DE3803344A1 - Vorrichtung zur feststellung eines drehmoments - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Feststel­ lung eines Drehmoments und insbesondere auf eine derartige Vorrichtung, die beispielsweise dazu dienen kann, das Lenk­ drehmoment einer elektrischen Servolenkung in eine axiale Kraft umzuwandeln, die Größe sowie Richtung des Drehmoments festzustellen und einen Ausgang an einen Elektromotor zur Regelung dessen Antriebskraft zu übertragen.

Vorrichtungen zur Erfassung des Lenkdrehmoments eines elek­ trischen Servolenksystems sind in den JP-GM-Offenlegungs­ schriften Nr. 1 71 670/1980 und 1 71 671/1980 offenbart. Die eine Art einer solchen Vorrichtung umfaßt eine mit einem Lenk­ rad verbundene Eingangswelle, die einen unteren Endabschnitt hat, welcher im oberen Endabschnitt einer Hülse oder Muffe aufgenommen ist, die ihrerseits einen unteren Endabschnitt aufweist, der auf ein oberes Ende einer mit einem Lenkgetrie­ be verbundenen Abtriebswelle gekeilt ist. Die Muffe wird durch eine Feder in ihrer Lage gehalten. Der obere Endab­ schnitt der Muffe hat eine axial geneigte Führungsnut, wäh­ rend der untere Endabschnitt der Eingangswelle mit einem in der Führungsnut aufgenommenen Führungszapfen versehen ist.

Bei einer anderen Art einer solchen Vorrichtung ist eine mit dem Lenkrad verbundene Eingangswelle an ihrem unteren Endabschnitt drehbar in den oberen Endabschnitt einer Ab­ triebswelle eingepaßt und hat einen axial geraden Schlitz, während der obere Endabschnitt der Abtriebswelle mit einem axial geneigten Schlitz versehen ist. Durch die beiden Schlit­ ze erstreckt sich ein Führungszapfen, der mit einem lose um die Abtriebswelle herum gesetzten Ring verbunden ist. Eine Feder hält den Ring in seiner Lage.

Wenn ein Lenkdrehmoment auf die Eingangswelle aufgebracht wird, so bewegt sich der Führungszapfen längs der Führungs­ nut oder der beiden Schlitze und wirkt mit der Führungsnut oder den Schlitzen zusammen, um eine Nocken- oder Steuerkur­ venwirkung hervorzurufen, durch die die Muffe oder der Ring axial zur Welle bewegt werden. Um die Muffe oder den Ring herum sind zwei Schalter angeordnet, die die axiale Bewe­ gung der Muffe oder des Rings erfassen und einen Antriebs­ kreis für einen Elektromotor schließen, um dessen Drehung zu regeln.

Da die Steuerkurvenwirkung durch den Gleitkontakt des Füh­ rungszapfens mit der Oberfläche der die Führungsnut bestim­ menden Muffe oder mit der Oberfläche der den Schlitz bestim­ menden Abtriebswelle erzeugt wird, besteht jedoch die hohe Wahrscheinlichkeit, daß der Führungsbolzen an der Muffe oder der Abtriebswelle hängenbleibt oder sich verklemmt und dadurch die störungsfreie Bewegung der Muffe oder des Rings verhindert wird, was eine Vibration des Motors zum Ergeb­ nis hat.

Im Hinblick hierauf wurde durch die JP-Patent-OS Nr. 1 77 773/1983 eine verbesserte Vorrichtung vorgeschlagen. Diese Vorrichtung umfaßt eine abgestufte Welle, welche mit einer Eingangswelle verbunden ist und ein diametral vergrö­ ßertes Teil aufweist, das mit einer geneigten Nut oder einer Rolle versehen ist. An einer Abtriebswelle ist eine mit die­ ser drehbare Muffe vertikal verschiebbar angebracht. Die Muffe hat eine Innenfläche, die mit einer in der Nut am dia­ metral vergrößerten Teil der abgestuften Welle gleitend auf­ genommenen Rolle versehen ist, oder eine geneigte Nut, in der die Rolle an der abgestuften Welle verschiebbar aufge­ nommen ist. Wenn auf die Eingangswelle ein Lenkdrehmoment aufgebracht wird, dann bewegt sich die Rolle an der abge­ stuften Welle oder an der Muffe um die Achse der Welle längs der geneigten Nut und erzeugt dadurch eine Steuerkur­ venwirkung, durch die die Muffe in Axialrichtung der Welle bewegt wird. Ein Potentiometer erfaßt diese axiale Bewegung und gibt ein Drehmomentsignal ab, um einen Elektromotor zu regeln.

Bei der verbesserten Vorrichtung nimmt die Rolle einen der­ art kleinen Gleitwiderstand auf, daß sie schwerlich an der Muffe oder der abgestuften Welle hängenbleibt. Insofern ist es tatsächlich unwahrscheinlich, daß ein solches Hängenblei­ ben oder Klemmen die störungsfreie Bewegung der Muffe ver­ hindern kann. Die Rolle ist jedoch mit der Nut in Eingriff, um die Vertikalbewegung der Muffe zu begrenzen und die Dre­ hung der Eingangswelle auf die Abtriebswelle zu übertragen, wenn der Motor ausfällt. Das bedeutet, daß die Rolle selbst ein manuelles oder mechanisches Riegelglied darstellt. Inso­ fern wirkt mit großer Wahrscheinlichkeit eine große äußere Kraft auf die Rolle, was zu deren Verformung, Bruch oder andersartiger Beschädigung führt. Als Ergebnis dessen be­ steht jederzeit die Möglichkeit, daß die Muffe sich nicht störungsfrei bewegt.

Im Hinblick auf den Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Feststellung eines Dreh­ moments zu schaffen, die eine erhöhte Zuverlässigkeit hat.

Ein Ziel der Erfindung ist hierbei darin zu sehen, eine Vor­ richtung zur Feststellung eines Drehmoments zu schaffen, die einen Nocken- oder Steuerkurvenmechanismus aufweist, auf den keine große äußere Kraft wirkt, wenn die Bewegung einer Muffe begrenzt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung einer Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments mit einem Steuer­ kurvenmechanismus, auf den eine große äußere Kraft nicht einwirkt, wenn ein manueller oder mechanischer Riegelmecha­ nismus in dem Fall tätig wird, daß ein Elektromotor ausge­ fallen ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe und zum Erreichen der ge­ steckten Ziele wird eine Vorrichtung geschaffen, die umfaßt: einen Mechanismus zur Umwandlung des zwischen einer Ein­ gangs- sowie einer Abtriebswelle aufgebrachten Drehmoments in eine axiale Kraft, eine um die Abtriebswelle herum angeordnete, axial längs dieser durch den Umwandlungsmecha­ nismus bewegbare und um ihre eigene Achse mit der Abtriebs­ welle drehbare Schiebemuffe, eine die axiale Bewegung der Schiebemuffe elektrisch erfassende Nachweiseinrichtung so­ wie ein elastisches, die Eingangswelle in ihre neutrale Lage zurückführendes Bauteil, wobei der Umwandlungsmechanismus einen rechtwinklig durch die Eingangswelle sich erstrecken­ den, zwei von der Eingangswelle vorstehende Endabschnitte aufweisenden Bolzen, ein Paar von in der Abtriebswelle ausge­ bildeten Schlitzen mit jeweils zwei Enden, in denen jeweils ein Endabschnitt des Bolzens angeordnet und mit jedem der zwei Schlitzenden zur Anlage zu bringen ist, ein am einen Endabschnitt des Bolzens gehaltenes Lager und eine in der Schiebemuffe ausgebildete Spiralnut, in welche das am Bol­ zen befindliche Lager eingesetzt ist, aufweist.

Wenn ein Drehmoment auf die Eingangswelle aufgebracht wird, dann bewegt sich das am Bolzen befindliche Lager längs der Spiralnut. Das Lager und die Spiralnut bestimmen einen Noc­ ken- oder Kurvensteuermechanismus, der leistungsfähig und wirksam das Drehmoment in eine axiale Kraft umsetzt und die Schiebemuffe zu einer Vertikalbewegung längs der Abtriebs­ welle bringt. Die Nachweiseinrichtung erfaßt die axiale Be­ wegung der Schiebemuffe elektrisch und erzeugt ein Ausgangs­ signal, das die Größe und die Richtung des an der Eingangs­ welle aufgebrachten Drehmoments kennzeichnet. Die vorste­ henden Endabschnitte des Bolzens und die Schlitze bestim­ men eine mechanische Verriegeleinrichtung, die die Axialbe­ wegung der Schiebemuffe begrenzt und die Drehung der Ein­ gangswelle auf die Abtriebswelle überträgt, wenn ein Elek­ tromotor ausgefallen ist.

Die Schlitze und die Spiralnut sind in ihren Abmessungen so aufeinander bezogen, daß jeder vorstehende Endabschnitt des Bolzens ein jedes Ende von einem der Schlitze erreicht, bevor das Lager ein jedes Ende der Spiralnut erreicht. Inso­ fern entwickelt das Arbeiten der mechanischen Verriegelein­ richtung keinerlei Kraft am Lager, die so groß ist, daß die­ ses verformt oder andersartig beschädigt wird.

Die Schiebemuffe ist kein Element, das ein Drehmoment von der Eingangs- auf die Abtriebswelle überträgt. Insofern wird sie nicht verdreht oder in anderer Weise arbeitsseitig be­ einträchtigt, sondern ist sie exakt und störungsfrei ver­ schiebbar.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insofern ein genauer und zuverlässiger Drehmomentfühler.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an­ hand der bevorzugten Ausführungsform erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Vor­ richtung zur Feststellung eines Lenkdrehmoments gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt durch eine Eingangs­ welle und ein elastisches Bauteil für die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung;

Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht eines Mechanismus zur Umwandlung eines Drehmoments in eine axiale Kraft für die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung;

Fig. 4 den Schnitt nach der Linie A-A in der Fig. 3;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Kragarms für die Vorrichtung von Fig. 1;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer bekannten Brüc­ kenschaltung mit Dehnungsmeßstreifen;

Fig. 7 ein Diagramm der ein erfaßtes Drehmoment angebenden Ausgangsspannung mit Bezug auf die Bewegung einer Schiebemuffe bei der in der Fig. 1 gezeigten Vor­ richtung.

Die in der Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zur Feststellung eines Lenkdrehmoments gemäß der Erfindung umfaßt ein an einer Fahrzeugkarosserie befestigtes Gehäuse 11, das aus vier Gehäuseteilen 11 a-11 d besteht, die miteinander ver­ schraubt oder verschweißt sind. Eine mit einem (nicht gezeig­ ten) Lenkrad verbundene Eingangswelle 12 wird von einem Ku­ gellager 13 im Gehäuseteil 11 a drehbar gelagert und hat einen Ringflansch 12 a in einem mittigen Längsabschnitt. Eine mit einem (nicht gezeigten) Lenkgetriebe in Verbindung stehende Abtriebswelle 14 hat ein oberes Ende, in dem eine axiale Bohrung 14 a ausgebildet ist, in welche der untere Endabschnitt der Eingangswelle 12 lose eingesetzt ist. Die Abtriebswelle 14 hat einen mittigen Abschnitt sowie einen unteren Endabschnitt, die durch Kugellager 15 und 16 jeweils in den Gehäuseteilen 11 b bzw. 11 c drehbar gelagert sind.

Im untersten Gehäuseteil 11 c befindet sich ein Untersetzungs­ getriebezug 18, der die Abtriebsleistung eines an das Gehäu­ seteil 11 b geschraubten Elektromotors 17 von dessen Abtriebs­ welle 17 a zur Abtriebswelle 14 hin untersetzend überträgt. Der Getriebezug 18 umfaßt ein koaxial mit der Motorabtriebs­ welle 17 a verbundenes Zahnrad 18 a, ein von einer durch Kugel­ lager 19 und 20 in den Gehäuseteilen 11 b bzw. 11 c drehbar gelagerten Zwischenwelle 21 getragenes Zahnrad 18 b, ein an der Zwischenwelle 21 koaxial zum Zahnrad 18 b gehaltenes Zahn­ rad 18 c und ein an der Abtriebswelle 14 koaxial zu dieser befestigtes Zahnrad 18 d. Das Zahnrad 18 a kämmt mit dem Zahn­ rad 18 b, während das Zahnrad 18 c mit dem Zahnrad 18 d kämmt.

lm obersten Gehäuseteil 11 a ist ein Mechanismus 22 zur Um­ wandlung eines Drehmoments in eine axiale Kraft vorgesehen, um zwischen den Wellen 12 und 14 eine verdrehte oder gewun­ dene Winkelbewegung hervorzurufen, die dem an der Eingangs­ welle aufgebrachten Drehmoment entspricht. Der Mechanismus 22 umfaßt einen Drehmomentausgleich-Detektor 22 A und einen Umwandler 22 B eines Drehmoments in eine Axialkraft.

Der Drehmomentausgleich-Detektor 22 A umfaßt eine im wesent­ lichen C-förmige Drahtfeder 23, die horizontal liegt und die Eingangswelle 12 umschließt, einen am Ringflansch 12 a der Eingangswelle befestigten Zapfen 24 und einen an einer um die Abtriebswelle 14 herum gehaltenen Platte 25 befestig­ ten Zapfen 26, wie die Fig. 1 und 2 zeigen. Die Platte 25 ist mit der Abtriebswelle 14 verschraubt und mit dieser dreh­ bar. Die Feder 23 weist ein im wesentlichen kreisförmiges, um eine Nabe 12 b der Eingangswelle 12 herum angeordnetes Teil 23 c und ein Paar von seitwärts vorstehenden, paralle­ len Endstücken 23 a sowie 23 b auf, zwischen denen die Zapfen 24 und 26 in vertikaler Ausrichtung gehalten sind. Der Zapfen 26 liegt zwischen der Nabe 12 b und dem Zapfen 24. Zwischen der Nabe 12 b und der Abtriebswelle 14 sind eine Hülse und eine Beilagscheibe angeordnet.

Solange auf die Eingangswelle 12 ein Drehmoment nicht aufge­ bracht wird, befindet sich die Feder 23 in einer Lage, daß ihre Endstücke 23 a und 23 b zueinander einen minimalen Abstand haben, und die Eingangs- sowie Abtriebswelle 12 bzw. 14 be­ halten ihre neutrale Lagebeziehung bei, in der keine verdreh­ te Winkelbewegung erzeugt wird. Wenn auf die Eingangswelle 12 ein Drehmoment aufgebracht wird, so wird es durch den Zapfen 24 auf die Feder 23 übertragen, um deren Endstücke 23 a und 23 b voneinander mit einem größeren Abstand zu tren­ nen. Die elastische Verformung der Feder 23 erzeugt insofern zwischen der Eingangs- und der Abtriebswelle 12 bzw. 14 eine verdrehte Winkelbewegung, die dem an der Eingangswelle 12 aufgebrachten Drehmoment entspricht.

Der Drehmoment-Umwandler 22 B ist unterhalb des Drehmoment­ ausgleich-Detektors 22 A angeordnet. Der Umwandler 22 B umfaßt eine um die Abtriebswelle 14 herum angeordnete Schiebemuffe 28, einen nahe dem unteren Ende der Eingangswelle 12 an die­ ser befestigten waagerechten Bolzen 29 mit zwei radial aus­ wärts ragenden Endabschnitten 29 a und 29 b, ein Paar von durch die zylindrische Wand, die den unteren Endabschnitt der Ein­ gangswelle 12 umschließt, der Abtriebswelle 14 hindurch aus­ gebildeten Schlitzen 14 b und 14 c von gleicher Größenabmes­ sung, ein an dem einen Endabschnitt 29 a des Bolzens 29 befe­ stigtes Lager 30 und eine die Wand der Schiebemuffe 28 durch­ setzende Spiralnut 28 b, in der das Lager 30 drehbar gehalten ist. Die Schiebemuffe 28 ist mit einer vertikalen Nut oder Kerbe 28 a versehen, in der ein Stift 27, der von der Abtriebs­ welle 14 radial auswärts vorsteht, vertikal verschiebbar aufgenommen ist. Die Schlitze 14 b und 14 c sind mit Bezug zur Längsachse der Abtriebswelle 14 zueinander symmetrisch und verlaufen unter einem Winkel gegenüber der Waagerech­ ten. Die Endabschnitte 29 a und 29 b des Bolzens 29 befinden sich jeweils in den Schlitzen 14 c bzw. 14 b und sind mit den jeweils diametral einander entgegengesetzten Enden der Schlitze 14 c und 14 b zur Anlage zu bringen, wenn die Ein­ gangswelle gedreht wird. Die Spiralnut 28 b verläuft parallel zu den Schlitzen 14 b sowie 14 c und hat eine Länge, die gering­ fügig größer ist als diejenige dieser Schlitze 14 b, 14 c. Die Spiralnut 28 hat eine Breite, die etwas größer ist als der Außendurchmesser des äußeren Laufrings des Lagers 30. Der Endabschnitt 29 a des Bolzens 29 erstreckt sich durch den Schlitz 14 c in die Nut 28 b. Die Schiebemuffe 28 weist ein Paar vonradial auswärts ragenden Ringbunden 28 e und 28 f auf, die voneinander vertikal beabstandet sind.

Der längs der Kerbe 28 a vertikal verschiebbare Stift 27 er­ möglicht eine Vertikalbewegung der Schiebemuffe 28 längs der Abtriebswelle 14, verhindert jedoch eine Drehung dieser Muffe um die Abtriebswelle. Eine Zylinderhülse 31 ist um die Schiebemuffe 28 herum angeordnet, um den Bolzen 29 in seiner Lage zu halten.

Wenn zwischen der Eingangs- und der Abtriebswelle 12 bzw. 14 eine verdrehte oder spiralige Winkelbewegung nicht vorhan­ den ist, dann befindet sich das Lager 30 in der Mitte der Spiralnut 28 b, wobei es von den einander entgegengesetzten Enden 28 c und 28 d dieser Nut gleich beabstandet ist, wie die Fig. 3 zeigt. Wird als Ergebnis des Aufbringens eines Lenkdrehmoments auf die Eingangswelle 12 eine verdrehte Win­ kelbewegung zwischen den Wellen 12 und 14 hervorgerufen, so wird das Lager 30 zu einer Drehbewegung längs der Spiral­ nut 28 b gebracht, wobei eine Steuerkurvenwirkung erzeugt wird, die zu einer axialen Bewegung der Schiebemuffe 28 längs der Abtriebswelle 14 um eine Strecke, die von der erzeugten verdrehten Winkelbewegung abhängig ist, führt. Als Ergebnis dessen werden auch der obere sowie der untere Ringbund 28 e bzw. 28 f der Schiebemuffe 28 längs der Abtriebswelle 14 be­ wegt.

Jeder der Endabschnitte 29 a und 29 b des Bolzens 29 erreicht das eine oder das andere Ende der Schlitze 14 c oder 14 b, bevor das Lager 30 das Ende 28 c oder 28 d der Spiralnut 28 b erreicht, so daß die axiale Bewegung der Schiebemuffe 28 in geeigneter und zweckentsprechender Weise begrenzt wird und die Drehung der Eingangswelle 12 auf die Abtriebswelle 14 übertragen werden kann, wenn der Elektromotor 17 ausge­ fallen ist.

Die Ringbunde 28 e und 28 f der Schiebemuffe 28 begrenzen zwi­ schen sich eine Kehle 28 g, wie die Fig. 3 zeigt. Ein Krag­ arm 32 trägt an seinem eine Ende eine Stahlkugel 33, die in der Kehle 28 g gehalten wird, wie die Fig. 5 zeigt. Die Stahlkugel 33 dient der Verbindung des Kragarmes 32 mit der Schiebemuffe 28, um den Widerstand gegenüber der Vertikal­ bewegung der Ringbunde 28 e und 28 f auf ein Minimum zu bringen.

Das andere Ende des Kragarmes 32 ist in ein mit dem Gehäuse­ teil 11 d verschraubtes Bauteil eingeschraubt, so daß der Kragarm 32 genau positioniert werden kann. Am Kragarm 32 sind vier Dehnungsmeßstreifen 34 a, 34 b, 34 c und 34 d ange­ bracht, die eine Widerstandsbrücke bilden und auf gegenüber­ liegenden Seiten eines Zwischenabschnitts des Kragarmes an­ geklebt sind, wobei dieser Abschnitt etwas näher zum einge­ schraubten Ende als zum freien Ende des Kragarmes 32, an dem die Kugel 33 gehalten ist, liegt. Die Dehnungsmeßstrei­ fen 34 a-34 d sind an einer Isolierlage angebracht, die die Oberfläche des Kragarmes 32 bedeckt, und sie erzeugen einen minimalen Ausgang, wenn auf das freie Ende des Kragarmes 32 eine Bewegung der Schiebemuffe 28 nicht einwirkt, und einen maximalen Ausgang, wenn die maximale Bewegung der Schiebemuffe 28 am freien Ende des Kragarmes 32 zur Wirkung kommt.

Der Kragarm 32 kann aus Phosphorbronze gebildet sein. Jeder der Dehnungsmeßstreifen 34 a-34 d kann an seiner Oberfläche mit einer feuchtigkeitsbeständigen Substanz bedeckt sein, die den Streifen gegen Öl und Feuchtigkeit schützt, und kann darüber hinaus eine Beschichtung mit Silikongummi od. dgl. tragen.

Die Dehnungsmeßstreifen 34 a-34 d bilden in bekannter Weise eine Brückenschaltung, die in Fig. 6 gezeigt ist und eine Stromquelle E mit konstanter Spannung sowie einen Verstär­ ker AMP umfaßt. Die Schaltung, der Kragarm 32 und die Kugel 33 bilden einen Detektor oder eine Nachweiseinrichtung 35, um die axiale Bewegung der Schiebemuffe 28 elektrisch zu erfassen.

Die Fig. 7 zeigt eine Ausgangsspannung, die das an der Ein­ gangswelle 12 erfaßte Drehmoment in bezug auf die Strecke einer axialen Bewegung der Schiebemuffe 28 kennzeichnet. Eine gewünschte Beziehung kann erhalten werden, wenn das Verstärkungsverhältnis des Verstärkers, die Vorspannung, der Widerstand der Dehnungsmeßstreifen usw. in geeigneter Weise gewählt werden.

Wenn durch den Fahrer über das mit der Eingangswelle ver­ bundene Lenkrad ein Lenkdrehmoment aufgebracht wird, dann wird die Feder 23 elastisch verformt, um eine dem Drehmo­ ment zwischen der Eingangs- und der Abtriebswelle 12 bzw. 14 entsprechende Winkelbewegung zu erzeugen. Diese Winkelbewe­ gung wird durch die Steuerkurvenwirkung des Lagers 30 und der Spiralnut 28 b in eine axiale Bewegung der Schiebemuffe 28 umgewandelt. Die axiale Bewegung der Schiebemuffe wird durch die Kugel 33 auf den Kragarm 32 übertragen, wodurch ein die Größe und die Richtung des an der Eingangswelle 12 aufgebrachten Drehmoments kennzeichnendes Ausgangssignal durch die Dehnungsmeßstreifen 34 a-34 d erzeugt wird. Dieses Ausgangssignal wird einem (nicht gezeigten) Steuergerät ein­ gegeben, das einen dem Elektromotor 17 zuzuführenden Strom regelt. Dadurch wird der Motor 17 angetrieben, wobei seine Drehung durch den Untersetzungsgetriebezug 18 auf die Ab­ triebswelle 14 übertragen wird, um die Lenktätigkeit des Fahrers zu unterstützen.

Die Begrenzung der axialen Bewegung der Schiebemuffe 28 längs der Abtriebswelle 14 und die Übertragung der Drehung der Eingangswelle 12 auf die Abtriebswelle 14 im Fall eines Versagens des Elektromotors 17 werden beide durch die End­ abschnitte 29 a und 29 b des Bolzens 29, die jeweils die zuge­ ordneten Enden der Schlitze 14 a bzw. 14 b erreichen, bevor der Außenumfang des Lagers 30 eines der Enden 28 c, 28 d der Spiralnut 28 b erreicht, bewirkt. Insofern tritt für das La­ ger 30 nie der Fall auf, daß es irgendeiner äußeren Kraft ausgesetzt wird, die so groß ist, daß das Lager verformt oder beschädigt wird und damit die Zuverlässigkeit in der Arbeitsweise des Steuerkurvenmechanismus sowie daraus fol­ gend der das Drehmoment erfassenden Einrichtung beeinträch­ tigt werden.

Die Erfindung offenbart eine Vorrichtung zur Feststellung eines Drehmoments, die in typischer Weise ein Lenkdrehmoment in einem Kraftfahrzeug ermittelt. Sie umfaßt einen Mechanismus zur Umwandlung des an einer Eingangswelle aufgebrachten Drehmoments in eine axiale Kraft zwischen der Eingangs- und einer Abtriebswelle. Eine Schiebemuffe ist um die Abtriebs­ welle längs dieser axial bewegbar angeordnet und mit der Abtriebswelle um ihre eigene Achse drehbar. Die Axialbewe­ gung der Schiebemuffe wird elektrisch erfaßt. Ein elasti­ sches Bauteil dient der Rückführung der Eingangswelle in ihre neutrale Lage. Der Drehmoment-Umwandlungsmechanismus hat einen rechtwinklig durch die Eingangswelle sich erstrec­ kenden Bolzen mit zwei von diesem vorstehenden Endabschnit­ ten. In der Abtriebswelle sind zwei Schlitze, die jeweils zwei Enden haben, ausgebildet. Jeder Endabschnitt des Bol­ zens ist in einem der Schlitze so angeordnet, daß er mit jedem Ende dieser in Anlage kommen kann. Der eine Bolzen- Endabschnitt trägt ein Lager. In der Schiebemuffe ist eine Spiralnut ausgestaltet, in die sich der eine Bolzen-Endab­ schnitt erstreckt und in der das Lager aufgenommen ist.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Feststellung eines Drehmoments mit einem ein an einer Eingangswelle aufgebrachtes Drehmoment in eine axiale Kraft zwischen der Eingangswelle und einer Abtriebswelle umwandelnden Mechanismus, dadurch gekennzeichnet, daß um die Abtriebswelle (14) herum eine durch den Drehmoment-Umwandlungsmechanismus (22) axial längs der Abtriebswelle bewegbare und mit der Abtriebswel­ le um ihre eigene Achse drehbare Schiebemuffe (28) ange­ ordnet ist, daß eine die axiale Bewegung der Schiebemuffe elektrisch erfassende Nachweiseinrichtung (35) sowie ein elastisches, die Eingangswelle in ihre neutrale Lage zu­ rückführendes Bauteil (23) vorgesehen sind und daß der Drehmoment-Umwandlungsmechanismus (22) einen rechtwinklig durch die Eingangswelle (12) sich erstreckenden, zwei von der Eingangswelle vorstehende Endabschnitte (29 a, 29 b) aufweisenden Bolzen (29), ein Paar von in der Abtriebs­ welle (14) ausgebildeten Schlitzen (14 b, 14 c) mit jeweils zwei Enden, wobei jeder Endabschnitt des Bolzens in einem der Schlitze angeordnet und mit jedem Schlitzende zur An­ lage zu bringen ist, ein am einen Endabschnitt (29 a) des Bolzens (29) gehaltenes Lager (30) und eine in der Schie­ bemuffe (28) ausgebildete Spiralnut (28 b), in die sich der eine Endabschnitt des Bolzens mit dem Lager (30) er­ streckt, umfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmoment-Umwandlungsmechanismus (22) in einem Gehäu­ se (11) angeordnet ist und die Nachweiseinrichtung (35) einen Kragarm (32) mit einem ersten, am Gehäuse (11) festen Ende sowie mit einem zweiten, an der Schiebemuffe (28) gelagerten Ende, so daß der Kragarm mit der axialen Bewe­ gung der Schiebemuffe in jeder von zwei Richtungen bieg­ bar ist, und eine Mehrzahl von am Kragarm gehaltenen Deh­ nungsmeßstreifen (34 a, 34 b, 34 c, 34 d) umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schlitze (14 b, 14 c) sowie die Spiralnut (28 b) zueinander parallel sind und die Spiralnut eine ge­ ringfügig größere Länge als jeder der Schlitze hat.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Bauteil (23) eine im wesentlichen C-förmige Drahtfeder ist, die ein im wesent­ lichen kreisförmiges, um die Eingangswelle (12) herumge­ legtes Teil (23 c) sowie ein Paar von parallelen, vom kreisförmigen Teil radial nach außen ragenden Endstücken (23 a, 23 b) aufweist, und daß zwei Zapfen (24, 26), von denen einer von der Eingangswelle (12) und der andere von der Abtriebswelle (14) vorragt, zwischen den Endstüc­ ken der Feder (23) gehalten sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (14 b, 14 c) mit Bezug zur Längsachse der Abtriebswelle (14) zueinander symmetrisch sind.

6. Elektrische Servolenkung für ein Kraftfahrzeug mit einer mit einem Lenkrad verbundenen Eingangswelle (12), mit einer mit einem Lenkgetriebe sowie einem Elektromotor (17) in Verbindung stehenden Abtriebswelle (14) und mit einer ein an der Eingangswelle aufgebrachtes Lenkdrehmoment erfas­ senden Einrichtung, gekennzeichnet

• - durch einen Mechanismus (22), der das Drehmoment in eine axiale Kraft zwischen der Eingangs- und der Abtriebs­ welle (12, 14) umwandelt,
• - durch eine um die Abtriebswelle herum angeordnete, durch den Drehmoment-Umwandlungsmechanismus (22) axial längs der Abtriebswelle (14) bewegbare und mit der Abtriebs­ welle um ihre eigene Achse drehbare Schiebemuffe (28),
• - durch eine die axiale Bewegung der Schiebemuffe elek­ trisch erfassende Nachweiseinrichtung (35),
• - durch ein elastisches, die Eingangswelle (12) in ihre neutrale Lage zurückführendes Bauteil (23),
• - wobei der Drehmoment-Umwandlungsmechanismus (22) einen rechtwinklig durch die Eingangswelle (12) sich erstrec­ kenden, zwei von der Eingangswelle vorstehende Endab­ schnitte (29 a, 29 b) aufweisenden Bolzen (29), ein Paar von in der Abtriebswelle (14) ausgebildeten Schlitzen (14 b, 14 c), in denen jeweils ein Endabschnitt des Bol­ zens (29) angeordnet ist, welcher mit je einem von zwei Enden eines jeden Schlitzes zur Anlage zu bringen ist, ein am einen Endabschnitt (29 a) des Bolzens (29) gehal­ tenes Lager (30) und eine in der Schiebemuffe (28) ausge­ bildete Spiralnut (28 b), in die sich der eine Endab­ schnitt des Bolzens mit dem Lager (30) erstreckt, umfaßt.