DE19748667C2 - Lenkkrafthilfe - Google Patents

Abstract

Bei einer herkömmlichen Lenkkrafthilfe wurden ein Motor und eine Untersetzungsvorrichtung dieses Motors in einem Zustand eingesetzt, bei dem sie seitlich bezüglich der Lenkachse vorstehen, wodurch sich ein Problem einer schlechten Montierbarkeit ergibt. Eine harmonische Antriebsuntersetzung (40), die sich aus einer Wellenerzeugungsvorrichtung (41), einem flexiblen Keilprofil (42) und einem kreisförmigen Keilprofil (43) zusammensetzt, sowie ein Leiterplattenmotor (30) zum Antrieb derselben sind koaxial bezüglich einer in Reihe angeordneten Lenkachse angeordnet, die eine Lenkeingangswelle (11) mit einer Lenkabtriebswelle (12) verbindet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkkrafthilfe zur Unter­ stützung eines Lenkvorgangs durch Erzeugung einer Lenkunterstüt­ zungskraft durch eine Antriebskraft eines Motors während eines Lenkvorgangs eines Fahrzeugs oder dergleichen.

Ein Beispiel einer derartigen Lenkkrafthilfe in Elektromotorbau­ weise ist in Fig. 13 gezeigt (JP 62-214055 A entsprechend der US 4 724 917 A). Eine Ritzelwelle 101, die in Kämmeingriff mit einer Gewindestange 102 ist, ist über eine Torsionsstange 104 mit einer Lenkwelle 103 verbunden, wobei die Lenkwelle 103 mit einem nicht dargestellten Lenkrad verbunden ist. Um den Umfang der Torsionsstange 104 ist ein Ge­ radstirnrad 105 so vorgesehen, daß es sich zusammen mit der Rit­ zelradwelle 101, der Torsionsstange 104 und der Lenkwelle 103 dreht, wobei dieses Geradstirnrad 105 über ein Zwischenzahnrad 106 mit einem Zahnrad 107 in Kämmverbindung ist, wodurch eine Untersetzungseinheit zusammengesetzt ist. Dieses Zahnrad 107 ist wiederum über eine Kupplung 108 mit einer Abtriebswelle eines Elektromotors 109 verbunden. Der Aufbau bildet einen Mechanismus zur Übertragung der Antriebskraft des Elektromotors 109 über die Kupplung 108, das Zahnrad 107 und das Zwischenzahnrad 106 auf das Geradstirnrad 105, wodurch die Lenkunterstützungskraft wäh­ rend des Lenkvorgangs zugeführt wird.

Die herkömmliche Lenkkrafthilfe war dazu angeordnet, die Lenkun­ terstützungskraft in der vorstehend beschriebenen Weise zuzufüh­ ren, wobei dieser Aufbau jedoch ein Problem einer schlechten Montierbarkeit hatte, weil der Elektromotor 109 und die Unter­ setzungseinheit in einem seitlich vorstehenden Zustand bezüglich einer in Reihe angeordneten Lenkachse angeordnet war, die die Lenkwelle 103 und die Ritzelradwelle 101 umfaßt, wodurch die äu­ ßeren Abmessungen eines Lenkgetriebekastens, das diese unter­ bringt, um das Ausmaß vergrößert waren.

Die WO 98/12097 A1 als nachveröffentlichter Stand der Technik zeigt eine elektrisch unterstützte Lenkkrafthilfe mit einem mit einer Lenkabtriebswelle verbundenen kreisförmigen Keilprofil, das mit einem flexiblen Keilprofil kämmt, in dem durch einen elliptischen Rotor eine umlaufende Welle erzeugt wird.

Die US 3 172 299 A zeigt eine Lenkübersetzungsstufe mit einem elliptischen Rotor, der in einem mit einer Abtriebswelle einstückig ausgebildeten flexiblen Keilprofil eine umlaufende Welle erzeugt, das mit einem kreisförmigen Keilprofil kämmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkkrafthilfe zu schaffen, die möglichst kompakt und einfach montierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Lenkkrafthilfe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.

Die Umlaufwellenerzeugungsvorrichtung, das flexible Keilprofil und das kreisförmige Keilprofil bilden eine sogenannte harmonische An­ triebsuntersetzung, wobei diese harmonische Antriebsuntersetzung und der Motor zum Antrieb derselben koaxial zur Lenkachse ange­ ordnet sind.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Motor ein Lei­ terplattenmotor, wobei die Umlaufwellenerzeugungsvorrichtung mit einem Rotor dieses Leiterplattenmotors verbunden ist.

Bei dieser Anordnung ist die die harmonische Antriebsunterset­ zung bildende Umlaufwellenerzeugungsvorrichtung direkt angetrieben, um durch den Rotor des Leiterplattenmotors gedreht zu werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung hat das flexi­ ble Keilprofil eine derartige Form, daß eines seiner Öffnungsen­ den nach hinten außen umgefaltet ist.

Das flexible Keilprofil muß selbst in einem fixierten Zustand, an einem Ende eine Länge haben, die lang genug ist, daß das an­ dere Ende elastisch verformt werden kann. Wenn das flexible Keilprofil in der beschriebenen, gefalteten Form ist, kann die Gesamtlänge des flexiblen Keilprofils innerhalb eines festen Be­ reichs erhöht werden, was zu einer kompakteren Ausgestaltung der Lenkkrafthilfe beitragen kann.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung weist die Lenk­ krafthilfe des weiteren auf: eine zweite Umlaufwellenerzeugungsvor­ richtung, die durch die Lenkeingangs­ welle gedreht wird; ein zweites flexibles Keilprofil, das an einem Umfangsabschnitt der zweiten Umlaufwellenerzeugungsvorrichtung mon­ tiert ist und durch die zweite Umlaufwellenerzeu­ gungsvorrichtung unter einer Drehung elastisch verformt wird; ein zweites kreisförmiges Keilprofil, das angetrieben wird, um sich im Kämmeingriff mit dem zweiten flexiblen Keilprofil zu drehen, und das mit der Lenkab­ triebswelle verbunden ist; und eine Drehkrafterfassungseinrich­ tung, die bezüglich des zweiten flexiblen Keilprofils angeordnet ist und eine Torsionsdrehkraft erfasst, die auf dieses zweite flexible Keilprofil aufgebracht wird.

Die zweite Umlaufwellenerzeugungsvorrichtung wird direkt angetrieben, um sich durch die Lenkeingangswelle zu drehen, wodurch das zwei­ te Keilprofil elastisch verformt wird, das auf deren Umfangsab­ schnitt montiert ist. Das zweite kreisförmige Keilprofil, das mit der Lenkabtriebswelle verbunden ist, wird dazu angetrieben, sich durch das zweite flexible Keilprofil zu drehen, das derart elastisch verformt ist. Daher werden sowohl die Lenkkraft von der Lenkeingangswelle als auch die Lenkunterstützungskraft von der Unterstützungskrafterzeugungseinrichtung auf die Lenkab­ triebswelle aufgebracht.

Eine Antriebsdrehkraft, die proportional zur Lenkdrehkraft ist, die der Lenkeingangswelle zugeführt wird, wird auf das zweite kreisförmige Keilprofil aufgebracht, wobei das zweite flexible Keilprofil eine Reaktionskraft dieser Antriebsdrehkraft auf­ nimmt. Diese Reaktionskraft wirkt dazu, daß zweite flexible Keilprofil zu verdrehen, das an einem Ende fixiert ist. Durch Erfassen der Torsionsdrehkraft, die auf das zweite flexible Keilprofil aufgebracht wird, mittels der Drehkrafterfassungsein­ richtung, kann die Lenkdrehkraft, die auf die Lenkeingangswelle aufgebracht wird, auf der Grundlage des Ergebnisses dieser Er­ fassung erfaßt werden.

Eine andere Weiterentwicklung betrifft eine Lenkkrafthilfe, die des weiteren eine Drehkraftbegrenzungseinrichtung aufweist, um eine Zwangskraft des flexiblen Keilprofils freizugeben.

Wenn die Zwangskraft des flexiblen Keilprofils freigegeben wird, wird eine Verbindung zwischen der Lenkabtriebswelle und der Un­ terstützungskrafterzeugungseinrichtung freigegeben, wodurch die Lenkabtriebswelle gegenüber der Unterstützungskrafterzeugungs­ einrichtung drehbar wird. Selbst wenn einige Probleme in dem Mo­ tor auftreten, um den Motor zu blockieren, wird aufgrund dessen beispielsweise die Zwangskraft des flexiblen Keilprofils freige­ geben, um zu verhindern, daß der Lenkvorgang behindert wird. Wenn die Zwangskraft des flexiblen Keilprofils bei einer sehr geringen Lenkdrehkraft freigegeben wird, wird die Inertialkraft des Motors oder dergleichen daran gehindert, den Lenkvorgang zu beeinflussen, wodurch ein Gefühl beim Lenken verbessert werden kann.

Eine noch weitere vorteilhafte Weiterbildung betrifft eine Lenk­ krafthilfe mit einem Verlagerungselement, das angetrieben wird, um einer Verlagerung durch ein relatives Verdrehen zwischen der Lenkeingangswelle und der Lenkabtriebswelle einer Verlagerung zu unterliegen; und ei­ ner Bürste mit Elektroden in wechselweise unterschiedlichen Po­ laritäten, wobei die Bürste die Elektrode, die in Kontakt mit dem Rotor des Leiterplattenmotors ist, auf die andere umschaltet, wenn der Antrieb dazu erfolgt, daß sie der Verlagerung durch das Verlagerungselement unterliegt.

Das Verlagerungselement wird auf der Grundlage der relativen Verdrehung, d. h. der mechanischen Verlagerung zwischen der Len­ keingangswelle und der Lenkabtriebswelle angetrieben. Daher kann eine Schaltregelung der Stromzufuhr zum Rotor des Leiterplatten­ motors auf einer mechanischen Grundlage ausgeführt werden, wo­ durch sich eine Notwendigkeit erübrigt, einen Drehkraftsensor, einen Lenkrichtungssensor und dergleichen separat vorzusehen. Somit kann eine Drehregelung des Leiterplattenmotors durch die einfache Anordnung ausgeführt werden.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung weist die Lenk­ krafthilfe des weiteren eine Antriebseinrichtung auf, um das flexible Keilprofil drehend anzutreiben.

Wenn das flexible Keilprofil durch die Antriebseinrichtung ge­ dreht wird, wird eine willkürliche Veränderung im Übersetzungs­ verhältnis der harmonischen Antriebsuntersetzung möglich, die sich aus der Wellenerzeugungsvorrichtung, dem flexiblen Keilpro­ fil und dem kreisförmigen Keilprofil zusammensetzt. Außerdem kann ein hilfsweises Lenken auch dadurch ausgeführt werden, daß willkürlich die Drehregelung des flexiblen Keilprofils durch die Antriebseinrichtung ausgeführt wird.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung bezieht sich auf eine Lenkkrafthilfe, wobei der Elektromotor ein Elektromotor ohne Kern ist, dessen Rotor röhrenförmig ist.

Da diese Anordnung des Motors einen derartigen Aufbau erzielt, daß Magnete entlang des röhrenförmigen Rotors angeordnet sind, ist der Motor so geformt, daß er sich entlang der Richtung sei­ ner Mittelachse erstreckt, wodurch die Außenabmessung des Rotors verringert werden kann.

Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der detaillier­ ten nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen verstanden.

Fig. 1 ist eine Querschnittansicht, um die Lenkkrafthilfe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zu zeigen.

Fig. 2 ist eine Draufsicht, um schematisch den Aufbau der harmo­ nischen Antriebsuntersetzung zu zeigen.

Fig. 3 ist eine Querschnittansicht, um die Lenkkrafthilfe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zu zeigen.

Fig. 4 ist eine Draufsicht, um den Aufbau des Lenkdrehkraftsen­ sors zu zeigen.

Fig. 5A ist eine Querschnittansicht, um die Lenkkrafthilfe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zu zeigen, und Fig. 5B ist eine Draufsicht, um den Verbindungszustand der Lenkabtriebs­ welle zu zeigen.

Fig. 6 ist eine Querschnittansicht, um die Lenkkrafthilfe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zu zeigen.

Fig. 7 ist eine Querschnittansicht, um die Lenkkrafthilfe gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel zu zeigen.

Fig. 8 ist eine Querschnittansicht, um die Lenkkrafthilfe gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel zu zeigen.

Fig. 9 ist eine Querschnittansicht, um die Lenkkrafthilfe gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel zu zeigen.

Die Fig. 10A, 10B und 10C sind beispielhafte Zeichnungen, um den Schaltmechanismus einer Bürste zu zeigen.

Fig. 11 ist eine Querschnittansicht, um die Lenkkrafthilfe gemäß dem achten Ausführungsbeispiel zu zeigen.

Fig. 12 ist eine Querschnittansicht, um die Lenkkrafthilfe gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel zu zeigen.

Fig. 13 ist eine Querschnittansicht, um eine herkömmliche Lenk­ krafthilfe zu zeigen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lenk­ krafthilfe werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnun­ gen beschrieben.

Fig. 1 zeigt die Lenkkrafthilfe gemäß dem ersten Ausführungsbei­ spiel.

Diese Lenkkrafthilfe ist als ein derartiger Mechanismus aufge­ baut, daß ein Leiterplattenmotor 30 und eine harmonische An­ triebsuntersetzung 40 koaxial zur Lenkachse angeordnet sind, die eine Lenkeingangswelle 11 mit einer Lenkabtriebswelle 12 verbin­ det, und daß ein Rotationsabtrieb dieses Leiterplattenmotors 30 über die harmonische Antriebsuntersetzung 40 der Lenkabtriebs­ welle 12 zugeführt wird.

Ein nicht dargestelltes Ende der Lenkeingangswelle 11 ist über eine Lenkwelle mit einem Lenkrad verbunden, wobei die Lenkein­ gangswelle drehbar durch ein Lager 2 gelagert ist, das in einem Gehäuse 1 befestigt ist. Diese Lenkeingangswelle 11 ist durch eine Torsionsstange (Bezugszeichen 14 in Fig. 3) mit der Lenkab­ triebswelle 12 verbunden.

Ein nachstehend beschriebenes kreisförmiges Keilprofil ist ein­ stückig mit der Lenkabtriebswelle 12 ausgebildet, wobei dieses kreisförmige Keilprofil 43 drehbar durch ein Lager 3 gelagert ist, das in dem Gehäuse 1 befestigt ist. Ein Ritzelrad 12c ist an einem Ende dieser Lenkabtriebswelle 12 ausgebildet und kämmt mit einer Zahnstange 13 für einen Lenkvorgang des Fahrzeuges.

Ein Lenkdrehkraftsensor 20 zur Erfassung einer Lenkdrehkraft ist, an einem Abschnitt vorgesehen, an dem sich die Lenkeingangswelle 11 und die Lenkabtriebswelle 12 gegenüberliegen. Wenn die Lenk­ drehkraft der Lenkeingangswelle 11 zugeführt wird, tritt eine relative Verdrehung zwischen der Lenkeingangswelle 11 und der Lenkabtriebswelle 12 auf, so daß ein Zustand der Gegenüberlage von vorstehenden und vertieften Zähnen verändert wird, die an gegenüberliegenden Enden der beiden Weilen ausgebildet sind. Dies verändert einen magnetischen Widerstand zwischen diesen, wobei der Lenkdrehkraftsensor 20 die Lenkdrehkraft auf der Grundlage dieser Veränderung des magnetischen Widerstands er­ faßt.

Der Elektromotor 30 ist als Leiterplattenmotor ausgebildet. Bei dem Leiterplattenmotor 30 sind ein Magnet 31 und eine Bürste 32 an dem Gehäuse 1 fixiert, wobei eine scheibenförmige Leiter­ plattenspule 33, die ein Rotor dieses Motors ist, so angeordnet ist, daß sie dem Magnet 31 und der Bürste 32 gegenüberliegt. Die Bürste 32 ist mit der Leiterplattenspule 33 in Kontakt, so daß ein Strom durch diese Bürste 32 der Leiterplattenspule 33 zuge­ führt wird. Die Leiterplattenspule 33 ist an ihrem mittleren Ab­ schnitt mit der zylindrischen Motorabtriebswelle 34 verbunden, die sich entlang der Lenkachse erstreckt, wobei das andere Ende dieser Motorabtriebswelle 34 an einem Nockenabschnitt 41a einer Umlaufwellenerzeugungsvorrichtung 41 befestigt ist. Daher sind die Leiterplattenspule 33 und die Umlaufwellenerzeugungsvorrichtung 41 einstückig über die Motorabtriebswelle 34 verbunden. Wenn die Leiterplattenspule 33 drehend angetrieben wird, wird die Wel­ lenerzeugungsvorrichtung 41 auch dazu angetrieben, sich damit zu drehen. Dieser Leiterplattenmotor 30 wird einer Drehregelung auf der Grundlage eines Erfassungssignals des Lenkdrehkraftsensors 20 unterworfen.

Die harmonische Antriebsuntersetzung 40 ist in einer derartigen Anordnung aufgebaut, daß die Wellenerzeugungsvorrichtung 41, die eine elliptische Nocke ausbildet, um die Lenkachse angeordnet ist, wobei ein endloses flexibles Keilprofil 42 an deren Um­ fangsabschnitt montiert ist, und wobei ein kreisförmiges Keil­ profil 43 des weiteren an dessen Umfangsabschnitt montiert ist.

Fig. 2 zeigt schematisch nur die herausgelöste harmonische An­ triebsuntersetzung. Die Wellenerzeugungsvorrichtung 41, die im Umfangsabschnitt der Lenkabtriebswelle 12 angeordnet ist, ist mit einem derartigen Aufbau aufgebaut, daß ein Kugellager 41b an dem Umfangsabschnitt des elliptischen Nockenabschnitts 41a ange­ ordnet ist, wobei ein innerer Ring dieses Kugellagers 41b an dem Nockenabschnitt 41a befestigt ist, und wobei dessen äußerer Ring so angeordnet ist, daß er durch die Kugeln elastisch verformt wird. Das flexible Keilprofil 42 ist ein endloses flexibles Ele­ ment mit Zähnen, die in seinem Umfangsabschnitt ausgebildet sind, wobei es an dem äußeren Ring des Kugellagers 41b in der Wellenerzeugungsvorrichtung 41 montiert ist. Das kreisförmige Keilprofil 43 hat Zähne, die mit demselben Abstand wie die des flexiblen Keilprofils 42 ausgebildet sind, an seinem innenseiti­ gen Umfang.

Das flexible Keilprofil 42 wird in einer elliptischen Form durch die Wellenerzeugungsvorrichtung 41 verformt und ist in Kämmein­ griff mit den innenseitigen Zähnen des kreisförmigen Keilprofils 42 an Positionen der beiden Enden der Hauptachsen der Ellipse. Wenn die Wellenerzeugungsvorrichtung 41 drehend durch den Lei­ terplattenmotor 30 angetrieben wird, bewegen sich diese Kämmpo­ sitionen nach und nach entlang der Umfangsrichtung. Da die An­ zahl der Zähne des flexiblen Keilprofils 42 um 2n (wobei n eine Ganzzahl ist) kleiner als die des kreisförmigen Keilprofils 43 ist, wird eine Relativdrehung zwischen dem flexiblen Keilprofil 42 und dem kreisförmigen Keilprofil 43 zusammen mit der Bewegung der Kämmpositionen auftreten. Da bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ein Haltering, der durch das Bezugszeichen 44 bezeichnet ist, das flexible Keilprofil 42 hält, um dessen Drehung zu ver­ hindern, wird das kreisförmige Keilprofil 43 drehend mit der Be­ wegung der Kämmpositionen angetrieben.

Hier wird der Betrieb der Lenkkrafthilfe mit dem vorstehend ge­ nannten Aufbau schematisch beschrieben. Wenn die Lenkdrehkraft auf die Lenkeingangswelle 11 aufgebracht wird, tritt eine Ver­ drehung um einen dieser Lenkdrehkraft entsprechenden Betrag zwi­ schen der Lenkeingangswelle 11 und der Lenkabtriebswelle 12 auf. Dieser Verdrehungsbetrag wird durch den Lenkdrehkraftsensor 20 erfaßt, wobei die Leiterplattenspule 33 des Leiterplattenmotors 30 auf der Grundlage dieses Erfassungssignals drehend angetrie­ ben wird. Dann wird die Wellenerzeugungsvorrichtung 41 der har­ monischen Antriebsuntersetzung 40 drehend durch die Leiterplat­ tenspule 33 angetrieben, so daß das kreisförmige Keilprofil 43 drehend in derselben Richtung wie die Lenkeingangswelle 11 durch den vorstehend beschriebenen Vorgang angetrieben wird. Wenn das kreisförmige Keilprofil 43 drehend angetrieben wird, wird die Lenkunterstützungskraft der Lenkabtriebswelle 12 zugeführt.

Da diese Anordnung der Lenkkrafthilfe ermöglicht, daß sowohl der Motor als auch die Untersetzung zum Erzeugen der Lenkunterstüt­ zungskraft alle koaxial um die Lenkachse angeordnet sind, kann die gesamte Lenkkrafthilfe in einer kompakten Form aufgebaut sein, wodurch die Montierbarkeit der Lenkkrafthilfe verbessert werden kann.

Die Lenkkrafthilfe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 gezeigt. Bei jedem Ausführungsbeispiel und dessen ent­ sprechender Zeichnung, die nachfolgend beschrieben werden, wer­ den Bauteile mit derselben Funktion durch dieselben Bezugszei­ chen bezeichnet und deren Beschreibung weggelassen.

Der Leiterplattenmotor 30 bei dieser Lenkkrafthilfe ist in einer derartigen Anordnung angeordnet, daß Magnete 31a, 31b mit unter­ schiedlichen Polaritäten in Gegenüberlage zueinander entlang der Lenkachse orientiert angeordnet sind, und daß zwei Leiterplat­ tenspulen 33 zwischen diese gesetzt sind. Die Leiterplattenspu­ len 33 sind miteinander an ihren Sockelenden verbunden und sind mit einem derartigen Aufbau aufgebaut, daß der Strom beiden Lei­ terplattenspulen 33 zugeführt wird, indem die Bürste 32 in Kon­ takt mit einer Leiterplattenspule 33 gehalten wird. Die beiden Leiterplattenspulen 33 und die Umlaufwellenerzeugungsvorrichtung 41 sind einstückig durch die Motorabtriebswelle 34 verbunden.

Das flexible Keilprofil 42, das die harmonische Antriebsunter­ setzung ausbildet, ist in einem derartigen Zustand vorgesehen, daß ihr Öffnungsende, das entgegengesetzt zu der Seite ist, an der sie an dem Umfangsabschnitt der Wellenerzeugungsvorrichtung 41 montiert ist, nach hinten außen umgefaltet ist, wobei der derartig umgefaltete Endabschnitt an dem Gehäuse 1 befestigt ist. Diese Faltanordnung des flexiblen Keilprofils 42 kann eine ausreichende Gesamtlänge des flexiblen Keilprofils 42 einhalten, das in einem vorbestimmten beschränkten Bereich (der Länge zwi­ schen den zwei Öffnungsenden) angeordnet ist, wodurch das Öff­ nungsende an der Seite, an der es an dem Umfangsabschnitt der Wellenerzeugungsvorrichtung 41 montiert ist, ausreichend ver­ formt werden kann.

Hier ist eine vergrößerte Ansicht des Aufbaus eines Lenkdreh­ kraftsensors 50, der in Fig. 3 gezeigt ist, in Fig. 4 angegeben. Ein Zahnrad 11a ist koaxial an der Lenkeingangswelle 11 befe­ stigt, wobei ein Zahnrad 12a auch koaxial an der Lenkabtriebs­ welle 12 befestigt ist. Kleine Zahnräder 51, 52 kämmen mit den beiden Zahnrädern 11a, 12a. Die kleinen Zahnräder 51, 52 sind drehbar durch Stützwelle 53 gelagert, die sich durch die klei­ nen Zahnräder 51, 52 erstreckt, wobei diese Stützwelle 53 an einem Ende an dem Gehäuse 1 befestigt ist, so daß sie um Stift 54 schwenkbar ist. Der Endabschnitt der Stützwelle 53 wei­ tet sich in Fächerform auf, wobei ein Widerstandsfilm 55 auf dieser Oberfläche ausgebildet ist. Eine Elektrode 55a, die mit dem Widerstandsfilm 55 verbunden ist, ist an einem Ende des Wi­ derstandsfilms 55 ausgebildet. Außerdem ist eine Elektrode 56, die gehäuseseitig gelagert ist, in Kontakt mit und auf dem Wi­ derstandsfilm 55, wodurch ein Mechanismus ausgebildet ist, der ermöglicht, daß ein elektrischer Strom zwischen der Elektrode 55a und der Elektrode 56 durch den Widerstandsfilm 55 fließt.

Da die Lenkeingangswelle 11 und die Lenkabtriebswelle 12 durch die Torsionsstange 14 verbunden sind, wie in Fig. 3 gezeigt ist, werden, wenn die Lenkdrehkraft der Lenkeingangswelle 11 zuge­ führt wird, die Lenkeingangswelle 11 und die Lenkabtriebswelle 12 relativ zueinander entsprechend dieser Drehkraft verdreht. Es soll angenommen werden, daß die Lenkeingangswelle 11 gegenüber der Lenkabtriebswelle 12 entlang der Richtung eines Pfeils (a) verdreht wird (siehe Fig. 4). Dann dreht sich das Zahnrad 11 entlang der Richtung des Pfeils (a) zusammen mit der Lenkein­ gangswelle 11. In diesem Fall dreht sich das kleine Zahnrad 51 auch, wobei dieses kleine Zahnrad 51 in Richtung der Seite des Pfeils (a) aufgrund der Eingriffskraft mit dem Zahnrad 11a ver­ lagert wird, wodurch die Stützwelle 53 in der Richtung eines Pfeils (b) um den Stift 54 verschwenkt wird. Daraus folgt, daß die Elektrode 55a näher an die Elektrode 56 rückt, so daß der Widerstand zwischen diesen abnimmt. Wenn die Lenkdrehkraft in der Richtung entlang der entgegengesetzten Richtung zum Pfeil (a) auf die Lenkeingangswelle 11 aufgebracht wird, verschwenkt sich die Stützwelle 53 durch einen ähnlichen Vorgang in der Richtung eines Pfeils (c), so daß der Abstand zwischen der Elek­ trode 55a und der Elektrode 56 ansteigt, wodurch der Widerstand zwischen beiden ansteigt. Wenn die Lenkdrehkraft zu null wird, tritt kein Verdrehen zwischen der Eingangswelle 11 und der Len­ kabtriebswelle 12 auf, wobei sie in ihre üblichen, in Fig. 4 ge­ zeigten Positionen zurückkehren. Da sich der Schwenkwinkel und die Schwenkrichtung der Stützwelle 53 entsprechend dem Betrag und der Richtung der relativen Verdrehung zwischen der Lenkein­ gangswelle 11 und der Lenkabtriebswelle 12, d. h. entsprechend der vorstehend beschriebenen Lenkdrehkraft verändern, erfaßt der Lenkdrehkraftsensor 50 die Lenkdrehkraft auf der Grundlage des Widerstands zwischen der Elektrode 55a und der Elektrode 56.

Die Lenkkrafthilfe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird in den Fig. 5A und 5B gezeigt.

Bei dieser Lenkkrafthilfe ist ein Arm 15 mit der Lenkabtriebs­ welle 12 verbunden, wobei Zugstangen 17 über ein Kugelgelenk 16 mit diesem Arm 15 verbunden sind, wodurch eine sogenannte Len­ kung mit Kraftaufnahme in der Mitte gebildet ist.

Diese Lenkkrafthilfe hat zusätzlich zu der harmonischen An­ triebsuntersetzung 40 eine zweite harmonische Antriebsunterset­ zung 60, die sich aus einer Umlaufwellenerzeugungsvorrichtung 61, ei­ nem flexiblen Keilprofil 62 und einem kreisförmigen Keilprofil 63 zusammensetzt. Der Aufbau der einzelnen Elemente und derglei­ chen ist gleich wie bei der jeweiligen Umlaufwellenerzeugungsvorrich­ tung 41, dem flexiblen Keilprofil 42 und dem kreisförmigen Keil­ profil 43, so daß deren Beschreibung hier weggelassen wird.

Wie dargestellt ist, sind die Lenkeingangswelle 11 und die Len­ kabtriebswelle 12 durch diese harmonische Antriebsuntersetzung 60 verbunden. Insbesondere ist die Umlaufwellenerzeugungsvorrichtung 61 am Umfangsabschnitt der Lenkeingangswelle 11 befestigt, so daß sie sich zusammen mit der Lenkeingangswelle 11 dreht. Das flexible Keilprofil 62, das an einer Öffnungsendseite an dem Ge­ häuse 1 befestigt ist, ist am Umfangsabschnitt der Wellenerzeu­ gungsvorrichtung 61 montiert, wobei das kreisförmige Keilprofil 63, das mit der Lenkabtriebswelle 12 verbunden ist, am Umfangs­ abschnitt des flexiblen Keilprofils 62 angeordnet ist. Entspre­ chend sind sowohl das kreisförmige Keilprofil 43 als auch das kreisförmige Keilprofil 62 mit der Lenkabtriebswelle 12 verbun­ den, so daß ihre Drehantriebskräfte die Lenkabtriebswelle 12 in Zusammenwirken miteinander drehend antreiben. Ein Untersetzungs­ verhältnis jeder Untersetzung ist beispielsweise in einer derar­ tigen Weise bestimmt, daß das Untersetzungsverhältnis der harmo­ nischen Antriebsuntersetzung 60 gleich 1/30 ist, und daß das Un­ tersetzungsverhältnis der harmonischen Antriebsuntersetzung 40 gleich 1/60 ist.

Eine Rotationsregelung des Leiterplattenmotors 30 zum Antrieb der harmonischen Antriebsuntersetzung 40 wird auf der Grundlage eines Erfassungssignals eines Dehnungsmeßgeräts 65 ausgeführt, das an dem flexiblen Keilprofil 62 vorgesehen ist.

Das Dehnungsmeßgerät 65 ist eine Kreuzanordnung von Meßstreifen, die unter 45° gegenüber der Lenkeingangswelle 11 geneigt sind, und ist auf den innenseitigen Umfang des flexiblen Keilprofils 62 gesetzt, wodurch eine Torsionsdrehkraft erfaßt wird, die auf das flexible Keilprofil 62 aufgebracht wird. Dann wird die Stär­ ke der Lenkdrehkraft, die auf die Eingangswelle 11 aufgebracht wird, aus diesem Erfassungsergebnis erhalten.

Das Prinzip dieser Erfassung wird nun beschrieben. Die Antriebs­ drehkraft, die proportional zu der auf die Lenkeingangswelle 11 aufgebrachten Lenkdrehkraft ist, wird auf das kreisförmige Keil­ profil 63 aufgebracht, und eine Reaktionskraft dieser Antriebs­ drehkraft wird durch das flexible Keilprofil 62 aufgenommen. Da das flexible Keilprofil 62 am oberen Öffnungsende in der Zeich­ nung an dem Gehäuse 1 befestigt ist, bewirkt diese Reaktions­ kraft eine Verdrehung des flexiblen Keilprofils 62. Daher kann die Antriebsdrehkraft des kreisförmigen Keilprofils 62 dadurch erfaßt werden, daß die Torsionsdrehkraft des flexiblen Keilpro­ fils 62 durch das Dehnungsmeßgerät 65 erfaßt wird, womit die auf die Lenkeingangswelle 11 aufgebrachte Lenkdrehkraft durch einen inversen Berechnungsvorgang aus diesem Erfassungsergebnis er­ zielt werden kann.

Die zusätzliche Anordnung der harmonischen Antriebsuntersetzung 60, die mit dem Dehnungsmeßgerät 65 versehen ist, wie zuvor be­ schrieben ist, ermöglicht, daß eine auf die Lenkeingangswelle 11 aufgebrachte Drehung auf die Lenkabtriebswelle 12 unter Verrin­ gerung deren Drehzahl übertragen wird, und sie ermöglicht auch, daß die auf die Lenkeingangswelle 11 aufgebrachte Lenkdrehkraft erfaßt wird.

Die Lenkkrafthilfe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist in Fig. 6 gezeigt.

Diese Lenkkrafthilfe ist so angeordnet, daß das flexible Keil­ profil 42, das die harmonische Antriebsuntersetzung 40 ausbil­ det, in einer derartigen Haubenform ausgebildet ist, daß die obere Öffnungsseite in der Zeichnung in Richtung zur Innenseite gebogen ist, wobei die Lenkkrafthilfe eine Elektromagnetkupplung 70 als einen Drehkraftbegrenzungsmechanismus an einer derartigen Position hat, der der Öffnungskante 42b des flexiblen Keilpro­ fils 42 gegenüberliegt.

Diese Elektromagnetkupplung 70 ist an dem Gehäuse 1 befestigt und hat eine Anregungsspule in ihrem Inneren. Wenn der Anre­ gungsspule ein Strom zugeführt wird, wird daher eine magnetische Kraft erzeugt, um die Öffnungskante 42b an der Elektromagneti­ schen Kupplung 70 zu fixieren. Das flexible Keilprofil 42 wird nämlich gehäuseseitig fixiert. Wenn die Stromzufuhr zur Anre­ gungsspule gestoppt wird, verschwindet die magnetische Kraft, wodurch das flexible Keilprofil 42 freigegeben wird, das gehäu­ seseitig fixiert worden ist.

Die Wirkung der Elektromagnetkupplung 70 wird nun beschrieben.

Zunächst bewegen sich in einem Zustand, bei dem das flexible Keilprofil 42 an der Elektromagnetkupplung 70 fixiert ist, wenn die Umlaufwellenerzeugungsvorrichtung 41 drehend durch den Leiterplat­ tenmotor 30 angetrieben wird, die Kämmpositionen zwischen dem flexiblen Keilprofil 42 und dem kreisförmigen Keilprofil 43 ent­ lang der Umfangsrichtung, wobei das kreisförmige Keilprofil 43 dazu angetrieben wird, sich mit dieser Bewegung zu drehen, wo­ durch die Lenkunterstützungskraft auf die Lenkabtriebswelle 12 in derselben Weise wie bei den vorstehend erwähnten Ausführungs­ beispielen aufgebracht wird.

Wenn die Motorabtriebswelle 34 wegen einer Störung des Leiter­ plattenmotors 30 oder dergleichen blockiert ist, werden im Ge­ gensatz dazu die Wellenerzeugungsvorrichtung 41, das flexible Keilprofil 42, das kreisförmige Keilprofil 43 und die Motorab­ triebswelle 12, die mit dieser Motorantriebswelle 34 verbunden sind, alle blockiert, um ein Lenken unmöglich zu machen. In ei­ nem derartigen Fall wird die Stromzufuhr zur Anregungsspule ge­ stoppt, um die Elektromagnetkupplung 70 zu trennen, womit die Zwangskraft des flexiblen Keilprofils 42 gelöst wird. Dies bringt das flexible Keilprofil 42, das kreisförmige Keilprofil 43 und die Lenkabtriebswelle 12, die nach dem Kugellager 41b der Wellenerzeugungsvorrichtung 41 verbunden sind, in einen drehba­ ren Zustand. Aufgrund dessen wird eine Drehung der Lenkeingangs­ welle 11 über die Torsionsstange zur Lenkabtriebswelle 12 übertragen, so daß sich die Lenkabtriebswelle 12 zusammen mit dem kreisförmigen Keilprofil 43 und dem flexiblen Keilprofil 43 dreht. Da in diesem Fall die Öffnungskante 42b drehbar durch das Lager 6 am inneren Gehäuse 35 gelagert ist, in dem der Leiter­ plattenmotor 30 untergebracht ist, bildet dies kein Hindernis gegen eine Drehung.

Wie vorstehend beschrieben ist, wird es möglich, den Lenkvorgang ununterbrochen selbst für den Fall auszuführen, daß die Motorab­ triebswelle 34 blockiert ist. Ein Zustand zum Freigeben der Zwangskraft des flexiblen Keilprofils 41 durch die Elektroma­ gnetkupplung 70 ist beispielsweise ein Fall, bei dem eine große Lenkdrehkraft über einem vorgegebenen Wert durch den Lenkdreh­ kraftsensor 50 erfaßt wird (siehe Fig. 3 oder 4), weil beim Blockieren der Motorabtriebswelle 34 die große Lenkdrehkraft auf die Lenkeingangswelle 11 aufgebracht wird, um ein Lenken fortzu­ setzen. Eine andere Bedingung ist ein Fall, bei dem eine Störung des Leiterplattenmotors 30 durch eine Regelschaltung des Leiter­ plattenmotors 30 erfaßt wird. Wenn die Zwangskraft des flexiblen Keilprofils 41 freigegeben wird, wobei die der Lenkeingangswelle 11 zugeführte Lenkdrehkraft nahe Null ist, kann der Lenkvorgang daran gehindert werden, durch die Inertialkraft des Leiterplat­ tenmotors 30 und die Reibkraft zwischen der Bürste 32 und der Leiterplattenspule 33 beeinflußt zu werden, wodurch das Lenkge­ fühl verbessert werden kann.

Die Lenkkrafthilfe gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist in Fig. 7 gezeigt.

Bei dieser Lenkkrafthilfe ist der Elektromotor zum Antrieb der harmoni­ schen Antriebsuntersetzung 40 ein bürstenfreier Motor 30'. Die­ ser bürstenfreie Motor 30' ist in einer derartigen Anordnung aufgebaut, daß ein Magnet 36, der den Rotorteil bildet, um die Lenkabtriebswelle 12 und auf dessen Umfangsabschnitt angeordnet ist, und daß eine Spule 37, die den Statorteil bildet, außerhalb des Magnets 36 angeordnet ist. Sie hat somit die Form, die sich entlang der axialen Richtung erstreckt. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 38 einen Drehsensor zur Erfassung ei­ ner Drehung des Rotorteils.

Die Umlaufwellenerzeugungsvorrichtung 41 der harmonischen Antriebsun­ tersetzung 40 ist direkt mit der Motorabtriebswelle 34 dieses bürstenlosen Motors 30' verbunden, wobei diese durch Lager 4 drehbar gelagert sind, die zwischen ihnen und der Lenkabtriebs­ welle 12 vorgesehen sind.

Diese Lenkkrafthilfe hat auch einen Drehkraftbegrenzer 71 als eine Drehkraftbegrenzungseinrichtung. Dieser Drehkraftbegrenzer 71 setzt sich aus einem Eingriffsstift 73, der unter Spiel in ein Halteloch eingesetzt ist, das in dem Gehäuse 1 ausgebildet ist, einer Feder 72 zur Beaufschlagung des Eingriffsstifts 73 mit einer Kraft in Richtung zum Haltering 44 zum Halten des fle­ xiblen Keilprofils 42 und einer Vertiefung 44a zusammen, die in dem Umfangsabschnitt des Halterings 44 ausgebildet ist. Eine Vielzahl derartiger Vertiefungen 44a ist in vorbestimmten Ab­ ständen am Umfangsabschnitt des Halterings 44 ausgebildet. Im Zustand der Fig. 7 ist eine Spitze des Eingriffsstifts 73 mit der Vertiefung 44a in Eingriff, so daß der Haltering 44 in der dargestellten Position durch die Eingriffskraft gehalten ist, die durch die Beaufschlagungskraft der Feder 72 und die Form der Vertiefung 44a bestimmt ist.

Nun wird die Wirkung des Drehkraftbegrenzers 71 beschrieben. Wenn beispielsweise der bürstenlose Motor 30' wegen einer Stö­ rung oder dergleichen blockiert ist, wird die große Lenkdreh­ kraft auf die Lenkeingangswelle 11 aufgebracht, um ein Lenken fortzusetzen. Da diese Lenkdrehkraft auf die Lenkabtriebswelle 12 aufgebracht wird, die durch die Torsionsstange 14 (siehe Fig. 3) angeschlossen ist, wird eine große Antriebsdrehkraft auf das kreisförmige Keilprofil 43 der harmonischen Antriebsuntersetzung 40 ausgeübt, wobei eine Reaktionskraft dieser Kraft auf den Hal­ tering aufgebracht wird, der das flexible Keilprofil 42 hält. Wenn eine größere Drehkraft als die Eingriffskraft zwischen dem Eingriffsstift 73 und der Vertiefung 44a auf den Haltering 44 aufgebracht wird, beginnt der Haltering 44 damit, sich zu drehen, indem der Eingriffsstift 73 durch die zugespitzte Fläche der Vertiefung 44a herausgedrückt wird. Dadurch dreht sich das flexible Keilprofil 42, das kreisförmige Keilprofil 43 und die Lenkabtriebswelle 12, wodurch der Lenkvorgang fortgesetzt werden kann.

Ein Vorsehen des vorstehend beschriebenen Drehkraftbegrenzers 71 erlaubt eine Fortsetzung des Lenkvorgangs selbst in dem Fall, bei dem der bürstenlose Motor 30' aufgrund der Störung blockiert ist.

Wie als das sechste Ausführungsbeispiel in Fig. 8 dargestellt ist, kann eine andere Drehkraftbegrenzungseinrichtung mit der­ selben Funktion wie beim fünften Ausführungsbeispiel auch durch das flexible Keilprofil 42 und den Drehkraftbegrenzer 71 ohne Verwendung des Halterings 44 gebildet sein. Genauer gesagt sind Vertiefungen 42a in vorbestimmten Abständen im Umfangsabschnitt des flexiblen Keilprofils 42 entlang des Bereichs ausgebildet, in dem die Zähne des flexiblen Keilprofils 42 ausgebildet sind, wobei die Drehkraftbegrenzer 71 um das Gehäuse 71 (beispielsweise an vier Positionen) gesetzt sind. Dann wird das flexible Keil­ profil 42 durch den Eingriff der Spitzen der Eingriffsstifte 73, die elastisch aufgrund der Wirkung der Federn 72 vorstehen, in die Vertiefungen 42 des flexiblen Keilprofils 42 gehalten.

Diese Anordnung kann das flexible Keilprofil 42 in Position hal­ ten, indem die Eingriffsstifte 73 gemäß der Ablenkung des flexi­ blen Keilprofils 42 vorspringen oder sich zurückziehen. Wenn des weiteren eine größere Drehkraft als die Eingriffskraft zwischen den Eingriffsstiften 73 und den Vertiefungen 42a auf das flexi­ ble Keilprofil 42 aufgebracht wird, beginnt das flexible Keil­ profil 42 damit, sich zu drehen, während, die die Vertiefungen. 42a ausbildenden zugespitzten Flächen die Eingriffsstifte 73 herausdrücken, wodurch sich dieselbe Wirkungsfunktion wie beim fünften Ausführungsbeispiel ergibt.

Die Lenkkrafthilfe gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel ist in Fig. 9 gezeigt.

Ein Zahnrad 11a ist koaxial an der Lenkeingangswelle 11 befe­ stigt und ein Zahnrad 12a ist auch koaxial an der Lenkausgangs­ welle 12 befestigt. Kleine Zahnräder 81, 82 sind mit dem zugehö­ rigen Zahnrad an beiden Seiten der Zahnräder 11a, 12a in Käm­ meingriff. Die kleinen Zahnräder 81, 82 sind drehbar durch Stützwellen 83 gelagert, die sich durch die kleinen Zahnräder 81, 82 erstrecken, wobei jede der Stützwellen 83 durch einen Stift 84 gelagert ist, der an seinem einen Ende an dem Gehäuse 1 befestigt ist, so daß sie um den Stift 84 schwenkbar ist.

Wie beispielsweise in der vergrößerten Ansicht der Fig. 10A ge­ zeigt ist, erstreckt sich ein Spitzenabschnitt der Stützwelle 83 zu einer Seitenfläche der Bürste 32 und ist frei zwischen zwei Führungsstifte 32a gesetzt, die von dieser Seitenfläche der Bür­ ste 32 vorstehen. Die Bürste 32 ist durch eine Stützwelle 85, die an dem Gehäuse 1 befestigt ist, so gelagert, daß sie um die Stützwelle 85 schwenkbar ist. Die Bürste 32 ist mit einer Elek­ trode p1 mit positiver Polarität und einer Elektrode p2 mit ne­ gativer Polarität versehen, die an beiden Seiten eines Isolators p3 ausgebildet sind.

Da die Lenkeingangswelle 11 und die Lenkabtriebswelle 12 durch die Torsionsstange verbunden sind, werden, wenn die Lenkdreh­ kraft auf die Lenkeingangswelle 11 aufgebracht wird, die Len­ keingangswelle 11 und die Lenkabtriebswelle 12 gegeneinander ge­ mäß dieser Drehkraft verdreht. Wenn die Lenkdrehkraft Null ist, besteht keine relative Verdrehung, wie in Fig. 10A gezeigt ist, wobei der Isolator p3 der Bürste 32 in Kontakt mit der Leiter­ plattenspule 33 ist.

Wenn die Lenkeingangswelle 11 gegenüber der Lenkabtriebswelle 12 entlang der Richtung eines Pfeils (d) verdreht wird, wie in Fig. 10B gezeigt ist (wenn das Lenkrad nach rechts gedreht wird), dreht sich das Zahnrad 11a zusammen mit der Lenkeingangswelle 11 entlang der Richtung des Pfeils (d). In diesem Fall drehen sich auch die kleinen Zahnräder 81, wobei die kleinen Zahnräder 81 in der Richtung des Pfeils (d) durch die Eingriffskraft mit dem Zahnrad 11a verlagert werden, wodurch sich die Stützwellen 83 um die Stifte 84 verschwenken, wie in Fig. 10B gezeigt ist. Das un­ tere Ende jeder Stützwelle 83 drückt den Führungsstift 32a, der schwenkseitig liegt, um die Bürste 32 in dieser Richtung zu ver­ schwenken. Dies bringt eine Elektrode p2 der Bürste 32 in Kon­ takt mit der Leiterplattenspule 33. Wenn die Lenkeingangswelle 11 gegenüber der Lenkabtriebswelle 12 entlang der Richtung eines Pfeils (e) verdreht wird, wie in Fig. 10C gezeigt ist, (wenn das Lenkrad nach links gedreht wird), wird die andere Elektrode p1 der Bürste 32 in Kontakt mit der Leiterplattenspule 33 durch ei­ ne ähnlichen Vorgang gebracht.

Da die Elektrode der Bürste 32, die in Kontakt mit der Leiter­ plattenspule 33 ist, entsprechend der Lenkrichtung auf die ande­ re umgeschaltet wird, indem die relative Verdrehung zwischen der Lenkeingangswelle 11 und der Lenkabtriebswelle 12 ausgenutzt wird, wie zuvor beschrieben ist, kann die Rotationsregelung des Leiterplattenmotors 30 auf einer mechanischen Grundlage ausge­ führt werden. Dies ermöglicht, daß die Rotationsregelung des Leiterplattenmotors 30 durch einen einfachen Aufbau ohne eine Notwendigkeit zum getrennten Vorsehen eines Drehkraftsensors, eines Drehrichtungssensors und dergleichen ausgeführt wird.

Die Lenkkrafthilfe gemäß dem achten Ausführungsbeispiel ist in Fig. 11 gezeigt.

Diese Lenkkrafthilfe hat ein Schneckenrad 90, an dessen Umfangs­ abschnitt eine Schneckenverzahnung 91 ausgebildet ist, wobei das flexible Keilprofil 42 einstückig am Innenumfang dieses Schnec­ kenrads 90 gehalten ist. Eine Schneckenwelle 92, die durch eine Motor 93 drehend angetrieben wird, ist in Kämmeingriff mit der Schneckenverzahnung 91 des Schneckenrads 90. Wenn die Schnecken­ welle 92 gedreht wird, werden das Schneckenrad 90 und das flexi­ ble Keilprofil 42 drehend um die Lenkabtriebswelle 12 angetrie­ ben. Das Schneckenrad 90 ist drehbar durch ein Lager 94 gela­ gert, das zwischen ihm und dem Gehäuse 1 vorgesehen ist.

Während bei dieser Anordnung die Lenkunterstützungskraft durch die harmonische Antriebsuntersetzung 40 der Lenkabtriebswelle 12 zugeführt wird, kann die Lenkunterstützungskraft erhöht oder verringert werden, indem das Schneckenrad 90 und das flexible Keilprofil 42 nach vorne oder nach hinten drehend angetrieben wird. Dies führt zu dem selben Ergebnis wie eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses der harmonischen Antriebsuntersetzung 40, wobei dieser Mechanismus willkürlich das Lenkwinkelverhält­ nis verändern kann.

Da außerdem die Lenkabtriebswelle 12 drehend durch das flexible Keilprofil 42 und das kreisförmige Keilprofil 43 angetrieben werden kann, indem das Schneckenrad 90 angetrieben wird, ist es auch möglich, eine hilfsweise Lenkung auszuführen, indem ein derartiger Mechanismus ausgenutzt wird.

Die Lenkkrafthilfe gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel ist in Fig. 12 gezeigt.

Bei dieser Lenkkrafthilfe ist der Motorteil zum Antrieb der har­ monischen Antriebsuntersetzung 40 als ein Motor 30" ohne Kern aufgebaut, wobei die Leiterplattenspule 33 in einer zylindri­ schen Form ausgebildet ist und der Magnet 31 innerhalb davon liegt. Das Öffnungsende der zylindrischen Leiterplattenspule 33 ist drehbar durch ein Lager 7 gelagert, das zwischen ihm und dem Gehäuse 1 vorgesehen ist, das außerhalb davon liegt.

Wenn der Motorteil zum Antrieb der harmonischen Antriebsunter­ setzung 40 aus einem derartigen Motor ohne Kern aufgebaut ist, sind der Magnet 31 und die Leiterplattenspule 33 so geformt, daß sie sich entlang der Richtung der Mittelachse des Motors er­ strecken, d. h. entlang der Richtung der Lenkachse. Dies kann den Außendurchmesser des Motors verringern und die Montierbarkeit weiter verbessern. Fig. 12 stellt das Beispiel der Anordnung dar, wobei der Magnet 31 innerhalb der Leiterplattenspule 33 an­ geordnet ist, aber der Magnet 31 kann ebenso außerhalb der Lei­ terplattenspule 33 angeordnet sein.

Wie zuvor beschrieben ist, kann, da die Lenkkrafthilfe gemäß je­ dem Anspruch so angeordnet ist, daß die sogenannte harmonische Antriebsuntersetzung, die sich aus der Wellenerzeugungsvorrich­ tung, dem flexiblen Keilprofil und dem kreisförmigen Keilprofil zusammensetzt, und der Motor zum Antrieb dieser harmonischen An­ triebsuntersetzung koaxial um die in Reihe angeordnete Lenkachse angeordnet sind, die die Lenkeingangswelle mit der Lenkabtriebs­ welle verbindet, die Gesamtheit der Lenkkrafthilfe integriert aufgebaut sein und die Gesamtheit der Lenkkrafthilfe kann kom­ pakt sein, wodurch die Montierbarkeit beträchtlich verbessert werden kann.

Bei einer herkömmlichen Lenkkrafthilfe wurden ein Motor und eine Untersetzungsvorrichtung dieses Motors in einem Zustand einge­ setzt, bei dem sie seitlich bezüglich der Lenkachse vorstehen, wodurch sich ein Problem einer schlechten Montierbarkeit ergibt. Eine harmonische Antriebsuntersetzung 40, die sich aus einer Umlaufwellenerzeugungsvorrichtung 41, einem flexiblen Keilprofil 42 und einem kreisförmigen Keilprofil 43 zusammensetzt, sowie ein Leiterplattenmotor 30 zum Antrieb derselben sind koaxial bezüg­ lich einer in Reihe angeordneten Lenkachse angeordnet, die eine Lenkeingangswelle 11 mit einer Lenkabtriebswelle 12 verbindet.

Claims (8)

1. Lenkkrafthilfe mit
einer Lenkeingangswelle (11);
einer Lenkabtriebswelle (12), die zur Lenkeingangswelle (11) ausgerichtet ist;
einem Elektromotor (30; 30'; 30"), der zwischen der Lenkeingangs- und Lenkabtriebswelle (11, 12) angeordnet ist und ansprechend auf eine Drehung der Lenkeingangswelle (11) angetrieben wird;
einem kreisförmigen Keilprofil (43), das mit der Lenkabtriebswelle (12) verbunden ist und mit einem Außenumfangsabschnitt eines elastisch verformbaren flexiblen Keilprofils (42) kämmt, das gegen eine Drehung mit der Lenkeingangswelle (11) und der Lenkabtriebswelle (12) sicherbar ist und unter Zwischenlage eines Kugellagers (41b) einen Außenumfangsabschnitt einer Umlaufwellenerzeugungsvorrichtung (41) in Form eines elliptischen Rotors umgibt, die eine umlaufende Welle in dem elastisch verformbaren flexiblen Keilprofil erzeugt und mit einer Abtriebswelle (34) des Elektromotors (30; 30'; 30") verbunden ist.

2. Lenkkrafthilfe nach Anspruch 1, wobei der Elektromotor ein Leiterplattenmotor (30) ist und wobei die Umlaufwellenerzeugungsvorrichtung (41) mit einem Rotor des Leiterplattenmotors (30) verbunden ist.

3. Lenkkrafthilfe nach Anspruch 1, wobei das flexible Keilprofil (42) eine derartige Form hat, dass dessen Öffnungsende zur Außenseite des flexiblen Keilprofils (42) nach hinten gefaltet ist.

4. Lenkkrafthilfe nach Anspruch 1, mit
einer zweiten Umlaufwellenerzeugungsvorrichtung (61), die durch die Lenkeingangswelle (11) gedreht wird,
einem zweiten flexiblen Keilprofil (62), das an einem Umfangsabschnitt der zweiten Umlaufwellenerzeugungsvorrich­ tung (61) montiert ist und elastisch durch die zweite Umlaufwellenerzeugungsvorrichtung (61) unter einer Drehung verformt wird,
einem zweiten kreisförmigen Keilprofil (63), das durch Kämmen mit dem zweiten flexiblen Keilprofil (62) gedreht wird, und das mit der Lenkabtriebswelle (12) verbunden ist, und
einer Drehkrafterfassungseinrichtung (65), die bezüglich dem zweiten flexiblen Keilprofil (62) angeordnet ist und eine Torsionsdrehkraft erfasst, die auf das zweite flexible Keilprofil (62) aufgebracht wird.

5. Lenkkrafthilfe nach Anspruch 1, mit einer Drehkraftbegrenzungseinrichtung (71) zum Freigeben eines Zwangs des flexiblen Keilprofils (42).

6. Lenkkrafthilfe nach Anspruch 2, mit
einem Verlagerungselement (Stützwelle 83), das einer Verlagerung durch eine relative Verdrehung zwischen der Lenkeingangswelle (11) und der Lenkabtriebswelle (12) unterliegt, und
einer Bürste (62), die Elektroden mit wechselweise unterschiedlichen Polaritäten hat, wobei die Bürste (32) die Elektrode, die in Kontakt mit dem Rotor des Leiterplattenmotors (30) ist, auf die andere umschaltet, wenn sie dazu angetrieben wird, einer Verlagerung durch das Verlagerungselement (83) zu unterliegen.

7. Lenkkrafthilfe nach Anspruch 1, mit einer Antriebseinrichtung (Motor 93, Schneckenwelle 92) zum Antrieb einer Drehung des flexiblen Keilprofils (42).

8. Lenkkrafthilfe nach Anspruch 1, wobei der Elektromotor ein Elektromotor (30") ohne Kern mit einem röhrenförmigen Rotor ist.