DE112005003272T5 - Instrumentiertes System zur Betätigung einer Lenkwelle mit einem festen Zentrum - Google Patents

Instrumentiertes System zur Betätigung einer Lenkwelle mit einem festen Zentrum Download PDF

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DE112005003272T5
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Laurent Lebrun-Damiens
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Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00Steering not otherwise provided for
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    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/04Hand wheels
    • B62D1/10Hubs; Connecting hubs to steering columns, e.g. adjustable
    • B62D1/105Non-rotatable hubs, e.g. the central part of the steering wheel not rotating

Abstract

System (1) zur Betätigung der Welle einer Lenksäule mittels eines Lenkrades, wobei das System (1) eine feste zentrale Einrichtung (2), die dazu bestimmt ist, mit der Hülse der Lenksäule fest verbunden zu werden, und eine bewegliche Einrichtung (3), die in Bezug auf die feste zentrale Einrichtung (2) rotatorisch angebracht ist und dazu bestimmt ist, mit dem Lenkrad fest verbunden zu werden, umfasst, wobei die bewegliche Einrichtung (3) Mittel (20) zur Drehbetätigung der Welle der Lenksäule umfasst, wobei das System (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass es außerdem mindestens einen Codierer (27), der mit der beweglichen Einrichtung (3) drehfest verbunden ist, und mindestens einen Sensor (26), der mit der festen zentralen Einrichtung (2) fest verbunden ist und gegenüber dem und in einem Luftspaltabstand vom Codierer (27) angeordnet ist, umfasst, wobei der Sensor (26) so beschaffen ist, dass er vom Codierer (27) ausgegebene Impulse erfasst, um Signale zu liefern, die insbesondere die Winkelposition...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System zur Betätigung der Welle einer Lenksäule mittels eines Lenkrades, wobei das System eine feste zentrale Einrichtung umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeuglenkrad mit einem derartigen System.
  • Eine herkömmliche Lenksäule besteht aus einer röhrenförmigen Hülse, die an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt ist und die Lenkwelle führt und abstützt. Die Lenkwelle verbindet das Lenkrad mit den gelenkten Rädern des Fahrzeugs.
  • In einer Variante gilt die Erfindung auch für die entkoppelten Lenksysteme, in denen die Lenksäule keine direkte mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und den Rädern herstellt. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Lenksäulen sind die entkoppelten Lenksäulen nämlich nicht mit einem Lenkgetriebe verbunden, das die Kreisbewegung des Lenkrades in eine Winkelverlagerung des Lenkstockhebels transformiert, was das Einschlagen der Räder hervorruft.
  • Die feste zentrale Einrichtung des Lenkrades bildet einen festen Träger, an dem es beispielsweise möglich ist, einen Sicherheitsairbag anzuordnen, der an den Körperbau des Fahrers angepasst ist. Außerdem wird die Integration verschiedener Steuerungen am Lenkrad insbesondere auf Grund der Möglichkeit vereinfacht, ohne elektrische Drehschalter auszukommen.
  • Insbesondere aus dem Dokument FR-2 144 300 ist bekannt, ein Lenkrad mit einem inneren Teil, der starr mit einem drehfesten Teil des Fahrzeugs verbunden ist, zu verwirklichen.
  • Aus dem Dokument FR-2 815 318 ist auch ein Lenkrad bekannt, das rotatorisch an einem festen Element geführt wird und einen festen Träger umgibt.
  • Außerdem ist die Instrumentierung insbesondere der Fahrzeuglenksysteme von nun an erforderlich, um über wirksame Systeme zur Unterstützung der Fahrt und der Sicherheit zu verfügen. Die Informationen hinsichtlich des Richtung des Fahrzeugs, wie die Winkelposition und die Drehgeschwindigkeit des Lenkrades, ermöglichen den Systemen zur Unterstützung der Fahrt und der Sicherheit, einen ungeeigneten, sogar gefährlichen Befehl am Lenkrad zu verhindern oder zu korrigieren.
  • Die Erfindung zielt darauf ab, die Instrumentierung der Fahrzeuglenksysteme zu vereinfachen, indem diese Instrumentierung direkt am System zur Betätigung der Welle der Lenksäule verwirklicht wird.
  • Deshalb erfolgt die Instrumentierung nicht an der Welle der Lenksäule, sondern an der Vorderfläche des Betätigungssystems, die einen größeren verfügbaren Raum und eine größere Zugänglichkeit zu den verschiedenen Einrichtungen, die es bilden, bietet.
  • Hierzu schlägt die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ein System zur Betätigung der Welle einer Lenksäule mittels eines Lenkrades vor, wobei das System eine feste zentrale Einrichtung, die mit der Hülse der Lenksäule fest verbunden sein soll, und eine bewegliche Einrichtung, die in Bezug auf die feste zentrale Einrichtung rotatorisch angebracht ist und mit der das Lenkrad fest verbunden werden soll, umfasst, wobei die bewegliche Einrichtung Mittel zur Drehbetätigung der Welle der Lenksäule umfasst, wobei das System mindestens einen Codierer, der mit der beweglichen Einrichtung rotatorisch fest verbunden ist, und mindestens einen Sensor, der mit der festen zentralen Einrichtung fest verbunden ist und gegenüber dem und in einem Luftspaltabstand vom Codierer angeordnet ist, umfasst, wobei der Sensor dazu beschaffen ist, die vom Codierer ausgegebenen Impulse zu erfassen, um Signale zu liefern, die insbesondere die Winkelposition der beweglichen Einrichtung in Bezug auf die feste zentrale Einrichtung darstellen.
  • Die bewegliche Einrichtung kann ein äußeres Element umfassen, das rotatorisch um die feste zentrale Einrichtung angebracht ist und mit dem Lenkrad verbunden sein soll.
  • Gemäß einer Ausführung der Erfindung umfasst die bewegliche Einrichtung ein inneres Element, das rotatorisch im äußeren Element angebracht ist und durch das äußere Element rotatorisch betätigt wird.
  • In einer Ausführungsform wird das innere Element auch durch die Betätigungsmittel rotatorisch betätigt, wobei das innere Element mit der Welle rotatorisch fest verbunden sein soll.
  • Die Betätigungsmittel können am inneren Umfang des äußeren Elements vorgesehen sein.
  • In einer speziellen Ausführungsform sind Rollbahnen an der festen zentralen Einrichtung und an der beweglichen Einrichtung vorgesehen, wobei Rollkörper zwischen den Rollbahnen angeordnet sind, um die Drehung der beweglichen Einrichtung in Bezug auf die feste zentrale Einrichtung sicherzustellen.
  • Gemäß einer Ausführung ist mindestens eine Bahn an einer seitlichen Oberfläche der festen zentralen Einrichtung und/oder der beweglichen Einrichtung verwirklicht.
  • In einer Ausführungsform ist mindestens eine Bahn an einem festen Ring, der mit der festen zentralen Einrichtung fest verbunden ist, und/oder an einem beweglichen Ring, der mit der beweglichen Einrichtung fest verbunden ist, verwirklicht, wobei ein Codierer dem beweglichen Ring zugeordnet ist und/oder ein Sensor dem festen Ring zugeordnet ist.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt schlägt die Erfindung ein Lenkrad für ein Kraftfahrzeug mit einem Betätigungssystem, wie vorher beschrieben, und einer Armatur, die mit der beweglichen Einrichtung fest verbunden ist, vor.
  • Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden deutlich im Verlauf der folgenden Beschreibung, die mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, in denen:
  • 1 und 2 in einem Längsschnitt eine erste Ausführungsform des Betätigungssystems darstellen, die jeweils zwei Instrumentierungsarten darstellen;
  • 3 in einem Längsschnitt eine zweite Ausführungsform des instrumentierten Betätigungssystems darstellt;
  • 4 eine Variante der zweiten Ausführungsform des instrumentierten Betätigungssystems von 3 ist.
  • Die 1 bis 4 stellen ein System 1 zur Betätigung der Welle einer Lenksäule dar, die dazu beschaffen ist, in mechanischer oder elektrischer Weise das Einschlagmoment auf die Räder des Fahrzeugs zu übertragen. Das Betätigungssystem 1 besteht aus einer beweglichen Einrichtung 3, die drehbar in Bezug auf eine feste zentrale Einrichtung 2 angebracht ist.
  • Die bewegliche Einrichtung 3 umfasst ein äußeres Element 4, das um die feste zentrale Einrichtung 2 drehbar angebracht ist und durch jegliches bekannte Mittel mit dem Lenkrad verbunden sein soll. Die bewegliche Einrichtung 3 umfasst auch ein inneres Element 5, das durch das äußere Element 4 rotatorisch betätigt wird und mit der Welle der Lenksäule verbunden sein soll.
  • Das äußere Element 4 ist ein Stück mit allgemeiner Ringform, in dem das innere Element 5 rotatorisch montiert ist und dessen Achse 4a in Bezug auf die Achse 6 der Welle der Lenksäule parallel, aber versetzt ist. Das äußere Element 4 kann auf seiner freien Oberfläche über Mittel verfügen, die es ermöglichen, das Lenkrad zu verbinden. In speziellen Beispielen ist die Armatur des Lenkrades einteilig mit dem äußeren Element 4 ausgebildet.
  • In der folgenden Beschreibung sind die Begriffe "vorderer" und "hinterer" in Bezug auf Ebenen definiert, die auf der Seite der festen zentralen Einrichtung 2, d. h. auf der linken Seite in den 1 bis 4, bzw. auf der Seite der Lenksäule, d. h. auf der rechten Seite in den 1 bis 4, liegen. Andererseits sind die Begriffe "außen" oder "äußerer" und "innen" oder "innerer" in Bezug auf eine Ebene definiert, die von der Achse 4a entfernt bzw. in deren Nähe liegt, die Begriffe "oberer" und "unterer" sind in Bezug auf eine Ebene definiert, die über bzw. unter der Achse 4a liegt, die Begriffe "axial" oder "seitlich" sind in Bezug auf eine zur Achse 4a parallele Ebene definiert und die Begriffe "radial" oder "quer" sind in Bezug auf eine zur Achse 4a senkrechte Ebene definiert.
  • Die feste zentrale Einrichtung 2 umfasst einen radialen Träger 8, der eine zylindrische seitliche Oberfläche 9 und eine Erweiterung 10, die eine Aufnahme 7 definiert, aufweist. Die Erweiterung 10 ist aus einer zylindrischen Schürze 11, die sich axial erstreckt, mit einem Durchmesser, der größer ist als jener des radialen Trägers 8, gebildet, mit welchem sie durch einen Verbindungsabschnitt 12 verbunden ist, der sich von der Achse 4a entfernt. Die Verbindung des Verbindungsabschnitts 12 und des radialen Trägers 8 ist so verwirklicht, dass die zylindrische seitliche Oberfläche 9 einen Absatz 13 aufweist.
  • Der radiale Träger 8 ist mit Befestigungslöchern 14 versehen, die es insbesondere ermöglichen, den radialen Träger 8 mit einem festen Element des Fahrgestells des Fahrzeugs, wie der Hülse der Lenksäule, durch Verschraubung oder jegliches andere feste Mittel zur festen Verbindung fest zu verbinden. Die spezielle Stelle der Befestigungslöcher 14 wird in der Fortsetzung der Beschreibung geschildert.
  • In den dargestellten Ausführungsformen umfasst das äußere Element 4 einen vorderen ringförmigen Teil 15, der eine zylindrische Bohrung 16 aufweist, die auf der Achse 4a zentriert ist und den radialen Träger 8 und Mittel, die die Drehung des äußeren Elements 4 auf dem radialen Träger 8 sicherstellen, aufnehmen soll.
  • Das äußere Element 4 umfasst auch einen hinteren ringförmigen Teil 17, der eine zylindrische Bohrung 18 aufweist, die zur Bohrung 16 koaxial ist. Der Durchmesser der Bohrung 18 ist vorzugsweise geringer als jener der Bohrung 16, um die Verwirklichung eines Absatzes 19 auf der Höhe der Verbindungszone zwischen den zwei ringförmigen Teilen 15 und 17 zu ermöglichen.
  • Mittel zur Drehbetätigung der Welle der Lenksäule sind an der inneren seitlichen Oberfläche des Teils 17 angeordnet. In den 1 bis 4 umfassen die Betätigungsmittel ein inneres Zahnrad 20, das das innere Element 5 rotatorisch betätigt.
  • Das innere Element 5 ist ein Stück mit im Allgemeinen zylindrischer Form mit einer Achse 5a und mit einem Durchmesser, der geringer ist als jener des Rades 20, das eine zylindrische Bohrung 21 aufweist, die auf der Achse 5a zentriert ist. Diese Bohrung 21 soll es ermöglichen, das innere Element 5 an der Welle der Lenksäule gleichzeitig rotatorisch und axial zu fixieren, so dass die Achsen 5a und 6 des inneren Elements 5 bzw. der Lenkwelle zusammenfallen.
  • Dazu umfasst die Bohrung 21 an vorderen und hinteren Endteilen kegelstumpfförmige Oberflächen, die sich von der Achse 5a entfernen, und an einem axialen Teil Rillen. Die hintere kegelstumpfförmige Oberfläche dient als Anschlagoberfläche, an der sich eine komplementäre Oberfläche der Lenkwelle abstützt. Diese weist außerdem an ihrem vorderen Ende eine gerillte Zone und ein mit Innengewinde versehenes Loch auf, die mit den Rillen der Bohrung 21 bzw. dem Gewinde einer Schraube zusammenwirken sollen. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf diese Art von rotatorischer und axialer Fixierung und jegliche andere bekante Art zur festen Verbindung eines mit einer Bohrung versehenen Elements mit einer Lenkwelle fällt in den Rahmen der Erfindung.
  • Auf Grund der Differenz des Durchmessers zwischen dem Rad 20 und dem inneren Element 5 und des Versatzes zwischen den Achsen 4a und 5a existiert ein freier Raum zwischen dem Rad 20 und dem inneren Element 5, der es ermöglicht, zum radialen Träger 8 der festen zentralen Einrichtung 2 durch seine hintere Fläche zu gelangen. Die Befestigungslöcher 14 sind folglich so beschaffen, dass mindestens zwei von ihnen so angeordnet sind, dass der Durchgang der Befestigungselemente der festen zentralen Einrichtung 2 zur Hülse der Lenksäule in den freien Raum ermöglicht wird.
  • Der radiale Träger 8 kann auch Öffnungen 22 umfassen, die dazu beschaffen sind, den Durchgang von Mitteln zur Verbindung oder Betätigung von am Lenkrad angeordneten Steuerungen oder Vorrichtungen in den freien Raum zu ermöglichen.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform, die in den 1 und 2 dargestellt ist, ist das innere Element 5 ein Ritzel mit Außenzahnung. Das Ritzel mit Außenzahnung wird durch Eingriff mit einem Teil der Zahnung des Rades 20 rotatorisch betätigt. Die Drehung des inneren Elements 5 wird durch Rollen 23 sichergestellt, die zwischen der Lenkwelle und der Hülse der Lenksäule angeordnet sind.
  • In dieser ersten Ausführungsform sind die Mittel, die die Drehung des äußeren Elements 4 am festen zentralen Träger 2 sicherstellen, durch die vordere Fläche des Systems 1 zugänglich und ihre Instrumentierung ist möglich.
  • Diese Drehmittel umfassen Rollkörper 24, die zwischen Rollbahnen 25 angeordnet sind, die am festen und beweglichen Ring verwirklicht sind, die mit der festen zentralen Einrichtung 2 bzw. dem äußeren Element 4 fest verbunden sind. Der feste Ring ist auf die zylindrische seitliche Oberfläche 9 aufgesteckt und liegt am Absatz 13 an und der bewegliche Ring ist in die Bohrung 16 eingesetzt und liegt am Absatz 19 an.
  • Die Instrumentierung des Systems 1 wird mittels einer Messvorrichtung verwirklicht, die einen Sensor 26 umfasst, der mit der festen zentralen Einrichtung 2 fest verbunden ist und gegenüber und in einem Luftspaltabstand von einem Codierer 27 angeordnet ist, der mit dem äußeren Element 4 rotatorisch fest verbunden ist. Der Sensor 26 ist dazu beschaffen, vom Codierer 27 ausgegebene Impulse zu erfassen, um Signale zu liefern, die insbesondere die Winkelposition und die Drehgeschwindigkeit der beweglichen Einrichtung 3 in Bezug auf die feste zentrale Einrichtung 2 darstellen.
  • In 1 sind der Codierer 27 mit dem beweglichen Ring und der Sensor 26 mit dem festen Ring verbunden. Der Sensor 26 ist so angeordnet, dass eine axiale Erfassung der aus dem Codierer 27 ausgegebenen Impulse verwirklicht wird. Die Integration der Messvorrichtung in den festen und den beweglichen Ring ist beispielsweise aus dem Dokument FR-2 794 504 , das von der Anmelderin stammt, bekannt.
  • Der Sensor 26 umfasst äußere Verbindungsmittel 28 beispielsweise in Form von Drähten oder elektrischen Kabeln, die die vom Sensor 26 gelieferten Signale zu Rechen- und Verarbeitungsmitteln übertragen können.
  • Außerdem ist der Sensor 26 durch nicht dargestellte Mittel mit Systemen zur Unterstützung der Fahrt und der Sicherheit verbunden, die die vom Lenksystem stammenden Signale analysieren, indem sie sie mit Signalen koppeln, die von anderen Einrichtungen des Fahrzeugs stammen.
  • Das Betätigungssystem 1 von 2 stellt eine zweite Instrumentierung dar, die dem Sensor 26 ermöglicht, die vom Codierer 27 ausgegebenen Impulse radial zu erfassen.
  • In dieser Instrumentierungsart ist der Sensor 26 vom festen Ring getrennt und an der vorderen Fläche des festen Rings anliegend angeordnet, so dass er gegenüber dem und im Luftspaltabstand vom Codierer 27 angeordnet ist. Der Sensor 26 ist mit dem radialen Träger 8 der festen zentralen Einrichtung 2 durch jegliches bekannte Mittel verbunden, indem beispielsweise die Befestigungslöcher 14 oder die Öffnungen 22 verwendet werden.
  • Insbesondere kann der Sensor an einem Träger angeordnet sein, der in der Aufnahme 7 der festen zentralen Einrichtung 2 angeordnet ist und die äußeren Verbindungsmittel 28, die Rechen- und Verarbeitungsmittel umfasst.
  • In Bezug auf die 3 und 4 wird nun eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben, in der es möglich ist, das innere Element 5 und/oder Mittel, die seine Derhung sicherstellen, zu instrumentieren. Dazu sind das innere Element 5 und die Mittel, die seine Drehung sicherstellen, auch durch die vordere Fläche des Systems 2 zugänglich.
  • In den 3 und 4 weist das innere Element 5 einen vorderen zylindrischen Teil 29 und einen hinteren zylindrischen Teil 30 mit einem wesentlich größeren Durchmesser auf, um einen Absatz 31 an der äußeren Oberfläche des inneren Elements 5 zu definieren. Ein Ritzel 32 mit Außenzahnung, die mit einem Teil der Zahnung des Rades 20 in Eingriff steht, ist folglich am hinteren zylindrischen Teil 30 angebracht.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist das Ritzel 32 einteilig mit dem hinteren zylindrischen Teil 30 ausgebildet. In anderen Ausführungsformen kann die Verbindung des Ritzels 32 mit diesem Teil 30 durch jegliches bekannte Mittel erfolgen.
  • In dieser zweiten Ausführungsform weist die feste zentrale Einrichtung 2 eine zylindrische Bohrung 33 auf, die auf der Achse 5a zentriert ist und einen Absatz 34 aufweist. Die Bohrung 33 soll den vorderen zylindrischen Teil 29 des inneren Elements 5 sowie Mittel, die seine Drehung sicherstellen, im Inneren der festen zentralen Einrichtung 2 aufnehmen.
  • In 3 ist ein fester Ring in die zylindrische Bohrung 33 eingesetzt und liegt am Absatz 34 an, und ein beweglicher Ring ist auf die äußere seitliche Oberfläche des vorderen zylindrischen Teils 29 aufgesteckt und liegt am Absatz 31 an. Rollkörper 24 sind zwischen Rollbahnen 25 angeordnet, die an diesem festen und beweglichen Ring verwirklicht sind, um die Drehung des inneren Elements 5 im Inneren der festen zentralen Einrichtung 2 sicherzustellen.
  • Der Codierer 27 ist mit dem beweglichen Ring verbunden, wobei der Sensor 26 in der Aufnahme 7 angeordnet ist, um die magnetischen Impulse des Codierers 27 axial zu erfassen.
  • In dieser Ausführungsform kann die Instrumentierung in gleicher Weise zwischen der festen zentralen Einrichtung 2 und dem äußeren Element 4 oder zwischen der festen zentralen Einrichtung 2 und dem inneren Element 5 verwirklicht werden.
  • Außerdem ist es möglich, zwei Codierer/Sensor-Baugruppen zu verwenden, die einerseits zwischen der festen zentralen Einrichtung 2 und dem äußeren Element 4 und andererseits zwischen der festen zentralen Einrichtung 2 und dem inneren Element 5 angeordnet werden, um eine differentielle Messung auszuführen, die es ermöglicht, die Über tragung des Drehwinkels des Lenkrades auf die Lenkwelle zu steuern.
  • Als Variante, die in 4 dargestellt ist, können die Rollbahnen 25 direkt an den seitlichen Oberflächen der festen zentralen Einrichtung 2 und/oder der beweglichen Einrichtung 3 verwirklicht werden. Ein Beispiel einer derartigen Integration ist beispielsweise in der Patentanmeldung beschrieben, die am gleichen Tag von der Anmelderin eingereicht wurde.
  • Der Codierer 27 kann folglich mit dem äußeren Element 4 an der inneren seitlichen Oberfläche des vorderen Teils 15 verbunden sein. Der Codierer kann auch mit dem inneren Element 5 an der äußeren seitlichen Oberfläche des vorderen Teils 29 verbunden sein. Die Verbindung des Codierers 27 wird durch Ausgießen, Kleben oder jegliches andere bekannte Mittel, insbesondere jene, die im Dokument EP-0 607 719 beschrieben sind, das von der Anmelderin stammt, verwirklicht.
  • Wenn die Rollbahnen 25 an den seitlichen Oberflächen der festen zentralen Einrichtung 2 und der beweglichen Einrichtung 3 verwirklicht sind, sind die für diese Einrichtungen verwendeten Materialien zumindest auf der Höhe der Rollbahnen 25 an die Rollfunktion angepasst.
  • In 4 ist der radiale Träger 8 aus einem vorzugsweise metallischen Material hergestellt, das mit der Rollfunktion der Erweiterung 10 aus einem anderen Material, vorzugsweise Kunststoff, kompatibel ist. Die Erweiterung 10 umfasst folglich eine radiale Scheibe 35, die mit Befestigungslöchern gegenüber den Befestigungslöchern 14 des radialen Trägers 8 versehen ist, mit dem sie durch Verschrauben oder jegliches andere bekannte Mittel verbunden ist. Sie umfasst auch einen Vorsprung 36, der mit einer Nut 37 zusammenwirkt, die am vorderen Teil der seitlichen Oberfläche 9 des radialen Trägers 8 verwirklicht ist, um die Erweiterung 10 in Bezug auf den radialen Träger 8 zu positionieren.
  • Es kann auch die Verwendung eines Einsatzes aus einem an die Rollfunktion angepassten Material auf der Höhe der Rollbahnen 25 der festen zentralen Einrichtung 2 und der beweglichen Einrichtung 3 in Erwägung gezogen werden.
  • Gemäß nicht dargestellten Ausführungsformen kann die Derhung der beweglichen Einrichtung 3 in Bezug auf die feste zentrale Einrichtung 2 mittels Lagern oder einer Kombination von Lagern und Rollkörpern 24 verwirklicht werden, die zwischen Rollbahnen 25 angeordnet sind, die an Ringen und/oder an den Oberflächen der festen zentralen Einrichtung 2 und der beweglichen Einrichtung 3 verwirklicht sind.
  • Das Betätigungssystem 1, wie es gerade beschrieben wurde, ermöglicht es, den Drehwinkel, der dem Lenkrad durch den Fahrer gegeben wird, auf die Lenkwelle zu übertragen, während über eine feste zentrale Einrichtung 2 verfügt wird, die dem Fahrer gegenüberliegt. Diese Einrichtung 2 kann als Träger für einen Sicherheitsairbag und/oder für verschiedene Steuerungen hinsichtlich der Fahrt oder des Komforts des Fahrzeugs dienen. Sie ermöglicht auch, über einen Raum zu verfügen, der ausreicht, um die vorstehend erwähnten Mess-, Rechen- und Verarbeitungsvorrichtungen aufzunehmen.
  • In einem speziellen Beispiel ist der Codierer 27 aus einem mehrpoligen magnetischen Ring aus einem synthetischen Material, das mit Ferrit gefüllt ist, gebildet, an dem mehrere Paare von Nord- und Südpolen magnetisiert sind, die mit einer konstanten Winkelbreite gleich verteilt sind.
  • Der Sensor 26 kann empfindliche Elemente umfassen, die aus den Hall-Effekt-Sonden, den Magnetwiderständen, den Riesenmagnetwiderständen ausgewählt sind.
  • Der verwendete Sensor 26 kann zwei periodische, um 90° phasenverschobene elektrische Signale S1, S2 liefern. Das Prinzip des Erhaltens der Signale S1 und S2 von mehreren ausgerichteten empfindlichen Elementen ist beispielsweise im Dokument FR-2 792 403 , das von der Anmelderin stammt, beschrieben.
  • Es kann sich als nützlich erweisen, über die absolute Winkelposition des Codierers 27, d. h. den Winkel, der die Position des Codierers 27 von einer festen Bezugsposition in Bezug auf die feste zentrale Einrichtung 2 trennt, zu verfügen. Dazu kann eine Messvorrichtung verwendet werden, wie im Dokument FR-2 769 088 beschrieben.
  • Obwohl die Beschreibung in Bezug auf eine magnetische Codierer/Sensor-Baugruppe beschrieben wurde, ist es auch möglich, die Erfindung in analoger Weise unter Verwendung einer äquivalenten, beispielsweise optischen Technologie auszuführen. Der Codierer kann aus einer Auftreffplatte mit einem optischen Muster analog zum mehrpoligen magnetischen Muster gebildet sein, wobei die empfindlichen Elemente dann aus optischen Detektoren gebildet sind.
  • Zusammenfassung
  • Ein System (1) zur Betätigung der Welle einer Lenksäule mittels eines Lenkrades, wobei das System (1) eine feste zentrale Einrichtung (2), die mit der Hülse der Lenksäule fest verbunden sein soll, und eine bewegliche Einrichtung (3), die in Bezug auf die feste zentrale Einrichtung (2) rotatorisch angebracht ist und mit der das Lenkrad fest verbunden werden soll, umfasst, wobei die bewegliche Einrichtung (3) Mittel (20) zur Drehbetätigung der Welle der Lenksäule umfasst, wobei das System (1) außerdem mindestens einen Codierer (27), der mit der beweglichen Einrichtung (3) rotatorisch fest verbunden ist, und mindestens einen Sensor (26), der mit der festen zentralen Einrichtung (2) fest verbunden ist und gegenüber dem und in einem Luftspaltabstand vom Codierer (27) angeordnet ist, umfasst, wobei der Sensor (26) dazu beschaffen ist, die vom Codierer (27) ausgegebenen Impulse zu erfassen, um Signale zu liefern, die insbesondere die Winkelposition der beweglichen Einrichtung (3) in Bezug auf die feste zentrale Einrichtung (2) darstellen. Die Erfindung betrifft auch ein Lenkrad eines Kraftfahrzeuges mit einem derartigen System. (3)

Claims (15)

  1. System (1) zur Betätigung der Welle einer Lenksäule mittels eines Lenkrades, wobei das System (1) eine feste zentrale Einrichtung (2), die dazu bestimmt ist, mit der Hülse der Lenksäule fest verbunden zu werden, und eine bewegliche Einrichtung (3), die in Bezug auf die feste zentrale Einrichtung (2) rotatorisch angebracht ist und dazu bestimmt ist, mit dem Lenkrad fest verbunden zu werden, umfasst, wobei die bewegliche Einrichtung (3) Mittel (20) zur Drehbetätigung der Welle der Lenksäule umfasst, wobei das System (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass es außerdem mindestens einen Codierer (27), der mit der beweglichen Einrichtung (3) drehfest verbunden ist, und mindestens einen Sensor (26), der mit der festen zentralen Einrichtung (2) fest verbunden ist und gegenüber dem und in einem Luftspaltabstand vom Codierer (27) angeordnet ist, umfasst, wobei der Sensor (26) so beschaffen ist, dass er vom Codierer (27) ausgegebene Impulse erfasst, um Signale zu liefern, die insbesondere die Winkelposition der beweglichen Einrichtung (3) in Bezug auf die feste zentrale Einrichtung (2) darstellen.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Einrichtung (3) ein äußeres Element (4) umfasst, das drehbar um die feste zentrale Einrichtung (2) angebracht ist, wobei das äußere Element (4) mit dem Lenkrad verbunden sein soll.
  3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Codierer (27) mit dem äußeren Element (4) verbunden ist.
  4. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Einrichtung (3) ein inneres Element (5) umfasst, das rotatorisch im äußeren Element (4) angebracht ist, wobei das innere Element (5) durch das äußere Element (4) rotatorisch betätigt wird.
  5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Codierer (27) mit dem inneren Element (5) verbunden ist.
  6. System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Element (5) durch Betätigungsmittel (20) rotatorisch betätigt wird, wobei das innere Element (5) mit der Welle rotatorisch fest verbunden sein soll.
  7. System nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmittel (20) am inneren Umfang des äußeren Elements (4) vorgesehen sind.
  8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Rollbahnen (25) an der festen zentralen Einrichtung (2) und an der beweglichen Einrichtung (3) vorgesehen sind, wobei Rollkörper (24) zwischen den Rollbahnen (25) angeordnet sind, um die Drehung der beweglichen Einrichtung (3) in Bezug auf die feste zentrale Einrichtung (2) sicherzustellen.
  9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Bahn (25) auf einer seitlichen Oberfläche der festen zentralen Einrichtung (2) und/oder der beweglichen Einrichtung (3) verwirklicht ist.
  10. System nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Bahn (25) an einem festen Ring, der mit der festen zentralen Einrichtung (2) fest verbunden ist, und/oder an einem beweglichen Ring, der mit der beweglichen Einrichtung (3) fest verbunden ist, verwirklicht ist.
  11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Codierer (27) mit dem beweglichen Ring verbunden ist und/oder ein Sensor (26) mit dem festen Ring verbunden ist.
  12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (26) äußere Verbindungsmittel (28) umfasst, die in einer Aufnahme (7) der festen zentralen Einrichtung (2) angeordnet sind.
  13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (26) empfindliche Elemente umfasst, die aus den Hall-Effekt-Sonden, den Magnetwiderständen, den Riesenmagnetwiderständen ausgewählt sind.
  14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Codierer (27) aus einem mehrpoligen magnetischen Ring aus einem synthetischen Material, das mit Ferrit gefüllt ist, gebildet wird, an dem mehrere Paare von Nord- und Südpolen magnetisiert sind, die mit einer konstanten Winkelbreite gleich verteilt sind.
  15. Lenkrad für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es ein System nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und eine Armatur, die mit der beweglichen Einrichtung (3) fest verbunden ist, umfasst.
DE112005003272T 2004-12-23 2005-12-22 Instrumentiertes System zur Betätigung einer Lenkwelle mit einem festen Zentrum Withdrawn DE112005003272T5 (de)

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FR0453163A FR2879990B1 (fr) 2004-12-23 2004-12-23 Systeme d'actionnement d'arbre de direction instrumente comprenant un centre fixe
FR0453163 2004-12-23
PCT/FR2005/051121 WO2006070155A1 (fr) 2004-12-23 2005-12-22 Systeme d'actionnement d'arbre de direction instrumente comprenant un centre fixe

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