WO2020200705A1 - Rückstelleinrichtung für ein steer-by-wire-lenksystem und steer-by-wire-lenksystem - Google Patents

Rückstelleinrichtung für ein steer-by-wire-lenksystem und steer-by-wire-lenksystem Download PDF

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WO2020200705A1
WO2020200705A1 PCT/EP2020/056938 EP2020056938W WO2020200705A1 WO 2020200705 A1 WO2020200705 A1 WO 2020200705A1 EP 2020056938 W EP2020056938 W EP 2020056938W WO 2020200705 A1 WO2020200705 A1 WO 2020200705A1
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WO
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roll
medium
spring
housing
rolling
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/056938
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English (en)
French (fr)
Inventor
Juergen Hoersch
Matthias BUERCKERT
Stephanus Sebastiaan Bester
Florian Mueller
Patrick RIEHM
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • B62D5/005—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback

Definitions

  • the invention relates to a reset device for a steer-by-wire steering system of a motor vehicle.
  • the invention also relates to a steer-by-wire steering system of a motor vehicle.
  • the steering shaft connected at a first axial end section to the steering wheel is conventionally connected at a second axial end section to an electrical machine which is designed to generate a steering torque dependent on the driving situation.
  • the steer-by-wire steering system also has a sensor unit which is designed to detect a position of the steering shaft.
  • the electric machine therefore generates a torque acting on the steering shaft, which on the one hand fulfills the task of limiting or damping a rotational speed of the steering wheel by means of a corresponding steering resistance and also generating a torque which causes the steering shaft to be reset to a central position .
  • Motor vehicle with a steering housing, a steering spindle inserted in sections into the steering housing and rotatably mounted in it, and an electric motor, a motor shaft of the electric motor with the
  • Steering shaft is coupled, and wherein a rotor of the electric motor is concentric is arranged to the steering spindle, wherein the motor shaft of the electric motor is at least partially designed as a hollow shaft.
  • the object is also achieved with a steer-by-wire steering system for a motor vehicle with the features of claim 13.
  • the present invention provides a restoring device for a steer-by-wire steering system of a motor vehicle, with a first roll-up mechanism arranged in a housing, with a second roll-up mechanism arranged in the housing, with a roll-up medium held under tension between the first roll-up mechanism and the second roll-up mechanism , and with a receiving element rotatably connected to a steering shaft around which the roll-up medium is guided, one through the first
  • Roll-up mechanism acting on the receiving element in a first direction of rotation and a second torque acting through the second rolling mechanism on the receiving element in a second direction of rotation
  • Torque in a central position of the steering shaft are the same amount.
  • the present invention also provides a steer-by-wire steering system for a motor vehicle, with a reset device according to the invention, with an electrical machine connected to the steering shaft, which is designed to generate a driving-situation-dependent steering torque, with a sensor unit for detecting a position a steering wheel connected to the steering shaft, and having a centrifugal brake connected to the steering shaft, which is designed to decelerate a rotational speed of the steering wheel.
  • a steer-by-wire steering system for a motor vehicle with a reset device according to the invention, with an electrical machine connected to the steering shaft, which is designed to generate a driving-situation-dependent steering torque, with a sensor unit for detecting a position a steering wheel connected to the steering shaft, and having a centrifugal brake connected to the steering shaft, which is designed to decelerate a rotational speed of the steering wheel.
  • Resetting device for the steer-by-wire steering system of the motor vehicle to provide a mechanical fallback level for the steer-by-wire steering system, which makes it possible, by mechanical means, to apply a predetermined steering torque to the steering shaft when cornering, which has the inclination to put the steering shaft back in a central position.
  • Resetting device acts in the direction of a central position of the steering shaft and, in the case of the centrifugal brake, turns the steering wheel too quickly
  • Receiving element is formed by a screw, the first
  • Roll-up mechanism comprises a first roll-up element arranged on a first axial end portion of the screw for receiving the roll-up medium, and wherein the second roll-up mechanism is one on a second axial one
  • the roll-up medium can thus advantageously be guided along the winding of the screw and at respective end sections onto the first roll-up element and the second roll-up element to be rolled up.
  • the roll-up medium is attached to a first axial end section on the first roll-up element and a second axial end section is attached to the second roll-up element, and the roll-up medium is guided from the first roll-up element via the worm to the second roll-up element.
  • the roll-up medium can be effectively held under tension by the first roll-up element and the second roll-up element.
  • the first roll-up mechanism has a first spring element which applies a first spring force to the first roll-up element to pretension the roll-up medium, the pretensioned roll-up medium acting on the worm with the first torque in the first direction of rotation.
  • the spring element thus advantageously puts the roll-up medium under tension in order to generate a steering torque in the steering wheel that is dependent on the driving situation.
  • the second roll-up mechanism has a second spring element which applies a second spring force to the second roll-up element to pretension the roll-up medium, the pretensioned roll-up medium acting on the worm with the second torque in the second direction of rotation.
  • the second spring element thus advantageously pre-stresses the roll-up medium in order to generate a steering torque in the steering wheel that is dependent on the driving situation.
  • a spring characteristic curve of the first spring element and a spring characteristic curve of the second spring element are designed in such a way that the first torque acting on the worm through the roll-up medium and the second torque acting on the worm through the roll-up medium are in a central position of the with the screw rotatably connected steering shaft are the same amount.
  • the spring characteristic curve of the first spring element and the spring characteristic curve of the second spring element are identical, with an addition amount of the first spring force generated by the first roll-up element and that generated by the second
  • Rolling element generated second spring force is the same in every position of the steering shaft.
  • the roll-up medium is deflected by a first deflection roller from the first roll-up element to the screw and from the screw by a second deflection roller to the second roll-up element, and the roll-up medium is guided along a turn of the screw.
  • the provision of the first deflection roller and the second deflection roller thus advantageously has the effect that the roll-up medium is optimally transferred from the roll-up elements to the screw.
  • the first roll-up element is essentially annular
  • Roll-up medium can be rolled up on an outer circumference of the first roll-up element, the worm at the first axial end portion by an on one
  • first rolling element axially fastened first ball bearing
  • second rolling element is formed substantially ring-shaped, wherein the rolling medium on an outer circumference of the second
  • the rolling element can be rolled up, and wherein the worm is mounted on the second axial end section by a second ball bearing axially fastened to an inner circumference of the second rolling element.
  • the worm is thus mounted inside the retractor, the
  • Roll-up elements advantageously have the additional function that the roll-up medium can be rolled up on their outer surface.
  • the first spring element is formed by a band spring which is fastened at a first axial end section on the housing and at a second axial end section on the first roll-up element, the first roll-up element being axially attached to an inner circumference of the housing attached third ball bearing is supported
  • the second spring element is formed by a band spring which is fastened at a first axial end portion on the housing and at a second axial end portion on the second rolling element, and wherein the second rolling element is fastened axially on the inner circumference of the housing fourth ball bearing is stored.
  • the roll-up elements are thus stored in the housing in an effective manner, so that they can rotate relative to the housing and relative to the steering shaft due to the application of spring force by the spring elements.
  • the first rolling element has a first annular groove on a side facing the worm, in which a first, non-rotatable relative to the first rolling element
  • Ring element which has at least one first projection which is designed to abut against a first projection fixed to the housing, and wherein the second rolling element has a second annular groove on a side facing the worm, into which a second ring element rotatably fixed to the second rolling element is inserted which has at least one first projection which is designed to abut against a second projection fixed to the housing.
  • the respective projections fixed to the housing in connection with the provision of the ring elements with corresponding projections thus has the advantage that a defined end stop can be provided in both directions of rotation, whereby the spring elements are no longer rotatable.
  • the screw has a stepped geometry in the axial direction, with a radial dimension of the screw being larger at a central section than at the axial end sections, and wherein the rolling medium is provided by a rope, in particular a steel rope, a cable or a band is formed.
  • the special geometry of the worm advantageously enables the introduction or action of a constant steering torque on the steering shaft regardless of a position of the spring elements and the rolling elements.
  • Resetting device is arranged, the centrifugal brake having a center element connected to the steering shaft in a rotationally fixed manner, an annular housing, a first brake shoe and a second brake shoe, the first brake shoe and the second brake shoe being arranged between the central element and the annular housing, the first brake shoe and the second brake shoe are designed, depending on a
  • Rotational speed of the steering shaft exert a predetermined contact pressure on the stationary housing.
  • a speed of rotation of the steering wheel can thus be advantageously delayed from a definable threshold value.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a reset device for a
  • FIG. 2 shows a longitudinal sectional view of the resetting device for the steer-by-wire steering system of a motor vehicle according to the preferred embodiment of the invention
  • FIG. 3a shows a schematic representation of a section of FIG
  • Fig. 3b is a schematic representation of a portion of the
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the resetting device for the steer-by-wire steering system of the motor vehicle according to the preferred embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of a steer-by-wire steering system for a motor vehicle according to the preferred embodiment of the invention
  • FIG. 6 is a side view of the steer-by-wire steering system for the
  • FIG. 7 shows a longitudinal sectional view of a centrifugal brake of the steer-by-wire steering system for the motor vehicle according to the preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a reset device for a steer-by-wire steering system of a motor vehicle according to a preferred embodiment of the invention.
  • the resetting device 1 for the steer-by-wire steering system of the motor vehicle has a first rolling mechanism 10 arranged in a housing 2.
  • the resetting device 1 also has a device in the housing 2
  • the resetting device 1 has a between the first rolling mechanism 10 and the second rolling mechanism 12 below
  • Resetting device 1 a non-rotatably connected to a steering shaft 4
  • a first torque D1 acting on the receiving element 16 in a first direction of rotation R1 by the first roll-up mechanism 10 and a second torque D2 acting on the receiving element 16 in a second direction of rotation R2 by the second roll-up mechanism are the same amount in a central position of the steering shaft 4.
  • the receiving element 16 is preferably designed as a worm.
  • the first rolling-up mechanism 10 has a first rolling-up element 18, arranged on a first axial end section of the worm (not shown in FIG. 1), for receiving the rolling-up medium 14. Furthermore, the second
  • Roll-up mechanism 12 has a second roll-up element 20 arranged on a second axial end section of the screw (not shown in FIG. 1) for receiving the roll-up medium 14.
  • the roll-up medium 14 is attached to the first roll-up element 18 at a first axial end section 14a. Furthermore, the roll-up medium 14 is attached to the second roll-up element 20 at a second axial end section 14b.
  • the roll-up medium 14 is guided from the first roll-up element 18 via the worm to the second roll-up element 20.
  • the first winding mechanism 10 has a first spring element 22.
  • the first spring element 22 acts on the first roll-up element 18 to pretension the roll-up medium 14 with a first spring force F1.
  • the pretensioned roll-up medium 14 acts on the worm with the first torque D1 in the first direction of rotation R1.
  • the second winding mechanism 12 has a second spring element 24.
  • the second spring element 24 acts on the second roll-up element 20 to pretension the roll-up medium 14 with a second spring force F2.
  • the pretensioned roll-up medium 14 acts on the screw with the second torque D2 in the second direction of rotation R2.
  • a spring characteristic curve of the first spring element 22 and a spring characteristic curve of the second spring element 24 are designed such that the
  • the spring characteristic of the first spring element 22 and the spring characteristic of the second spring element 24 are identical.
  • An addition amount of the first spring force F1 generated by the first rolling element 18 and the second spring force F2 generated by the second rolling element 20 is the same in every position of the steering shaft 4.
  • the roll-up medium 14 is moved by a first deflection roller 26 from the first roll-up element 18 to the screw and from the screw through a second
  • Deflection roller 28 deflected to the second roll-up element 20.
  • the roll-up medium 14 is guided along a turn 16c of the screw.
  • the worm also has a geometry that is stepped in the axial direction. A radial dimension of the worm is greater at a central section 16d than at the axial end sections 16a, 16b.
  • the roll-up medium is preferably formed by a rope, in particular a steel rope. Alternatively this can
  • Roll-up medium 14 can be formed, for example, by a cable or a cable-sheathed rope or a band.
  • the band can for example be a textile band or a metal band.
  • Fig. 2 shows a longitudinal sectional view of the reset device for the steer-by-wire steering system of a motor vehicle according to the preferred embodiment of the invention.
  • the receiving element 16 is formed by the worm.
  • the rolling-up mechanism has the first rolling-up element 18, which is arranged on the first axial end section 16a of the screw, for receiving the
  • the second rolling-up mechanism 12 has the second rolling-up element 20, arranged on the second axial end section 16b of the screw, for receiving the rolling-up medium 14.
  • the first roll-up element 18 is essentially annular.
  • the roll-up medium 14 is on an outer periphery 18a of the first roll-up element 18 rollable.
  • the worm is supported on the first axial end section 16a by a first ball bearing 30 axially fastened to an inner circumference 18b of the first rolling element 18.
  • the second roll-up element 20 is essentially annular.
  • the roll-up medium 14 can be rolled up on an outer circumference 20a of the second roll-up element 20.
  • the worm is mounted on the second axial end section 16b by a second ball bearing 32 axially fastened to an inner circumference 20b of the second rolling element 20.
  • the first spring element 22 is formed by a band spring.
  • the band spring is fastened to the first rolling element 18 at a second axial end section 22b.
  • the first rolling element 18 is supported by a third ball bearing 34 which is axially fastened to an inner circumference 2a of the housing 2.
  • the second spring element 24 is also formed by a ribbon spring.
  • the band spring is fastened to the housing 2 at a first axial end section 24a and to the second rolling element 20 at a second axial end section 24b.
  • the second roll-up element 20 is supported by a fourth ball bearing 36 axially fastened to the inner circumference 2a of the housing 2.
  • Fig. 3a shows a schematic representation of a portion of the
  • Resetting device for the steer-by-wire steering system of the motor vehicle according to the preferred embodiment of the invention.
  • the first rolling element 18 has a first annular groove 18d on a side 18c facing the screw.
  • a first ring element 38 which is non-rotatable with respect to the first rolling element 18, is inserted into the first ring-shaped groove 18d.
  • the first ring element 38 has a first projection 38a and a second projection 38b.
  • the first projection 38a and the second projection 38b are designed to abut against a first projection (not shown in FIG. 3a) fixed to the housing.
  • Fig. 3b shows a schematic representation of a portion of the
  • the second rolling element 20 has a second annular groove 20d on a side 20c facing the screw.
  • a second ring element 40 which is fixed against rotation relative to the second rolling element 20, is inserted into the second annular groove 20d.
  • the second ring element 40 has a first projection 40a and a second projection 40b.
  • the first projection 40a and the second projection 40b are designed to abut against a second projection (not shown in FIG. 3b) which is fixed to the housing.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the reset device for the steer-by-wire steering system of the motor vehicle according to the preferred one
  • the housing 2 has a plurality of openings formed in the circumferential direction.
  • the first projection 2b fixed to the housing is arranged such that the first projection 38a can strike the first projection 2b fixed to the housing in the annular groove of the rolling element 18.
  • Spring element 24 is shown.
  • the first axial end section 24a of the second spring element 24 is fastened to the housing 2.
  • the second axial end section 24b of the second spring element is fastened to the second rolling element 20.
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of a steer-by-wire steering system for a motor vehicle according to the preferred embodiment of the invention.
  • the steer-by-wire steering system for the motor vehicle has the
  • the steer-by-wire steering system also has an electric machine 42 connected to the steering shaft 4.
  • the electric machine 42 is designed to generate a steering torque that is dependent on the driving situation.
  • the steer-by-wire steering system has a sensor unit 44 for detecting a position of a steering wheel 46 connected to the steering shaft 4.
  • the steer-by-wire steering system also has a steering shaft 4
  • centrifugal brake 48 is designed to decelerate a rotational speed of the steering wheel 46.
  • Fig. 6 shows a side view of the steer-by-wire steering system for the
  • the centrifugal brake 48 is arranged on the side of the restoring device 1 adjacent to the electrical machine 42.
  • the centrifugal brake 48 has an annular housing 52 which is firmly connected to the housing 2 of the restoring device 1.
  • FIG. 7 shows a longitudinal sectional view of a centrifugal brake of the steer-by-wire steering system for the motor vehicle according to the preferred embodiment of the invention.
  • the centrifugal brake 48 has a central element 50 connected in a rotationally fixed manner to the steering shaft 4, an annular housing 52, a first brake shoe 54 and a second brake shoe 56.
  • the first brake shoe 54 and the second brake shoe 56 are arranged between the central element 50 and the annular housing 2.
  • the first brake shoe 54 and the second brake shoe 56 are designed in

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rückstelleinrichtung (1) für ein Steer-by-Wire- Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem in einem Gehäuse (2) angeordneten ersten Aufrollmechanismus (10), mit einem in dem Gehäuse (2) angeordneten zweiten Aufrollmechanismus (12), mit einem zwischen dem ersten Aufrollmechanismus (10) unddem zweiten Aufrollmechanismus (12) unter Vorspannung gehaltenen Aufrollmedium (14), und mit einem mit einer Lenkwelle (4) drehfest verbundenen Aufnahmeelement (16), um welches das Aufrollmedium (14) geführt ist, wobei ein durch den ersten Aufrollmechanismus (10) auf das Aufnahmeelement (16) in einer ersten Drehrichtung (R1) wirkende erste Drehmoment (D1) und ein durch den zweiten Aufrollmechanismus (12) auf das Aufnahmeelement (16) in einer zweiten Drehrichtung (R2) wirkende zweite Drehmoment (D2) in einer Mittenstellung der Lenkwelle (4) betragsgleich sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Steer-by-Wire-Lenksystem für das Kraftfahrzeug.

Description

Beschreibung
Titel
Rückstelleinrichtung für ein Steer-by-Wire-Lenksystem und Steer-by-Wire-
Lenksystem
Die Erfindung betrifft eine Rückstelleinrichtung für ein Steer-by-Wire-Lenksystem eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Steer-by-Wire- Lenksystem eines Kraftfahrzeugs.
Stand der Technik
Im Rahmen von Steer-by-Wire-Lenksystemen ist herkömmlicherweise die an einem ersten axialen Endabschnitt mit dem Lenkrad verbundene Lenkwelle an einem zweiten axialen Endabschnitt mit einer elektrischen Maschine verbunden, welche dazu ausgebildet ist, ein fahrsituationsabhängiges Lenkmoment zu erzeugen. Ferner weist das Steer-by-Wire-Lenksystem eine Sensoreinheit auf, welche dazu ausgebildet ist, eine Stellung der Lenkwelle zu erfassen.
Die elektrische Maschine erzeugt daher ein auf die Lenkwelle wirkendes Drehmoment, welches zum einen die Aufgabe erfüllt, eine Drehgeschwindigkeit des Lenkrads durch einen entsprechenden Lenkwiderstand zu begrenzen bzw. zu dämpfen und des Weiteren ein Drehmoment zu erzeugen, welches ein Rückstellen der Lenkwelle in eine Mittenstellung bewirkt.
DE 10 2017 214 530 A1 offenbart ein Steer-by-Wire-Lenksystem für ein
Kraftfahrzeug mit einem Lenkungsgehäuse, einer abschnittsweise in das Lenkungsgehäuse eingefügten und in diesem drehbar gelagerte Lenkspindel und einem Elektromotor, wobei eine Motorwelle des Elektromotors mit der
Lenkspindel gekoppelt ist, und wobei ein Rotor des Elektromotors konzentrisch zur Lenkspindel angeordnet ist, wobei die Motorwelle des Elektromotors zumindest abschnittsweise als Hohlwelle ausgebildet ist.
Es ist daher wünschenswert, im Falle eines Ausfalls der elektrischen Maschine eine Rückfallebene zur Erzeugung eines fahrsituationsabhängigen Lenkmoments zu haben.
Die Aufgabe wird mit einer Rückstelleinrichtung für ein Steer-by-Wire- Lenksystem eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Aufgabe wird des Weiteren mit einem Steer-by-Wire-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine Rückstelleinrichtung für ein Steer-by-Wire- Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem in einem Gehäuse angeordneten ersten Aufrollmechanismus, mit einem in dem Gehäuse angeordneten zweiten Aufrollmechanismus, mit einem zwischen dem ersten Aufrollmechanismus und dem zweiten Aufrollmechanismus unter Vorspannung gehaltenen Aufrollmedium, und mit einem mit einer Lenkwelle drehfest verbundenen Aufnahmeelement, um welches das Aufrollmedium geführt ist, wobei ein durch den ersten
Aufrollmechanismus auf das Aufnahmeelement in einer ersten Drehrichtung wirkende erste Drehmoment und ein durch den zweiten Aufrollmechanismus auf das Aufnahmeelement in einer zweiten Drehrichtung wirkende zweite
Drehmoment in einer Mittenstellung der Lenkwelle betragsgleich sind.
Die vorliegende Erfindung schafft des Weiteren ein Steer-by-Wire-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer erfindungsgemäßen Rückstelleinrichtung, mit einer mit der Lenkwelle verbundenen elektrischen Maschine, welche dazu ausgebildet ist, ein fahrsituationsabhängiges Lenkmoment zu erzeugen, mit einer Sensoreinheit zum Erfassen einer Stellung eines mit der Lenkwelle verbundenen Lenkrads, und mit einer mit der Lenkwelle verbundenen Fliehkraftbremse, welche dazu ausgebildet ist, eine Drehgeschwindigkeit des Lenkrads zu verzögern. Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, durch Vorsehen der
Rückstelleinrichtung für das Steer-by-Wire-Lenksystem des Kraftfahrzeugs eine mechanische Rückfallebene für das Steer-by-Wire-Lenksystem bereitzustellen, die es ermöglicht, mit mechanischen Mitteln die Lenkwelle bei einer Kurvenfahrt mit einem vorgegebenen Lenkmoment zu beaufschlagen, welches die Neigung hat, die Lenkwelle zurück in eine Mittenstellung zu stellen.
Des Weiteren wird durch Vorsehen der Fliehkraftbremse eine
Drehgeschwindigkeit des Lenkrads verzögert. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, bei beispielsweise einem plötzlichen Ausfall der elektrischen Maschine und einem dadurch bedingten plötzlichen Wegfall des durch die elektrische Maschine erzeugten Lenkmoments weiterhin ein natürliches
Lenkgefühl beizubehalten.
Sowohl die Rückstelleinrichtung als auch die Fliehkraftbremse bewirken einen fahrsituationsabhängigen Lenkwiderstand, welcher im Falle der
Rückstelleinrichtung in Richtung einer Mittenstellung der Lenkwelle wirkt und im Falle der Fliehkraftbremse ein zu schnelles Drehen des Lenkrads durch
Erhöhung des Lenkwiderstands verhindert.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das
Aufnahmeelement durch eine Schnecke ausgebildet ist, wobei der erste
Aufrollmechanismus ein an einem ersten axialen Endabschnitt der Schnecke angeordnetes erstes Aufrollelement zur Aufnahme des Aufrollmediums aufweist, und wobei der zweite Aufrollmechanismus ein an einem zweiten axialen
Endabschnitt der Schnecke angeordnetes zweites Aufrollelement zur Aufnahme des Aufrollmediums aufweist.
Durch das Ausbilden des Aufnahmeelements durch eine Schnecke kann somit das Aufrollmedium in vorteilhafter Weise entlang der Windung der Schnecke geführt und an jeweiligen Endabschnitten auf das erste Aufrollelement und das zweite Aufrollelement aufgerollt werden. Somit kann eine effektive
Kraftübertragung vom Aufrollmedium auf die Schnecke erreicht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Aufrollmedium an einem ersten axialen Endabschnitt am ersten Aufrollelement befestigt und an einem zweiten axialen Endabschnitt am zweiten Aufrollelement befestigt ist, und wobei das Aufrollmedium vom ersten Aufrollelement über die Schnecke zum zweiten Aufrollelement geführt ist. Somit kann das Aufrollmedium durch das erste Aufrollelement und das zweite Aufrollelement effektiv unter Zugspannung gehalten werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Aufrollmechanismus ein erstes Federelement aufweist, welches das erste Aufrollelement zum Vorspannen des Aufrollmediums mit einer ersten Federkraft beaufschlagt, wobei das vorgespannte Aufrollmedium die Schnecke mit dem ersten Drehmoment in der ersten Drehrichtung beaufschlagt. Das erste
Federelement setzt das Aufrollmedium somit in vorteilhafter Weise unter Vorspannung, um ein fahrsituationsabhängiges Lenkmoment im Lenkrad zu erzeugen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der zweite Aufrollmechanismus ein zweites Federelement aufweist, welches das zweite Aufrollelement zum Vorspannen des Aufrollmediums mit einer zweiten Federkraft beaufschlagt, wobei das vorgespannte Aufrollmedium die Schnecke mit dem zweiten Drehmoment in der zweiten Drehrichtung beaufschlagt. Das zweite Federelement setzt das Aufrollmedium somit in vorteilhafter Weise unter Vorspannung, um ein fahrsituationsabhängiges Lenkmoment im Lenkrad zu erzeugen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Federkennlinie des ersten Federelements und eine Federkennlinie des zweiten Federelements derart ausgelegt sind, dass das durch das Aufrollmedium auf die Schnecke wirkende erste Drehmoment und das durch das Aufrollmedium auf die Schnecke wirkende zweite Drehmoment in einer Mittenstellung der mit der Schnecke drehfest verbundenen Lenkwelle betragsgleich sind. Die Rückstelleinrichtung bewirkt somit in vorteilhafter Weise durch ihre
Krafteinwirkung auf die Lenkwelle, dass diese in Richtung der Mittenstellung bewegt bzw. gehalten wird und in der Mittenstellung sich die durch das erste Federelement und das zweite Federelement erzeugten Kräfte gegenseitig aufheben.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Federkennlinie des ersten Federelements und die Federkennlinie des zweiten Federelements identisch sind, wobei ein Additionsbetrag der durch das erste Aufrollelement erzeugten ersten Federkraft und der durch das zweite
Aufrollelement erzeugten zweiten Federkraft in jeder Stellung der Lenkwelle gleich ist.
Dies bewirkt in vorteilhafter weise, dass bei einer Auslenkung der Lenkwelle in eine vorgegebene Richtung stets eines der Federelemente eine entsprechende Rückstellkraft auf die Lenkwelle aufbringt, um diese in Richtung einer
Mittenstellung zurückzustellen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Aufrollmedium durch eine erste Umlenkrolle von dem ersten Aufrollelement zur Schnecke und von der Schnecke durch eine zweite Umlenkrolle zum zweiten Aufrollelement umgelenkt wird, und wobei das Aufrollmedium entlang einer Windung der Schnecke geführt ist.
Das Vorsehen der ersten Umlenkrolle und der zweiten Umlenkrolle bewirkt somit in vorteilhafter Weise, dass das Aufrollmedium optimal von den Aufrollelementen zur Schnecke übertragen wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Aufrollelement im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist, wobei das
Aufrollmedium an einem Außenumfang des ersten Aufrollelements aufrollbar ist, wobei die Schnecke am ersten axialen Endabschnitt durch ein an einem
Innenumfang des ersten Aufrollelements axial befestigtes erstes Kugellager gelagert ist, und wobei das zweite Aufrollelement im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist, wobei das Aufrollmedium an einem Außenumfang des zweiten Aufrollelements aufrollbar ist, und wobei die Schnecke am zweiten axialen Endabschnitt durch ein an einem Innenumfang des zweiten Aufrollelements axial befestigtes zweites Kugellager gelagert ist.
Die Schnecke ist somit innerhalb der Aufrollelemente gelagert, wobei die
Aufrollelemente in vorteilhafter weise die zusätzliche Funktion aufweisen, dass an deren Außenoberfläche das Aufrollmedium aufrollbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Federelement durch eine Bandfeder ausgebildet ist, welche an einem ersten axialen Endabschnitt am Gehäuse und an einem zweiten axialen Endabschnitt am ersten Aufrollelement befestigt ist, wobei das erste Aufrollelement durch ein an einem Innenumfang des Gehäuses axial befestigtes drittes Kugellager gelagert ist, und wobei das zweite Federelement durch eine Bandfeder ausgebildet ist, welche an einem ersten axialen Endabschnitt am Gehäuse und an einem zweiten axialen Endabschnitt am zweiten Aufrollelement befestigt ist, und wobei das zweite Aufrollelement durch ein am Innenumfang des Gehäuses axial befestigtes viertes Kugellager gelagert ist.
Die Aufrollelemente sind somit in effektiver Weise im Gehäuse gelagert, sodass sich diese aufgrund der Federkraftbeaufschlagung durch die Federelemente relativ zum Gehäuse sowie relativ zur Lenkwelle drehen können.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Aufrollelement an einer der Schnecke zugewandten Seite eine erste ringförmige Nut aufweist, in welche ein zum ersten Aufrollelement drehfestes erstes
Ringelement eingesetzt ist, das zumindest einen ersten Vorsprung aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, an einem gehäusefesten ersten Vorsprung anzuschlagen, und wobei das zweite Aufrollelement an einer der Schnecke zugewandten Seite eine zweite ringförmige Nut aufweist, in welche ein zum zweiten Aufrollelement drehfestes zweites Ringelement eingesetzt ist, das zumindest einen ersten Vorsprung aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, an einem gehäusefesten zweiten Vorsprung anzuschlagen. Die jeweiligen gehäusefesten Vorsprünge in Verbindung mit dem Vorsehen der Ringelemente mit entsprechenden Vorsprüngen weist somit den Vorteil auf, dass ein definierter Endanschlag in beide Drehrichtungen vorgesehen werden kann, wodurch die Federelemente nicht mehr drehbar sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Schnecke eine in Axialrichtung abgestufte Geometrie aufweist, wobei eine radiale Abmessung der Schnecke an einem Mittenabschnitt größer als an den axialen Endabschnitten ist, und wobei das Aufrollmedium durch ein Seil, insbesondere ein Stahlseil, ein Kabel oder ein Band ausgebildet ist.
Die spezielle Geometrie der Schnecke ermöglicht in vorteilhafter Weise das Einbringen bzw. Einwirken eines konstanten Lenkmoments auf die Lenkwelle unabhängig von einer Stellung der Federelemente und der Aufrollelemente.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Fliehkraftbremse zwischen der elektrischen Maschine und der
Rückstelleinrichtung angeordnet ist, wobei die Fliehkraftbremse ein mit der Lenkwelle drehfest verbundenes Mittenelement, ein ringförmiges Gehäuse, einen ersten Bremsschuh und einen zweiten Bremsschuh aufweist, wobei der erste Bremsschuh und der zweite Bremsschuh zwischen dem Mittenelement und dem ringförmigen Gehäuse angeordnet sind, wobei der erste Bremsschuh und der zweite Bremsschuh dazu ausgebildet sind, in Abhängigkeit einer
Drehgeschwindigkeit der Lenkwelle eine vorgegebene Anpresskraft auf das feststehende Gehäuse auszuüben.
Somit kann eine Drehgeschwindigkeit des Lenkrads in vorteilhafter Weise ab einem definierbaren Schwellwert verzögert werden.
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der
Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen
Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Rückstelleinrichtung für ein
Steer-by-Wire-Lenksystem eines Kraftfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Längsschnittansicht der Rückstelleinrichtung für das Steer-by- Wire-Lenksystem eines Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3a eine schematische Darstellung eines Teilabschnitts der
Rückstelleinrichtung für das Steer-by-Wire-Lenksystem des
Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3b eine schematische Darstellung eines Teilabschnitts der
Rückstelleinrichtung für das Steer-by-Wire-Lenksystem des
Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 4 eine schematische Darstellung der Rückstelleinrichtung für das Steer-by-Wire-Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Steer-by-Wire-Lenksystems für ein Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 eine Seitenansicht des Steer-by-Wire-Lenksystems für das
Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 7 eine Längsschnittansicht einer Fliehkraftbremse des Steer-by-Wire- Lenksystems für das Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts
Gegenteiliges angegeben ist.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Rückstelleinrichtung für ein Steer-by-Wire-Lenksystem eines Kraftfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Die Rückstelleinrichtung 1 für das Steer-by-Wire-Lenksystem des Kraftfahrzeugs weist einen in einem Gehäuse 2 angeordneten ersten Aufrollmechanismus 10 auf. Ferner weist die Rückstelleinrichtung 1 einen in dem Gehäuse 2
angeordneten zweiten Aufrollmechanismus 12 auf.
Darüber hinaus weist die Rückstelleinrichtung 1 ein zwischen dem ersten Aufrollmechanismus 10 und dem zweiten Aufrollmechanismus 12 unter
Vorspannung gehaltenes Aufrollmedium 14 auf. Zusätzlich weist die
Rückstelleinrichtung 1 ein mit einer Lenkwelle 4 drehfest verbundenes
Aufnahmeelement 16 auf, um welches das Aufrollmedium 14 geführt ist. Ein durch den ersten Aufrollmechanismus 10 auf das Aufnahmeelement 16 in einer ersten Drehrichtung R1 wirkendes erstes Drehmoment D1 und ein durch den zweiten Aufrollmechanismus 12 auf das Aufnahmeelement 16 in einer zweiten Drehrichtung R2 wirkende zweite Drehmoment D2 sind in einer Mittenstellung der Lenkwelle 4 betragsgleich.
Das Aufnahmeelement 16 ist vorzugsweise als Schnecke ausgebildet. Der erste Aufrollmechanismus 10 weist an einem (in Fig. 1 nicht gezeigten) ersten axialen Endabschnitt der Schnecke angeordnetes erstes Aufrollelement 18 zur Aufnahme des Aufrollmediums 14 auf. Ferner weist der zweite
Aufrollmechanismus 12 ein an einem (in Fig. 1 nicht gezeigten) zweiten axialen Endabschnitt der Schnecke angeordnetes zweites Aufrollelement 20 zur Aufnahme des Aufrollmediums 14 auf.
Das Aufrollmedium 14 ist an einem ersten axialen Endabschnitt 14a am ersten Aufrollelement 18 befestigt. Ferner ist das Aufrollmedium 14 an einem zweiten axialen Endabschnitt 14b am zweiten Aufrollelement 20 befestigt.
Das Aufrollmedium 14 ist vom ersten Aufrollelement 18 über die Schnecke zum zweiten Aufrollelement 20 geführt. Der erste Aufrollmechanismus 10 weist ein erstes Federelement 22 auf. Das erste Federelement 22 beaufschlagt das erste Aufrollelement 18 zum Vorspannen des Aufrollmediums 14 mit einer ersten Federkraft F1. Das vorgespannte Aufrollmedium 14 beaufschlagt die Schnecke mit dem ersten Drehmoment D1 in der ersten Drehrichtung R1.
Der zweite Aufrollmechanismus 12 weist ein zweites Federelement 24 auf. Das zweite Federelement 24 beaufschlagt das zweite Aufrollelement 20 zum Vorspannen des Aufrollmediums 14 mit einer zweiten Federkraft F2. Das vorgespannte Aufrollmedium 14 beaufschlagt die Schnecke mit dem zweiten Drehmoment D2 in der zweiten Drehrichtung R2.
Eine Federkennlinie des ersten Federelements 22 und eine Federkennlinie des zweiten Federelements 24 sind derart ausgelegt, dass das durch das
Aufrollmedium 14 auf die Schnecke wirkende erste Drehmoment D1 und das durch das Aufrollmedium 14 auf die Schnecke wirkende zweite Drehmoment D2 in einer Mittenstellung der mit der Schnecke drehtest verbundenen Lenkwelle 4 betragsgleich sind.
Die Federkennlinie des ersten Federelements 22 und die Federkennlinie des zweiten Federelements 24 sind identisch. Ein Additionsbetrag der durch das erste Aufrollelement 18 erzeugten ersten Federkraft F1 und der durch das zweite Aufrollelement 20 erzeugten zweiten Federkraft F2 ist in jeder Stellung der Lenkwelle 4 gleich.
Das Aufrollmedium 14 wird durch eine erste Umlenkrolle 26 von dem ersten Aufrollelement 18 zur Schnecke und von der Schnecke durch eine zweite
Umlenkrolle 28 zum zweiten Aufrollelement 20 umgelenkt. Das Aufrollmedium 14 ist entlang einer Windung 16c der Schnecke geführt.
Die Schnecke weist ferner eine in Axialrichtung abgestufte Geometrie auf. Eine radiale Abmessung der Schnecke ist an einem Mittenabschnitt 16d größer als an den axialen Endabschnitten 16a, 16b. Das Aufrollmedium ist vorzugsweise durch ein Seil, insbesondere ein Stahlseil, ausgebildet. Alternativ kann das
Aufrollmedium 14 beispielsweise durch ein Kabel bzw. ein kabelummanteltes Seil oder ein Band ausgebildet sein. Das Band kann beispielsweise ein Textilband oder ein Metallband sein.
Fig. 2 zeigt eine Längsschnittansicht der Rückstelleinrichtung für das Steer-by- Wire-Lenksystem eines Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Das Aufnahmeelement 16 ist durch die Schnecke ausgebildet. Der erste
Aufrollmechanismus weist das an dem ersten axialen Endabschnitt 16a der Schnecke angeordnete erste Aufrollelement 18 zur Aufnahme des
Aufrollmediums 14 auf. Ferner weist der zweite Aufrollmechanismus 12 das an dem zweiten axialen Endabschnitt 16b der Schnecke angeordnete zweite Aufrollelement 20 zur Aufnahme des Aufrollmediums 14 auf.
Das erste Aufrollelement 18 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet. Das Aufrollmedium 14 ist an einem Außenumfang 18a des ersten Aufrollelements 18 aufrollbar. Die Schnecke ist am ersten axialen Endabschnitt 16a durch ein an einem Innenumfang 18b des ersten Aufrollelements 18 axial befestigtes erstes Kugellager 30 gelagert.
Das zweite Aufrollelement 20 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet. Das Aufrollmedium 14 ist an einem Außenumfang 20a des zweiten Aufrollelements 20 aufrollbar. Die Schnecke ist am zweiten axialen Endabschnitt 16b durch ein an einem Innenumfang 20b des zweiten Aufrollelements 20 axial befestigtes zweites Kugellager 32 gelagert.
Das erste Federelement 22 ist durch eine Bandfeder ausgebildet. Die Bandfeder ist an einem zweiten axialen Endabschnitt 22b am ersten Aufrollelement 18 befestigt. Das erste Aufrollelement 18 ist durch ein an einem Innenumfang 2a des Gehäuses 2 axial befestigtes drittes Kugellager 34 gelagert.
Das zweite Federelement 24 ist ebenfalls durch eine Bandfeder ausgebildet. Die Bandfeder ist an einem ersten axialen Endabschnitt 24a am Gehäuse 2 und an einem zweiten axialen Endabschnitt 24b am zweiten Aufrollelement 20 befestigt. Das zweite Aufrollelement 20 ist durch ein am Innenumfang 2a des Gehäuses 2 axial befestigtes viertes Kugellager 36 gelagert.
Fig. 3a zeigt eine schematische Darstellung eines Teilabschnitts der
Rückstelleinrichtung für das Steer-by-Wire-Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Das erste Aufrollelement 18 weist an einer der Schnecke zugewandten Seite 18c eine erste ringförmige Nut 18d auf. In die erste ringförmige Nut 18d ist ein zum ersten Aufrollelement 18 drehfestes erstes Ringelement 38 eingesetzt. Das erste Ringelement 38 weist einen ersten Vorsprung 38a und einen zweiten Vorsprung 38b auf. Der erste Vorsprung 38a und der zweite Vorsprung 38b sind dazu ausgebildet, an einem (in Fig. 3a nicht dargestellten) gehäusefesten ersten Vorsprung anzuschlagen. Fig. 3b zeigt eine schematische Darstellung eines Teilabschnitts der
Rückstelleinrichtung für das Steer-by-Wire-Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Das zweite Aufrollelement 20 weist an einer der Schnecke zugewandten Seite 20c eine zweite ringförmige Nut 20d auf. In die zweite ringförmige Nut 20d ist ein zum zweiten Aufrollelement 20 drehfestes zweites Ringelement 40 eingesetzt. das zweite Ringelement 40 weist einen ersten Vorsprung 40a und einen zweiten Vorsprung 40b auf. Der erste Vorsprung 40a und der zweite Vorsprung 40b sind dazu ausgebildet, an einem (in Fig. 3b nicht gezeigten) gehäusefesten zweiten Vorsprung anzuschlagen.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung der Rückstelleinrichtung für das Steer-by-Wire-Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung.
Das Gehäuse 2 weist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung ausgebildeten Öffnungen auf. Der gehäusefeste erste Vorsprung 2b ist derart angeordnet, dass der erste Vorsprung 38a des in die ringförmige Nut des Aufrollelements 18 am gehäusefesten ersten Vorsprung 2b anschlagen kann.
Ferner ist die Befestigung der jeweiligen Endabschnitte des zweiten
Federelements 24 dargestellt. Der erste axiale Endabschnitt 24a des zweiten Federelements 24 ist am Gehäuse 2 befestigt. Der zweite axiale Endabschnitt 24b des zweiten Federelements ist am zweiten Aufrollelement 20 befestigt.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Steer-by-Wire-Lenksystems für ein Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Das Steer-by-Wire-Lenksystem für das Kraftfahrzeug weist die
Rückstelleinrichtung 1 auf. Ferner weist das Steer-by-Wire-Lenksystem eine mit der Lenkwelle 4 verbundene elektrische Maschine 42 auf. Die elektrische Maschine 42 ist dazu ausgebildet, ein fahrsituationsabhängiges Lenkmoment zu erzeugen. Darüber hinaus weist das Steer-by-Wire-Lenksystem eine Sensoreinheit 44 zum Erfassen einer Stellung eines mit der Lenkwelle 4 verbundenen Lenkrads 46 auf.
Ferner weist das Steer-by-Wire-Lenksystem eine mit der Lenkwelle 4
verbundene Fliehkraftbremse 48 auf. Die Fliehkraftbremse 48 ist dazu ausgebildet, eine Drehgeschwindigkeit des Lenkrads 46 zu verzögern.
Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht des Steer-by-Wire-Lenksystems für das
Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Die Fliehkraftbremse 48 ist in der vorliegenden Darstellung auf der zur elektrischen Maschine 42 benachbarten Seite der Rückstelleinrichtung 1 angeordnet. Die Fliehkraftbremse 48 weist ein ringförmiges Gehäuse 52 auf, welches mit dem Gehäuse 2 der Rückstelleinrichtung 1 fest verbunden ist.
Fig. 7 zeigt eine Längsschnittansicht einer Fliehkraftbremse des Steer-by-Wire- Lenksystems für das Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Die Fliehkraftbremse 48 weist ein mit der Lenkwelle 4 drehfest verbundenes Mittenelement 50, ein ringförmiges Gehäuse 52, einen ersten Bremsschuh 54 und einen zweiten Bremsschuh 56 auf.
Der erste Bremsschuh 54 und der zweite Bremsschuh 56 sind zwischen dem Mittenelement 50 und dem ringförmigen Gehäuse 2 angeordnet. Der erste Bremsschuh 54 und der zweite Bremsschuh 56 sind dazu ausgebildet, in
Abhängigkeit einer Drehgeschwindigkeit der Lenkwelle 4 eine vorgegebene Anpresskraft auf das feststehende Gehäuse 2 auszuüben.

Claims

Ansprüche
1. Rückstelleinrichtung (1) für ein Steer-by-Wire-Lenksystem eines
Kraftfahrzeugs, mit einem in einem Gehäuse (2) angeordneten ersten Aufrollmechanismus (10);
mit einem in dem Gehäuse (2) angeordneten zweiten Aufrollmechanismus
(12);
mit einem zwischen dem ersten Aufrollmechanismus (10) und dem zweiten Aufrollmechanismus (12) unter Vorspannung gehaltenen Aufrollmedium (14); und
mit einem mit einer Lenkwelle (4) drehfest verbundenen Aufnahmeelement (16), um welches das Aufrollmedium (14) geführt ist, wobei ein durch den ersten Aufrollmechanismus (10) auf das Aufnahmeelement (16) in einer ersten Drehrichtung (R1) wirkende erste Drehmoment (D1) und ein durch den zweiten Aufrollmechanismus (12) auf das Aufnahmeelement (16) in einer zweiten Drehrichtung (R2) wirkende zweite Drehmoment (D2) in einer Mittenstellung der Lenkwelle (4) betragsgleich sind.
2. Rückstelleinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (16) durch eine Schnecke ausgebildet ist, wobei der erste Aufrollmechanismus (10) ein an einem ersten axialen Endabschnitt (16a) der Schnecke angeordnetes erstes Aufrollelement (18) zur Aufnahme des Aufrollmediums (14) aufweist, und wobei der zweite Aufrollmechanismus (12) ein an einem zweiten axialen Endabschnitt (16b) der Schnecke angeordnetes zweites Aufrollelement (20) zur Aufnahme des Aufrollmediums (14) aufweist.
3. Rückstelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufrollmedium (14) an einem ersten axialen Endabschnitt (14a) am ersten Aufrollelement (18) befestigt und an einem zweiten axialen Endabschnitt (14b) am zweiten Aufrollelement (20) befestigt ist, und wobei das Aufrollmedium (14) vom ersten Aufrollelement (18) über die Schnecke zum zweiten Aufrollelement (20) geführt ist.
4. Rückstelleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Aufrollmechanismus (10) ein erstes Federelement (22) aufweist, welches das erste Aufrollelement (18) zum Vorspannen des Aufrollmediums (14) mit einer ersten Federkraft (F1) beaufschlagt, wobei das vorgespannte Aufrollmedium (14) die Schnecke mit dem ersten Drehmoment (D1) in der ersten Drehrichtung (R1) beaufschlagt.
5. Rückstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass der zweite Aufrollmechanismus (12) ein zweites Federelement (24) aufweist, welches das zweite Aufrollelement (20) zum Vorspannen des Aufrollmediums (14) mit einer zweiten Federkraft (F2) beaufschlagt, wobei das vorgespannte Aufrollmedium (14) die Schnecke mit dem zweiten Drehmoment (D2) in der zweiten Drehrichtung (R2)
beaufschlagt.
6. Rückstelleinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federkennlinie des ersten Federelements (22) und eine Federkennlinie des zweiten Federelements (24) derart ausgelegt sind, dass das durch das Aufrollmedium (14) auf die Schnecke wirkende erste Drehmoment (D1) und das durch das Aufrollmedium (14) auf die Schnecke wirkende zweite Drehmoment (D2) in einer Mittenstellung der mit der Schnecke drehfest verbundenen Lenkwelle (4) betragsgleich sind.
7. Rückstelleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkennlinie des ersten Federelements (22) und die Federkennlinie des zweiten Federelements (24) identisch sind, wobei ein Additionsbetrag der durch das erste Aufrollelement (18) erzeugten ersten Federkraft (F1) und der durch das zweite Aufrollelement (20) erzeugten zweiten Federkraft (F2) in jeder Stellung der Lenkwelle (4) gleich ist.
8. Rückstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass das Aufrollmedium (14) durch eine erste Umlenkrolle (26) von dem ersten Aufrollelement (18) zur Schnecke und von der
Schnecke durch eine zweite Umlenkrolle (28) zum zweiten Aufrollelement (20) umgelenkt wird, und wobei das Aufrollmedium (14) entlang einer Windung (16c) der Schnecke geführt ist.
9. Rückstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass das erste Aufrollelement (18) im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist, wobei das Aufrollmedium (14) an einem
Außenumfang (18a) des ersten Aufrollelements (18) aufrollbar ist, wobei die Schnecke am ersten axialen Endabschnitt (16a) durch ein an einem Innenumfang (18b) des ersten Aufrollelements (18) axial befestigtes erstes Kugellager (30) gelagert ist, und wobei das zweite Aufrollelement (20) im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist, wobei das Aufrollmedium (14) an einem Außenumfang (20a) des zweiten Aufrollelements (20) aufrollbar ist, und wobei die Schnecke am zweiten axialen Endabschnitt (16b) durch ein an einem Innenumfang (20b) des zweiten Aufrollelements (20) axial befestigtes zweites Kugellager (32) gelagert ist.
10. Rückstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass das erste Federelement (22) durch eine Bandfeder ausgebildet ist, welche an einem ersten axialen Endabschnitt (22a) am Gehäuse (2) und an einem zweiten axialen Endabschnitt (22b) am ersten Aufrollelement (18) befestigt ist, wobei das erste Aufrollelement (18) durch ein an einem Innenumfang (2a) des Gehäuses (2) axial befestigtes drittes Kugellager (34) gelagert ist, und wobei das zweite Federelement (24) durch eine Bandfeder ausgebildet ist, welche an einem ersten axialen
Endabschnitt (24a) am Gehäuse (2) und an einem zweiten axialen
Endabschnitt (24b) am zweiten Aufrollelement (20) befestigt ist, und wobei das zweite Aufrollelement (20) durch ein am Innenumfang (2a) des
Gehäuses (2) axial befestigtes viertes Kugellager (36) gelagert ist.
11. Rückstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass das erste Aufrollelement (18) an einer der Schnecke zugewandten Seite (18c) eine erste ringförmige Nut (18d) aufweist, in welche ein zum ersten Aufrollelement (18) drehfestes erstes Ringelement (38) eingesetzt ist, das zumindest einen ersten Vorsprung (38a) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, an einem gehäusefesten ersten Vorsprung (2b) anzuschlagen, und wobei das zweite Aufrollelement (20) an einer der Schnecke zugewandten Seite (20c) eine zweite ringförmige Nut (20d) aufweist, in welche ein zum zweiten Aufrollelement (20) drehfestes zweites Ringelement (40) eingesetzt ist, das zumindest einen ersten Vorsprung (40a) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, an einem gehäusefesten zweiten Vorsprung (2c) anzuschlagen.
12. Rückstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11 , dadurch
gekennzeichnet, dass die Schnecke eine in Axialrichtung abgestufte
Geometrie aufweist, wobei eine radiale Abmessung der Schnecke an einem Mittenabschnitt (16d) größer als an den axialen Endabschnitten (16a, 16b) ist, und wobei das Aufrollmedium (14) durch ein Seil, insbesondere ein Stahlseil, ein Kabel oder ein Band ausgebildet ist.
13. Steer-by-Wire-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer
Rückstelleinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12;
mit einer mit der Lenkwelle (4) verbundenen elektrischen Maschine (42), welche dazu ausgebildet ist, ein fahrsituationsabhängiges Lenkmoment zu erzeugen;
mit einer Sensoreinheit (44) zum Erfassen einer Stellung eines mit der Lenkwelle (4) verbundenen Lenkrads (46); und
mit einer mit der Lenkwelle (4) verbundenen Fliehkraftbremse (48), welche dazu ausgebildet ist, eine Drehgeschwindigkeit des Lenkrads (46) zu verzögern.
14. Steer-by-Wire-Lenksystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehkraftbremse (48) zwischen der elektrischen Maschine (42) und der Rückstelleinrichtung (1) angeordnet ist, wobei die Fliehkraftbremse (48) ein mit der Lenkwelle (4) drehfest verbundenes Mittenelement (50), ein ringförmiges Gehäuse (52), einen ersten Bremsschuh (54) und einen zweiten Bremsschuh (56) aufweist, wobei der erste Bremsschuh (54) und der zweite Bremsschuh (56) zwischen dem Mittenelement (50) und dem ringförmigen Gehäuse (2) angeordnet sind, wobei der erste Bremsschuh (54) und der zweite Bremsschuh (56) dazu ausgebildet sind, in Abhängigkeit einer Drehgeschwindigkeit der Lenkwelle (4) eine vorgegebene Anpresskraft auf das feststehende Gehäuse (2) auszuüben.
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