DE19906703B4 - Actuator for a vehicle steering device - Google Patents

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Abstract

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...actuator to the superimposed Steering engagement in a vehicle steering device, with an input shaft (16) for coupling to the steering wheel (10) of the steering device and a Output shaft (17) for coupling to the steering gear (13) of the steering device, with an electric motor (18) having one in a motor housing (22) received stator (23) and one on one with the output shaft (17) about connected to a superposition gearbox Rotor shaft (27) rotatably seated rotor (26), and with one an electromagnet (37) with magnetic coil (38) and magnetic yoke (39) and an armature (41) having electromagnetic brake (21) which is designed to be in the closed state a relative movement between the input and output shaft (16, 17) blocked, characterized in that the Rotor (26) of the electric motor (18) is permanentlymagneterregt, the stator (23) carries an armature winding (24) and the motor housing (22) is defined non - rotatably, that the electromagnet (37) of the electromagnetic brake (21) on the motor housing (22) is fixed and its magnetic yoke (39) cooperating with the armature (41) fixed ...

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Description

Die Erfindung geht aus von einem Stellglied zum überlagerten Lenkeingriff in einer Fahrzeug-Lenkvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.The Invention is based on an actuator for superimposed steering intervention in a vehicle steering device the genus defined in the preamble of claim 1.

Mit solchen Stellgliedern wird der Lenkwinkel der Fahrzeugräder unabhängig vom Lenkradwinkel verändert, wodurch Vorteile hinsichtlich Fahrdynamik, Fahrsicherheit und Fahrkomfort erzielt werden.With such actuators, the steering angle of the vehicle wheels is independent of Steering wheel angle changed, which offers advantages in terms of driving dynamics, driving safety and driving comfort be achieved.

Bei einer Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, ( DE 197 55 312 A1 ) wurde bereits vorgeschlagen, das Überlagerungsgetriebe als Planetenradgetriebe 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.In a steering device for a vehicle, in particular motor vehicle, ( DE 197 55 312 A1 ) has already been proposed to form the superposition gear as a planetary gear, the sun gear is integrally formed on the rotor shaft, which meshes with the sun gear planet gears rotatably seated on planetary axles which protrude at right angles from the integrally formed with the output shaft planet carrier. The planet gears further mesh with a ring gear which is fixed to a actuator housing. The actuator housing accommodates the stator of the electric motor designed as a commutator motor and the electromagnetic brake and is each supported via a rolling bearing on the output shaft and on the rotor shaft and rotatably connected to the input shaft. The electromagnet with magnetic coil and magnetic yoke of the electromagnetic brake is attached to the actuator housing and the armature of the electromagnetic brake rotatably connected via a flange to the planet or alternatively to the rotor shaft.

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.There when the brake is closed, the actuator housing during transmission a steering torque from the input shaft to the coaxial with this output shaft twisted, must the supply lines to the collector brushes and the solenoid of the electromagnet are designed to be a allow such limited rotational movement and no material fatigue due the constant movements to adjust. Possible examples for such rotary power supplies, the corresponding to the rotation angle range of the steering wheel about two turns of the actuator housing in one or the other direction of rotation must be compensated, coil springs with spiral coiled broadband cable or slider units. Due the definition of the stator of the electric motor and the electromagnetic Brake on the actuator housing points the actuator is a relatively large Inertia on. About that have to go out at the steering angle overlay the rotor of the electric motor and the armature of the electromagnetic Accelerates the brake as well as the armature hub supporting the rotor shaft be, and the resulting acceleration torque must over the actuator housing and the input shaft rotatably connected thereto are supported on the steering wheel, what is noticeable in the steering wheel.

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.A known actuator for a vehicle steering ( DE 40 09 400 A1 ) contains in a controller housing two electric motors, whose two rotor shafts are each rotatably connected to the input shaft and the output shaft of the actuator. Between the two rotor shafts, an electromagnetic clutch is provided. In the normal state, the clutch is opened, and the electric motor connected to the input shaft moves the steering pinion of a power steering, while the electric motor connected to the output shaft simulates a steering torque to inform the driver as in a normal steering. In case of failure, the clutch closes and establishes a mechanical connection between the steering wheel and the steering gear, so that manual steering of the vehicle is possible. On the rotor shafts of the two electric motors steering angle sensors are arranged, which detect the executed during the steering angle of rotation of the two rotor shafts.

Ein Stellglied zum überlagerten Lenkeingriff in einer Fahrzeuglenkvorrichtung ist auch aus der DE 198 23 031 A1 bekannt. Dieses Stellglied zeigt zusätzlich zu den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 einen permanentmagneterregten Rotor eines Elektromotors sowie einen Stator, der eine Ankerwicklung trägt. Als elektromagnetische Bremse dient bei diesem Stand der Technik ein sogenannter Sperrmechanismus, bei dem ein bogenförmiges Schwingbauteil mit Eingriffsvorsprung auf dem Rotor angeordnet ist. Das Schwingbauteil ist an einem Ende auf einem Zapfen gelagert und kann mittels eines Elektromagneten um diesen Zapfen verschwenkt werden. Im verschwenkten Zustand greift der Eingriffsvorsprung in eine dafür vorgesehene Aussparung eines drehfest mit dem Drehwelle des Rotors verbundenen Drehbauteils ein. Dieser Eingriff verhindert eine weitere Drehbewegung des Rotors und stellt einen direkten Durchtrieb zwischen Eingang und Ausgang des Stellglieds her. Die Erfindung schlägt demgegenüber eine elektromechanische Bremse vor, deren Magnetjoch unter anderem neben einem feststehenden Jochteil ein drehbewegliches Jochteil, welches das feststehende Jochteil koaxial umschließt, aufweist.An actuator for superimposed steering intervention in a vehicle steering device is also known from DE 198 23 031 A1 known. This actuator shows in addition to the features of the preamble of claim 1 a permanent magnet excited rotor of an electric motor and a stator which carries an armature winding. As an electromagnetic brake is used in this prior art, a so-called locking mechanism in which an arcuate rocking member is arranged with engagement projection on the rotor. The oscillating member is mounted at one end on a pin and can be pivoted about this pin by means of an electromagnet. In the pivoted state, the engagement projection engages in a recess provided therefor of a rotationally fixed to the rotary shaft of the rotor connected rotary member. This engagement prevents further rotation of the rotor and establishes a direct drive between input and output of the actuator. The invention proposes, in contrast, an electromechanical brake whose yoke, among other things, in addition to a fixed yoke part, a rotatable yoke part, which surrounds the fixed yoke part coaxially.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

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.The actuator according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that all current-carrying parts of the electric motor and the electromagnetic brake fixed and thus the use of simple, rigid and inexpensive power supply is possible. At the same time as the live parts represent the largest masses, only small, lightweight rotating parts are present, and the actuator thus has a significantly reduced inertia. The spatial definition of the motor housing, the required acceleration torque for the rotor and for the rotating parts of the electromagnetic brake is supported on the housing and not on the steering wheel. All fixed components, such as the stator of the electric motor, solenoid of the electromagnetic brake, can be combined in one unit, which facilitates the assembly considerably.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Stellglieds möglich.By in the further claims listed activities are advantageous developments and improvements of the claim 1 specified actuator possible.

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.
With a superposition gear formed in an advantageous manner as a planetary gearbox, the stated structural design of the actuator can be advantageously realized in two alternative ways:
In a first embodiment of the invention, the input shaft via a the air gap between the rotor and stator by pulling, thin-walled sleeve made of non-ferromagnetic material with a planetary gear receiving gear housing rotatably connected. The transmission housing is rotatably supported on the output shaft of the actuator, and a ring gear meshing with the ring gear is rotatably connected to the transmission housing. The rotatable yoke part of the iron yoke or core is fixed to the gear housing and the armature to the rotor shaft.

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.According to one second embodiment the invention, the rotor shaft is hollow and formed by the output shaft taken up in rotation. At the input shaft of the actuator is a Sunwheel rotatably formed with this, with one each on the Planetenradachsen the planet carrier additionally recorded planetary gear combs. The rotatable yoke part is on the rotor shaft and the armature attached to the output shaft of the actuator. This second embodiment has the advantage of being a slimmer design of the reduced diameter actuator allows and in a cover of the electromagnetic brake with a brake housing, the at the front of the motor housing is attached, no accessible having rotatable parts. Besides, the masses are the still rotating parts by eliminating the gear housing yet further reduced.

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.In a preferred embodiment the invention, the electromagnetic brake is normally closed and for this purpose an additional permanent magnet is arranged in the electromagnet, the axially movably arranged armature against a spring restoring force frictionally applied to the rotatable yoke. The energization the magnetic coil is made so that the magnetic field generated by it the opposite direction of the permanent magnet, so that it is too a weakening the magnetic field of the permanent magnet comes and the anchor through the spring restoring force is subtracted from the rotatable yoke part. This is the electromagnetic Brake open.

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.According to one advantageous embodiment of the Invention is the actuator with a rotation angle of the rotor shaft equipped sensing sensor. This sensor is attached to the motor housing and detected the pulses emitted by a pulse generator as a measure of the angle of rotation. The pulse generator is non-rotatably mounted on the rotor shaft and is for example designed as Magnetpolrad or gear. The determination of the rotation angle sensor on the stationary housing allows again a simple rigid power and signal line without the Need to compensate for rotational movement in the pipes.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen in jeweils schematischer Darstellung:The The invention is based on embodiments shown in the drawing explained in more detail in the following description. It show in each case schematic representation:

1 eine perspektivische Ansicht einer Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, 1 a perspective view of a steering device of a motor vehicle,

2 einen Längsschnitt eines Stellglieds in der Lenkvorrichtung gemäß 1, 2 a longitudinal section of an actuator in the steering device according to 1 .

3 einen Längsschnitt eines Stellglieds gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. 3 a longitudinal section of an actuator according to another embodiment.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

Die in 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 1 strichliniert dargestellt ist, im Fahrgastraum nahe dem Lenkrad 10 angeordnet werden.In the 1 perspective sketched steering device for a motor vehicle has a steering wheel 10 with steering shaft 11 and one on the front wheels 12 the motor vehicle acting steering gear 13 on, over a track clip 14 the steerable front wheels 12 adjusted according to the steering wheel movements. In the split steering shaft 11 is between the steering wheel 10 and the steering gear 13 an actuator 15 arranged, which superimposes an additional angle to the steering wheel angle, whereby the steering angle of the front wheels 12 can be changed independently of the steering wheel angle. Through this actuator 15 are advantages in terms of driving dynamics, driving safety and driving comfort achieved. The actuator 15 is directly on the steering gear 13 arranged, but can also, as in 1 dashed line is shown in the passenger compartment near the steering wheel 10 to be ordered.

Das Stellglied 15, das in 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 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.The actuator 15 , this in 2 and 3 in two different embodiments is shown in longitudinal section, has an input shaft 16 , an output shaft 17 , an electric motor 18 , a planetary gear 19 that in a gearbox 20 is included, and an electromagnetic brake 21 on. The input shaft 16 is with the steering wheel 10 rigidly coupled, so non-rotatably with the steering shaft 11 connected, and the output shaft 17 is with the steering gear 13 coupled. Is the actuator 15 like this in 1 indicated by dashed lines, near the steering wheel 10 arranged, so are both input shaft 16 as well as output shaft 17 with one of the separated ends of the steering shaft 11 rigidly connected. The electronically commutated electric motor 18 has one in a motor housing 22 absorbed stator 23 with armature winding 24 and one in the stator 23 leaving an air gap 25 rotating rotor 26 with permanent magnets, the rotation on a rotor shaft 27 sitting. The motor housing 22 is set after installation in the steering device non-rotatable in the motor vehicle, which by hatching 28 on the motor housing 22 is symbolized. The rotor shaft 27 is about a plain bearing 29 in the coaxial with her input shaft 16 rotatably mounted and contributes to its from the plain bearing 29 turned away end a sun gear 30 of the planetary gear 19 , The input shaft 16 is about the air gap 25 between rotor 26 and stator 23 Pulling, thin-walled sleeve 31 made of non-ferromagnetic material with the example made of plastic or light metal gear housing 20 connected. Preferably, aluminum or austenitic steel is used as the sleeve material. The with input shaft 16 and rotor shaft 27 coaxial output shaft 17 is by means of a rolling bearing 32 in the gearbox 20 rotatably mounted and carries on her in the transmission housing 20 einliegen end one with her integrally formed planet carrier 33 of the planetary gear 19 , On the planet carrier 33 are three about 120 ° offset from each other Planetenradachsen 34 held, on each of which a planetary gear 35 is rotatably mounted. The three planet gears 35 comb with the sun wheel 30 and with one on the inner wall of the transmission housing 20 trained ring gear 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.The electromagnetic brake 21 has an electromagnet 37 with magnetic coil 38 and ferrite magnetic yoke 39 as well as a permanent magnet 40 and an anchor 41 on. The magnetic yoke 39 of the electromagnet 37 is in a fixed yoke part 391 and a rotatable yoke part 392 subdivided, leaving the fixed yoke part, leaving air gaps 391 Coaxially encloses. The fixed yoke part 391 is from an outer sleeve 42 and an inner sleeve 43 formed coaxial with the rotor shaft 27 on the front of the motor housing 22 are attached and between them the permanent magnet 40 and the magnetic coil 38 take up. The annular, radially magnetized permanent magnet 40 it sits directly on the front side of the motor housing 22 and lies with its inner annular surface on the inner sleeve 43 and with its outer annular surface on the outer sleeve 42 of the fixed yoke part 391 at. The annular wound solenoid 38 lies on the permanent magnet 40 on and fills the remaining interior of the outer and inner sleeve 42 . 43 out. The rotatable yoke part 392 becomes one of the outer sleeve 42 with a radial air gap 44 outer, coaxial outer sleeve 45 and one of the inner sleeve 43 of the fixed yoke part 391 with a radial air gap 46 inside, coaxial, inner sleeve 47 educated. The two sleeves 45 . 47 each have two sleeve sections with different diameters and are set in such a way that the sleeve portion with the larger diameter of the inner sleeve 47 within the sleeve portion with the smaller inner diameter of the outer sleeve 45 lies. The two sleeves 45 . 47 are on the gearbox 20 fastened, wherein the sleeve portion with the smaller diameter of the outer sleeve 45 and the sleeve portion with the larger diameter of the inner sleeve 46 with the thin-walled sleeve 31 rotatably connected ground 201 of the gearbox 20 pierced and inside the gear housing 20 over its bottom 201 protrude. The rotor shaft 27 carries on one in the gearbox 20 protruding shaft section rotatably a flange hub 48 at the anchor 41 the electromagnetic brake 21 is attached. The anchor 41 is as one to the rotor shaft 27 coaxial annular disc 49 formed with their from the rotatable yoke part 392 reverse side over acting as a tension spring diaphragm spring 50 at the flange hub 48 is fixed and has a ring width which is approximately equal to the difference in diameter between the outer diameter of the sleeve portion with the smaller diameter of the outer sleeve 45 and the inner diameter of the sleeve portion with the larger diameter of the inner sleeve 47 is.

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.For the rotation angle detection of the rotor shaft 27 is a sensor 51 on the motor housing 22 arranged, the angle of rotation of the rotor shaft 27 due to pulses sensed by one on the rotor shaft 27 rotatably seated pulse generator are delivered. As a pulse generator here is the rotor 27 with its permanent magnet poles, including the axial length of the rotor 26 is formed larger than the axial length of the stator 23 so that a section of the rotor 26 below the sensor 51 lies.

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 Stators 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.
The functions of the actuator 15 is as follows:
When de-energized is the electromagnetic brake 21 closed because of the permanent magnet 40 produced and at the anchor 41 opposite end faces of the outer and inner sleeve 45 . 47 of the rotatable yoke part 392 impending magnetic force the annular disc 49 against the tensile force of the diaphragm spring 50 attracts and thus the anchor 41 on the rotatable yoke part 392 sets. This is the rotor shaft 27 on the gearbox 20 set and over the thereby blocked planetary gear 19 a rigid connection between the input shaft 16 and the output shaft 17 of the actuator 15 produced. From the steering wheel 10 triggered steering angle are from the actuator 15 on the steering gear 13 1: 1 transmitted. The steering acts as a continuous unchanged steering shaft 11 , Target one of the steering angle of the steering wheel 10 independent auxiliary steering angle to the steering gear 13 be transmitted, so first is the electromagnetic brake 21 to solve. For this purpose, the magnetic coil 38 energized, which by the magnetic coil 38 built-up magnetic field the effect of the permanent magnet 40 picks. The prestressed diaphragm spring 50 pulls the ring disk 49 from the end faces of the sleeves 45 . 47 of the rotatable yoke part 392 off, and the electromagnetic brake 21 it is open. The armature winding 24 of the stator 23 is subjected to a required according to the steering angle to be adjusted current. As a result, the rotor twists 26 opposite the stator 23 and thus on the planetary gear 19 the output shaft 17 of the actuator 15 , At the output shaft 17 thus becomes that of the steering wheel 10 already adjusted steering wheel angle still an additional angle through the electric motor 18 superimposed by an additional relative rotation of the rotor with rotor shaft 27 opposite the motor housing 22 arises. The planetary gear 19 thus acts as a superposition gear. Will the electric motor 18 again de-energized, so is the solenoid 38 again de-energized, and the electromagnetic brake 21 closes by the magnetic force of the permanent magnet 40 ,

Das in 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 3 mit denen in 2 übereinstimmen, sind gleiche Bezugszeichen verwendet.This in 3 as another embodiment also shown in longitudinal section actuator 15 is compared to the embodiment described above with respect to the execution of the rotor shaft 27 and the planetary gear 19 modified. As far as components in 3 with those in 2 match, the same reference numerals are used.

Im Gegensatz zu dem Stellglied 15 gemäß 2 ist beim Stellglied 15 gemäß 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.Unlike the actuator 15 according to 2 is at the actuator 15 according to 3 the planetary gear 19 in the motor housing 22 integrated, including the rotor shaft 27 hollow and formed by the through the rotor shaft 27 to the coaxial input shaft 16 passed through output shaft 17 is recorded in rotation. The output shaft 17 carries at its the input shaft 16 facing end turn in one piece the planet carrier 33 with the three planet wheels 35 that with the on the rotor shaft 27 trained sun wheel 30 comb. On every planetary axle 34 the three planet gears 35 each rotating another planetary gear sits 52 , This second planetary gear group from the three planetary gears 52 combs with a second sun gear 53 at the input shaft 16 is integrally formed with this.

Die elektromagnetische Bremse 21 ist gleich ausgeführt wie bei dem Stellglied gemäß 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 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.The electromagnetic brake 21 is the same as in the actuator according to 2 , in turn, the electromagnet 37 on the front of the motor housing 20 attached and the anchor 41 via a diaphragm spring acting as a tension spring 50 at the flange hub 48 is held. In contrast to the embodiment according to 2 is the flange hub 48 but not on the rotor shaft 27 attached, but sits non-rotatably on the output shaft 17 , The entire electromagnetic brake 21 is from a brake housing 54 covered on the front of the turn spatially fixed motor housing 22 is attached. The output shaft 17 is about a plain bearing 55 in the brake housing 54 and the input shaft 16 via a plain bearing 56 in the motor housing 22 rotatably mounted. For the rotation angle detection of the rotor shaft 27 is again a sensor 51 on the motor housing 22 fixed with one on the rotor shaft 27 arranged pulse generator cooperates. The pulse generator is here as a gear 57 trained, rotatably on the rotor shaft 27 sitting. The magnetic yoke 39 of the electromagnet 37 is again in a fixed yoke part 391 and a rotatable yoke part 392 split, with the fixed yoke part 391 on the motor housing 22 and the rotatable yoke part 392 on the rotor shaft 27 is attached. The fixed yoke part 391 in turn, consists of the outer sleeve 42 and the inner sleeve 43 that the permanent magnet 40 and the magnetic coil 38 between them, and the rotatable yoke part 392 again consists of the inner sleeve 47 and the outer sleeve 45 in the region of the sleeve portion with the smaller diameter of the outer sleeve 45 and the sleeve portion with the larger diameter of the inner sleeve 47 via a spacer ring 58 made of non-ferromagnetic material are interconnected. This is the outer sleeve 45 rotatably with the inner sleeve 47 connected, and the inner sleeve 47 is with its smaller diameter sleeve portion rotatably on the rotor shaft 27 placed.

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.With the electromagnetic brake closed 21 , ie currentless solenoid 38 of the electromagnet 37 , is the anchor 41 by the magnetic force of the permanent magnet 40 at the with the rotor shaft 27 connected, rotatable yoke part 392 frictionally applied and thus rotor shaft 27 and output shaft 17 rotatably connected. This is any relative movement of the planet gears 35 to the first sun wheel 30 blocks and also any rotational movement of the planet gears 52 relative to the second sun gear 53 , One on the input shaft 16 Applied steering angle is directly on the output shaft 17 transfer. When the electromagnetic brake is released 21 , so with energized solenoid 38 of the electromagnet 37 , can with one of the armature winding 24 supplied armature current in a suitable size a certain rotation of the rotor 26 with rotor shaft 27 opposite the stator 23 causes the planetary gear 19 the output shaft 17 by a corresponding angle of rotation relative to the input shaft 16 twisted.

In den beiden Ausführungsbeispielen des Stellglieds gemäß 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.In the two embodiments of the actuator according to 2 and 3 are all live parts, namely the armature winding 24 of the electric motor 18 , the magnetic coil 38 the electromagnetic brake 21 and the sensor 51 arranged fixed and therefore in a simple manner with directly connected power supply lines (not shown) connectable.

Claims (11)

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.Actuator for superimposed steering intervention in a vehicle steering device, with an input shaft ( 16 ) for coupling to the steering wheel ( 10 ) of the steering device and an output shaft ( 17 ) for coupling to the steering gear ( 13 ) of the steering device, with an electric motor ( 18 ), one in a motor housing ( 22 ) received stator ( 23 ) and one on one with the output shaft ( 17 ) via a superposition gear connected rotor shaft ( 27 ) rotatably seated rotor ( 26 ), and with an electromagnet ( 37 ) with magnetic coil ( 38 ) and magnetic yoke ( 39 ) and an anchor ( 41 ) having electromagnetic brake ( 21 ), which is designed such that it in the closed state of a relative movement between the input and output shaft ( 16 . 17 ), characterized in that the rotor ( 26 ) of the electric motor ( 18 ) is permanent magnet excited, the stator ( 23 ) an armature winding ( 24 ) and the motor housing ( 22 ) is non-rotatably determined that the electromagnet ( 37 ) of the electromagnetic brake ( 21 ) on the motor housing ( 22 ) and being with the anchor ( 41 ) cooperating magnetic yoke ( 39 ) a fixed yoke part ( 391 ) and one leaving air gaps ( 44 . 46 ) This coaxially enclosing, rotatable yoke part ( 392 ) and that when the brake is closed ( 21 ) of the rotatable yoke part ( 392 ) and the anchor ( 41 ) one each with the rotor shaft ( 27 ) and one with the output shaft ( 17 ) is rotatably connected. 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.An actuator according to claim 1, characterized in that the superposition gear as a planetary gear ( 19 ) is formed, the planetary gears ( 35 ) on planetary axes ( 34 ) rotatably receiving planet carrier ( 33 ) with the output shaft ( 17 ) and its with the planetary gears ( 35 ) meshing sun wheel ( 30 ) with the rotor shaft ( 27 ) is rotatably connected. 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.Actuator according to Claim 2, characterized in that the input shaft ( 16 ) via an air gap ( 25 ) between rotor ( 26 ) and stator ( 23 ) pulling through, thin-walled sleeve ( 31 ) of non-ferromagnetic material with a planetary gear ( 19 ) receiving gear housing ( 20 ) rotatably connected, rotatably mounted on the output shaft ( 17 ) and one with the planetary gears ( 35 ) meshing with him rotatably connected ring gear ( 36 ) carries, and that the rotatable yoke part ( 392 ) on the transmission housing ( 20 ) and the anchor ( 41 ) on the rotor shaft ( 27 ) is attached. 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.An actuator according to claim 3, characterized in that the rotatable support of the transmission housing ( 20 ) on the output shaft ( 17 ) via a preferably as a rolling bearing ( 32 ) trained radial bearing is made and that the rotor shaft ( 27 ) in the coaxial with its input shaft ( 16 ), preferably via a plain bearing ( 29 ), is rotatably mounted. 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.Actuator according to Claim 2, characterized in that the rotor shaft ( 27 ) hollow and from the output shaft ( 17 ) is received in rotation that on the input shaft ( 16 ) a second sun gear ( 53 ) is rotationally fixed with this formed, with one on the Planetenradachsen ( 34 ) of the planet carrier ( 33 ) additionally rotationally received planetary gear ( 52 ) meshes, and that the rotatable yoke part ( 392 ) on the rotor shaft ( 27 ) and the anchor ( 41 ) on the output shaft ( 17 ) is non-rotatably mounted. 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.An actuator according to claim 5, characterized in that the electromagnetic brake ( 21 ) of a on the front side of the motor housing ( 22 ) fixed brake housing ( 54 ) and that the input shaft ( 16 ) in the motor housing ( 22 ) and the coaxial output shaft ( 17 ) in the brake housing ( 54 ), preferably in each case via a plain bearing ( 56 . 55 ), is mounted rotatably. 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.Actuator according to one of claims 1-6, characterized in that the electromagnetic brake ( 21 ) is normally closed and in the electromagnet ( 35 ) a permanent magnet ( 40 ) is arranged, the axially movably arranged anchor ( 41 ) against a restoring force on the rotatable yoke part ( 392 ) frictionally applied, and that the energization of the magnetic coil ( 38 ) like that is made that the magnetic field generated by that of the permanent magnet ( 40 ) is directed opposite. 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.An actuator according to claim 7, characterized in that the fixed yoke part ( 391 ) of an outer and an inner sleeve ( 42 . 43 ) is formed coaxially with the rotor shaft ( 27 ) on the front side of the motor housing ( 22 ) are fixed and between them the permanent magnet ( 40 ) and the magnetic coil ( 38 ), the axial direction on each other, include that the movable yoke part ( 392 ) of an outer sleeve ( 42 ) of the fixed yoke part ( 391 ) with a radial air gap ( 44 ) outer, coaxial outer sleeve ( 45 ) and from one the inner sleeve ( 43 ) of the fixed yoke part ( 391 ) with a radial air gap ( 46 ) inside surrounding, inner sleeve ( 47 ) is formed, and that the outer sleeve ( 45 ) by a magnetically non-conductive spacer ring ( 201 ; 58 ) with the inner sleeve ( 47 ) connected is. 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.Actuator according to Claim 8, characterized in that the armature ( 41 ) as one to the rotor shaft ( 27 ) coaxial annular disc ( 49 ) is formed, which with their from the rotatable yoke part ( 392 ) facing away from the back via a diaphragm spring acting as a tension spring ( 50 ) on a flange ( 48 ), which is non-rotatably mounted on the rotor shaft ( 27 ) or on the output shaft ( 17 ) sits. 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.An actuator according to claim 9, characterized in that the ring width of the annular disc ( 49 ) equal to or slightly larger than the radial distance between the outer diameter of the outer sleeve ( 45 ) and the inner diameter of the inner sleeve ( 47 ) of the rotatable yoke part ( 391 ) is dimensioned. 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.Actuator according to one of claims 1-10, characterized in that a rotation angle of the rotor shaft ( 27 ) detecting sensor ( 51 ) on the motor housing ( 22 ) is set so that it with one on the rotor shaft ( 27 ) rotatably seated encoder cooperates.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10210368A1 (en) * 2002-03-08 2003-09-25 Daimler Chrysler Ag Steering shaft assembly
DE10214655A1 (en) * 2002-04-03 2003-10-30 Zf Lenksysteme Gmbh Power-assisted steering device for a motor vehicle has overlaid gearing with feeder gear elements, steering gears and worm gear pairs.
DE10255751A1 (en) * 2002-11-28 2004-06-09 Leopold Kostal Gmbh & Co Kg Electric steering booster for motor vehicle has divided spindle with drive shaft carrying steering wheel and shaft driven by motor; shafts are kinematically connected by controlled coupling device
US6938724B2 (en) 2003-03-18 2005-09-06 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Motor vehicle steering device
DE10329292A1 (en) * 2003-06-30 2005-01-20 Zf Lenksysteme Gmbh Device for generating a torque
DE10337956B4 (en) * 2003-08-19 2007-01-25 Bayerische Motoren Werke Ag Method for determining the angular position of a servomotor in a superposition steering system of a motor vehicle
DE10342681B3 (en) * 2003-09-16 2005-04-21 Thyssenkrupp Automotive Ag Vehicle steering with a ratio change means
ATE375910T1 (en) * 2004-05-10 2007-11-15 Ovalo Gmbh DEVICE FOR SUPERVISING STEERING MOVEMENTS FOR A STEERING POWER AID AND METHOD FOR OPERATING THE DEVICE
DE202004015552U1 (en) * 2004-10-07 2005-02-10 Trw Automotive Gmbh Superposition gear for a steering system
DE502005004685D1 (en) * 2005-01-06 2008-08-21 Thyssenkrupp Presta Ag SPEED OVERLAYING DEVICE WITH AUXILIARY DRIVE
US7845460B2 (en) * 2005-10-06 2010-12-07 Thyssenkrupp Presta Ag Superimposed steering system comprising a mechanical return level
DE102005061935A1 (en) * 2005-12-23 2007-07-05 Zf Lenksysteme Gmbh Electric steering system for vehicle has revs-operated brake for rotor shaft of electric servo motor
DE102007000938A1 (en) * 2007-09-04 2009-03-05 Zf Lenksysteme Gmbh Electrical super imposed steering system e.g. servo-assisted steering system, for passenger car, has motor housing whose axial progression to system housing, connector and locking device is changed in factorial of specific variants
DE102008005421B4 (en) 2008-01-21 2009-12-10 Thyssenkrupp Presta Ag Overlay device for vehicle steering
DE102008000383A1 (en) * 2008-02-22 2009-08-27 Zf Lenksysteme Gmbh Superimposed steering system for vehicle, has superposition gear to connect steering angle with angle of total angle at output unit of superposition gear, where driver provides steering angle at drive input unit of superposition gear
DE102008000924A1 (en) * 2008-04-02 2009-10-08 Zf Lenksysteme Gmbh Electric superimposed steering system for passenger car, has superimposed transmission with output shaft supported in loose bearing formed as sliding bearings and/or in axially and elastically fixed bearing formed as roller bearings
EP2130742B1 (en) * 2008-06-06 2014-07-16 ThyssenKrupp Presta Aktiengesellschaft Superimposed steering with braking mechanism
DE102008029570A1 (en) * 2008-06-21 2009-12-31 Thomas Magnete Gmbh Electromagnetic locking device for locking gearbox in vehicle steering system, has electromagnet weakening magnetic field of permanent magnet in energized condition such that locking element is moved into release position by force of spring
DE102008043913A1 (en) * 2008-11-20 2010-06-02 Zf Lenksysteme Gmbh Superimposed steering system e.g. active steering system, for e.g. servo steering of motor vehicle, has transmission input shaft integrally formed with flex-spline of shaft drive or formed with flex-spline in material-fit manner

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4009400A1 (en) * 1990-03-23 1991-09-26 Porsche Ag ACTUATOR FOR A CYBERNETIC STEERING
DE19823031A1 (en) * 1997-05-23 1998-11-26 Toyota Motor Co Ltd Car steering device
DE19755312A1 (en) * 1997-12-12 1999-06-17 Bosch Gmbh Robert Steering device for vehicles

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4009400A1 (en) * 1990-03-23 1991-09-26 Porsche Ag ACTUATOR FOR A CYBERNETIC STEERING
DE19823031A1 (en) * 1997-05-23 1998-11-26 Toyota Motor Co Ltd Car steering device
DE19755312A1 (en) * 1997-12-12 1999-06-17 Bosch Gmbh Robert Steering device for vehicles

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