DE19906703A1 - Stellglied für eine Fahrzeug-Lenkvorrichtung - Google Patents

Abstract

Bei einem Stellglied (15) zum überlagerten Lenkeingriff einer Fahrzeug-Lenkvorrichtrung mit Eingangswelle (16) und einer Ausgangswelle (17), Elektromotor (18) und elektromagnetischer Bremse (21), ist zur Erzielung einer einfachen Stromzuführung zu Elektromotor (18) und Bremse (19) sowie zur Reduzierung der Massenträgheit des Stellglieds der Rotor (26) permanenterregt und das Motorgehäuse (20) undrehbar festgelegt. Elektromagnet (37) und Bremse (21) sind am Motorgehäuse (22) gehalten und das mit einem Anker (27) zusammenwirkende Magnetjoch (39) in einen feststehenden Jochteil (391) und einen unter Belassung von Luftspalten (44, 46) diesen koaxial umschließenden, drehbeweglichen Jochteil (392) unterteilt. Von dem drehbeweglichen Jochteil (391) und dem Anker (41) ist jeweils einer mit der Rotorwelle (27) und einer mit der Ausgangswelle (17) drefest verbunden (Fig. 1).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Stellglied zum überlagerten Lenkeingriff in einer Fahrzeug-Lenkvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Mit solchen Stellgliedern wird der Lenkwinkel der Fahrzeugräder unabhängig vom Lenkradwinkel verändert, wodurch Vorteile hinsichtlich Fahrdynamik, Fahrsicherheit und Fahrkomfort erzielt werden.

Bei einer Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, (DE 197 55 312.5) wurde bereits vorgeschlagen, das Überlagerungsgetriebe als Planetengetriebe auszubilden, dessen Sonnenrad an der Rotorwelle angeformt ist, dessen mit dem Sonnenrad kämmende Planetenräder drehbeweglich auf Planetenachsen sitzen, die rechtwinklig von dem mit der Ausgangswelle einstückig ausgebildeten Planetenradträger abstehen. Die Planetenräder kämmen ferner mit einem Hohlrad, das an einem Stellergehäuse festgelegt ist. Das Stellergehäuse nimmt den Stator des als Kommutatormotor ausgebildeten Elektromotors sowie die elektromagnetische Bremse auf und ist über je ein Wälzlager auf der Ausgangswelle und auf der Rotorwelle abgestützt sowie drehfest mit der Eingangswelle verbunden. Der Elektromagnet mit Magnetspule und Magnetjoch der elektromagnetischen Bremse ist an dem Stellergehäuse befestigt und der Anker der elektromagnetischen Bremse über einen Flansch drehfest an dem Planetenradträger oder alternativ an der Rotorwelle angebunden.

Da sich bei geschlossener Bremse das Stellergehäuse bei der Übertragung eines Lenkmoments von der Eingangswelle auf die mit dieser koaxialen Ausgangswelle verdreht, müssen die Zuführleitungen zu den Kollektorbürsten und der Magnetspule des Elektromagneten so ausgebildet sein, daß sie eine solche begrenzte Drehbewegung zulassen und sich keine Materialermüdungen durch die ständigen Bewegungen einstellen. Mögliche Beispiele für solche drehbeweglichen Stromzuführungen, die entsprechend dem Drehwinkelbereich des Lenkrads ca. zwei Umdrehungen des Stellergehäuses in die eine oder andere Drehrichtung ausgleichen müssen, sind Wickelfedern mit spiralförmig aufgewickeltem Breitbandkabel oder Schleifereinheiten. Bedingt durch die Festlegung des Stators des Elektromotors und der elektromagnetischen Bremse an dem Stellergehäuse weist das Stellglied eine relativ große Massenträgheit auf. Darüber hinaus müssen bei der Lenkwinkelüberlagerung der Rotor des Elektromotors und der Anker der elektromagnetischen Bremse sowie die den Anker tragende Flanschnabe der Rotorwelle beschleunigt werden, und das daraus resultierende Beschleunigungsmoment muß über das Stellergehäuse und der mit ihm drehfest verbundenen Eingangswelle am Lenkrad abgestützt werden, was im Lenkrad merkbar ist.

Ein bekannter Aktuator für eine Fahrzeuglenkung (DE 40 09 400 A1) enthält in einem Stellergehäuse zwei Elektromotoren, deren beide Rotorwellen jeweils drehfest mit der. Eingangswelle und der Ausgangswelle des Aktuators verbunden sind. Zwischen den beiden Rotorwellen ist eine elektromagnetische Kupplung vorgesehen. Im Normalzustand ist die Kupplung geöffnet, und der mit der Eingangswelle verbundene Elektromotor bewegt das Lenkritzel einer Servolenkung, während der mit der Ausgangswelle verbundene Elektromotor ein Lenkmoment simuliert, um den Fahrer wie bei einer normalen Lenkung zu informieren. Bei einem Defekt schließt die Kupplung und stellt eine mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und dem Lenkgetriebe her, so daß eine manuelle Lenkung des Fahrzeugs möglich wird. An den Rotorwellen der beiden Elektromotoren sind Lenkwinkelsensoren angeordnet, die die bei der Lenkung ausgeführten Drehwinkel der beiden Rotorwellen erfassen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Stellglied mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß sämtliche stromführenden Teile des Elektromotors und der elektromagnetischen Bremse feststehend sind und damit die Verwendung von einfachen, starren und preiswerten Stromzuführungen möglich wird. Da gleichzeitig die stromführenden Teile die größten Massen darstellen, sind nur noch kleine, leichtgewichtige drehende Teile vorhanden, und das Stellglied besitzt damit eine wesentlich reduzierte Massenträgheit. Durch die räumliche Festlegung des Motorgehäuses wird das erforderliche Beschleunigungsmoment für den Rotor und für die drehenden Teile der elektromagnetischen Bremse am Gehäuse und nicht am Lenkrad abgestützt. Alle feststehenden Bauteile, wie Stator des Elektromotors, Elektromagnet der elektromagnetischen Bremse, können in einer Baueinheit zusammengefaßt werden, was die Montage wesentlich erleichtert.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Stellglieds möglich.

Mit einem in vorteilhafter Weise als Planetengetriebe ausgebildeten Überlagerungsgetriebe kann die angegebene konstruktive Gestaltung des Stellglieds auf zwei alternative Weisen vorteilhaft realisiert werden:
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist die Eingangswelle über eine den Luftspalt zwischen Rotor und Stator durchziehende, dünnwandige Hülse aus nicht ferromagnetischem Material mit einem das Planetengetriebe aufnehmenden Getriebegehäuse drehfest verbunden. Das Getriebegehäuse stützt sich drehbar auf der Ausgangswelle des Stellglieds ab, und ein mit den Planetenrädern kämmendes Hohlrad ist drehfest mit dem Getriebegehäuse verbunden. Der drehbewegliche Jochteil des Eisenjochs oder -kerns ist an dem Getriebegehäuse und der Anker an der Rotorwelle befestigt.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Rotorwelle hohl ausgebildet und von der Ausgangswelle drehend aufgenommen. An der Eingangswelle des Stellglieds ist ein Sonnenrad drehfest mit diesem ausgebildet, das mit je einem auf den Planetenradachsen des Planetenradträgers zusätzlich aufgenommenen Planetenrad kämmt. Der drehbewegliche Jochteil ist an der Rotorwelle und der Anker an der Ausgangswelle des Stellglieds befestigt. Diese zweite Ausführungsform hat den Vorteil, daß sie eine schlankere Bauart des Stellglieds mit reduziertem Durchmesser ermöglicht und bei einer Abdeckung der elektromagnetischen Bremse mit einem Bremsgehäuse, das an der Stirnseite des Motorgehäuses befestigt wird, keine zugänglichen drehbeweglichen Teile aufweist. Außerdem sind die Massen der noch drehenden Teile durch Wegfall des Getriebegehäuses noch weiter reduziert.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die elektromagnetische Bremse stromlos geschlossen und hierzu im Elektromagneten ein zusätzlicher Permanentmagnet angeordnet, der den axial beweglich angeordneten Anker entgegen einer Federrückstellkraft an das drehbewegliche Jochteil kraftschlüssig anlegt. Die Bestromung der Magnetspule ist so vorgenommen, daß das von ihr erzeugte Magnetfeld dem des Permanentmagneten entgegengerichtet ist, so daß es zu einer Schwächung des Magnetfelds des Permanentmagneten kommt und der Anker durch die Federrückstellkraft von dem drehbeweglichen Jochteil abgezogen wird. Damit ist die elektromagnetische Bremse geöffnet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Stellglied mit einem den Drehwinkel der Rotorwelle erfassenden Sensor ausgestattet. Dieser Sensor ist am Motorgehäuse befestigt und erfaßt die von einem Impulsgeber abgegebenen Impulse als Maß für den Drehwinkel. Der Impulsgeber sitzt drehfest auf der Rotorwelle und ist beispielsweise als Magnetpolrad oder Zahnrad ausgebildet. Die Festlegung des Drehwinkelsensors an dem feststehenden Gehäuse ermöglicht wiederum eine einfache starre Strom- und Signalleitung ohne die Notwendigkeit des Ausgleichs einer Drehbewegung in den Leitungen.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen in jeweils schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs,

Fig. 2 einen Längsschnitt eines Stellglieds in der Lenkvorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt eines Stellglieds gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in Fig. 1 perspektivisch skizzierte Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug weist ein Lenkrad 10 mit Lenkwelle 11 und ein auf die Vorderräder 12 des Kraftfahrzeugs wirkendes Lenkgetriebe 13 auf, das über eine Spurspange 14 die lenkbaren Vorderräder 12 entsprechend den Lenkradbewegungen verstellt. In der aufgetrennten Lenkwelle 11 ist zwischen dem Lenkrad 10 und dem Lenkgetriebe 13 ein Stellglied 15 angeordnet, das dem Lenkradwinkel einen Zusatzwinkel überlagert, wodurch der Lenkwinkel der Vorderräder 12 unabhängig vom Lenkradwinkel verändert werden kann. Durch dieses Stellglied 15 werden Vorteile hinsichtlich Fahrdynamik, Fahrsicherheit und Fahrkomfort erzielt. Das Stellglied 15 ist direkt am Lenkgetriebe 13 angeordnet, kann aber auch, wie dies in Fig. 1 strichliniert dargestellt ist, im Fahrgastraum nahe dem Lenkrad 10 angeordnet werden.

Das Stellglied 15, das in Fig. 2 und 3 in zwei verschiedenen Ausführungsvarianten im Längsschnitt dargestellte ist, weist eine Eingangswelle 16, eine Ausgangswelle 17, einen Elektromotor 18, ein Planetengetriebe 19, das in einem Getriebegehäuse 20 aufgenommen ist, und eine elektromagnetische Bremse 21 auf. Die Eingangswelle 16 ist mit dem Lenkrad 10 starr gekoppelt, also drehfest mit der Lenkwelle 11 verbunden, und die Ausgangswelle 17 ist mit dem Lenkgetriebe 13 gekuppelt. Ist das Stellglied 15, wie dies in Fig. 1 strichliniert angedeutet ist, nahe dem Lenkrad 10 angeordnet, so sind sowohl Eingangswelle 16 als auch Ausgangswelle 17 mit je einem der aufgetrennten Enden der Lenkwelle 11 starr verbunden. Der elektronisch kommutierte Elektromotor 18 besitzt einen in einem Motorgehäuse 22 aufgenommenen Stator 23 mit Ankerwicklung 24 und einen im Stator 23 unter Belassung eines Luftspalts 25 drehenden Rotors 26 mit Permanentmagneten, der drehfest auf einer Rotorwelle 27 sitzt. Das Motorgehäuse 22 ist nach Einbau in die Lenkvorrichtung undrehbar im Kraftfahrzeug festgelegt, was durch eine Schraffur 28 am Motorgehäuse 22 symbolisiert ist. Die Rotorwelle 27 ist über ein Gleitlager 29 in der mit ihr koaxialen Eingangswelle 16 drehbar gelagert und trägt an ihrem von dem Gleitlager 29 abgekehrten Ende ein Sonnenrad 30 des Planetengetriebes 19. Die Eingangswelle 16 ist über eine den Luftspalt 25 zwischen Rotor 26 und Stator 23 durchziehende, dünnwandige Hülse 31 aus nicht ferromagnetischem Material mit dem beispielsweise aus Kunststoff oder Leichtmetall gefertigten Getriebegehäuse 20 verbunden. Bevorzugt wird als Hülsenmaterial Aluminium oder austenitischer Stahl verwendet. Die mit Eingangswelle 16 und Rotorwelle 27 koaxiale Ausgangswelle 17 ist mittels eines Wälzlagers 32 im Getriebegehäuse 20 drehend gelagert und trägt an ihrem in dem Getriebegehäuse 20 einliegenden Ende einen mit ihr einstückig ausgebildeten Planetenradträger 33 des Planetengetriebes 19. Auf dem Planetenradträger 33 sind drei um jeweils 120° zueinander versetzte Planetenradachsen 34 gehalten, auf denen jeweils ein Planetenrad 35 drehbar gelagert ist. Die drei Planetenräder 35 kämmen mit dem Sonnenrad 30 und mit einem an der Innenwand des Getriebegehäuses 20 ausgebildeten Hohlrad 36.

Die elektromagnetische Bremse 21 weist einen Elektromagneten 37 mit Magnetspule 38 und ferritischem Magnetjoch 39 sowie einen Permanentmagneten 40 und einen Anker 41 auf. Das Magnetjoch 39 des Elektromagneten 37 ist in einen feststehenden Jochteil 391 und einen drehbeweglichen Jochteil 392 unterteilt, der unter Belassung von Luftspalten den feststehenden Jochteil 391 koaxial umschließt. Der feststehende Jochteil 391 ist von einer Außenhülse 42 und einer Innenhülse 43 gebildet, die koaxial zur Rotorwelle 27 auf der Stirnseite des Motorgehäuses 22 befestigt sind und zwischen sich den Permanentmagneten 40 und die Magnetspule 38 aufnehmen. Der ringförmige, in Radialrichtung magnetisierte Permanentmagnet 40 sitzt dabei unmittelbar auf der Stirnseite des Motorgehäuses 22 und liegt mit seiner inneren Ringfläche an der Innenhülse 43 und mit seiner äußeren Ringfläche an der Außenhülse 42 des feststehenden Jochteils 391 an. Die ringförmig gewickelte Magnetspule 38 liegt auf dem Permanentmagneten 40 auf und füllt den verbleibenden Innenraum von Außen- und Innenhülse 42, 43 aus. Der drehbewegliche Jochteil 392 wird von einer die Außenhülse 42 mit einem Radialluftspalt 44 außen umgebenden, koaxialen, äußeren Hülse 45 und von einer die Innenhülse 43 des feststehenden Jochteils 391 mit einem Radialluftspalt 46 innen umgebenden, koaxialen, inneren Hülse 47 gebildet. Die beiden Hülsen 45, 47 weisen jeweils zwei Hülsenabschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern auf und sind so ineinandergesetzt, daß der Hülsenabschnitt mit dem größeren Durchmesser der inneren Hülse 47 innerhalb des Hülsenabschnitts mit dem kleineren Innendurchmesser der äußeren Hülse 45 liegt. Die beiden Hülsen 45, 47 sind an dem Getriebegehäuse 20 befestigt, wobei der Hülsenabschnitt mit dem kleineren Durchmesser der äußeren Hülse 45 und der Hülsenabschnitt mit dem größeren Durchmesser der inneren Hülse 46 den mit der dünnwandigen Hülse 31 drehfest verbundenen Boden 201 des Getriebegehäuses 20 durchstoßen und im Innern des Getriebegehäuses 20 über dessen Boden 201 vorstehen. Die Rotorwelle 27 trägt auf einem in das Getriebegehäuse 20 hineinragenden Wellenabschnitt drehfest eine Flanschnabe 48, an der der Anker 41 der elektromagnetischen Bremse 21 befestigt ist. Der Anker 41 ist als eine zur Rotorwelle 27 koaxiale Ringscheibe 49 ausgebildet, die mit ihrer von dem drehbeweglichen Jochteil 392 abgekehrten Rückseite über eine als Zugfeder wirkende Membranfeder 50 an der Flanschnabe 48 befestigt ist und eine Ringbreite hat, die etwa gleich der Durchmesserdifferenz zwischen dem Außendurchmesser des Hülsenabschnitts mit dem kleineren Durchmesser der äußeren Hülse 45 und dem Innendurchmesser des Hülsenabschnitts mit dem größeren Durchmesser der inneren Hülse 47 ist.

Zur Drehwinkelerfassung der Rotorwelle 27 ist ein Sensor 51 am Motorgehäuse 22 angeordnet, der den Drehwinkel der Rotorwelle 27 aufgrund von Impulsen sensiert, die von einem auf der Rotorwelle 27 drehfest sitzenden Impulsgeber abgegeben werden. Als Impulsgeber dient hier der Rotor 27 mit seinen Permanentmagnetpolen, wozu die axiale Länge des Rotors 26 größer ausgebildet ist als die axiale Länge des Stators 23, so daß ein Abschnitt des Rotors 26 unterhalb des Sensors 51 liegt.

Die Funkions des Stellglieds 15 ist wie folgt:
Im stromlosen Zustand ist die elektromagnetische Bremse 21 geschlossen, da die von dem Permanentmagneten 40 erzeugte und an den dem Anker 41 gegenüberliegenden Stirnflächen der äußeren und inneren Hülse 45, 47 des drehbeweglichen Jochteils 392 anstehende Magnetkraft die Ringscheibe 49 gegen die Zugkraft der Membranfeder 50 anzieht und somit den Anker 41 an dem drehbeweglichen Jochteil 392 festlegt. Damit ist die Rotorwelle 27 am Getriebegehäuse 20 festgelegt und über das dadurch blockierte Planetengetriebe 19 eine starre Verbindung zwischen der Eingangswelle 16 und der Ausgangswelle 17 des Stellglieds 15 hergestellt. Vom Lenkrad 10 ausgelöste Lenkwinkel werden von dem Stellglied 15 auf das Lenkgetriebe 13 1 : 1 übertragen. Die Lenkung wirkt wie eine durchgehende unveränderte Lenkwelle 11. Soll ein von dem Lenkwinkel des Lenkrads 10 unabhängiger Zusatzlenkwinkel auf das Lenkgetriebe 13 übertragen werden, so ist zunächst die elektromagnetische Bremse 21 zu lösen. Hierzu wird die Magnetspule 38 bestromt, wodurch das von der Magnetspule 38 aufgebaute Magnetfeld die Wirkung des Permanentmagneten 40 aufhebt. Die vorgespannte Membranfeder 50 zieht die Ringscheibe 49 von den Stirnflächen der Hülsen 45, 47 des drehbeweglichen Jochteils 392 ab, und die elektromagnetische Bremse 21 ist geöffnet. Die Ankerwicklung 24 des Stätors 23 wird mit einem entsprechend dem einzustellenden Lenkwinkel erforderlichen Strom beaufschlagt. Dadurch verdreht sich der Rotor 26 gegenüber dem Stator 23 und damit über das Planetengetriebe 19 die Ausgangswelle 17 des Stellglieds 15. An der Ausgangswelle 17 wird somit dem vom Lenkrad 10 bereits eingestellten Lenkradwinkel noch ein Zusatzwinkel durch den Elektromotor 18 überlagert, der durch eine zusätzliche Relativverdrehung des Rotors mit Rotorwelle 27 gegenüber dem Motorgehäuse 22 entsteht. Das Planetengetriebe 19 wirkt somit als Überlagerungsgetriebe. Wird der Elektromotor 18 wieder stromlos, so wird auch die Magnetspule 38 wieder stromlos, und die elektromagnetische Bremse 21 schließt durch die Magnetkraft des Permanentmagneten 40.

Das in Fig. 3 als weiteres Ausführungsbeispiel ebenfalls im Längsschnitt dargestellte Stellglied 15 ist gegenüber dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Ausführung der Rotorwelle 27 und des Planetengetriebes 19 modifiziert. Soweit Bauteile in Fig. 3 mit denen in Fig. 2 übereinstimmen, sind gleiche Bezugszeichen verwendet.

Im Gegensatz zu dem Stellglied 15 gemäß Fig. 2 ist beim Stellglied 15 gemäß Fig. 3 das Planetengetriebe 19 im Motorgehäuse 22 integriert, wozu die Rotorwelle 27 hohl ausgebildet und von der durch die Rotorwelle 27 bis zur koaxialen Eingangswelle 16 hindurchgeführten Ausgangswelle 17 drehend aufgenommen ist. Die Ausgangswelle 17 trägt an ihrem der Eingangswelle 16 zugekehrten Stirnende wiederum einstückig den Planetenradträger 33 mit den drei Planetenrädern 35, die mit dem an der Rotorwelle 27 ausgebildeten Sonnenrad 30 kämmen. Auf jeder Planetenradachse 34 der drei Planetenräder 35 sitzt jeweils drehend ein weiteres Planetenrad 52. Diese zweite Planetenradgruppe aus den drei Planetenrädern 52 kämmt mit einem zweiten Sonnenrad 53, das an der Eingangswelle 16 mit dieser einstückig ausgebildet ist.

Die elektromagnetische Bremse 21 ist gleich ausgeführt wie bei dem Stellglied gemäß Fig. 2, wobei wiederum der Elektromagnet 37 auf der Stirnseite des Motorgehäuses 20 befestigt und der Anker 41 über eine als Zugfeder wirkende Membranfeder 50 an der Flanschnabe 48 gehalten ist. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die Flanschnabe 48 jedoch nicht an der Rotorwelle 27 befestigt, sondern sitzt drehfest auf der Ausgangswelle 17. Die gesamte elektromagnetische Bremse 21 ist von einem Bremsgehäuse 54 abgedeckt, das auf der Stirnseite des wiederum räumlich festgelegten Motorgehäuses 22 befestigt ist. Die Ausgangswelle 17 ist über ein Gleitlager 55 im Bremsgehäuse 54 und die Eingangswelle 16 über ein Gleitlager 56 im Motorgehäuse 22 drehend gelagert. Zur Drehwinkelerfassung der Rotorwelle 27 ist wiederum ein Sensor 51 am Motorgehäuse 22 befestigt, der mit einem auf der Rotorwelle 27 angeordneten Impulsgeber zusammenwirkt. Der Impulsgeber ist hier als Zahnrad 57 ausgebildet, das drehfest auf der Rotorwelle 27 sitzt. Das Magnetjoch 39 des Elektromagneten 37 ist wiederum in einen feststehenden Jochteil 391 und einen drehbeweglichen Jochteil 392 aufgeteilt, wobei der feststehende Jochteil 391 am Motorgehäuse 22 und der drehbewegliche Jochteil 392 an der Rotorwelle 27 befestigt ist. Der feststehende Jochteil 391 besteht wiederum aus der Außenhülse 42 und der Innenhülse 43, die den Permanentmagneten 40 und die Magnetspule 38 zwischen sich aufnehmen, und der drehbewegliche Jochteil 392 besteht wiederum aus der inneren Hülse 47 und der äußeren Hülse 45, die im Bereich des Hülsenabschnitts mit dem kleineren Durchmesser der äußeren Hülse 45 und des Hülsenabschnitts mit dem größeren Durchmesser der inneren Hülse 47 über einen Distanzring 58 aus nicht ferromagnetischem Material miteinander verbunden sind. Damit ist die äußere Hülse 45 drehfest mit der inneren Hülse 47 verbunden, und die innere Hülse 47 ist mit ihrem den kleineren Durchmesser aufweisenden Hülsenabschnitt drehfest auf die Rotorwelle 27 aufgesetzt.

Bei geschlossener elektromagnetischer Bremse 21, also stromloser Magnetspule 38 des Elektromagneten 37, ist der Anker 41 durch die Magnetkraft des Permanentmagneten 40 an dem mit der Rotorwelle 27 verbundenen, drehbeweglichen Jochteil 392 kraftschlüssig angelegt und damit Rotorwelle 27 und Ausgangswelle 17 drehfest miteinander verbunden. Damit ist jede Relativbewegung der Planetenräder 35 zum ersten Sonnenrad 30 blockiert und auch jede Drehbewegung der Planetenräder 52 relativ zum zweiten Sonnenrad 53. Ein auf die Eingangswelle 16 aufgebrachter Lenkwinkel wird unmittelbar auf die Ausgangswelle 17 übertragen. Bei gelöster elektromagnetischer Bremse 21, also bei bestromter Magnetspule 38 des Elektromagneten 37, kann mit einem der Ankerwicklung 24 zugeführten Ankerstrom in passender Größe eine bestimmte Verdrehung des Rotors 26 mit Rotorwelle 27 gegenüber dem Stator 23 bewirkt werden, wodurch das Planetengetriebe 19 die Ausgangswelle 17 um einen entsprechenden Drehwinkel gegenüber der Eingangswelle 16 verdreht.

In den beiden Ausführungsbeispielen des Stellglieds gemäß Fig. 2 und 3 sind sämtliche stromführenden Teile, nämlich die Ankerwicklung 24 des Elektromotors 18, die Magnetspule 38 der elektromagnetischen Bremse 21 und der Sensor 51 feststehend angeordnet und daher auf einfache Weise mit unmittelbar angeschlossenen Stromzuführungen (nicht dargestellt) verbindbar.

Claims (11)

1. Stellglied zum überlagerten Lenkeingriff in einer Fahrzeug-Lenkvorrichtung, mit einer Eingangswelle (16) zum Ankoppeln an das Lenkrad (10) der Lenkvorrichtung und einer Ausgangswelle (17) zum Ankoppeln an das Lenkgetriebe (13) der Lenkvorrichtung, mit einem Elektromotor (18), der einen in einem Motorgehäuse (22) aufgenommenen Stator (23) und einen auf einer mit der Ausgangswelle (17) über ein Überlagerungsgetriebe verbundenen Rotorwelle (27) drehfest sitzenden Rotor (26) aufweist, und mit einer einen Elektromagneten (37) mit Magnetspule (38) und Magnetjoch (39) und einen Anker (41) aufweisenden elektromagnetischen Bremse (21), die so ausgebildet ist, daß sie im geschlossenen Zustand einer Relativbewegung zwischen Ein- und Ausgangswelle (16, 17) blockiert, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (26) des Elektromotors (18) permanentmagneterregt ist, der Stator (23) eine Ankerwicklung (24) trägt und das Motorgehäuse (22) undrehbar festgelegt ist, daß der Elektromagnet (37) der elektromagnetischen Bremse (21) am Motorgehäuse (22) festgelegt ist und sein mit dem Anker (41) zusammenwirkendes Magnetjoch (39) einen feststehenden Jochteil (391) und einen unter Belassung von Luftspalten (44, 46) diesen koaxial umschließenden, drehbeweglichen Jochteil (392) aufweist und daß bei geschlossener Bremse (21) von dem drehbeweglichen Jochteil (392) und dem Anker (41) jeweils einer mit der Rotorwelle (27) und einer mit der Ausgangswelle (17) drehfest verbunden ist.

2. Stellglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlagerungsgetriebe als Planetengetriebe (19) ausgebildet ist, dessen Planetenräder (35) auf Planetenachsen (34) drehbar aufnehmender Planetenradträger (33) mit der Ausgangswelle (17) und dessen mit den Planetenrädern (35) kämmendes Sonnenrad (30) mit der Rotorwelle (27) drehfest verbunden ist.

3. Stellglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle (16) über eine den Luftspalt (25) zwischen Rotor (26) und Stator (23) durchziehende, dünnwandige Hülse (31) aus nicht ferromagnetischem Material mit einem das Planetengetriebe (19) aufnehmenden Getriebegehäuse (20) drehfest verbunden ist, das sich drehbar auf der Ausgangswelle (17) abstützt und ein mit den Planetenrädern (35) kämmendes, mit ihm drehfest verbundenes Hohlrad (36)trägt, und daß der drehbewegliche Jochteil (392) an dem Getriebegehäuse (20) und der Anker (41) an der Rotorwelle (27) befestigt ist.

4. Stellglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbewegliche Abstützung des Getriebegehäuses (20) an der Ausgangswelle (17) über ein vorzugsweise als Wälzlager (32) ausgebildetes Radiallager vorgenommen ist und daß die Rotorwelle (27) in der mit ihr koaxialen Eingangswelle (16), vorzugsweise über ein Gleitlager (29), drehbar gelagert ist.

5. Stellglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwelle (27) hohl ausgebildet und von der Ausgangswelle (17) drehend aufgenommen ist, daß an der Eingangswelle (16) ein zweites Sonnenrad (53) drehfest mit dieser ausgebildet ist, das mit je einem auf den Planetenradachsen (34) des Planetenradträgers (33) zusätzlich drehend aufgenommenen Planetenrad (52) kämmt, und daß der drehbewegliche Jochteil (392) an der Rotorwelle (27) und der Anker (41) an der Ausgangswelle (17) undrehbar befestigt ist.

6. Stellglied nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Bremse (21) von einem auf der Stirnseite des Motorgehäuses (22) befestigten Bremsgehäuse (54) abgedeckt ist und daß die Eingangswelle (16) im Motorgehäuse (22) und die damit koaxiale Ausgangswelle (17) im Bremsgehäuse (54), vorzugsweise jeweils über ein Gleitlager (56, 55), drehbeweglich gelagert ist.

7. Stellglied nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Bremse (21) stromlos geschlossen ist und hierzu im Elektromagneten (35) ein Permanentmagnet (40) angeordnet ist, der den axial beweglich angeordneten Anker (41) entgegen einer Rückstellkraft an den drehbeweglichen Jochteil (392) kraftschlüssig anlegt, und daß die Bestromung der Magnetspule (38) so vorgenommen ist, daß das von ihr erzeugte Magnetfeld dem des Permanentmagneten (40) entgegengerichtet ist.

8. Stellglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Jochteil (391) von einer Außen- und einer Innenhülse (42, 43) gebildet ist, die koaxial zur Rotorwelle (27) auf der Stirnseite des Motorgehäuses (22) befestigt sind und zwischen sich den Permanentmagneten (40) und die Magnetspule (38), die Achsrichtung aufeinanderliegen, einschließen, daß der bewegliche Jochteil (392) von einer die Außenhülse (42) des feststehenden Jochteils (391) mit einem Radialluftspalt (44) außen umgebenden, koaxialen äußeren Hülse (45) und von einem die Innenhülse (43) des feststehenden Jochteils (391) mit einem Radialluftspalt (46) innen umgebenden, inneren Hülse (47) gebildet ist, und daß die äußere Hülse (45) durch einen magnetisch nicht leitenden Distanzring (201; 58) mit der inneren Hülse (47) verbunden ist.

9. Stellglied nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (41) als eine zur Rotorwelle (27) koaxiale Ringscheibe (49) ausgebildet ist, die mit ihrer von dem drehbeweglichen Jochteil (392) abgekehrten Rückseite über eine als Zugfeder wirkende Membranfeder (50) an einem Flansch (48) befestigt ist, der drehfest auf der Rotorwelle (27) bzw. auf der Ausgangswelle (17) sitzt.

10. Stellglied nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringbreite der Ringscheibe (49) gleich dem oder wenig größer als der Radialabstand zwischen dem Außendurchmesser der äußeren Hülse (45) und dem Innendurchmesser der inneren Hülse (47) des drehbeweglichen Jochteils (391) bemessen ist.

11. Stellglied nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Drehwinkel der Rotorwelle (27) erfassender Sensor (51) am Motorgehäuse (22) so festgelegt ist, daß er mit einem auf der Rotorwelle (27) drehfest sitzenden Impulsgeber zusammenwirkt.