ITRM950691A1

ITRM950691A1 - Sterzo a cremagliera con servomotore

Info

Publication number: ITRM950691A1
Application number: IT95RM000691A
Authority: IT
Inventors: Wolfgang Jorg; Jaromir Bordovsky; Aydogan Cakmaz; Hubert Heck; Arno Roehringer; Claus Gall; Reinhold Abt; Rainer Strauss; Karl-Hans Koehler
Original assignee: Daimler Benz Ag
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1995-10-18
Publication date: 1997-04-18
Also published as: JPH08207793A; FR2726243A1; ITRM950691A0; IT1276227B1; US5711396A; JP2632143B2; GB9520660D0; GB2294436B; GB2294436A; DE4438930C1; FR2726243B1

Abstract

L'invenzione concerne uno sterzo e rispettivamente una guida a cremagliera con un servomotore, in particolare un motore elettrico, accoppiabile tramite un rotismo meccanico con la cremagliera e continuamente rotante in una direzione. La cremagliera è realizzata settorialmente come un'asta filettata che coopera con un dado a circolazione di sfere azionabile dal motore in due sensi di rotazione. Per il comando del senso di rotazione servono giunti normalmente aperti, comandabili in funzione di un piccolo spostamento del dado a circolazione di sfere.

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione o dal titolo: "Sterzo a cremagliera con servomotore"

L 'invenzione concerne uno sterzo e rispettivamente guida a cremagliera con un servomotore in part icolare un motore elettrico rotante, accoppiabile tramite un rotìsmo meccanico con la magliera .

In uno sterzo a cremagliera di questo tipo, noto dal brevetto US 4921 061, un motore elettrico azionabile in modo rotante è collegabile,mediante un giunto che si chiude soltanto quando il motore è in funzione, in senso motore con un pignone che ìngrana con la cremagliera. Il motore elettrico viene azionato per mezzo di un circuito di comando che aziona e rispettivamente , in caso di scomparsa della coppia, spegne il motore a seconda del senso di una cop pia che agisce su un volante o simile nell'una o nel l'atra direzione con potenza analoga alla coppia.

La domanda di brevetto DE 3712 154 C2 mostra uno sterzo a cremagliera in cui la cremagliera presenta un segmento realizzato a guisa di albero filettato che coopera con un dado a circolazione di ere con aziοnamento a motore elettrico A seconda delle forze trasmesse tra la cremagliera e un piqnone che ingrana con questa, il motore elettrico vieni azionato con forza controllabile nell'una o nell'altra direzione in modo che il dado a circolazione di sfere opportunamente azionato possa applicare una fcrza più o meno grande sul segmento a forma di albero filettato della cremagliera per favorire lo spostamento di volta in volta desiderato della cremagliere. Una disposizione analoga dal punto di vista funziona le è oggetto della DE 3821 601 A1. In questo caso, il motore elettrico aziona un albero filettato che coopera con un dado a circolazione di sfere collocato in modo non girevole sulla cremagliera dove il metore elettrico viene azionato, a sua volta, in funzione delle forze trasmesse per mezzo di un pignone sul la cremagliera nell'una o nell'altra direzione.

Tutte le costruzioni descritte avanti sono comparati vamente dispendiose nel senso che i circuiti di comando per l'azionamento del motore elettrico, per metivi di sicurezza, debbono essere realizzati in modo ridondante e inoltre c'è la possibilità di caricare il motore elettrico, in caso di carichi massimi, cor elevata potenza elettrica quando si deve raggiungere un efficace contributo di asservimento attraverso il il motore in un primo momento spento.

Compito dell'invenzione è quindi quello di migliorare uno sterzo a cremagliera del tipo citato avanti e in particolare di ridurre il dispendio costruttivo senza pregiudicare la sicurezza di funzio namento.

Questo compito viene risolto, secondo l'invenzione, per il fatto che sulla cremagliera è disposta un'asta filettata spostabile assialmente insieme alla cremagliera, la quale asta filettata coopera con un dado a circolazione di sfere limitatamente mobile in senso assiale e per il fatto che lo spostamento assiale del dado a circolazione di sfere comanda una disposizione di giunto ad accoppiamento dinamico eh a seconda della direzione dello spostamento assiale del dado a circolazione di sfere,accoppia,unadelledueruote azionate continuamente in senso opposto per mezzo del servomotore con il dado a circolazione di sfere e, in una posizione intermedia,tiene il dado a circolazione di sfere di saccoppiato dalla due ruote

L'invenzione si basa sul concetto generale d i prevedere , tra un servomotore continuamente in nzione e la cremagliera, due collegamenti motori normale mente separati mediante i quali sia possibile azionare la cremagliera in direzioni opposte fra loro malgrado il servomotore giri continuamente in una dire zione.

Attraverso l'accoppiamento motore previsto secondo l'invenzione del motore e della cremagliera per mezzo di un meccanismo a circolazione di sfere si rende possibile un collegamento motore particolarimente privo di attrito.

Secondo una forma di esecuzione particolar mente preferita, l'asta filettata può essere disposta come prolungamento della cremagliera ed essere connessa a pezzo unico con questa in modo, da un lato, da consentire un collegamento diretto tra il meccanismo a circolazione di sfere e la cremagliera e dall'altro lato, da poter disporre il meccanismo a circolazione di sfere insieme al servomotore e alla disposizione del giunto a distanza da un pignone azionato per mez zo del volante dello sterzo che ingrana con la crema gliera. In questo modo è possibile sfruttare in modo ottimale lo spazio disponibile nell'autoveicolo.

Inoltre , per quanto riguarda i particolari preferiti dell'invenzione, si rimanda alle rivendica zioni nonché alla descrizione successiva di una forma di esecuzione particolarmente vantaggiosa che viene illustrata con riferimento ai disegni. In essi:

La figura 1 mostra una vista complessiva schematizzata di uno sterzo a cremagliera secondo la invenzione per autoveicoli,

la figura 2 mostra una sezione assiale del servocomando e

la figura 3 mostra una vista in sezione corrispo ndente alla linea III-III della figura 2.

Un volante non rappresentato è collegato, secondo la figura 1, in linea di massima in modo non noto, con un albero di entrata 1 su cui è disposto modo non girevole un pignone 2 che ingrana con la dentatura 3 di una cremagliera 4.

Di conseguenza, la cremaggliera 4 viene spostata, a seconda del senso di rotazione dell'albero di entrata 1 e del pignone 2, nell'una o nell'altra direzio ne assiale. Lo spostamento della cremagliera viene trasmesso in modo sostanzialmente noto alle ruote onientabili, anch esse non rappresentate, di un autoveicolo.

Secondo l'invenzione, una sezione della magliera 4 attigua alla dentatura è realizzata a guisa di asta filettata 5 che coopera in senso motore con un dado a circolazione di sfere 6 disposto sull' filettata. Il dado a circolazione di sfere 6 è dispc sto in modo da poter essere spostato limitatamente in senso assiale in un involucro stazionario 7 in modo che il dado a circolazione di sfere 6, in caso di spostamento assiale della cremagliera 4, venga spostato o in una o nell'altra posizione terminale assiale all 'interno dell'involucro 7.

Sul dado a circolazione di sfere 6 sono disposte , su entrambi i lati di una costola anulare mediana 8, due ruote dentate 9 e 10 girevoli rispetto al dado a circolazione di sfere 6, le quali vengono azionate in senso opposto per mezzo di un motore elettrico 11 che gira continuamente nella stessa direzione, elo è le ruote dentate 9 e 10 girano continuamente in direzioni opposte fra loro.

A questo scopo, il motore elettrico 11 aziona, tramite una ruota libera 12, un albero codotto 13 collegato in senso motore tramite una ruota dentata 14 disposta in modo non girevole su di esso con la ruota dentata 9. Un'altra ruota dentata 15 disposta sull'abero motore 13 è impegnata con una ruota dentata 17 disposta su un albero ausiliario 16 che inoltre è in presa con la ruota dentata 10 e, a questo scopo, presenta una larghezza sufficientemente assiale.

Sui lati frontali delle ruote dentate 9 e 10 rivolti in senso opposto alla costola anulare sono disposti giunti a dischi 18 e 19 mediante ì quali le ruote dentate 9 e 10 sono collegabili ad accoppiamento dinamico con il dado a circolazione di sfere 6. Il giunto a dischi 18 atto al collegamento motore della ruota dentata 9 con il dado a circolazione di sfere 6 viene chiuso quando il dado a circolazione li sfere 6 della figura 2 viene spostato verso sinistra spingendo, in questo modo, verso sinistra la ruota dentata 9 con la sua costola anulare 8 e comprimendo, di conseguenza, l'uno sull'altro i dischi del giunto

Se invece il dado a circolazione di sfere viene spostato verso destra, la ruota dentata 10 viene trascinata dalla costola anulare 8 verso destra dove il giunto a dischi 19 si chiude e produce un còllegamento motore tra la ruota dentata 10 e il dado a circolazione di sfere 6.

Quando il dado a circolazione di sfere 6 trova in una posizione mediana assiale, i due giunti 18 e 19 sono aperti.

Lo sterzo a cremagliera rappresentato lavpra come segue:

Quando la cremagliera 4 viene spostata assialmente mediante azionamento del volante oppure m diante forze esterne, il dado a cicolazione disfere 6 viene spostato nell'una o nell'altra direzione assiale, con la conseguenza che, di volta in volta, uno dei giunti a dischi 18 e 19 si chiude, producendo un col legamento motore tra il motore elettrico 11 conti nuamente infunz ione e il dado a circolazione di sfere 6 in modo da applicare, in definitiva, per mezzo de l motore 11, una forza di asservimento sulla cremàgliera4 che favorisce il movimento di orientamento di volta in volta desiderato dal conducente.

Un particolare vantaggio dell'invenzione sta nel fatto che i giunti a dischi 18 e 19 lavorano con corse molto piccole in modo che sono sufficienti già piccoli spostamenti del dado a circolazione di sfere 6 per il comando dei giunti 18 e 19.

Inoltre, la trasmissione di forze tra l'asta filettata 5 e il dado a circolazione di sfere 6 lavora con attrito estremamente piccolo In modo che le forze di asservimento di volta in volta prodotte diventino efficacemente prive di urto.

Siccome il motore elettrico 11 gira conti nuamente, la sua energia cinetica può essere sfruttata per la produzione di forze di asservimento per poter produrre, specialmente in caso di carichi massimi, forze di asservimento più elevate.

Grazie alla ruota libera 12 si garantisce che lo sterzo, in caso di motore elettrico 11 fermo, rimanga comparativamente dolce perchè poi viene consentito un azionamento dello sterzo senza contemporanea rotazione passiva del motore elettrico 11.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sterzo e rispettivamente guida a cremagliera con un servomotore, in particolare un motore elettrico rotante, accoppiabile tramite un rotismo meccanico con la cremagliera, caratterizzato dal fatto che sulla cremagliera (4) è disposta un'asta filettata (5) non girevole, spostabile assialmente insieme alla cremagliera (4), la quale asta filettata coopera con un dado a circolazione di sfere (6) limitatamente mobile in senso assiale, e dal fatto che lo spostamento assiale del dado a circolazione di sfere (6) controlla una disposizione di giunto (18, 19) ad accoppiamento dinamico, la quale, a seconda della direzione dello spostamento assiale del dado a circolazione di sfere (6), accoppia una delle due ruote (9, 10) azionate continuamente in senso opposto per mezzo del servomotore (11) con il dado a circolazione di sfere (6) e, in una posizione mediana, tiene disaccoppiato il dado a circolazione di sfere (6) da entrambe le ruote (9, 10) 2. Sterzo e rispettivamente guida a cremagliera secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che tra il motore (11) e le ruote (9, 10) azionate in senso opposto è disposta una ruota libera (12) che si chiude quando il motore è in funzione 3. Sterzo e rispettivamente guida a cremagliera secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che le ruote (9, 10) azionate in senso opposto sono disposte coassialmente sul dado a circolazione di sfere (6) e sono collegabili in senso motore di volta in volta con un giunto a dischi con il dado a circolazione di sfere, dove un giunto a dischi (18), in caso di spostamento del dado a circolazione di sfere (6),viene chiuso in una direzione e l'altro giunto a dischi( 19), in caso di spostamento del dado acircolaz ione di sfere (6), viene chiuso nell'altra direzione.