EP1638833A1 - Einrichtung zur erfassung einer drehbewegung in einer fahrzeug-lenkeinrichtung - Google Patents

Einrichtung zur erfassung einer drehbewegung in einer fahrzeug-lenkeinrichtung

Info

Publication number
EP1638833A1
EP1638833A1 EP04740019A EP04740019A EP1638833A1 EP 1638833 A1 EP1638833 A1 EP 1638833A1 EP 04740019 A EP04740019 A EP 04740019A EP 04740019 A EP04740019 A EP 04740019A EP 1638833 A1 EP1638833 A1 EP 1638833A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
axially displaceable
displaceable element
shaft
frame
inclined surfaces
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04740019A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Budaker
Michael Hägele
Markus Heger
Michael Ochs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Original Assignee
ZF Lenksysteme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Lenksysteme GmbH filed Critical ZF Lenksysteme GmbH
Publication of EP1638833A1 publication Critical patent/EP1638833A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting a rotary movement according to the preamble of claim 1 and a steering system equipped therewith according to
  • DE 100 37 211 A1 describes a device for detecting a rotary movement of a steering handle of a vehicle steering system.
  • An axially displaceable element arranged on a steering shaft forms a movement screw on the steering shaft with a gear connection formed as a thread.
  • the axially displaceable element is axially guided in a longitudinal guide, consisting of a push rod on the element and a guide channel for the push rod.
  • a magnetic irregularity on the axially displaceable element is detected by a galvano-magnetic sensor and the longitudinal movement of the axially displaceable element is detected. This enables absolute detection of the rotary movement of the steering handle, but the device described is not exact because of the inevitable play of the longitudinal guide.
  • EP 1 114 765 A2 describes a device for detecting a rotational movement in a vehicle steering system, the rotational movement of the shaft to be detected being translated into a rotational movement of a screw shaft via a backlash-free gear.
  • the rotational movement of the screw shaft is detected in a manner similar to that of the shaft described in DE 100 37211 A1, it being possible for the axially displaceable element to be spring-loaded in the radial direction of the shaft.
  • the device described in EP 1 114 765 A2 is complex to manufacture and requires a relatively large amount of space.
  • the longitudinal guide of the axially displaceable element is not completely free of play. The measuring accuracy of the device is affected.
  • the invention has for its object to provide a device for detecting a rotational movement in a vehicle steering system, which allows a very high measurement accuracy with a simple structure and minimal space requirements.
  • a steering system equipped with it is to be proposed.
  • the object is achieved with a device with the features of claim 1 and with a steering system with the features of the independent claim.
  • a shaft is rotatably mounted in a frame, on which an element which is axially displaceable in the direction of the shaft is arranged and which is connected to the shaft via a gear connection which transforms the rotary movement of the shaft into a longitudinal movement.
  • the axially displaceable element is guided in the axial direction with a longitudinal guide prestressed in the radial direction of the shaft, a detection device being provided which detects the longitudinal movement of the axially displaceable element.
  • a frame-side component of the longitudinal guide is seated on the axially displaceable element on first inclined surfaces which extend obliquely to one another and in the axial direction of the axially displaceable element.
  • the axially displaceable element and the shaft engage in one another without play via second inclined surfaces of the geared connection, the first inclined surfaces and the second inclined surfaces having the same inclination directions with respect to one another.
  • the invention is therefore based on the knowledge that both the first and second inclined surfaces are formed uniformly, wherein they have the same, preferably trapezoidal, inclination directions.
  • the first inclined surfaces provided for the axial guidance are shaped in the same way as the second inclined surfaces along the circumferential direction of the geared connection. This has the advantage that a radially oriented pressure exerted on the first inclined surfaces via the frame-side component in the geared connection causes the second inclined surfaces there to be axially pressed on and thus ensures sufficient backlash that ensures effective positive locking.
  • the gear connection between the shaft and the axially displaceable element is preferably screw-like or thread-like and has corresponding (second) inclined surfaces on the shaft and / or (first) inclined surfaces on the axially displaceable element, which abut one another.
  • the Inclined surfaces of the gear connection and the inclined surfaces between the frame-side component and the axially displaceable element each have the same directions of their inclinations.
  • the frame-side component is preferably a pressure piece that is prestressed, for example, by spring force or hydraulic pressure.
  • the displaceable element is preferably designed as a nut which is axially guided on the shaft designed as a thread.
  • first inclined surfaces on the axially displaceable element in an axially guided recess directed radially from the lateral surface of the element to its longitudinal axis.
  • the depression preferably has a trapezoidal cross section.
  • the axially displaceable element is preferably annular or cylindrical or sleeve-shaped or angular around the shaft, the gear connection between the shaft and the axially displaceable element being designed as a thread, forming a movement screw.
  • the thread is preferably formed as a trapezoidal thread or as a ball recirculation.
  • the frame-side component of the longitudinal guide is accommodated in the recess of the axially displaceable element.
  • the rotational movement of the shaft is via the gear connection between the Shaft and the axially displaceable element in a longitudinal movement of the same.
  • the longitudinal displacement of the axially displaceable element is recorded via the detection device with an evaluation circuit.
  • a sensor or a signal transmitter is arranged on the circumference of the axially displaceable element, each communicating with a signal transmitter or sensor which is arranged adjacent to this on the frame or frame-side component of the longitudinal guide.
  • the sensor can be a magnetoresistive sensor which is essentially formed from one or more meandering conductor tracks made of a ferromagnetic nickel-cobalt alloy which is vapor-deposited on a silicon substrate and is passivated by a silicon-nitride protective layer.
  • the resistance of the ferromagnetic nickel-cobalt alloy shows a strong dependence on a magnetic field in relation to the magnetic field direction.
  • the signal transmitter can be a bar magnet, which is preferably a greater axial extension than the structurally predetermined measuring range of the longitudinal movement of the axially displaceable element, in order to enable an installation tolerance of the signal transmitter or of the axially displaceable element relative to the sensor. It can also be expedient to design the signal transmitter as a ring magnet.
  • the axially displaceable element as a nut which is arranged to be axially movable on a shaft designed as a steering spindle.
  • This arrangement is " particularly suitable for detecting the steering angle in the area of the steering handle (steering wheel).
  • the displaceable element as a threaded nut
  • the shaft being designed as a threaded piece on which the threaded nut is arranged to be axially movable.
  • the threaded piece is in turn attached to a steering nut, which is attached to a ball screw
  • Fig. 1 shows a schematic cross section of a device for detecting a rotational movement on a steering spindle
  • Fig. 2 shows a schematic longitudinal section along the line I-1 through the measuring device shown in Fig. 1
  • Fig. 3 shows a schematic cross section of a differently designed device for detecting a rotational movement on a rack.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through a device 1 for detecting a rotary movement of a shaft 3 in a vehicle steering system.
  • the shaft 3, designed as a steering shaft, is rotatably mounted in the frame 2.
  • the device 1 is intended to record the rotational movement and the rotational position of the shaft 3 absolutely.
  • a detection device 7 is provided, which consists of a signal transmitter 14, which is designed as a bar magnet 17, and a sensor 15, which is designed as a magnetoresistive sensor or sensor surface 16.
  • FIG. 2 shows in a longitudinal section along the line II in FIG. 1 through the device 1 for detecting a rotary movement
  • the bar magnet 17 extends over an axial region 18 of an axially displaceable element 4 which is arranged on the shaft 3 and is on this element 4 set.
  • the sensor 15 is arranged opposite the bar magnet 17 with a small radial distance.
  • the sensor 15 is fixed on the frame 2. It may also be expedient to arrange the sensor on the axially displaceable element 4 and to arrange the bar magnet 17 fixed to the frame.
  • the gear connection 5 is shown in the Embodiment as a thread 12, in particular as a trapezoidal thread 13 with
  • the cylindrical, sleeve-shaped, axially displaceable element 4 forms a movement screw with the trapezoidal thread 13 and the shaft 3.
  • the magnetoresistive sensor 16 is flooded by the field lines of the bar magnet 17 and a signal - planar Hall voltage or change in resistance - is generated in the sensor 16.
  • the signal can be evaluated by a control and / or regulating unit of the vehicle steering system and used to control a servo motor of the vehicle steering system.
  • the axially displaceable element 4 can also be arranged on a steering nut instead of on a steering shaft, the detection device detecting the longitudinal movement of a rack.
  • the frame-side component 8 of the longitudinal guide 6 is brought to bear against the axially displaceable element 4 on first inclined surfaces 9, 9 'which run obliquely to one another and in the direction of the longitudinal axis 19.
  • the frame-side component 8 of the longitudinal guide 6 has (first) inclined surfaces 9 and the axially displaceable element 4 (first) inclined surfaces 9 '.
  • The, inclined surfaces 9 'on the axially displaceable element 4 are designed as trapezoidal approximating surfaces.
  • the frame-side, spring-loaded component 8 of the longitudinal guide 6 protrudes into the depression 11 thus formed in the axially displaceable element 4 and lies with its inclined surfaces 9 against the inclined surfaces 9 'of the recess 11 without play.
  • the space requirement of the device 1 is minimized in that the frame-side component 8 of the longitudinal guide 6 is kept flat and protrudes with its predominant part of its radial extent into the recess 11 of the axially displaceable element 4.
  • the gear connection 5 can be a thread or a helical link guide or a ball recirculation.
  • the rod magnet 17 or signal transmitter 14 is larger in its axial extension 18 than is required by the design measuring range of the longitudinal movement of the axially displaceable element 4.
  • FIG. 3 shows a measuring device 1 'as the second exemplary embodiment of the invention.
  • the arrangement of the measuring device on a rack 129 in an electric steering system is shown there.
  • This is provided with a ball screw thread 135 which interacts with a steering nut 128.
  • the steering nut 128 is mounted in the housing 100 by a bearing with rolling elements 111 and is driven by an electric motor 126 via a gear designed as a belt drive 127, whereby the rack 129 or push rod can be deflected to assist manual deflection via a steering pinion (not shown).
  • the steering nut 128 is provided with a threaded piece 133 on which a threaded nut 136 is arranged so as to be axially movable.
  • the threaded piece 133 and the threaded nut 136 represent the components designed according to the invention, namely the rotatably mounted shaft or the axially displaceable element, which have inclined surfaces of identical design (not shown here, but see FIG. 2).
  • the sensor components 130 and 131 for detecting the axial movement 137 of the threaded nut 136 are arranged thereon.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung (1) zur Erfassung einer Drehbewegung in einem Fahrzeug-Lenksystem. EineWelle (3), deren Drehbewegung erfasst werden soll, ist in einem Gestell (2) drehbar gelagert. Auf der Welle (3) ist ein axial verschiebbares Element (4) angeordnet, das über eine die Drehbewegung der Welle (3) in eine Längsbewegung umformende, getriebliche Verbindung (5) mit der Welle (3) verbunden ist. Die getriebliche Verbindung (5) kann ein Gewinde oder eine schraubenförmige Kulissenführung oder ein Kugelumlauf sein. Das axial verschiebbare Element (4) ist mit Hilfe von einer in radialer Richtung vorgespannten Längsführung (6) und insbesondere mit einem gestellseitigen mit Schrägen Seitenflächen versehenen Bauelement (8) der Längsführung (6) axial geführt. Eine Nachweiseinrichtung (7), bestehend aus einem Signalgeber (14) an dem axial verschiebbaren Element (4) und einem Sensor (15) an dem Gestell (2) detektiert die Längsbewegung des axial verschiebbaren Elements (4).

Description

Einrichtung zur Erfassung einer Drehbewegung in einer Fahrzeug-Lenkeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung einer Drehbewegung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein damit ausgestattetes Lenksystem nach dem
Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs.
Die DE 100 37 211 A1 beschreibt eine Einrichtung zur Erfassung einer Drehbewegung einer Lenkhandhabe eines Fahrzeug-Lenksystems. Ein auf einer Lenkwelle angeordnetes axial verschiebbares Element bildet mit einer als Gewinde ausgebildeten getrieblichen Verbindung auf der Lenkwelle eine Bewegungsschraube. Das axial verschiebbare Element ist in einer Längsführung, bestehend aus einer Schiebestange an dem Element und einem Führungskanai für die Schiebestange axial geführt. Eine magnetische Unregelmäßigkeit an dem axial verschiebbaren Element wird dabei von einem galvano-magnetischen Sensor detektiert und die Längsbewegung des axial verschiebbaren Elements erfasst. Damit ist zwar eine absolute Erfassung der Drehbewegung der Lenkhandhabe ermöglicht, die beschriebene Einrichtung ist aber wegen des unvermeidlichen Spiels der Längsführung nicht exakt.
Die EP 1 114 765 A2 beschreibt eine Einrichtung zur Erfassung einer Drehbewegung in einer Fahrzeug-Lenksystem, wobei über ein spielfreies Getriebe die Drehbewegung der zu erfassenden Welle in eine Drehbewegung einer Schraubenwelle übersetzt wird. Die Drehbewegung der Schraubenwelle wird ähnlich wie bei der in der DE 100 37211 A1 beschriebenen Welle erfasst, wobei das axial verschiebbare Element in radialer Richtung der Welle federbelastet sein kann.
Die in der EP 1 114 765 A2 beschriebene Einrichtung ist aufwändig herzustellen und hat einen verhältnismäßig großen Bauraumbedarf. Zudem ist eine Spielfreistellung der Längsführung des axial verschiebbaren Elements nicht ganz gegeben. Die Messgenauigkeit der Einrichtung ist dadurch beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Erfassung einer Drehbewegung in einer Fahrzeug-Lenksystem zu schaffen, die bei einfachem Aufbau und geringstem Bauraumbedarf eine sehr hohe Messgenauigkeit ermöglicht. Außerdem soll eine damit ausgestattetes Lenksystem vorgeschlagen werden. Die Aufgabe wird mit einer Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst sowie mit einem Lenksystem mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs.
Demnach ist in einem Gestell eine Welle drehbar gelagert, auf der ein in Richtung der Welle axial verschiebbares Element angeordnet ist, das über eine, die Drehbewegung der Welle in eine Längsbewegung umformende getriebliche Verbindung mit der Welle verbunden ist. Das axial verschiebbare Element ist mit einer in radialer Richtung der Welle vorgespannten Längsführung in axialer Richtung geführt, wobei eine die Längsbewegung des axial verschiebbaren Elements erfassenden Nachweiseinrichtung vorgesehen ist. Erfindungsgemäß erfolgt die Anlage eines gestellseitigen Bauelements der Längsführung an dem axial verschiebbaren Element an zueinander schräg und in axialer Richtung des axial verschiebbaren Elements verlaufenden ersten Schrägflächen. Das axial verschiebbare Element und die Welle greifen über zweite Schrägflächen der getrieblichen Verbindung spielfrei ineinander, wobei die ersten Schrägflächen und die zweiten Schrägflächen gleiche Neigungsrichtungen zueinander haben. Die Erfindung geht also von der Erkenntnis aus, dass sowohl die ersten als auch zweiten Schrägflächen gleichförmig ausgebildet sind, wobei sie gleich, vorzugsweise trapezförmig ausgeprägte, Neigungsrichtungen aufweisen. Mit anderen Worten: Es wird die für die axiale Führung vorgesehenen ersten Schrägflächen gleich wie die zweiten Schrägflächen entlang der Umlaufrichtung der getrieblichen Verbindung geformt. Das hat den Vorteil, dass ein über das gestellseitige Bauelement auf die ersten Schrägflächen ausgeübter radial ausgerichteter Druck in der getrieblichen Verbindung eine axiales Anpressen der dortigen zweiten Schrägflächen bewirkt und somit für eine ausreichende Spielfreiheit, die eine effektiven Formschluss sicherstellt, sorgt.
Diese einfach zu realisierende Spielfreistellung der Einrichtung zur Erfassung einer Drehbewegung erlaubt eine hohe Messgenauigkeit der Einrichtung. Es wird also eine sehr genaue Sensor-Messeinrichtung geschaffen.
Die getriebliche Verbindung zwischen der Welle und dem axial verschiebbaren Element ist vorzugsweise schraubenartig oder gewindeartig gebildet und weist entsprechende (zweite) Schrägflächen an der Welle und / oder (erste) Schrägflächen an dem axial verschiebbaren Element auf, die aneinander anliegen. Die Schrägflächen der getrieblichen Verbindung und die Schrägflächen zwischen dem gestellseitigen Bauelement und dem axial verschiebbaren Element weisen jeweils gleiche Richtungen ihrer Neigungen auf. Das gestellseitige Bauelement ist vorzugsweise ein Druckstück, das etwa durch Federkraft oder hydraulischem Druck, vorgespannt ist. Das verschiebbare Element ist vorzugsweise als Mutter ausgebildet, die auf der als Gewinde ausgebildeten Welle axial geführt wird.
Durch die Vorspannung des gestellseitigen Bauelements der Längsführung zu dem axial verschiebbaren Element hin, oder in Abhängigkeit von der Neigungsrichtung aller Schrägflächen auch von dem axial verschiebbaren Element weg, kommen alle genannten Schrägflächen spielfrei zur Anlage, wodurch eine hohe Messgenauigkeit der Nachweiseinrichtung zwischen dem Gestell und dem axial verschiebbaren Element resultiert.
Es ist zweckmäßig, die ersten Schrägflächen an dem axial verschiebbaren Element in einer axial geführten, radial von der Mantelfläche des Elements zu dessen Längsachse gerichteten Vertiefung anzuordnen. Die Vertiefung hat dabei bevorzugt trapezförmigen Querschnitt.
In diese Vertiefung kann das gestellseitige Bauelement der Längsführung mit seinen Flanken, d.h. mit seinen (ersten) Schrägflächen, in Anlage mit den (ersten) Schrägflächen der Vertiefung gelangen, was eine spielfreie Längsführung des axial verschiebbaren Elements ergibt.
Das axial verschiebbare Element ist dabei bevorzugt ring- oder zylinderförmig oder hülsenförmig oder eckig um die Welle gebildet, wobei die getriebliche Verbindung zwischen Welle und axial verschiebbaren Element als Gewinde, eine Bewegungsschraube bildend, ausgebildet sein kann. Das Gewinde ist bevorzugt als Trapezgewinde oder als Kugelumlauf gebildet.
Um den Bauraumbedarf der Einrichtung zur Erfassung einer Drehbewegung zu minimieren, ist das gestellseitige Bauelement der Langsfuhrung mit seinem überwiegenden Anteil seiner radialen Erstreckung in der Vertiefung des axial verschiebbaren Elements untergebracht.
Die Drehbewegung der Welle wird über die getriebliche Verbindung zwischen der Welle und dem axial verschiebbaren Element in eine Längsbewegung desselben umgeformt. Über die Nachweiseinrichtung mit einer Auswerteschaitung wird die Längsverschiebung des axial verschiebbaren Elements erfasst. Zu diesem Zweck ist an dem Umfang des axial verschiebbaren Elements ein Sensor oder ein Signalgeber angeordnet, der jeweils mit einem Signalgeber oder Sensor, welcher benachbart zu diesem an dem Gestell oder gestellseitigen Bauelement der Längsführung angeordnet ist, kommuniziert.
Der Sensor kann ein magnetoresistiver Sensor sein, welcher im wesentlichen aus einer oder mehreren mäanderförmigen Leiterbahnen aus einer ferromagnetischen Nickel-Kobalt-Legierung, die auf einem Siliziumsubstrat aufgedampft ist und durch eine Silizium-Nitrid-Schutzschicht passiviert ist, gebildet wird. Der Widerstand der ferromagnetischen Nickel-Kobalt-Legierung zeigt eine starke Abhängigkeit von einem Magnetfeld in Bezug auf die Magnetfeldrichtung.
Der Signalgeber kann ein Stabmagnet sein, der bevorzugt eine größere axiale Erstreckung als der konstruktiv vorgegebene Messbereich der Längsbewegung des axial verschiebbaren Elements ist, um eine Einbautoleranz des Signalgebers oder des axial verschiebbaren Elements relativ zu dem Sensor zu ermöglichen. Es kann auch zweckmäßig sein, den Signalgeber als Ringmagneten auszubilden.
Um insbesondere die Redundanz der Nachweiseinrichtung zu ermöglichen, kann es zweckmäßig sein, mehrere Sensoren und mit diesen kommunizierende Signalgeber in Umfangsrichtung und / oder Längsrichtung des axial verschiebbaren Elements und an dem Gestell anzuordnen.
Es kann zweckmäßig sein, das axial verschiebbare Element als Mutter auszuführen, die auf einer als Lenkspindel ausgebildeten Welle axial beweglich angeordnet ist. Diese Anordnung eignet sich "besonders zur Erfassung des Lenkwinkels im Bereich der Lenkhandhabe (Lenkrad).
Auch kann es zweckmäßig sein, das verschiebbare Element als Gewindemutter auszubilden, wobei die Welle als Gewindestück ausgebildet ist, auf welchem die Gewindemutter axial beweglich angeordnet ist. Das Gewindestück wiederum ist an einer Lenkmutter angebracht, welche über ein Kugelumlaufgewinde auf eine
Zahnstange wirkt. Damit kann der Lenkwinkel auch im Bereich der Zahnstange mittels der vorgeschlagenen Messeinrichtung erfasst werden.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der folgenden Zeichnungen näher beschrieben:
Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Einrichtung zur Erfassung einer Drehbewegung an einer Lenkspindel; Fig. 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt entlang der Linie l-l durch die in der Fig. 1 dargestellten Messeinrichtung; Fig. 3 zeigt einen schematischen Querschnitt einer anders ausgebildeten Einrichtung zur Erfassung einer Drehbewegung an einer Zahnstange.
In Figur 1 ist ein schematischer Querschnitt durch eine Einrichtung 1 zur Erfassung einer Drehbewegung einer Welle 3 in einer Fahrzeug-Lenksystem gezeigt.
In dem Gestell 2 ist die als Lenkewelle ausgebildete Welle 3 drehbar gelagert. Mit der Einrichtung 1 soll die Drehbewegung und die Drehstellung der Welle 3 absolut erfasst werden. Zu diesem Zweck ist eine Nachweiseinrichtung 7 vorgesehen, die aus einem Signalgeber 14, der als Stabmagnet 17 ausgebildet ist, und einem Sensor 15, der als magnetoresistiver Sensor oder Sensorfläche 16 gebildet ist, besteht.
Wie Figur 2 in einem Längsschnitt entlang der Linie l-l in Figur 1 durch die Einrichtung 1 zur Erfassung einer Drehbewegung zeigt, erstreckt sich der Stabmagnet 17 über einen axialen Bereich 18 eines axial verschiebbaren Elements 4, das auf der Welle 3 angeordn et ist und ist an diesem Element 4 festgelegt.
Dem Stabmagneten 17 ist mit geringem radialen Abstand gegenüberliegend der Sensor 15 angeordnet. Der Sensor 15 befindet sich fest an dem Gestell 2. Es kann auch zweckmäßig sein, den Sensor an dem axial verschiebbaren Element 4 anzuordnen und den Stabmagneten 17 gestellfest anzuordnen.
Eine getriebliche Verbindung 5 zwischen der Welle 3 und dem axial verschiebbaren Element 4 bewirkt zusammen mit einer an dem Gestell 2 und zwischen diesem und dem axial verschiebbaren Element 4 angeordneten Längsführung 6, dass das axial verschiebbare Element 4 bei Drehung der Welle 3 in Pfeilrichtung X in Figur 2 axial verschoben wird. Die getriebliche Verbindung 5 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Gewinde 12, insbesondere als Trapezgewinde 13 mit
Kopfspiel ausgebildet. Das zylinderförmig-hülsenförmige, axial verschiebbare Element 4 bildet mit dem Trapezgewinde 13 und der Welle 3 eine Bewegungsschraube.
Bewegt sich bei einer Drehung der Welle 3 der Stabmagnet IT' mit dem axial verschiebbaren Element 4, wird der magnetoresistive Sensor 16 durch die Feldlinien des Stabmagneten 17 durchflutet und ein Signal - planare Hallspannung oder Widerstandsänderung - in dem Sensor 16 generiert. Das Signal kann von einer Steuerungs- und / oder Regelungseinheit der Fahrzeug-Lenksystem ausgewertet und zur Ansteuerung eines Servomotors der Fahrzeug-Lenksystem herangezogen werden. Das axial verschiebbare Element 4 kann auch, anstatt auf einer Lenkwelle auf einer Lenkmutter angeordnet sein, wobei die Nachweiseinrichtung die Längsbewegung einer Zahnstange erfasst.
Um eine hohe Messgenauigkeit der Einrichtung bei geringstem Bauraumbedarf der Einrichtung 1 zur Erfassung einer Drehbewegung zu bewirken, bedarf es einer Spielfreistellung der Längsführung 6 und der als Trapezgewinde 13 ausgebildeten getrieblichen Verbindung 5 zwischen der Welle 3 und dem axial verschiebbaren Element 4. Zu diesem Zweck ist ein gestellseitiges Bauelement 8 der Längsführung 6 vorgesehen, welches in dem Ausführungsbeispiel in Richtung auf die Längsachse 19 der Welle 3 und des axial verschiebbaren Elements 4 vorgespannt oder angefedert ist.
Das gestellseitige Bauelement 8 der Längsführung 6 ist an ersten Schrägflächen 9,9' die schräg zueinander und in Richtung der Längsachse 19 verlaufen, zur Anlage an dem axial verschiebbaren Element 4 gebracht. In dem Ausführungsbeispiel weisen das gestellseitige Bauelement 8 der Längsführung 6 (erste) Schrägflächen 9 als auch das axial verschiebbare Element 4 (erste) Schrägflächen 9' auf. Die, Schrägflächen 9' an dem axial verschiebbaren Element 4 sind als trapezförmig sich annähernde Flächen ausgebildet. Das gestellseitige, angefederte Bauelement 8 der Längsführung 6 ragt in die so gebildete Vertiefung 11 in dem axial verschiebbaren Element 4 und liegt mit seinen Schrägflächen 9 an den Schrägflächen 9' der Vertiefung 11 spielfrei an.
Durch das Trapezgewinde 13 sind zweite Schrägflächen 10,10' .zwischen dem axial verschiebbaren Element 4 und der Welle 3 geschaffen, die zueinander gleiche
Neigungsrichtungen wie die ersten Schrägflächen 9,9' der Längsführung 6 haben. Zudem hat das Trapezgewinde 13, wie auch das gestellseitige Bauelement 8 in der Vertiefung 11 Kopfspiel, sodass durch das gestellseitige, angefederte Bauelement 8 der Längsführung 6 sämtliche genannten Schrägflächen 9,9', 10,10' spielfrei anliegen und auf diese Weise mit minimiertem Aufwand die Einrichtung 1 dauerhaft spielfrei gehalten ist.
Der Bauraumbedarf der Einrichtung 1 wird dadurch minimiert, dass das gestellseitige Bauelement 8 der Längsführung 6 flach gehalten ist und mit seinem überwiegenden Anteil seiner radialen Erstreckung in die Vertiefung 11 des axial verschiebbaren Elements 4 ragt. Die getriebliche Verbindung 5 kann ein Gewinde oder eine schraubenförmige Kulissenführung oder ein Kugelumlauf sein.
Um die Justage der Nachweiseinrichtung 7 zu vereinfachen und Einbautoleranzen der Nachweiseinrichtung 7 zu ermöglichen, ist vorgesehen, den Stabmagneten 17 oder Signalgeber 14 in seiner axialen Erstreckung 18 größer zu wählen, als dies der konstruktiv vorgegebene Messbereich der Längsbewegung des axial verschiebbaren Elements 4 erfordert.
In der Fig. 3 ist als zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Mess- Einrichtung 1' dargestellt. Dort wird die Anordnung der Messeinrichtung an einer Zahnstange 129 in einer Elektrolenkung gezeigt. Diese ist mit einem Kugelumlaufgewinde 135 versehen, das mit einer Lenkmutter 128 zusammenwirkt. Die Lenkmutter 128 ist im Gehäuse 100 durch ein Lager mit Wälzkörper 111 gelagert und wird von einem Elektromotor 126 über ein als Riementrieb 127 gestaltetes Getriebe angetrieben, wodurch die Zahnstange 129 oder auch Schubstange unterstützend zur manuellen Auslenkung über ein nicht dargestelltes Lenkritzel ausgelenkt werden kann. Zur Erfassung der Lenkbewegung und damit auch des Lenkwinkels ist die Lenkmutter 128 mit einem Gewindestück 133 versehen, auf dem eine Gewindemutter 136 axial beweglich angeordnet ist. Das Gewindestück 133 und die Gewindemutter 136 stellen die erfindungsgemäß ausgebildeten Komponenten, nämlich die drehbar gelagerte Welle bzw. das axial verschiebbare Element dar, die zueinander gleich ausgebildete Schrägflächen (hier nicht dargestellt, vergl. aber Fig. 2) aufweisen. Daran angeordnet sind die Sensorkomponenten 130 und 131 zur Erfassung der axialen Bewegung 137 der Gewindemutter 136.

Claims

Patentansprüche
1) Einrichtung (1) zur Erfassung einer Drehbewegung in einer Fahrzeug- Lenksystem, mit einer in einem Gestell (2) drehbar gelagerten Welle (3), auf der ein in Richtung der Welle (3) axial verschiebbares Element (4) angeordnet ist, das über eine, die Drehbewegung der Welle (3) in eine Längsbewegung umformende getriebliche Verbindung (5) mit der Welle (3) verbunden ist, wobei das axial verschiebbare Element (4) mit einer in radialer Richtung der Welle (3) vorgespannten Längsführung (6) in axialer Richtung geführt ist, und mit einer die Längsbewegung des axial verschiebbaren Elements (4) erfassenden Nachweiseinrichtung (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eines gestellseitigen Bauelements (8) der Längsführung (6) an dem axial verschiebbaren Element (4) an zueinander schräg und in axialer Richtung des axial verschiebbaren Elements (4) verlaufenden ersten Schrägflächen (9,9') erfolgt und das axial verschiebbare Element (4) und die Welle (3) über zweite Schrägflächen (10J0') der getrieblichen Verbindung (5) spielfrei ineinander greifen, wobei die ersten Schrägflächen (9,9') zwischen dem gestellseitigen Bauelement (8) und dem axial verschiebbaren Element (4) und die zweiten Schrägflächen (10,10') der getrieblichen Verbindung (5) gleiche Neigungsrichtungen zueinander haben.
2) Einrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das axial verschiebbaren Element eine Mutter (4) ist, dass die Welle eine Gewindespind el, insbesondere eine Lenkspindel (4), ist und dass das gestellseitige Bauelement ein Druckstück (8) ist, das die Mutter (4) radial an die Gewindespindel (4) drückt.
3) Einrichtung (1') nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das axial verschiebbaren Element eine Gewindemutter (4) ist; dass die Welle ein Gewindestück (133) ist, das an einer Lenkmutter (128) angeordnet ist, die das Kugelumlaufgewinde (135) einer Zahnstange (129) antreibt. 4) Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage des gestellseitigen Bauelements (8) zur Längsführung (6) des axial verschiebbaren Elements (4) an den ersten Schrägflächen (9, 9') erfolgt.
5) Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Schrägflächen (9') des axial verschiebbaren Elements (4) Teil einer sich radial zu der Welle (3) hin erstreckenden Vertiefung (11) an dem axial verschiebbaren Element (4) sind.
6) Einrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die ersten Schrägflächen (9, 9') als auch die zweiten Schrägflächen (10, 10') trapezförmig ausgeprägte Neigungsrichtungen aufweisen.
7) Einrichtung (1) nach einem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das axial verschiebbare Element (4) ring- oder zylinderförmig oder eckig um ie Welle (3) gebildet ist und die getriebliche Verbindung (5) ein Gewinde (12) zwischen der Welle (3) und dem axial verschiebbaren Element (4) ist.
8) Einrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (12) ein Trapezgewinde (13) mit Kopfspiel ist.
9) Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das gestellseitige Bauelement (8) der Längsführung' (6) mit seinem überwiegenden Anteil seiner radialen Erstreckung in die Vertiefung (11) des axial verschiebbaren Elements (4) ragt. 10) Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Spielfreistellung der Längsführung (6) und der getrieblichen Verbindung (5) das gestellseitige Bauelement (8) der Längsführung (6) in radialer Richtung zu der Welle (3) hin vorgespannt ist.
11) Einrichtung (1) nach einem der einem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachweiseinrichtung (7) aus einem an dem axial verschiebbaren Element (4) angeordneten Signalgeber (14) und einem mit diesem kommunizierenden Sensor (15) an dem Gestell (2) oder dem gestellseitigen Bauelement (8) der Längsführung (6) gebildet ist.
12) Einrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachweiseinrichtung (7) aus einem an dem axial verschiebbaren Element (4) angeordneten Sensor (15) und einem mit diesem kommunizierenden Signalgeber (14) an dem Gestell (2) oder dem gestellseitigen Bauelement (8) der Längsführung (6) gebildet ist.
13) Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (15) ein magnetoresistiver Sensor (16) ist und der Signalgeber (14) ein Stabmagnet (17) oder ein Ringmagnet ist.
14) Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (14) eine größere axiale Erstreckung (18) als der konstruktiv vorgegebene Messbereich der Längsbewegung des axial verschiebbaren Elements (4) hat.
15) Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sensoren (15) oder mehrere Signalgeber (14) über den Umfang und/ oder in Längsrichtung des axial verschiebbaren Elements (4) angeordnet sind. 16) Einrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das a-xial verschiebbare Element (4) auf einer Lenkwelle angeordnet ist und die Nachweiseinrichtung (7) die Drehung einer Lenkhandhabe erfasst.
17) Einrichtung (1) einem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das axial verschiebbare Element (4) auf einer als Lenkmutter ausgebildeten Welle angeordnet ist und die Nachweiseinrichtung (7) die Längsbewegung einer Zahnstange erfasst.
18) Fahrzeug-Lenksystem mit einer Einrichtung (1) zur Erfassung einer Drehbewegung in dem Fahrzeug-Lenksystem, mit einer in einem Gestell (2) drehbar gelagerten Welle (3), auf der ein in Richtung der Welle (3) axial verschiebbares Element (4) angeordnet ist, das über eine, die Drehbewegung der Welle (3) in eine Längsbewegung umformende getriebliche Verbindung (5) mit der Welle (3) verbunden ist, wobei das axial verschiebbare Element (4) mit einer in radialer Richtung der Welle (3) vorgespannten Längsführung (6) in axialer Richtung geführt ist, und mit einer die Längsbewegung des axial verschiebbaren Elements (4) erfassenden Nachweiseinrichtung (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eines gestellseitigen Bauelements (8) der Längsführung (6) an dem axial verschiebbaren Element (4) an zueinander schräg und in axialer Richtung des axial verschiebbaren Elements (4) verlaufenden ersten Schrägflächen (9,9') erfolgt und das axial verschiebbare Element (4) und die Welle (3) über zweite Schrägflächen (10J0') der getrieblichen Verbindung (5) spielfrei ineinander greifen, wobei die ersten Schrägflächeπ (9,9') zwischen dem gestellseitigen Bauelement (S) und dem axial verschiebbaren Element (4) und die zweiten Schrägflächen (10JO') der getrieblichen Verbindung (5) gleiche Neigungsrichtungen zueinander haben.
EP04740019A 2003-06-30 2004-06-18 Einrichtung zur erfassung einer drehbewegung in einer fahrzeug-lenkeinrichtung Withdrawn EP1638833A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10329293A DE10329293A1 (de) 2003-06-30 2003-06-30 Einrichtung zur Erfassung einer Drehbewegung in einer Fahrzeug-Lenkeinrichtung
PCT/EP2004/006565 WO2005000663A1 (de) 2003-06-30 2004-06-18 Einrichtung zur erfassung einer drehbewegung in einer fahrzeug-lenkeinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1638833A1 true EP1638833A1 (de) 2006-03-29

Family

ID=33521184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP04740019A Withdrawn EP1638833A1 (de) 2003-06-30 2004-06-18 Einrichtung zur erfassung einer drehbewegung in einer fahrzeug-lenkeinrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20060170415A1 (de)
EP (1) EP1638833A1 (de)
CN (1) CN1812908A (de)
DE (1) DE10329293A1 (de)
WO (1) WO2005000663A1 (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7443160B2 (en) * 2006-09-28 2008-10-28 Wolf Ronald J Position sensor
DE102006048303B4 (de) * 2006-10-12 2015-07-23 Volkswagen Ag Elektromechanische Lenkung
DE102007012655A1 (de) 2007-01-10 2008-07-17 Volkswagen Ag Elektromechanische Lenkung mit elastischen Endanschlag
DE102008014402A1 (de) 2008-03-14 2009-09-17 Volkswagen Ag Elektromechanische Lenkung
DE102010030801A1 (de) * 2010-07-01 2012-01-05 Vs Sensorik Gmbh Multi-turn-Drehgeber
DE102011078597A1 (de) * 2011-07-04 2013-01-10 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren und Einrichtung zur Messung des absoluten Drehwinkels
DE102011088995A1 (de) * 2011-12-19 2013-06-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetenwälzgewindetrieb
CN104210535B (zh) * 2013-05-29 2017-10-24 爱信精机株式会社 直线运动机构的位移检测装置及车辆后轮转向装置
CN108082283A (zh) * 2016-11-21 2018-05-29 广东技术师范学院 汽车前轮方向角度显示装置
DE102017207716B4 (de) * 2017-05-08 2021-08-12 Robert Bosch Gmbh Lenkeinrichtung
DE102018129119A1 (de) * 2018-11-20 2020-04-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Fahrwerksaktuator für eine Hinterachslenkung
DE102018130228B3 (de) * 2018-11-29 2020-02-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeugs sowie Hinterachslenkung mit einem solchen Aktuator
KR102694031B1 (ko) * 2020-02-12 2024-08-12 에이치엘만도 주식회사 스티어 바이 와이어식 조향장치
CN112461184B (zh) * 2020-11-10 2022-05-27 中航通飞华南飞机工业有限公司 一种水舵偏角测量装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9316851D0 (en) * 1993-08-13 1993-09-29 Lucas Ind Plc Enhanced position signals in optical torque sensors
US6528990B1 (en) * 1996-03-22 2003-03-04 Mts Systems Corporation Magnetostrictive linear displacement transducer for a vehicle steering system
US6501263B1 (en) * 1996-03-22 2002-12-31 Mts Systems Corporation Rotary position sensor
JP2000205811A (ja) * 1999-01-08 2000-07-28 Alps Electric Co Ltd 回転型センサ
US6400142B1 (en) * 1999-08-31 2002-06-04 Delphi Technologies, Inc. Steering wheel position sensor
EP1114765B1 (de) 1999-12-08 2006-09-06 Alps Electric Co., Ltd. Winkelsensor, wodurch Klappern durch Spiel zwischen Zahnrädern innerhalb des Winkelsensor verhindert wird
FR2847516B1 (fr) * 2002-11-27 2005-01-28 Roulements Soc Nouvelle Butee de suspension instrumentee en rotation pour mesurer les efforts verticaux
JP4482349B2 (ja) * 2003-04-15 2010-06-16 本田技研工業株式会社 ウォームギヤ機構及びウォームギヤ機構を搭載した電動パワーステアリング装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2005000663A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005000663A1 (de) 2005-01-06
DE10329293A1 (de) 2005-01-20
CN1812908A (zh) 2006-08-02
US20060170415A1 (en) 2006-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018130228B3 (de) Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeugs sowie Hinterachslenkung mit einem solchen Aktuator
EP1638833A1 (de) Einrichtung zur erfassung einer drehbewegung in einer fahrzeug-lenkeinrichtung
EP0970000B1 (de) Lenkwinkelsensorsystem mit erhöhter redundanz
DE102017106671B4 (de) Lenkgetriebe für Einzelradlenkung eines Kraftfahrzeugs mit Steer-by-Wire Lenksystem
DE4134794A1 (de) Weggeber fuer einen stellantrieb, insbesondere in einem fahrzeug
EP1871653A1 (de) Servolenkung mit elastisch gelagertem kugelumlauf-spindel-getriebe
DE4033860A1 (de) Haltevorrichtung zum positionieren eines sensors
WO2016150625A1 (de) Aktuator für eine hinterradlenkung sowie hinterradlenkung eines kraftfahrzeuges
EP2234862A2 (de) Elektrische servolenkung
EP3475146A1 (de) Kugelgewindetrieb einer elektromechanischen servolenkung mit umlenkkörper für eine kugelrückführung
EP3826900A1 (de) Getrieberad für einen verstellantrieb, verstellantrieb für eine lenksäule und lenksäule für ein kraftfahrzeug
WO2018196911A1 (de) Getriebeanordnung für eine aktuatorvorrichtung zur höhenverstellung eines fahrzeugaufbaus
EP1958800A2 (de) Elektromechanische Stellvorrichtung für Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen
EP1032522B1 (de) Elektromotorischer stellantrieb für eine fahrzeuglenkanlage
WO2020169662A1 (de) STEER-BY-WIRE LENKSYSTEM MIT SENSORBASIERTER BESTIMMUNG DER SPURSTANGENKRÄFTE ZUR ERZEUGUNG EINER STRAßENRÜCKMELDUNG
EP4313727A1 (de) Verstellantrieb für eine lenksäule und lenksäule für ein kraftfahrzeug
EP4043319A1 (de) Lenksystem für ein kraftfahrzeug und verfahren zum montieren eines lenksystems für ein kraftfahrzeug
EP1312534A2 (de) Vorrichtung zur Bestimmung des Lenkwinkels eines Lenkrades
DE10222761A1 (de) Zahnstangenlenkung mit Stellungserfassung
DE102020103907A1 (de) Verfahren zum Erkennen des Reißens eines Zahnriemens einer Lenkvorrichtung sowie Lenkvorrichtung
DE102019200858A1 (de) Spindelantrieb einer steer-by-wire-Lenkung für ein Kraftfahrzeug, Aktuator mit einem Spindelantrieb sowie steer-by-wire-Lenkung für ein Kraftfahrzeug
BE1031363B1 (de) Lenksäule für ein Kraftfahrzeug
DE102005045522A1 (de) Radial-Wälzlager
DE102018106006B4 (de) Lenkwinkelsensor mit Spielausgleich und reduziertem Spiel
EP4095017A2 (de) Lenkaktuator für ein lenksystem und lenksystem für ein kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20060117

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20070103