch den Kraftspeicher die Spindelmutter in der Nulllage oder in einem Bereich um die Nulllage gehalten werden. Dieser Lenkwinkel wird auch als neutraler Lenkwinkel bezeichnet. Damit wird bewirkt, dass bei einer antriebslosen steer-by-wire-Lenkvorrichtung ein selbsttätiges Verstellen der Räder aufgrund von dynamischen Einflüssen im Fahrwerk, wie zum Beispiel Stößen aufgrund von Fahrbahnunebenheiten, verhindert wird, in dem die Spindelmutter in der Nulllage gehalten wird. Eine etwaige elektromechanische Sperre zum Halten eines neutralen Lenkwinkels ist nicht erforderlich. Die exakte Nulllage der Spindelmutter entspricht einem Sollradlenkwinkel von Null Grad, so dass die Räder in Geradefahrtausrichtung parallel zur Längsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet sind. Je nach Fahrzeug oder Fahrwerk kann es auch ausreichend sein, wenn die Räder annähernd auf einen Radlenkwinkel von 0° zurückgestellt werden. Wird die Spindelmutter in einem Bereich um die Nulllage gehalten kann dieser Zustand mit dem Lenkgetriebe erreicht werden.
  • Mit der Erfindung ist des Weiteren ein Wandern der Spindel in Richtung der Endanschläge nicht oder nur begrenzt möglich. Auch kann eine je nach Fahrsituation unbeabsichtigte Fehlstellung, wie z. B. eine Fehlstellung an der Hinterachse mit gleichsinnig zu den Vorderrädern verstellten Hinterrädern, welcher dem sogenannten Dackelgang entspricht, verhindert werden, wenn dieses je nach Fahrsituation nicht erwünscht ist. Dieses kann bei einem Fehler an einem sogenannten Zentralsteller, einer steer-by-wire-Lenkvorrichtung, welche fahrzeugfest angeordnet ist und in der Lage ist, zwei Räder einer Achse gleichzeitig zu lenken, vorteilhaft eingesetzt werden. Die Erfindung lässt sich aber ebenfalls bei sogenannten Einzelstellern einsetzen. Bei Einzelstellern wird je Rad eine einzelne steer-by-wire-Lenkvorrichtung eingesetzt, um den Radlenkwinkel dieses Rades verstellen zu können. Aufgrund der vorgenannten Fehler ist es bei Einzelstellern möglich, dass beide Einzelsteller im Fehlerfall eine ungünstige Vorspur oder Nachspur an der Hinterachse erzeugen, welche von einem zumindest ungeübten Fahrer schwer beherrschbar ist. Durch eine Rückführung der Spindelmuttern in die Nulllage oder in zumindest in einem Bereich um die Nulllage werden die Räder zu einem Radlenkwinkel nahe oder exakt Null Grad zurückgeführt, so dass der Fehlerfall für den Fahrer beherrschbar ist, da dieses annähernd oder genau der Geradeausfahrt entspricht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kraftspeicher als Feder, insbesondere als Spiralfeder oder Torsionsfeder oder Schenkelfeder oder Evolutfeder ausgebildet. Derartige Federn sind kostengünstig herzustellen und bedeuten kein wesentliches zusätzliches Gewicht für den Lenkantrieb bzw. die steer-by-wire-Lenkvorrichtung.
  • Der Kraftspeicher ist bevorzugt koaxial um die Spindel herum und/oder koaxial zur Spindelmutter angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform umschlingt die Feder die Spindel und/oder die Spindelmutter. Höchst vorzugsweise umgreift oder mit anderen Worten umschlingt die Feder die Spindel und ist zumindest von einem Teil der Spindelmutter umgriffen oder umgreift alternativ einen Teil der Spindelmutter. Es ergibt sich somit eine platzsparende Anordnung, so dass der erfindungsgemäße Rückstellmechanismus mit geringem konstruktiven Aufwand in bestehende Lenkgetriebe von steer-by-wire-Lenkvorrichtungen integriert werden kann.
  • Um die Spindelmutter in einem Bereich oder in der Nulllage halten zu können, ist der Kraftspeicher mit einem ersten Ende zumindest mittelbar mit der Spindelmutter gekoppelt. Zusätzlich oder alternativ ist der Kraftspeicher an einem mit der Spindelmutter form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig gekoppelten Antriebsrad befestigt. Mit einem zweiten Ende ist der Kraftspeicher zumindest mittelbar an dem Gehäuse oder der Spindel der Steer-by-wire-Lenkvorrichtung bzw. des Lenkgetriebes festgelegt. Die Befestigung des ersten und/oder zweiten Endes des Kraftspeichers an den vorgenannten Bauteilen kann z. B. mittels eines Nietes vorgenommen werden. Alternativ kann eine Verschraubung oder Verschweißung erfolgen. Die jeweiligen Enden des Kraftspeichers können alternativ gelenkig befestigt sein, so dass bei einer Drehbewegung der Spindelmutter eine Bewegung des ersten und/oder zweiten Endes des Kraftspeichers gegenüber den Befestigungsbauteilen bzw. möglich ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Kraftspeicher derart ausgebildet, dass dessen Rückstellmoment geringer als das Moment des Antriebes des Lenkgetriebes der steer-by-wire-Lenkvorrichtung ist. Wie vorgenannt bereits gesagt ist der Antrieb bevorzugt als Elektromotor oder eines Elektromotors mit einem Getriebe ausgebildet. Das Getriebe ist vorzugsweise als Riemenantrieb ausgebildet. Das Getriebe kann alternativ als Rädergetriebe ausgebildet sein.
  • Bevorzugt ist bei einem selbsthemmenden Spindeltrieb das Rückstellmoment des Kraftspeichers größer als das Gesamtmoment, welches die Selbsthemmung bewirkt. Die Selbsthemmung bei einem Spindelantrieb ergibt sich zum einem aus der Gewindesteigung, die so gering ist, dass bei einer Kraft, welche annähernd parallel zu ihrer Längsachse auf die Spindel wirkt, die Spindelmutter nicht gedreht wird. Dieses ist beispielsweise bei normierten Trapezgewinden der Fall, welche üblicherweise in Hinterachslenkungen eingesetzt werden. Des Weiteren ergibt sich die Selbsthemmung aus dem maximalen Reibmoment, welches sich aufgrund der Flächenpressung der Gewindeflanken im Bewegungsgewinde ergibt. Da es sich vorliegend um ein Lenkgetriebe zum Verändern des Radlenkwinkels an den jeweiligen Rädern einer Achse handelt, sind die maximal auftretenden Querkräfte aufgrund der Seitenkräfte im Fahrwerk zu berücksichtigen. Diese erhöhen nämlich zusätzlich die Flächenpressung im Bewegungsgewinde, wenn die auf die Räder wirkenden Seitenkräfte mittelbar oder unmittelbar auf die Spindel wirken. Zusätzlich müssen weitere tribologische Einflüsse aufgrund des verwendeten Schmiermittels, insbesondere bei niedrigen Temperaturen berücksichtigt werden. Bei niedrigen Temperaturen ist von einer hohen Viskosität auszugehen, welche zusätzlich das Gesamtmoment erhöhen kann. Zusätzlich ist zu berücksichtigen, dass das Gesamtmoment zur Betätigung der Spindelmutter und somit zur Überwindung der Selbsthemmung in dem Lenkantrieb sich durch dynamisch wirkende Kräfte ändert. Dynamische wirkende, also nicht konstant, sondern in wechselnder Größe und mit wechselndem Vorzeichen wirkende Seitenkräfte können durch Fahrbahnunebenheiten über die zu lenkenden Räder ins Fahrwerk eingetragen werden. Dieses begünstigt, dass bereits geringere Federkräfte ausreichen, um die Spindelmutter in die entsprechende Richtung zurückzudrehen, um die Spindel zu bewegen, als wenn eine maximale statische Seitenkraft auf die Spindel wirkt. Die vorgenannten Aspekte werden bei der konstruktiven Auslegung der Feder bzw. dessen Dimensionierung berücksichtigt.
  • Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine steer-by-wire-Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise eine Hinterachslenkung, welche mit einem Lenkgetriebe wie vorhergehend erläutert ausgebildet ist. Bei einer steer-by-wire-Lenkvorrichtung handelt es sich nicht etwa um eine Lenkkraftunterstützung, wie oben zum Stand der Technik angegeben. Eine steer-by-wire-Lenkvorrichtung ist eine Vorrichtung, bei der die Stellbewegung zur Änderung des Radlenkwinkels aufgrund eines elektrischen Stellsignals von einem Steuergerät erfolgt. Dabei ist die steer-by-wire-Lenkvorrichtung an dem Fahrwerk oder der Karosserie bzw. dem Fahrzeugaufbau abgestützt. Die steer-by-wire-Lenkvorrichtung wird rein elektrisch ansteuert und betrieben. Eine mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und der Steer-by-wire Lenkung besteht nicht. Durch eine elektrische Verbindung zwischen Steuergerät und steer-by-wire-Lenkvorrichtung lässt sich somit sehr einfach ein Eingriff in die Fahrdynamik realisieren, insbesondere wenn zusätzlich zur gelenkten Vorderachse die Hinterachse lenkbar ausgelegt ist, in dem dort eine steer-by-wire-Lenkvorrichtung die Lenkbewegung ausführt. Ein Fahrzeug mit lenkbarer Hinterachse macht das Fahrzeug agiler. Bei geringen Fahrgeschwindigkeiten von zum Beispiel unter 50 km/h lässt sich durch den Einsatz einer Hinterachslenkung der Wendekreis verringern. Hierzu wird an den Hinterrädern gegensinnig zu den Lenkbewegungen an den Vorderrädern gelenkt. Bei höheren Geschwindigkeiten kann zudem ein Ausweichen oder auch ein Überholvorgang fahrstabiler ausgeführt werden. Bei letzterem Fall wird an der Hinterachse gleichsinnig zu den Vorderrädern gelenkt. Bei der Berechnung der Stellsignale für die Steer-by-wire Lenkvorrichtung werden von einem Steuergerät Parameter wie zum Beispiel Lenkwinkel an der Vorderachse, Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeschleunigung sowie Gierrate des Fahrzeugs etc. berücksichtigt. In einem Fehlerfall kann ein Steuergerät den elektromotorischen Antrieb stromlos schalten, sodass die Feder die Spindelmutter leichter zurückdrehen kann, weil ein etwaiges Motormoment dann nicht überwunden werden muss.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
    • 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer steer-by-wire-Lenkvorrichtung an der Vorder- und der Hinterachslenkung einer steer-by-wire-Lenkvorrichtung,
    • 2 eine steer-by-wire-Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und
    • 3 eine perspektivische Teilansicht eines Lenkgetriebes gemäß der Erfindung
  • 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1 mit einer lenkbaren Vorderachse 21 und einer lenkbaren Hinterachse 31. Zum Lenken der Räder 2 an der Vorderachse 21 ist eine zentrale, d.h. auf beide Räder gleichzeitig wirkende steer-by-wire-Lenkvorrichtung 4, auch Zentralsteller genannt, vorgesehen, welche an den Rädern 2 über ein Lenkgestänge 41 den Radlenkwinkel vorne δV einstellen bzw. ändern kann. Dieser Winkel δV ist am rechten Rad 2 in der 1 beispielhaft eingezeichnet. An der Hinterachse 31 sorgt ebenfalls eine zentrale steer-by-wire Lenkvorrichtung 5 über ein Lenkgestänge 51 für das Einstellen bzw. Ändern der Radlenkwinkel δH an den hinteren Rädern 3. In der gezeigten Ausführung sind die Vorderachslenkung 4 und die Hinterachslenkung 5 über ein Steuergerät SG elektrisch miteinander verbunden bzw. gekoppelt. Eine in dem Schwerpunkt SG gemessene Gierrate RG wird über einen geeigneten Sensor im Schwerpunkt des Fahrzeugs 1 ermittelt (Drehratensensor) und von einer elektronischen Stabilitäts Kontrolle ESC erfasst bzw. ausgewertet. Des Weiteren werden von weiteren nicht gezeigten Sensoren vom Fahrzeug zumindest die Geschwindigkeit und Beschleunigung sowie eine Lenkwinkeleingabe des Fahrers und die Radlenkwinkel der Räder 2, 3 dem Steuergerät SG zugeführt. Das Fahrzeug folgt einer Trajektorie T, die in der 1 am vorderen Ende des Fahrzeugs in dessen Fahrtrichtung schematisch dargestellt ist und hier einer Linkskurve entspricht. Das Steuergerät errechnet in Abhängigkeit der genannten Parameter einen Lenkwinkel zur Einhaltung der Trajektorie und steuert die Lenkvorrichtungen 4, 5 entsprechend an. Das wird lediglich mittels elektrischen Signalen vorgenommen („by- wire“).
  • 2 zeigt einen als Zentralsteller 100 ausgebildete steer-by-wire- Lenkvorrichtung gemäß Stand der Technik, welche in dem Fahrzeug 1 gemäß 1 als steer-by-wire-Lenkvorrichtung 4, 5 eingesetzt sein kann. Der Zentralsteller 100 weist ein fahrzeugseitig befestigtes Gehäuse 109 auf, in welchem eine Spindel 103 über Gleitlager 111, 113 gelagert ist. Die Spindel 103 ist mit ihrem Außengewinde in Eingriff mit dem Innengewinde 105 der Spindelmutter 102 und bildet ein Bewegungsgewinde eines Spindelantriebs 104. Auf der Spindelmutter 102 ist drehfest ein Riemenrad 106 eines Zugmitteltriebes 114 angeordnet. Die Spindelmutter 102 ist gegenüber dem Gehäuse 109 durch ein Paar von angestellten Schrägkugellagern 107, 108 abgestützt, wodurch die Spindelmutter 102 gegenüber dem Gehäuse 109 ortsfest gelagert ist. Der Zugmitteltrieb 114, welcher neben dem Riemenrad 106 ein Antriebsrad als Riemenrad 116 umfasst, wird durch einen Elektromotor 115, welcher achsparallel zur Spindel 103 angeordnet ist, angetrieben. Die Spindel 103 des Zentralstellers 100 ist an ihren Enden jeweils mit außerhalb des Gehäuses 109 angeordneten Gelenkbuchsen 117, 118 verbunden, welche ihrerseits mit (hier nicht dargestellten) Spurstangen für die jeweiligen Hinterräder 5 verbunden sind. Der Zentralsteller 100 wirkt somit bei einer axialen Verlagerung der Spindel 103 gleichzeitig auf die Hinterräder zur Änderung der Radlenkwinkel bei Drehung um deren Hochachse.
  • 3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein teilweise geschnitten dargestelltes Lenkgetriebe 20, welches in einer steer-by-wire-Lenkvorrichtung 4, 5 gemäß 1 einsetzbar ist. 3 zeigt des Weiteren einen Spindelantrieb 23, welcher eine Spindel 24 und eine Spindelmutter 25 aufweist, welche miteinander in Eingriff sind. Die Spindelmutter 25 umgreift ein Riemenrad 27 und wird über ein Zugmittel 26 in Form eines Riemens in Drehrichtung angetrieben. Die Spindelmutter 25 ist über ein Wälzlager 28 gegenüber dem Gehäuse 22 gelagert. Durch Drehen der Spindelmutter 25 wird die gegen Verdrehen gesicherte Spindel 24 axial gegenüber der Spindelmutter 25 und dem Gehäuse 22 verlagert. Das Bewegungsgewinde ist als selbsthemmendes Trapezgewinde ausgebildet, so dass ohne Antrieb kein Verstellen des Spindelantriebs 23 stattfindet. Das Gehäuse 22 ist vorzugsweise aus einem Leichtmetall wie einem Magnesium- oder Aluminiumdruckgusswerkstoff hergestellt. Koaxial zur Längsachse a der Spindel 24 ist ein kreisringförmiger Deckel 29 angeordnet, welcher das Wälzlager 28 mit seinem Außenring axial gegenüber dem Gehäuse 22 fixiert, so dass die Spindelmutter 25 drehbar ortsfest gegenüber dem Gehäuse 22 gelagert ist. Auf der von dem Riemenrad 27 abgewandten Seite wird die Spindelmutter 25 von einem Kraftspeicher in Form einer Feder 40 umgriffen. In der hier dargestellten Nulllage umgreift die Feder 40 die Spindelmutter 25 koaxial. In der Nulllage ist die Feder 40 mit anderen Worten konzentrisch um die Längsachse a und koaxial um die Spindelmutter 25 herum angeordnet. Ein von dem Riemenrad 27 abgewandtes erstes Ende 41 der Feder 40 ist stirnseitig kraftschlüssig an der Spindelmutter 25 fixiert. Ein in Richtung des Riemenrades 27 angeordnetes zweites Ende 42 der Feder 40 ist mit dem Gehäuse 22 an dessen Innenseite befestigt. Wird nun mittels des Antriebes die Spindelmutter 25 in die eine oder andere Richtung verdreht, so ergibt sich durch Mitdrehen der Feder 40 aufgrund der Fixierung des einen Endes 41 der Feder 40 an der Spindelmutter 25 ein Torsionsmoment in der Feder 40. In einem Fehlerfall, wie z. B. dem Riss des Antriebsriemens 26 oder aber des Ausfalls der Stromversorgung oder des elektrischen Antriebes bewirkt das in der Feder 40 aufgebaute Torsionsmoment als Rückstellmoment auf die Spindelmutter 25. Die Rückstellung erfolgt so lange, bis die Spindelmutter 25 wieder in die Nulllage zurückgedreht ist, wie diese in der 3 dargestellt ist. Dadurch wird eine axial Rückverlagerung der Spindel 24 bewirkt, so dass der Radlenkwinkel auf Null Grad zurückgeführt wird. Es wird somit sichergestellt, dass selbst bei Ausfall des Antriebes eine sichere Weiterfahrt mit einem Radlenkwinkel von Null Grad ermöglicht wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Fahrzeug
    2
    Rad
    3
    Rad
    4
    steer-by-wire-Lenkvorrichtung
    5
    steer-by-wire-Lenkvorrichtung
    21
    Vorderachse
    31
    Hinterachse
    41
    Spurstange
    51
    Spurstange
    SG
    Schwerpunkt Fahrzeug
    RG
    Giermoment
    ESC
    Elektronische Stabilitäts Kontrolle
    SG
    Steuergerät
    T
    Trajektorie
    δV
    Radlenkwinkel Vorderrad
    δH
    Radlenkwinkel Hinterrad
    20
    Lenkgetriebe
    22
    Gehäuse
    22a
    axialer Anschlag
    23
    Spindelantrieb
    24
    Spindel
    25
    Spindelmutter
    26
    Zugmittel
    27
    Riemenrad
    28
    Wälzlager
    29
    Deckel
    40
    Kraftspeicher
    41
    erstes Ende
    42
    zweites Ende
    a
    Längsachse
    100
    Zentralsteller, Lenkgetriebe
    101
    Riemen
    102
    Spindelmutter
    103
    Spindel
    104
    Spindelantrieb
    105
    Innengewinde
    106
    Riemenrad
    107
    Schrägkugellager
    108
    Schrägkugellager
    109
    Gehäuse
    111
    Gleitlager
    113
    Gleitlager
    114
    Zugmitteltrieb
    115
    Elektromotor
    116
    Antriebsrad
    117
    Gelenkbuchse
    118
    Gelenkbuchse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2013/075960 A2 [0002]

Claims (7)

  1. Lenkgetriebe (20, 100) für eine steer-by-wire-Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, aufweisend ein Gehäuse (22, 109), eine Spindel (24, 103) und eine drehbar, insbesondere ortsfest, gelagerte Spindelmutter (5, 102), welche innerhalb des Gehäuses (22, 109) einen Spindelantrieb (23, 104) zum axialen Verlagern der Spindel (24, 103) gegenüber der Spindelmutter (25, 102) ausbilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (25) mittels zumindest eines Kraftspeichers (40) zumindest mittelbar gegenüber dem Gehäuse (22) im Drehsinne um eine Längsachse (a) der Spindelmutter (25) herum abgestützt ist, so dass die Spindelmutter (25) in einer Nulllage oder in einem Bereich um die Nulllage gehalten und/oder in die Nulllage zurückgedreht werden kann.
  2. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftspeicher (40) als Feder, insbesondere als Spiralfeder oder Torsionsfeder oder Schenkelfeder oder Evolutfeder ausgebildet ist.
  3. Lenkgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftspeicher (40) koaxial um die Spindel (24) und/oder die Spindelmutter (25) herum angeordnet sind, insbesondere die Spindel und/oder die Spindelmutter umgreift.
  4. Lenkgetriebe nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftspeicher (40) mit einem ersten Ende zumindest mittelbar mit der Spindelmutter (25) gekoppelt ist und/oder an einem mit der Spindelmutter form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig gekoppelten Riemenrad (27) befestigt ist und mit einem zweiten Ende zumindest mittelbar an dem Gehäuse (22) oder der Spindel (24) festgelegt ist.
  5. Lenkgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellmoment des Kraftspeichers (40) geringer als das Moment eines Antriebes ist, welcher bevorzugt als Elektromotor oder als Elektromotor mit einem Getriebe, vorzugsweise ausgebildet als Riemenantrieb, ausgebildet ist.
  6. Lenkgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem selbsthemmenden Spindeltrieb (23) das Rückstellmoment des Kraftspeichers (40) größer als das Gesamtmoment ist, welches die Selbsthemmung bewirkt.
  7. steer-by-wire-Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise Hinterachslenkung, mit einem Lenkgetriebe (23) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
DE102019217965.7A 2019-11-21 2019-11-21 Lenkgetriebe für eine steer-by-wire-Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeuges Pending DE102019217965A1 (de)

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