DE60009244T2 - Kraftfahrzeuglenksystem - Google Patents

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0442Conversion of rotational into longitudinal movement
    • B62D5/0451Roller spindle drives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2247Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers
    • F16H25/2252Planetary rollers between nut and screw

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kraftfahrzeug-Lenksysteme und insbesondere ein Lenksystem mit einem elektrischen Stellantrieb mit einer Welle, die sich linear hin- und herbewegt und damit ein Fahrzeugrad verschwenkt.
  • Der Stand der Technik zeigt, daß es bekannt ist, einen elektrisch betriebenen Stellantrieb in ein Kraftfahrzeug-Lenksystem einzubauen, um die Schwenkung der gelenkten Räder auf gegenüberliegenden Seiten eines Fahrzeuges zu unterstützen, z.B. die rechten und linken Vorderräder eines Vierradfahrzeuges. Die gelenkten Räder werden durch ein Lenkrad verschwenkt, das über eine Lenksäulenwelle mit einem Ritzel eines mechanischen Lenkgetriebes gekoppelt ist, welches wiederum eine mit den gelenkten Rädern gekoppelten Lenkzahnstange in eine Linearbewegung versetzt. Beim Drehen der Lenkräder wird eine Welle eines elektrisch angetriebenen Stellantriebes linear verschoben, so daß die Bewegung der Zahnstange durch Abgabe eines erheblichen Anteiles der zum Verschwenken der Räder erforderlichen Kraft unterstützt wird. Diese Art von System wird unterschiedlich benannt, z.B. als elektrisch unterstützte Lenkung oder als elektrische Servolenkung.
  • Der Stand der Technik offenbart außerdem eine weitere Art von Lenksystem, und zwar eines, wo ein Lenkrad nicht mechanisch mit den Lenkrädern gekuppelt ist, sondern nur über Drähte elektrisch mit einem elektrischen Stellantrieb zum Verschwenken eines einzelnen Rades oder zweier Räder verbunden ist, z.B. mit einem rechten und linken Rad. Bei einem solchen Lenksystem fehlt aber eine Lenksäulenwelle, die über ein eine Zahnstange betätigendes mechanisches Lenkgetriebe mit den Rädern gekuppelt ist. Diese Art von Lenksystem wird bisweilen als rein-elektrisches Lenksystem bezeichnet. Bei einem vierrädrigen Fahrzeug können nur die Vorderräder oder auch alle vier Räder lenkbar sein.
  • Ein gelenktes Rad in einem Fahrzeug stellt bestimmte Anforderungen in bezug auf die Linearkraft, die eine Welle eines elektrischen Stellantriebes ausüben muß, um das Rad zu verschwenken. Der Mechanismus einer Art von elektrischem Stellantrieb, der für den Einsatz in einem Lenksystem einer der oben beschriebenen Bauarten geeignet ist, wandelt elektrische Energie in Drehbewegung um, und die Drehbewegung wird in eine Linearbewegung übertragen, mit der die Stellantriebswelle translatorisch bewegt wird. Die von dem bzw. den durch den Stellantrieb verschwenkten Rad/Rädern auf die Stellantriebswelle aufgebrachte Kraft ist daher als Drehmomentlast wiedergegeben, die auf einen drehenden Teil des Stellantriebes wirkt. Ein derartiges System ist z.B. in der am 8. April 1992 eingetragenen EP 0 512 591 A1 der General Motors Corporation beschrieben, die die Merkmale des Oberbegriffes von Patentanspruch 1 zeigt.
  • Die am 22. September 1993 eingetragene US-Schrift 5491372 der Exlar Corporation beschreibt einen elektrisch angetriebenen linearen Stellantrieb mit einer Stellmotoreinheit (mit einer Stellmotorstange und einem in ein Gewinde greifenden Teil), eine Motoreinheit (mit einem Stator) und eine Gehäuseeinheit. Ein aus magnetischem Stoff gebildeter länglicher Zylinder ist in bezug auf die Gehäuseeinheit drehbar gelagert. Magnete oder andere Elemente sind um einen Außenumfang des Zylinders herum angeordnet, so daß sie innerhalb des Motoreinheit einen Anker bilden. Der längliche Ankerzylinder weist außerdem eine Bohrung mit einem Innengewinde auf. Der in das Gewinde greifende Teil der Stellantriebseinheit wird beim Drehen des Zylinders entlang der mit einem Gewinde versehenen Länge dieses Zylinders bewegt.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fahrzeuglenksysteme mit elektrischen Stellantrieben einer Bauart, von der angenommen wird, daß sie dem System bessere Drehmomentübertragungseigenschaften und/oder ein besseres Drehmoment-Kraft-Wandlungsverhältnis verleiht, insbesondere im Hinblick auf die bidirektionalen Bewegungseigenschaften. Solche Verbesserungen können die Einsatzmöglichkeiten solcher Systeme auf einen weiteren Bereich von Fahrzeugen ausdehnen, insbesondere auf einen breiteren Bereich von Fahrzeuggrößen. Ein weiter verbreiteter Einsatz eines solchen verbesserten Systems kann dann zu günstigeren Kostenbedingungen für den Hersteller führen, der die Kraftfahrzeuglenksysteme in Massenfertigung herstellen kann.
  • Dadurch, daß jedes gelenkte Rad mit seinem eigenen, nur für dieses Rad zuständigen Stellantrieb versehen wird, lassen sich bestimmte Vorteile bei der Konstruktion eines Fahrzeuges erzielen, weil größere Freiheit bei der Wahl eines Ortes für die Anbringung jedes Stellantriebes gegeben ist. So kann z.B. jeder gegebene Stellantrieb an einer Stelle im Fahrzeug angeordnet werden, die entweder dieselbe wie, oder aber unterschiedlich von der Ausrichtung der anderen Stellmotoren ist. Beispiele verschiedener allgemeiner in Draufsicht gesehener Ausrichtungen sind eine Längsausrichtung (vor und zurück), eine Seitenausrichtung (im rechten Winkel zur Längsausrichtung) und eine Querrichtung (weder längs noch seitlich).
  • Die vorliegende Erfindung liefert ein Kraftfahrzeuglenksystem, das folgendes aufweist:
    ein Lenkrad; und
    einen Stellantrieb zum Verschwenken des gelenkten Rades um eine Schwenkachse, so daß das Rad gelenkt wird;
    wobei der Stellantrieb ein Gehäuse aufweist, welches einen Innenraum enthält, der von einer sich axial erstreckenden Seitenwand mit einander gegenüberliegenden axialen Enden umschlossen wird; dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem folgendes beinhaltet:
    eine Welle mit einer koaxial zur Gehäusewand verlaufenden Längsachse, einem inneren axialen Ende, das im Innenraum des Gehäuses angeordnet ist, und einem axialen Ende, das dem Innenraum des Gehäuses gegenüber außen liegt;
    einen Elektromotor mit einem Rotor, welcher innerhalb des Innenraumes des Gehäuses angeordnet ist, so daß er sich um eine Achse dreht, die koaxial zur Wellenachse verläuft, wobei der Rotor eine zylindrische Rotorhülse aufweist, welche ein offenes axiales Ende hat, durch welches sich die Welle koaxial erstreckt, und welche um die gemeinsame Achse von Welle und Rotor drehbar ist, wobei der Motor außerdem einen Stator aufweist, mit dem der Rotor so betrieben werden kann, daß die Rotorhülse gedreht wird;
    ein Innengewinde in der Rotorhülse;
    ein Außengewinde an der Welle;
    einen Satz Übertragungsrollen, welche das Innengewinde und das Außengewinde im Betrieb so miteinander kuppeln, daß eine bidirektionale Bewegungsübertragung zwischen der Rotorhülse und der Welle hergestellt wird, so daß die Drehung der Rotorhülse eine axiale Bewegung der Welle in bezug auf das Gehäuse bewirkt, und daß eine axiale Bewegung der Welle eine Drehung der Rotorhülse bewirkt;
    eine Kupplung, welche das äußere axiale Ende der Welle mit dem Rad kuppelt;
    worin die Übertragungsrollen identische Gewinde aufweisen, welche mit dem Innengewinde und dem Außengewinde in Eingriff stehen, und das Innengewinde, das Außengewinde und das Gewinde der Übertragungsrollen alle die gleiche Anzahl von Gewindegängen je axialer Längeneinheit aufweisen.
  • Die Erfindung soll nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beispielartig näher erläutert werden. Dabei zeigt:
  • 1 eine stellvertretende, etwas schematische Draufsicht auf ein Fahrzeugrad und den zugehörigen Radlenkungsstellantrieb, welche die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verkörpern;
  • 2 einen Querschnitt in leicht vergrößertem Maßstab in Richtung der Pfeile 2-2 aus 1;
  • 3 eine vergrößerte Ansicht eines Teiles der 3;
  • 5 eine vergrößerte quergeschnittene Schnittansicht in Richtung der Pfeile 5-5 aus 3;
  • 6 eine Draufsicht von oben auf eine mögliche Ausrichtung für einen Lenkstellantrieb;
  • 7 eine Draufsicht von oben auf eine weitere mögliche Ausrichtung für einen Lenkstellantrieb;
  • 8 eine Draufsicht von oben auf noch eine weitere mögliche Ausrichtung für einen Lenkstellantrieb; und
  • 9 eine Draufsicht von oben auf ein Allrad-Lenksystem in einem vierrädrigen Fahrzeug.
  • 1 zeigt ein lenkbares Rad 10 eines Kraftfahrzeuges sowie den zugehörigen Stellantrieb 12. Ein Steuersystem für die Verschwenkung des Rades 10 hat keine direkte mechanische Verbindung zwischen Rad 10 und einem Lenkrad SW, das vom Fahrer zum Lenken des Fahrzeuges gedreht wird. Die Bewegung des Lenkrades wird über Kabel von einem mit dem Lenkrad gekoppelten elektrischen Geber T an eine elektrische Steuereinrichtung 13 in einem Modul 11 des Stellantriebes 12 gesendet. In Reaktion auf Signale vom Geber betätigt die Steuereinrichtung den Stellantrieb so, daß das Rad 10 verschwenkt wird.
  • Details des Stellantriebes 12 sind in den 2-5 dargestellt. Der Stellantrieb 12 weist ein zylindrisches Gehäuse 14 und eine Welle 28 auf, die koaxial von einem Ende des Gehäuses entlang einer gedachten Hauptachse 30 absteht. Eine Kupplung 32 wie z.B. ein Kugelgelenk (siehe 1) verbindet das freie Ende der Welle 28 mit dem Rad 10. Das Rad 10 ist über (nicht dargestellte) Radlager drehbar auf einem Radzapfen gelagert. Eine Radaufhängung und eine Bremse (ebenfalls nicht dargestellt) sind ebenso dem Rad zugeordnet. Der Zapfen ist um eine Schwenkachse 34 schwenkbar gelagert, die allgemein senkrecht sein kann, die jedoch um einen bestimmten Sturzwinkel der Lotrechten gegenüber angewinkelt sein kann, und zwar aus Gründen, die mit verschiedenen Lenk- und Radaufhängungsüberlegungen zusammenhängen, die aber nicht direkt die vorliegende Erfindung betreffen. Der Radzapfen weist einen Achsschenkel 36 auf, an dem ein Kupplungsstück 32 angreift. Die der Welle 28 erteilte Linearbewegung entlang der Achse 30 wirkt derart, daß sie den Zapfen und damit das Rad 10 um die Schwenkachse 34 verschwenkt.
  • Wenn 1 ein rechtes Vorderrad eines vierrädrigen Fahrzeuges darstellt, und wenn ein Stellantrieb 12 hinter dem Achsschenkel 36 angeordnet ist, dann wird beim Ausfahren der Welle 28 von der in 1 dargestellten Position aus der Achsschenkel 36 nach außen gedrückt, so daß das Rad 10 nach rechts verschwenkt wird. Beim Einfahren bzw. Zurückziehen wird der Achsschenkel nach innen gezogen, so daß das Rad 10 nach links gedreht wird.
  • Das Gehäuse 14 beinhaltet eine sich axial erstreckende zylindrische Seitenwand 42, die einen Innenraum umschließt. An jeweils axial gegenüberliegenden Enden ist das Gehäuse 42 durch entsprechende End- oder Kopfwände 44, 46 abgeschlossen, wobei jedoch die Welle 28 an der Endwand 44 durch eine Öffnung stößt, die eine Dichtung 48 enthält, welche Bewegungen der Welle erlaubt und dennoch den Innenraum des Gehäuses von der Außenumgebung abdichtet, so daß das Eindringen von externen Verschmutzungen in den Gehäuseinnenraum verhindert wird.
  • Ein Elektromotor 52 ist im Gehäuse 14 gelagert und beinhaltet einen im Gehäuseinnenraum angeordneten Rotor 54, der sich um eine Achse dreht, die koaxial zur Achse 30 verläuft. Rotor 54 beinhaltet eine zylindrische Rotorhülse 56, die an wenigstens dem axialen Ende offen ist, durch das die Welle 28 koaxial hindurchsticht. Lagereinheiten 58, 60 lagern jeweils gegenüberliegende Endabschnitte der Rotorhülse 56 drehbar im Innern des Gehäuses 14, so daß sich die Rotorhülse um die gemeinsame Achse der Welle 28 und des Rotors 54 drehen kann. Ein Zwischenteil der Rotorhülse 56 enthält einen Motoranker mit Permanentmagneten 62. Des weiteren weist der Motor 52 einen Stator 64 auf, so daß der Rotor 54 so betrieben werden kann, daß er die Rotorhülse 56 in Drehung versetzt. Der Stator 64 kann eine elektrische Wicklung 66 aufweisen, die über die Steuereinrichtung 13 bestromt wird, so daß ein Magnetfeld erzeugt wird, das mit den Magneten 62 so zusammenwirkt, daß an der Rotorhülse 56 Drehmoment angelegt wird. Eine geeignete Verkabelung überträgt die Gebersignale an die Steuerung 13 und liefert den elektrischen Strom für den Betrieb des Motors 52.
  • Zwar ist die Rotorhülse 56 drehbar gelagert, sie ist jedoch gegen axiale Bewegungen entlang der Achse 30 fixiert. Ein Innengewinde 68, das schraubenlinienförmig um die Achse 30 verläuft, ist an der Innenseite der Rotorhülse 56 angebracht. Das Gewinde kann in die Wand der Rotorhülse geschnitten sein oder in einem separaten Teil eingearbeitet sein, das mit der Rotorhülse verbunden wird. Ein Außengewinde 70, das ebenfalls schraubenlinienförmig um die Achse 30 herum verläuft, ist auf der Welle 28 angebracht. Das Gewinde 70 ist in einem separaten Teil 72 eingearbeitet, das auf die Welle 28 montiert wird. Jedes Gewinde 68, 70 hat dieselbe Anzahl von Gewindegängen pro Zoll (bzw. Gewindegänge pro Zentimeter bei metrischen Einheiten); da sie aber unterschiedliche Flankendurchmesser haben, sind die beiden Gewinde nicht exakt identisch.
  • Der Hauptdurchmesser des Gewindes 70, der quer zu einem von den Spitzen der Gewindeflanken definierten gedachten Zylinder gemessen wird, ist kleiner als der in ähnlicher Weise gemessene Hauptdurchmesser des Gewindes 68, so daß ein kreisförmiger Ringraum gebildet wird, in dem ein Satz 74 von Übertragungsrollen 76 untergebracht ist. Die Übertragungsrollen 76 stellen eine Funktionsverbindung her zwischen dem Gewinde 68 und dem Gewinde 70, so daß eine bidirektionale Bewegungsübertragung zwischen der Rotorhülse 56 und der Welle 28 gesichert wird, so daß eine Drehung der Rotorhülse 56 eine axiale translatorische Bewegung der Welle 28 gegenüber dem Gehäuse bewirkt, und daß eine axiale Translationsbewegung der Welle gegenüber dem Gehäuse eine Drehung der Rotorhülse bewirkt. Zwar sind in der Zeichnung mehrere Übertragungsrollen nur zur Veranschaulichung nicht unbedingt in ihrer echten Lage dargestellt, es versteht sich aber von selbst, daß die spezifische Anzahl von in einem beliebigen gegebenen Stellantrieb eingesetzten Übertragungsrollen von den jeweiligen besonderen Konstruktionsvorgaben abhängen kann. In einem Ausführungsbeispiel sind sieben Übertragungsrollen 76 in gleichen Abständen von einander zentrisch um die Achse 30 herum angeordnet. Die Übertragungsrollen können wie diejenigen ausgebildet sein, die in bestimmten Ausführungsformen der US-Patentschriften Nr. 5,491,372 und 5,557,154 offenbart sind.
  • Jede Übertragungsrolle 76 weist ein schraubenlinienförmiges Gewinde 78 auf, das in einer Art und Weise wirkt, in der es Bewegung bidirektional zwischen der Welle 28 und der Rotorhülse 56 übertragen kann, wie oben beschrieben wurde. Das Gewinde 78 hat dieselbe Zahl von Gewindegängen pro Zoll bzw. pro Zentimeter wie die Gewinde 68, 70. Da aber der Hauptdurchmesser des Gewindes 78 sehr viel kleiner ist als derjenige der Gewinde 68 oder 70, ist sein Steigungswinkel deutlich größer als der Steigungswinkel der Gewinde 68 oder 70. Zu jedem beliebigen Zeitpunkt steht eine begrenzte Strecke einer jeden von einer Anzahl von Windungen des Schraubengewindes jeder gegebenen Übertragungsrolle 76 in Umfangsrichtung um die jeweilige Übertragungsrollenachse gemessen mit einer in Umfangsrichtung um die Achse 30 gemessenen begrenzten Strecke einer zugehörigen Windung des Schraubengewindes 68 in Eingriff, während ein im wesentlichen diametral gegenüberliegender begrenzter Abschnitt einer jeden solchen Gewindewindung der Übertragungsrolle mit einem begrenzten Umfangsabschnitt einer entsprechenden Windung des Schraubengewindes 70 in Eingriff steht. Wenn vom Motor 52 genügend Drehmoment erzeugt wird, die Rotorhülse 56 zu drehen, dann wirkt das Schraubengewinde 68 derselben über die Übertragungsrollen 76 so, daß es die Welle 28 translatorisch verschiebt. Wird eine ausreichend hohe Kraft entlang der Achse 30 an der Welle 28 aufgebracht, z.B. wenn sich das Rad 10 nach einer Rechts- oder Linkskurve wieder gerade stellt, dann wirkt das Schraubengewinde 70 über die Übertragungsrollen 76 so, daß es die Rotorhülse 56 dreht. Es wird davon ausgegangen, daß die Differenz zwischen dem Steigungswinkel des Gewindes der Übertragungsrollen 76 und demjenigen des Schraubengewindes 68 einerseits, und die Differenz zwischen dem Steigungswinkel des Gewindes auf den Übertragungsrollen 76 und demjenigen des Schraubengewindes 70 andererseits, zusammen Schnittstellen bilden, die dem Stellantrieb seine bidirektionale Bewegungsübertragungsfähigkeiten verleihen.
  • Die Übertragungsrollen 76 werden im Satz 74 dadurch gehalten, daß ihre Enden in Bohrungen in Trägerringen 80, 82 drehbar gelagert werden, die auf den einander gegenüberliegenden Enden der Übertragungsrollen über die Welle 28 geschoben und an dieser befestigt sind. Gegenüberliegende Endwindungen des Gewindes 78 der Übertragungsrollen sind so bearbeitet, daß sie kurze axiale Nuten 83 bilden, die parallel zueinander und in gleichem Abstand von einander um die Achse der Übertragungsrolle herum angeordnet sind, so daß sie etwas bilden, das Zahnrädern bzw. Ritzeln 84 an jeweils gegenüberliegenden Enden jeder Übertragungsrolle entspricht. Das Ritzel 84, das am nächsten am Trägerring 80 liegt, kämmt mit einem Ritzel 86, das um den Umfang der Welle 28 herum in der Nähe eines Endes des Schraubengewindes 70 angeordnet ist, und das Ritzel 84, das am nächsten am Trägerring 82 liegt, kämmt mit einem Ritzel 86, welches um den Umfang der Welle 28 herum in der Nähe des gegenüberliegenden Endes des Gewindes 70 angeordnet ist. Es wird angenommen, daß die Zusammenwirkung der Ritzel 84 der Übertragungsrollen und der Ritzel 86 jeder Übertragungsrolle eine vorteilhafte Drehung erteilt, wenn der Stellantrieb arbeitet, so daß die Übertragungsrollen wie Planetenräder bewegt werden. Es wird davon ausgegangen, daß eine derartige Drehung einen Wälzkontakt zwischen jeder Flanke des Schraubengewindes der Übertragungsrollen und einer entsprechenden Flanke jedes Schraubengewindes 68 bzw. 70 erzeugt, mit dem es zusammenwirkt. Es ist anzunehmen, daß diese Wälzwirkung hilfreich dabei ist, Rutschen der Gewindeflanken der Übertragungsrollen auf den Flanken der Gewinde 68 und 70 auszuschalten oder zumindest zu minimieren.
  • Aus Darstellungsgründen ist in der 4 eine gewisse Verzerrung in der Darstellung der Gewindegänge zu sehen. Dieser Darstellung gemäß besteht jedes Übertragungsrollengewinde aus einer einzelnen durchgängigen Schraubenlinie, es kann aber auch jedes Schraubengewinde 68, 70 anders erscheinen als mit einer einzelnen durchgängigen Schraubenlinie. Es ist dabei festzuhalten, daß jedes Gewinde 68, 70 der offenbarten bevorzugten Ausführungsform tatsächlich eine einzelne durchgehende Schraubenlinie ist, und daß des weiteren die Schraubenlinie jedes Gewindes 68, 70 in derselben Richtung ansteigt. Die Schraubenlinien der Gewinde 68 und 70 sind in ihren Phasen derart eingestellt, daß eine gedachte Linie, die radial zur Achse 30 verläuft und den Fuß von Gewinde 68 schneidet, dann die Spitze des Gewindes 70 schneidet. Für jedes beliebige der Gewinde 68, 70 und 78 zeigt ein zu der entsprechenden Schraubenlinie senkrechter Teil-Querschnitt durch eine Windung des Gewindes, daß die Gewindeflanken im wesentlichen symmetrisch um den Gewindefuß verlaufen. Die Spitzen und Gewindefüße können auch leicht abgerundet sein.
  • 6 zeigt eine Querausrichtung für den Stellantrieb 12 bei einem rechten Vorderrad 10. Der Achsschenkel 36 liegt vor der Radzapfenachse 89, um die sich das Rad 10 dreht. Wenn die Welle 28 aus dem Gehäuse 14 heraustritt, wirkt sie über eine Spurstange 97 und drückt den Achsschenkel 36 so, daß das Rad 10 nach rechts um die Schwenkachse 34 verschwenkt wird, und wenn sie zurückgezogen wird, zieht sie den Achsschenkel zurück, so daß das Rad nach links verschwenkt wird. Die Figur zeigt auch einen Radaufhängungslenker 96 eines Radaufhängungssystems, in dem der Radzapfen im Fahrgestell des Fahrzeuges aufgehängt ist. Das der Welle 28 gegenüberliegende Ende des Gehäuses 14 ist durch beliebige geeignete Mittel am Fahrgestell befestigt, die dem Stellantrieb erlauben, den Rad- und Radzapfenbewegungen zu folgen, ohne die Richtung zu ändern, in der das Rad von dem Stellantrieb gelenkt wird.
  • 7 veranschaulicht eine seitliche Ausrichtung für einen Stellantrieb 12, und 8 eine Längsausrichtung. 9 veranschaulicht eine Vierrad-Lenkanordnung, in welcher jedes Rad seinen eigenen, nur ihm zugeordneten Stellantrieb hat, und wo alle Stellantriebe seitlich ausgerichtet sind. Es versteht sich von selbst, daß in einem beliebigen gegebenen Fahrzeug jeder beliebige besondere Stellantrieb die gleiche Ausrichtung wie die anderen Stellantriebe haben kann, oder eine andere Ausrichtung.

Claims (5)

  1. Kraftfahrzeuglenksystem, folgendes aufweisend: ein Lenkrad (10); und einen Stellantrieb (12) zum Verschwenken des gelenkten Rades um eine Schwenkachse, so daß das Rad gelenkt wird; wobei der Stellantrieb (12) ein Gehäuse (14) aufweist, welches einen Innenraum enthält, der von einer sich axial erstreckenden Seitenwand (42) mit einander gegenüberliegenden axialen Enden umschlossen wird; dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem folgendes beinhaltet: eine Welle (28) mit einer koaxial zur Gehäusewand verlaufenden Längsachse, einem inneren axialen Ende, das im Innenraum des Gehäuses angeordnet ist, und einem äußeren axialen Ende, das dem Innenraum des Gehäuses (14) gegenüber außen liegt; einen Elektromotor (52) mit einem Rotor (54), welcher innerhalb des Innenraumes des Gehäuses (14) angeordnet ist, so daß er sich um eine Achse dreht, die koaxial zur Wellenachse verläuft, wobei der Rotor (54) eine zylindrische Rotorhülse (56) aufweist, welche ein offenes axiales Ende hat, durch welches sich die Welle (28) koaxial erstreckt, und welche um die gemeinsame Achse von Welle (28) und Rotor (54) drehbar ist, wobei der Motor außerdem einen Stator (64) aufweist, mit dem der Rotor so betrieben werden kann, daß die Rotorhülse (56) gedreht wird; ein Innengewinde (68) in der Rotorhülse (56); ein Außengewinde (70) an der Welle (28); einen Satz Übertragungsrollen (76), welche das Innengewinde (68) und das Außengewinde (70) im Betrieb so miteinander kuppeln, daß eine bidirektionale Bewegungsübertragung zwischen der Rotorhülse (56) und der Welle (28) hergestellt wird, so daß die Drehung der Rotorhülse (56) eine axiale Bewegung der Welle (28) in bezug auf das Gehäuse bewirkt, und daß eine axiale Bewegung der Welle eine Drehung der Rotorhülse bewirkt; eine Kupplung (32), welche das äußere axiale Ende der Welle (28) mit dem Rad (10) kuppelt; worin die Übertragungsrollen (76) identische Gewinde aufweisen, welche mit dem Innengewinde (68) und dem Außengewinde (70) in Eingriff stehen, und das Innengewinde (68), das Außengewinde (70) und das Gewinde der Übertragungsrollen (76) alle die gleiche Anzahl von Gewindegängen je axialer Längeneinheit aufweisen.
  2. Kraftfahrzeuglenksystem nach Anspruch 1, worin das Innengewinde (68) und das Außengewinde (70) von je einem schraubenförmigen Gewindegang gebildet werden.
  3. Kraftfahrzeuglenksystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, Trägerringe (80; 82) beinhaltend, welche auf der Welle (28) an jeweils gegenüberliegenden Enden der Übertragungsrollen (76) angeordnet sind, um die Übertragungsrollen (76) in Umfangsrichtung im Abstand von einander um die gemeinsame Achse herum angeordnet zu halten, und die Übertragungsrollen (76) drehbar zu lagern, und worin die Überragungsrollen (76) Verzahnungen beinhalten, die mit Ritzeln (86) auf der Welle (28) kämmen, so daß sich die Übertragungsrollen (76) um ihre eigene Achse drehen, wenn sie Bewegung zwischen dem Innengewinde (68) und dem Außengewinde (70) übertragen.
  4. Kraftfahrzeuglenksystem nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, mit einem Lenkrad, welches gedreht wird, um das Rad (10) mittels eines Übertragers zu verschwenken, der elektrische Signale an eine elektrische Steuerung (13) abgibt, welche wiederum den Elektromotor (52) treibt, so daß die Welle (28) in Korrelation zur Drehung des Lenkrades translatorisch verschoben wird und damit das Rad (10) lenkt.
  5. Kraftfahrzeuglenksystem nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, worin einzelne Elemente der Übertragungsrollen (76) in Umfangsrichtung im Abstand von einander um die gemeinsame Achse von Welle (28) und Rotorhülse (56) herum angeordnet sind, wobei die Übertragungsrollen (76) sowohl mit dem Innengewinde (68) als auch mit dem Außengewinde (70) in Eingriff stehen, und wobei sich die Übertragungsrollen (76) planetenartig um die gemeinsame Achse drehen, wenn sie Bewegung zwischen den beiden besagten Gewindegängen übertragen.
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