[go: up one dir, main page]

DE102023100304B4 - Actuator device for an electromechanical steering arrangement - Google Patents

Actuator device for an electromechanical steering arrangement Download PDF

Info

Publication number
DE102023100304B4
DE102023100304B4 DE102023100304.6A DE102023100304A DE102023100304B4 DE 102023100304 B4 DE102023100304 B4 DE 102023100304B4 DE 102023100304 A DE102023100304 A DE 102023100304A DE 102023100304 B4 DE102023100304 B4 DE 102023100304B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spindle
threaded nut
threaded
drive
actuator device
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.)
Active
Application number
DE102023100304.6A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102023100304A1 (en
Inventor
Manfred Kraus
Benjamin WUEBBOLT-GORBATENKO
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.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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 Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102023100304.6A priority Critical patent/DE102023100304B4/en
Priority to PCT/DE2023/100910 priority patent/WO2024149419A1/en
Publication of DE102023100304A1 publication Critical patent/DE102023100304A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102023100304B4 publication Critical patent/DE102023100304B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • B62D5/005Mechanical 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
    • B62D5/006Mechanical 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 power actuated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

Aktuatorvorrichtung (1) für eine elektromechanische Lenkungsanordnung eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Untersetzungsgetriebe und eine damit wirkverbundene Antriebseinheit (13), dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe zumindest einen ersten Spindeltrieb (2) aufweist, wobei der zumindest erste Spindeltrieb (2) eine axialfest angeordnete und zumindest mittelbar drehantreibbare erste Gewindemutter (4), eine axialfest angeordnete und drehantreibbare zweite Gewindemutter (5) sowie eine relativ zu den Gewindemuttern (4, 5) longitudinal verschiebliche erste Gewindespindel (8) mit einem ersten Spindelabschnitt (10) und einem drehfest dazu angeordneten zweiten Spindelabschnitt (11) aufweist, wobei der erste Spindelabschnitt (10) mit der ersten Gewindemutter (4) wirkverbunden ist und der zweite Spindelabschnitt (11) mit der zweiten Gewindemutter (5) wirkverbunden ist, und wobei eine Drehbetätigung der ersten Gewindemutter (4) die erste Gewindespindel (8) in eine longitudinale Bewegung versetzt, die wiederum eine Rotationsbewegung der zweiten Gewindemutter (5) bewirkt.

Figure DE102023100304B4_0000
Actuator device (1) for an electromechanical steering arrangement of a motor vehicle, comprising a reduction gear and a drive unit (13) operatively connected thereto, characterized in that the reduction gear has at least one first spindle drive (2), wherein the at least first spindle drive (2) has an axially fixed and at least indirectly rotationally drivable first threaded nut (4), an axially fixed and rotationally drivable second threaded nut (5) and a first threaded spindle (8) which is longitudinally displaceable relative to the threaded nuts (4, 5) and has a first spindle section (10) and a second spindle section (11) arranged in a rotationally fixed manner thereto, wherein the first spindle section (10) is operatively connected to the first threaded nut (4) and the second spindle section (11) is operatively connected to the second threaded nut (5), and wherein a rotational actuation of the first threaded nut (4) sets the first threaded spindle (8) in a longitudinal movement, which in turn sets a rotational movement of the second Threaded nut (5) causes.
Figure DE102023100304B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Aktuatorvorrichtung für eine elektromechanische Lenkungsanordnung eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung eine elektromechanische Lenkungsanordnung, die eine solche Aktuatorvorrichtung umfasst, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Lenkungsanordnung.The invention relates to an actuator device for an electromechanical steering arrangement of a motor vehicle. Furthermore, the invention relates to an electromechanical steering arrangement comprising such an actuator device, as well as to a motor vehicle having such a steering arrangement.

Bei Kraftfahrzeugen mit elektromechanischen Lenkungsanordnungen wird ein Lenkbefehl, der vom Fahrer manuell in das Lenkrad eingeleitet wurde, sensorisch erfasst und mittels eines Steuergeräts elektrisch zu einem elektromechanischen Lenkaktuator, der den Lenkbefehl mechanisch ausführt, weitergeleitet. Das Lenkrad ist dabei vom Fahrwerk mechanisch entkoppelt und die Lenkung des Kraftfahrzeugs wird elektronisch gesteuert. Solch rein elektronische Lenksysteme werden auch Steer-by-Wire-Lenksysteme genannt. Vorteilhaft daran ist, dass eine mechanische Verbindung zwischen den einzelnen Komponenten der Lenkung, beispielsweise in Form einer Lenksäule entfallen und das gesamte Lenksystem damit kompakter und insbesondere leichter ausfallen kann.In motor vehicles with electromechanical steering systems, a steering command manually initiated by the driver into the steering wheel is detected by sensors and transmitted electrically via a control unit to an electromechanical steering actuator, which executes the steering command mechanically. The steering wheel is mechanically decoupled from the chassis, and the vehicle's steering is controlled electronically. Such purely electronic steering systems are also called steer-by-wire steering systems. The advantage is that a mechanical connection between the individual steering components, such as a steering column, is eliminated, allowing the entire steering system to be more compact and, above all, lighter.

Aufgrund der mechanischen Entkopplung des Lenkrades vom Fahrwerk, steht zu einer ausgeführten Betätigung des Lenkaktuators und damit einhergehender Einstellung des Lenkwinkels der Räder zunächst keine Kraft-Rückmeldung am Lenkrad bereit, die jedoch grundsätzlich wünschenswert ist. Durch die fehlende haptische Rückmeldung ist es für den Fahrer erschwert aktuelle Fahrsituationen sicher zu erfassen und angemessene Lenkmanöver durchzuführen, wodurch die Fahrzeuglenkbarkeit und damit die Fahrsicherheit beeinträchtigt werden.Due to the mechanical decoupling of the steering wheel from the chassis, no force feedback is initially available on the steering wheel when the steering actuator is operated and the steering angle of the wheels is adjusted, although this is generally desirable. The lack of haptic feedback makes it difficult for the driver to reliably assess current driving situations and perform appropriate steering maneuvers, which impairs vehicle steerability and thus driving safety.

Um auch bei einem mechanisch vom Lenkrad entkoppelten Stellmodul eine Kraft-Rückmeldung oder ein Rückstellmoment, auch Force-Feedback genannt, zu erzielen, ist ein Force-Feedback-Aktuator vorgesehen, der derart ausgebildet ist, dass eine fahrsituationsabhängige Kraftrückkopplung bzw. das Rückstellmoment an der Lenkwelle oder direkt am Lenkrad erzeugt wird, die die haptische Kraft-Rückmeldung für den Fahrer liefert. Anders gesagt wird für den Fahrer ein bekanntes Lenkgefühl durch eine Einstellung eines Rückstellmoments am Lenkrad nachgebildet.To achieve force feedback or restoring torque, also known as force feedback, even with an actuator module that is mechanically decoupled from the steering wheel, a force feedback actuator is provided. This actuator is designed to generate a driving-situation-dependent force feedback or restoring torque on the steering shaft or directly on the steering wheel, providing haptic force feedback for the driver. In other words, a familiar steering feel is replicated for the driver by adjusting a restoring torque on the steering wheel.

Die DE 10 103 667 A1 offenbart einen Aktuator für eine Steer-By-Wire-Lenkanlage eines Fahrzeugs. Die Lenkanlage umfasst eine Abtriebswelle, einen elektrischen Antrieb sowie ein Untersetzungsgetriebe zwischen dem elektrischen Antrieb und der Abtriebswelle. Der elektrische Antrieb weist dabei mindestens zwei Elektromotoren auf.The DE 10 103 667 A1 discloses an actuator for a steer-by-wire steering system of a vehicle. The steering system comprises an output shaft, an electric drive, and a reduction gear between the electric drive and the output shaft. The electric drive has at least two electric motors.

DE 10 2009 028 568 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Blockierung eines linearen Stellantriebs, die eine von einem Motor angetriebene nicht selbsthemmende Bewegungsschraube umfasst, deren Spindel den Hauptabtrieb bildet. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie zusätzlich eine selbsthemmende Bewegungsschraube enthält, deren Spindel oder Mutter über ein Getriebe mit dem Motor verbunden ist, entweder dauerhaft oder über eine schaltbare, im stromlosen Zustand offene Kupplung. Ein besonderes Merkmal ist, dass das nicht mit dem Motor verbundene Bauteil der selbsthemmenden Bewegungsschraube einen Anschlag für die Spindel bildet, der entsprechend der gezielten axialen Verschiebung der Spindel bei gleichzeitiger Selbsthemmung axial verstellt wird. DE 10 2009 028 568 A1 discloses a device for locking a linear actuator, comprising a motor-driven, non-self-locking actuator screw, the spindle of which forms the main output. The device is characterized in that it additionally contains a self-locking actuator screw, the spindle or nut of which is connected to the motor via a gear, either permanently or via a switchable coupling that is open when de-energized. A special feature is that the component of the self-locking actuator screw that is not connected to the motor forms a stop for the spindle, which is axially adjusted according to the targeted axial displacement of the spindle while simultaneously being self-locked.

DE 10 2018 111 035 A1 offenbart einen Kugelgewindetrieb mit Rechts-LinksGewinde, der eine Spindel mit einer Linksgewindenut und einer Rechtsgewindenut umfasst. Die Spindel ist in einer ersten Mutter mit einer Durchgangsöffnung aufgenommen, wobei die Innenseite der ersten Mutter eine Gewindenut aufweist, die zusammen mit der Linksgewindenut der Spindel einen ersten Spiralkanal bildet. Dieser erste Spiralkanal ist Teil einer geschlossenen ersten Kugel-Umlaufbahn, die der ersten Mutter zugeordnet ist. Zusätzlich ist eine zweite Mutter vorgesehen, die ebenfalls eine Durchgangsöffnung und eine Gewindenut aufweist, die zusammen mit der Rechtsgewindenut der Spindel einen zweiten Spiralkanal bildet, welcher Teil einer geschlossenen zweiten Kugel-Umlaufbahn ist. Die Spindel weist einen Überlappungsbereich auf, in dem die Links- und Rechtsgewindenut überlappen. DE 10 2018 111 035 A1 discloses a ball screw with a right-to-left thread, comprising a spindle with a left-hand thread groove and a right-hand thread groove. The spindle is received in a first nut with a through-opening, wherein the inner side of the first nut has a thread groove which, together with the left-hand thread groove of the spindle, forms a first spiral channel. This first spiral channel is part of a closed first ball orbit associated with the first nut. In addition, a second nut is provided, which also has a through-opening and a thread groove which, together with the right-hand thread groove of the spindle, forms a second spiral channel, which is part of a closed second ball orbit. The spindle has an overlap region in which the left-hand and right-hand thread grooves overlap.

DE 10 2013 212 209 B3 offenbart einen Aktuator, der ein erstes und ein zweites Anlageelement umfasst, wobei eine Verstellvorrichtung vorgesehen ist, um das zweite Anlageelement relativ zum ersten in eine translatorische Verschieberichtung zu bewegen. Die Verstellvorrichtung beinhaltet ein zwischen den beiden Anlageelementen angeordnetes Trägerelement, einen Antriebsmotor sowie zwei drehbar gelagerte Spindelmuttern, die vom Antriebsmotor angetrieben werden. Weiterhin sind zwei Endschalter vorgesehen, die den Verschiebeweg zwischen den Anlageelementen begrenzen, wobei diese Endschalter an einem Schalterträger befestigt sind, der am Trägerelement angebracht ist. DE 10 2013 212 209 B3 discloses an actuator comprising a first and a second contact element, wherein an adjustment device is provided for moving the second contact element relative to the first in a translational displacement direction. The adjustment device includes a support element arranged between the two contact elements, a drive motor, and two rotatably mounted spindle nuts driven by the drive motor. Furthermore, two limit switches are provided that limit the displacement path between the contact elements. These limit switches are attached to a switch carrier that is mounted on the support element.

DE 200 21 675 U1 offenbart eine Vorrichtung, die ein Maschinenbett und einen in aufrechter Anordnung orientierten Ständer umfasst, der sich entlang einer ersten Koordinatenachse (Z-Achse) erstreckt. Der Ständer enthält gegenläufige Gewinde, bestehend aus einem positiven Gewindeabschnitt und einem Gegengewindeabschnitt, die drehbar entlang der Z-Achse aufgenommen sind. Weiterhin beschreibt das Dokument eine Werktischanordnung, die entlang der Z-Achse hin- und herverfahrbar ist, sowie eine Werkzeughalteranordnung, die sich ebenfalls entlang der Z-Achse bewegt, jedoch in entgegengesetzter Richtung zur Werktischanordnung. DE 200 21 675 U1 discloses a device comprising a machine bed and a column oriented in an upright position and extending along a first coordinate axis (Z-axis). The column contains counter-rotating threads consisting of a positive threaded portion and a counter-threaded portion, which are rotatably mounted along the Z-axis. Furthermore, the document describes a workbench assembly, which can be moved back and forth along the Z-axis, as well as a tool holder arrangement which also moves along the Z-axis, but in the opposite direction to the work table arrangement.

DE 103 26 179 A1 offenbart eine Wälzkörpergewindevorrichtung, die eine Spindel mit einer Spindelachse sowie zwei unterschiedliche, schraubenlinienförmige Wälzkörperlaufnuten umfasst. Die Vorrichtung beinhaltet zudem eine erste und eine zweite Wälzkörpermutter, die als Gewindemuttern ausgebildet sind und unabhängig voneinander drehbar sind. Durch die abgestimmte Drehung der beiden Gewindemuttern kann die Spindel entlang ihrer Spindelachse verschoben oder um diese gedreht werden. DE 103 26 179 A1 discloses a rolling element thread device comprising a spindle with a spindle axis and two different, helical rolling element grooves. The device also includes a first and a second rolling element nut, which are designed as threaded nuts and are rotatable independently of each other. Through the coordinated rotation of the two threaded nuts, the spindle can be displaced along its spindle axis or rotated about it.

EP 0 251 884 B1 offenbart eine Steuereinrichtung zur gleichzeitigen Längsbewegung von mehreren Elementen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Diese Einrichtung umfasst eine Schraube mit mindestens zwei Gewinden unterschiedlicher Steigung, auf der sich mindestens zwei Muttern mit entsprechender Steigung bewegen. Die Gewindegänge der Schraube sind so gestaltet, dass sie ein flaches Gewindeprofil aufweisen und miteinander verflochten sind, wodurch die Gewindegänge eines Gewindes die des anderen in gleicher Richtung, aber mit unterschiedlicher Steigung kreuzen. Die äußere Oberfläche der Schraube bildet eine zylinderförmige Hülle mit konstantem Querschnitt über die gesamte Länge. EP 0 251 884 B1 discloses a control device for the simultaneous longitudinal movement of multiple elements at different speeds. This device comprises a screw with at least two threads of different pitches, on which at least two nuts with corresponding pitches move. The threads of the screw are designed to have a flat thread profile and are intertwined, whereby the threads of one thread cross those of the other in the same direction but with different pitches. The outer surface of the screw forms a cylindrical shell with a constant cross-section over its entire length.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Aktuatorvorrichtung für eine elektromechanische Lenkungsanordnung ohne Getriebespiel und mit reduzierten Drehmomentschwankungen bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Aktuatorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine elektromechanische Lenkungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.The object of the present invention is to provide an actuator device for an electromechanical steering arrangement without gear play and with reduced torque fluctuations. This object is achieved by an actuator device having the features of claim 1 and by an electromechanical steering arrangement having the features of claim 10. Preferred or advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims, the following description, and the accompanying figures.

Eine erfindungsgemäße Aktuatorvorrichtung für eine elektromechanische Lenkungsanordnung eines Kraftfahrzeugs umfasst gemäß einem ersten Erfindungsaspekt ein Untersetzungsgetriebe und einen damit wirkverbundene Antriebseinheit, wobei das Untersetzungsgetriebe zumindest einen ersten Spindeltrieb aufweist, wobei der zumindest erste Spindeltrieb eine axialfest angeordnete und zumindest mittelbar drehantreibbare erste Gewindemutter, eine axialfest angeordnete und drehantreibbare zweite Gewindemutter sowie eine relativ zu den Gewindemuttern longitudinal verschiebliche erste Gewindespindel mit einem ersten Spindelabschnitt und einem drehfest dazu angeordneten zweiten Spindelabschnitt aufweist, dass der erste Spindelabschnitt mit der ersten Gewindemutter wirkverbunden ist und der zweite Spindelabschnitt mit der zweiten Gewindemutter wirkverbunden ist, und dass eine Drehbetätigung der ersten Gewindemutter die erste Gewindespindel in eine longitudinale Bewegung versetzt, die wiederum eine Rotationsbewegung der zweiten Gewindemutter bewirkt. Die Aktuatorvorrichtung fungiert vorteilhaft als Force-Feedback-Aktuator in einem Steer-by-Wire-System.According to a first aspect of the invention, an actuator device for an electromechanical steering arrangement of a motor vehicle comprises a reduction gear and a drive unit operatively connected thereto, wherein the reduction gear has at least one first spindle drive, wherein the at least first spindle drive has an axially fixed and at least indirectly rotationally drivable first threaded nut, an axially fixed and rotationally drivable second threaded nut, and a first threaded spindle that is longitudinally displaceable relative to the threaded nuts and has a first spindle section and a second spindle section that is rotationally fixed thereto, such that the first spindle section is operatively connected to the first threaded nut and the second spindle section is operatively connected to the second threaded nut, and such that a rotational actuation of the first threaded nut sets the first threaded spindle in a longitudinal movement, which in turn causes a rotational movement of the second threaded nut. The actuator device advantageously functions as a force feedback actuator in a steer-by-wire system.

Der erste Spindeltrieb des Untersetzungsgetriebes ist zweistufig ausgebildet, wobei ein in die erste Gewindemutter eingeleitetes Drehmoment durch das Untersetzungsgetriebe mit einem bestimmten Übersetzungsverhältnis gewandelt und zum Ausgang des Untersetzungsgetriebes übertragen wird.The first spindle drive of the reduction gear is designed in two stages, whereby a torque introduced into the first threaded nut is converted by the reduction gear with a specific transmission ratio and transmitted to the output of the reduction gear.

Eine zumindest mittelbare manuelle Verdrehung der axial unverschieblichen ersten Gewindemutter um die eigene Längsachse versetzt die damit wirkverbundene erste Gewindespindel des ersten Spindeltriebs in eine Längsbewegung relativ zur ersten und zweiten Gewindemutter, wobei die erste Gewindespindel in Folge ihrer axialen Bewegung die ebenfalls axial unverschiebliche, aber drehbare angeordnete, und damit wirkverbundene zweite Gewindemutter in eine Rotationsbewegung um die eigene Längsachse versetzt.An at least indirect manual rotation of the axially immovable first threaded nut about its own longitudinal axis sets the first threaded spindle of the first spindle drive, which is operatively connected thereto, into a longitudinal movement relative to the first and second threaded nuts, wherein the first threaded spindle, as a result of its axial movement, sets the second threaded nut, which is also axially immovable but rotatably arranged and operatively connected thereto, into a rotational movement about its own longitudinal axis.

Die erste Gewindemutter ist als manuell bzw. händisch betätigbares Antriebselement der Aktuatorvorrichtung zu verstehen, über das ein Nutzer der Lenkungsanordnung ein Drehmoment in das Untersetzungsgetriebe einleiten kann. Die zweite Gewindemutter dient in diesem Fall als Abtriebselement der Aktuatorvorrichtung. In umgekehrter Richtung kann eine Antriebsleistung durch die Antriebseinheit in das Untersetzungsgetriebe eingeleitet wird, sodass in diesem Fall die erste Gewindemutter als Ausgang des Untersetzungsgetriebes fungiert, wobei der Nutzer der Lenkungsanordnung das an der ersten Gewindemutter anliegende Drehmoment haptisch als Widerstand wahrnehmen kann.The first threaded nut is to be understood as a manually operable drive element of the actuator device, via which a user of the steering assembly can introduce a torque into the reduction gear. The second threaded nut, in this case, serves as the output element of the actuator device. In the opposite direction, a drive power can be introduced into the reduction gear by the drive unit, so that in this case the first threaded nut functions as the output of the reduction gear, whereby the user of the steering assembly can haptically perceive the torque applied to the first threaded nut as resistance.

Der erste Spindeltrieb ist als Gewindetrieb ausgeführt und verfügt über einen begrenzten Hub, der mit der Anzahl der gewünschten Umdrehungen am Lenkrad bzw. an der ersten Gewindemutter korreliert. Dies erlaubt zugleich einen mechanischen Endanschlag in den ersten Spindeltrieb zu integrieren. Durch Lage des jeweiligen Endanschlages wird der Weg der Gewindespindel begrenzt. Alternativ kann der Endanschlag ein Formelement sein, welches eine axiale Beweglichkeit der ersten Gewindespindel begrenzt.The first spindle drive is designed as a screw drive and has a limited stroke that correlates with the desired number of revolutions on the steering wheel or the first threaded nut. This also allows for the integration of a mechanical end stop into the first spindle drive. The position of the respective end stop limits the travel of the threaded spindle. Alternatively, the end stop can be a shaped element that limits the axial movement of the first threaded spindle.

Die Antriebseinheit ist bevorzugt von einem Steuergerät steuerbar, um zum Beispiel in Abhängigkeit eines Lenkwinkels von lenkbaren Rädern des Fahrzeugs und/oder einer Rotationsstellung einer oder mehrerer Gewindemuttern ein Rückstellmoment zu erzeugen, um dem Anwender während der Nutzung der Lenkungsanordnung, insbesondere während eines Lenkvorganges, durch haptische Rückmeldung ein für ihn gewohntes Fahr- bzw. Lenkgefühl zu vermitteln.The drive unit is preferably controllable by a control unit, for example in order to ability of a steering angle of steerable wheels of the vehicle and/or a rotational position of one or more threaded nuts to generate a restoring moment in order to provide the user with a familiar driving or steering feeling by means of haptic feedback during use of the steering arrangement, in particular during a steering operation.

Nach einer Ausführungsform ist die Antriebseinheit über eine erste Getriebestufe mit der ersten Gewindemutter oder mit der zweiten Gewindemutter wirkverbunden. Die Antriebseinheit wirkt also entweder auf die erste Gewindemutter des ersten Spindeltriebs oder auf die zweite Gewindemutter des ersten Spindeltriebs ein. Die erste Getriebestufe kann als Umschlingungstrieb, insbesondere als Zugmitteltrieb, oder als Reibradgetriebe oder dergleichen ausgebildet sein. Die erste Getriebestufe kann ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 realisieren. Es sind aber auch davon abweichende Übersetzungsverhältnisse möglich. Demnach ist die Antriebseinheit achsparallel versetzt zu einer Längs- bzw. Rotationsachse des ersten Spindeltriebs angeordnet, wodurch eine axial kompakte Bauweise der Aktuatorvorrichtung erreicht wird.According to one embodiment, the drive unit is operatively connected to the first threaded nut or to the second threaded nut via a first gear stage. The drive unit therefore acts either on the first threaded nut of the first spindle drive or on the second threaded nut of the first spindle drive. The first gear stage can be designed as a belt drive, in particular as a traction drive, or as a friction gear or the like. The first gear stage can realize a transmission ratio of 1:1. However, different transmission ratios are also possible. Accordingly, the drive unit is arranged offset axially parallel to a longitudinal or rotational axis of the first spindle drive, thereby achieving an axially compact design of the actuator device.

Das gewünschte Über- bzw. Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes kann unterschiedlich eingestellt werden. In einem Ausführungsbeispiel weist ein Gewinde des ersten Spindelabschnitts einen ersten Steigungswinkel auf, wobei ein Gewinde des zweiten Spindelabschnitts einen zweiten Steigungswinkel aufweist, und wobei der erste und zweite Steigungswinkel ungleich sind. Die Steigungswinkel der Gewinde der Spindelabschnitte des ersten Spindeltriebs sind derart ausgelegt, dass eine geringe Verdrehung der ersten Gewindemutter in eine entsprechend übersetzte größere Verdrehung der zweiten Gewindemutter gewandelt wird.The desired increase or decrease ratio of the reduction gear can be set differently. In one embodiment, a thread of the first spindle section has a first pitch angle, while a thread of the second spindle section has a second pitch angle, and the first and second pitch angles are unequal. The pitch angles of the threads of the spindle sections of the first spindle drive are designed such that a slight rotation of the first threaded nut is converted into a correspondingly larger rotation of the second threaded nut.

Alternativ oder ergänzend weist der erste Spindelabschnitt einen kleineren Außendurchmesser auf als der zweite Spindelabschnitt, wodurch ebenfalls ein bestimmtes Über- bzw. Untersetzungsverhältnis einstellbar ist. Durch Kombination von unterschiedlichen Außendurchmessern und unterschiedlichen Steigungswinkeln an den Gewinden der Spindelabschnitte können schon mit einem zweistufigen ersten Spindeltrieb vergleichsweise hohe Untersetzungen realisiert werden.Alternatively or additionally, the first spindle section has a smaller outer diameter than the second spindle section, which also allows a specific increase or decrease ratio to be set. By combining different outer diameters and different pitch angles on the threads of the spindle sections, comparatively high reduction ratios can be achieved even with a two-stage first spindle drive.

In einer alternativen Ausführungsform weist das Untersetzungsgetriebe neben dem ersten Spindeltrieb ferner einen mit dem ersten Spindeltrieb wirkverbundenen zweiten Spindeltrieb auf, wobei der zweite Spindeltrieb eine axialfest angeordnete und zumindest mittelbar drehantreibbare dritte Gewindemutter, eine axialfest angeordnete und drehantreibbare vierte Gewindemutter sowie eine relativ zu der dritten und vierten Gewindemutter longitudinal verschiebliche zweite Gewindespindel mit einem dritten Spindelabschnitt und einem drehfest dazu angeordneten vierten Spindelabschnitt aufweist, wobei der dritte Spindelabschnitt mit der dritten Gewindemutter wirkverbunden ist und der vierte Spindelabschnitt mit der vierten Gewindemutter wirkverbunden ist, wobei die dritte Gewindemutter über eine zweite Getriebestufe mit der zweiten Gewindemutter des ersten Spindeltriebs antriebswirksam wirkverbunden ist, wobei die zweite Getriebestufe dazu ausgebildet ist, die Rotationsbewegung der zweiten Gewindemutter des ersten Spindeltriebs auf die dritte Gewindemutter des zweiten Spindeltriebs zu übertragen, wobei eine Drehbewegung der dritten Gewindemutter die zweite Gewindespindel in eine longitudinale Bewegung versetzt, die wiederum eine Rotationsbewegung der vierten Gewindemutter bewirkt.In an alternative embodiment, the reduction gear further comprises, in addition to the first spindle drive, a second spindle drive operatively connected to the first spindle drive, wherein the second spindle drive has an axially fixed and at least indirectly rotationally drivable third threaded nut, an axially fixed and rotationally drivable fourth threaded nut, and a second threaded spindle which is longitudinally displaceable relative to the third and fourth threaded nuts and has a third spindle section and a fourth spindle section arranged rotationally fixed thereto, wherein the third spindle section is operatively connected to the third threaded nut and the fourth spindle section is operatively connected to the fourth threaded nut, wherein the third threaded nut is drive-effectively connected to the second threaded nut of the first spindle drive via a second gear stage, wherein the second gear stage is designed to transmit the rotational movement of the second threaded nut of the first spindle drive to the third threaded nut of the second spindle drive, wherein a rotational movement of the third threaded nut sets the second threaded spindle into a longitudinal movement, which in turn causes a rotational movement of the fourth threaded nut.

In diesem Fall ist das Untersetzungsgetriebe vierstufig, nämlich mit einem zweistufigen ersten Spindeltrieb und einem zweitstufigen zweiten Spindeltrieb, ausgebildet, wobei die beiden Spindeltriebe in Reihe geschaltet sind. Mit dem Untersetzungsgetriebe wird ein durch den Nutzer in die erste Gewindemutter eingeleitetes Drehmoment durch das Untersetzungsgetriebe mit einem bestimmten Übersetzungsverhältnis gewandelt. Damit kann eine Übersetzungsspreizung vergrößert werden. Umgekehrt kann durch die Antriebseinheit ein Rückstellmoment über das Untersetzungsgetriebe zur ersten Gewindemutter übertragen werden.In this case, the reduction gear is designed with four stages, namely a two-stage first spindle drive and a two-stage second spindle drive, with the two spindle drives connected in series. The reduction gear converts a torque introduced by the user into the first threaded nut through the reduction gear at a specific transmission ratio. This allows the transmission ratio spread to be increased. Conversely, the drive unit can transmit a restoring torque to the first threaded nut via the reduction gear.

Die zweite Getriebestufe kann analog zur ersten Getriebestufe als Umschlingungstrieb, insbesondere als Zugmitteltrieb, oder als Reibradgetriebe oder dergleichen ausgebildet sein. Die zweite Getriebestufe kann ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 realisieren. Es sind aber auch davon abweichende Übersetzungsverhältnisse möglich. Dadurch können die beiden Spindeltriebe achsparallel versetzt zueinander angeordnet werden. Insbesondere können die beiden Spindeltriebe axial überlappend angeordnet sein, wodurch eine axial kompakte Bauweise der Aktuatorvorrichtung erreicht wird. Die zweite Getriebestufe kann auch derart ausgelegt sein, dass die Spindeltriebe koaxial und axial benachbart zueinander angeordnet sind.The second gear stage can be designed, analogously to the first gear stage, as a belt drive, in particular as a traction drive, or as a friction gear or the like. The second gear stage can achieve a gear ratio of 1:1. However, different gear ratios are also possible. This allows the two spindle drives to be arranged offset from one another, parallel to their axes. In particular, the two spindle drives can be arranged axially overlapping, thereby achieving an axially compact design of the actuator device. The second gear stage can also be designed such that the spindle drives are arranged coaxially and axially adjacent to one another.

Eine zumindest mittelbare manuelle Verdrehung der axial unverschieblichen ersten Gewindemutter um die eigene Längsachse versetzt die erste Gewindespindel des ersten Spindeltriebs in eine Längsbewegung relativ dazu, wobei die erste Gewindespindel in Folge ihrer axialen Bewegung die ebenfalls axial unverschiebliche, aber drehbare angeordnete zweite Gewindemutter in eine Rotationsbewegung um die eigene Rotationsachse versetzt. Die zweite Getriebestufe überträgt die Rotationsbewegung der zweiten Gewindemutter auf die dritte Gewindemutter, vorzugsweise in die gleiche Drehrichtung. In analoger Weise wird die zweite Gewindespindel des zweiten Spindeltriebs durch die Rotation der damit wirkverbundenen dritten Gewindemutter in eine Längsbewegung relativ zur dritten und vierten Gewindemutter versetzt, wobei die zweite Gewindespindel in Folge ihrer axialen Bewegung die ebenfalls axial unverschiebliche, aber drehbare angeordnete, und damit wirkverbundene vierte Gewindemutter in eine Rotationsbewegung um die eigene Längsachse versetzt.An at least indirect manual rotation of the axially immovable first threaded nut about its own longitudinal axis sets the first threaded spindle of the first spindle drive into a longitudinal movement relative thereto, whereby the first threaded spindle, as a result of its axial movement, sets the likewise axially immovable, but rotatable arranged second threaded nut into a rotational movement about its own rotational axis The second gear stage transmits the rotational movement of the second threaded nut to the third threaded nut, preferably in the same direction of rotation. Similarly, the second threaded spindle of the second spindle drive is set into a longitudinal movement relative to the third and fourth threaded nuts by the rotation of the operatively connected third threaded nut. As a result of its axial movement, the second threaded spindle sets the likewise axially immovable but rotatably arranged and operatively connected fourth threaded nut into a rotational movement about its own longitudinal axis.

In diesem Fall ist die erste Gewindemutter des ersten Spindeltriebs als manuell bzw. händisch betätigbares Antriebselement der Aktuatorvorrichtung zu verstehen, wohingegen die vierte Gewindemutter des zweiten Spindeltriebs in diesem Fall als Abtriebselement der Aktuatorvorrichtung dient.In this case, the first threaded nut of the first spindle drive is to be understood as a manually operable drive element of the actuator device, whereas the fourth threaded nut of the second spindle drive in this case serves as the output element of the actuator device.

Vorzugsweise weist ein Gewinde des dritten Spindelabschnitts einen dritten Steigungswinkel auf, wobei ein Gewinde des vierten Spindelabschnitts einen vierten Steigungswinkel aufweist, wobei der dritte und vierte Steigungswinkel ungleich sind. Die Gewinde sind bevorzugt Außengewinde. Die Steigungswinkel der Gewinde der Spindelabschnitte des ersten und zweiten Spindeltriebs sind derart ausgelegt, dass eine geringe Verdrehung der ersten Gewindemutter in eine entsprechend übersetzte größere Verdrehung der vierten Gewindemutter umgewandelt wird.Preferably, a thread of the third spindle section has a third pitch angle, while a thread of the fourth spindle section has a fourth pitch angle, wherein the third and fourth pitch angles are unequal. The threads are preferably external threads. The pitch angles of the threads of the spindle sections of the first and second spindle drive are designed such that a slight rotation of the first threaded nut is converted into a correspondingly larger rotation of the fourth threaded nut.

Alternativ oder ergänzend weist der dritte Spindelabschnitt einen kleineren Außendurchmesser auf als der vierte Spindelabschnitt. Durch Kombination von unterschiedlichen Außendurchmessern und unterschiedlichen Steigungswinkeln an den Gewinden der Spindelabschnitte kann mit den beiden jeweils zweistufigen Spindeltrieben das Untersetzungsverhältnis im Vergleich zu ersten Ausführungsbeispiel mit nur einem Spindeltrieb weiter gesteigert werden.Alternatively or additionally, the third spindle section has a smaller outer diameter than the fourth spindle section. By combining different outer diameters and different pitch angles on the threads of the spindle sections, the reduction ratio can be further increased with the two two-stage spindle drives compared to the first embodiment with only one spindle drive.

Vorzugsweise ist die Antriebseinheit über eine dritte Getriebestufe mit der ersten, zweiten, dritten oder vierten Gewindemutter wirkverbunden. Die dritte Getriebestufe kann ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 realisieren. Es sind aber auch davon abweichende Übersetzungsverhältnisse möglich. Die dritte Getriebestufe kann als Umschlingungstrieb, insbesondere als Zugmitteltrieb, oder als Reibradgetriebe oder dergleichen ausgebildet sein. Demnach ist die Antriebseinheit achsparallel versetzt zu einer Längs- bzw. Rotationsachse des ersten und/oder zweiten Spindeltriebs angeordnet, wodurch eine axial kompakte Bauweise der Aktuatorvorrichtung erreicht wird.Preferably, the drive unit is operatively connected to the first, second, third, or fourth threaded nut via a third gear stage. The third gear stage can achieve a gear ratio of 1:1. However, other gear ratios are also possible. The third gear stage can be designed as a belt drive, in particular as a traction drive, or as a friction gear or the like. Accordingly, the drive unit is arranged axially parallel and offset to a longitudinal or rotational axis of the first and/or second spindle drive, thereby achieving an axially compact design of the actuator device.

Prinzipiell gilt für alle Ausführungsbeispiele, dass die Antriebseinheit an einer beliebigen Stelle im Leistungsfluss des Untersetzungsgetriebes angebunden sein kann. Die Antriebseinheit kann jedoch kompakter und/oder mit geringerer Leistungsfähigkeit ausgelegt werden, wenn zur Übertragung des Rückstellmoments das Übersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes ausgenutzt wird. Für die Ausführungsalternative mit genau einem ersten Spindeltrieb bedeutet dies, dass die Antriebseinheit vorteilhaft an der zweiten Gewindemutter angebunden ist. Für die Ausführungsalternative mit zwei miteinander wirkverbundenen Spindeltrieben bedeutet das, dass die Antriebseinheit vorteilhaft an der dritten Gewindemutter, bevorzugt an der vierten Gewindemutter, antriebswirksam angebunden ist.In principle, for all embodiments, the drive unit can be connected at any point in the power flow of the reduction gear. However, the drive unit can be designed to be more compact and/or with lower performance if the gear ratio of the reduction gear is utilized to transmit the restoring torque. For the design alternative with exactly one first spindle drive, this means that the drive unit is advantageously connected to the second threaded nut. For the design alternative with two operatively connected spindle drives, this means that the drive unit is advantageously connected to the third threaded nut, preferably to the fourth threaded nut.

Vorzugsweise ist die erste Gewindemutter drehfest mit einem drehbar gelagerten Antriebsbauteil verbunden. Das Antriebsbauteil ist insbesondere dazu ausgebildet, zumindest mittelbar händisch, also durch den Nutzer der Lenkungsanordnung, in eine Drehbewegung versetzt zu werden. Das Antriebsbauteil kann rohr- oder hülsenförmig ausgebildet sein. Das Antriebsbauteil ist bevorzugt dazu ausgebildet, zumindest mittelbar drehfest mit einem Lenkrad des Kraftfahrzeugs verbunden zu sein. Die erste Gewindemutter ist bevorzugt räumlich innerhalb des Antriebsbauteils angeordnet, vorzugsweise darin eingepresst, also zumindest kraftschlüssig angebunden.Preferably, the first threaded nut is connected in a rotationally fixed manner to a rotatably mounted drive component. The drive component is particularly designed to be set into a rotational movement at least indirectly manually, i.e., by the user of the steering arrangement. The drive component can be tubular or sleeve-shaped. The drive component is preferably designed to be connected at least indirectly in a rotationally fixed manner to a steering wheel of the motor vehicle. The first threaded nut is preferably arranged spatially within the drive component, preferably pressed therein, i.e., connected at least force-fittingly.

Bevorzugt ist die zweite, dritte und/oder vierte Gewindemutter räumlich ebenfalls innerhalb eines drehbar gelagerten Aufnahmerohres angeordnet und drehfest damit verbunden. Das Aufnahmerohr kann dazu vorgesehen oder ausgebildet sein, mit einer Getriebestufe zusammenzuwirken und die Kräfte aus der jeweiligen Gewindemutter zu übertragen. Mit einem Aufnahmerohr kann eine gleichmäßigere Kraftübertragung realisiert werden.Preferably, the second, third, and/or fourth threaded nut is also spatially arranged within a rotatably mounted receiving tube and is connected thereto in a rotationally fixed manner. The receiving tube can be provided or configured to interact with a gear stage and transmit the forces from the respective threaded nut. A receiving tube can achieve a more uniform power transmission.

Vorzugsweise ist der jeweilige Spindeltrieb als Wälztrieb, als Kugelumlauftrieb, als Planetenwälztrieb oder dergleichen ausgebildet. Falls der Spindeltrieb als Kugelumlauftrieb ausgebildet ist, sind zwischen der jeweiligen Gewindespindel und den dazugehörigen Gewindemuttern eine Vielzahl von Wälzkörpern angeordnet. In diesem Sinn ist der jeweilige Spindeltrieb bevorzugt als Kugelumlauftrieb bzw. Kugelgewindetrieb ausgebildet.Preferably, the respective spindle drive is designed as a rolling contact drive, a recirculating ball drive, a planetary rolling contact drive, or the like. If the spindle drive is designed as a recirculating ball drive, a plurality of rolling elements are arranged between the respective threaded spindle and the associated threaded nuts. In this sense, the respective spindle drive is preferably designed as a recirculating ball drive or a ball screw drive.

Mittels eines Kugelgewindetriebs lassen sich hohe Axial- und Radialkräfte übertragen. Zudem wird ein spiel- und geräuscharmer Betrieb der Aktuatorvorrichtung ermöglicht. Durch geeignete Zusortierung der Wälzkörper kann das Reibungsverhalten des jeweiligen Spindeltriebs genau eingestellt werden. Aufgrund des elastischen Verhaltens der Wälzkörper führt auch eine über die Lebensdauer einsetzende Oberflächenglättung der Wälzpartner nicht zu Geräuschen oder zu Spiel im Kugelgewindetrieb. Durch Verwendung eines Kugelgewindetriebs ohne Kugelrückführung kann zudem ein besonders hohes Maß an Laufruhe erzielt werden. Je geringer die Gewindesteigung ist, desto höher ist der Wirkungsgrad der Aktuatorvorrichtung. Alternativ ist denkbar, den Gewindetrieb als Gleitgewindetrieb, insbesondere als Trapezgewindetrieb, auszubilden.A ball screw drive can transmit high axial and radial forces. It also enables low-backlash, low-noise operation of the actuator device. By appropriately selecting the rolling elements, the friction behavior of the respective spindle drive can be precisely adjusted. Due to the elastic behavior of the rolling elements, a friction coefficient that is set over the service life also leads to The resulting surface smoothing of the rolling components prevents noise or play in the ball screw. Furthermore, using a ball screw without ball return allows for a particularly smooth running. The smaller the thread pitch, the higher the efficiency of the actuator device. Alternatively, it is conceivable to design the screw drive as a sliding screw drive, particularly as a trapezoidal screw drive.

Unter dem Begriff „wirkverbunden“ ist zu verstehen, dass zwei Getriebeelemente direkt miteinander verbunden sein können, oder dass sich zwischen zwei Getriebeelementen noch weitere Getriebeelemente befinden, beispielsweise ein oder mehrere Wellen oder Räder, insbesondere Zahn- oder Riemenräder. Unter einer Wirkverbindung ist also entweder eine unmittelbare oder eine zumindest mittelbare Verbindung zwischen zwei Elementen zu verstehen. Mithin können die beiden miteinander wirkverbundenen Elemente entweder direkt oder über weitere Elemente miteinander verbunden sein.The term "operatively connected" means that two transmission elements can be directly connected to one another, or that additional transmission elements, such as one or more shafts or wheels, in particular gears or belt pulleys, are located between two transmission elements. An operative connection is therefore understood to mean either a direct or at least an indirect connection between two elements. Thus, the two operatively connected elements can be connected either directly or via additional elements.

Denkbar ist, dass die Aktuatorvorrichtung auch drei oder mehr Spindeltriebe aufweist, wobei jeder weitere Spindeltrieb zwei Gewindemuttern und eine Gewindespindel aufweist. Die Spindeltriebe sind dabei in Reihe geschaltet, im Leistungsfluss also hintereinander angeordnet.It is also conceivable that the actuator device may also have three or more spindle drives, with each additional spindle drive having two threaded nuts and a threaded spindle. The spindle drives are connected in series, i.e., arranged one behind the other in the power flow.

Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Erfindungsaspekt eine elektromechanische Lenkungsanordnung für ein Kraftfahrzeug, die eine Aktuatorvorrichtung gemäß den vorherigen Ausführungen umfasst. Es ist denkbar, die Aktuatorvorrichtung in der am Lenkrad angeordneten Lenksäule bzw. Lenkwelle einzusetzen oder innerhalb des Lenkrades anzuordnen. Die erste Gewindemutter kann direkt oder über eine Welle mit dem Lenkrad verbunden sein.According to a further aspect, the invention relates to an electromechanical steering arrangement for a motor vehicle, which comprises an actuator device according to the preceding embodiments. It is conceivable to use the actuator device in the steering column or steering shaft arranged on the steering wheel, or to arrange it within the steering wheel. The first threaded nut can be connected to the steering wheel directly or via a shaft.

Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Erfindungsaspekt ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, ein Nutzfahrzeug oder einen Lastkraftwagen, umfassend eine solche elektromechanische Lenkungsanordnung.According to a further aspect of the invention, the invention relates to a motor vehicle, in particular a passenger car, a commercial vehicle or a truck, comprising such an electromechanical steering arrangement.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiden Figuren näher dargestellt. Es zeigen

  • 1 eine vereinfachte schematische Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Aktuatorvorrichtung für eine elektromechanische Lenkungsanordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform, und
  • 2 eine vereinfachte schematische Längsschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Aktuatorvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Further measures improving the invention are described in more detail below together with the description of two preferred embodiments of the invention with reference to the two figures.
  • 1 a simplified schematic longitudinal sectional view of an actuator device according to the invention for an electromechanical steering arrangement of a motor vehicle according to a first embodiment, and
  • 2 a simplified schematic longitudinal sectional view of the actuator device according to the invention according to a second embodiment.

Gemäß den 1 und 2 sind zwei unterschiedliche Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Aktuatorvorrichtung 1 für eine - hier nicht näher dargestellte - elektromechanische Lenkungsanordnung eines Kraftfahrzeugs gezeigt.According to the 1 and 2 Two different embodiments of an actuator device 1 according to the invention for an electromechanical steering arrangement of a motor vehicle (not shown in detail here) are shown.

Nach 1 umfasst die Aktuatorvorrichtung 1 ein als erster Spindeltrieb 2 ausgebildetes Untersetzungsgetriebe und eine damit wirkverbundene Antriebseinheit 13. Die Antriebseinheit 13 ist ein Elektromotor, umfassend einen - hier nicht gezeigten - und gehäusefest angeordneten Stator sowie einen - hier ebenfalls nicht gezeigten - drehbar zum Stator angeordneten Rotor. Durch Bestromung und Steuerung des Stators wird der Rotor in eine Drehbewegung versetzt, so dass ein Drehmoment auf das Untersetzungsgetriebe übertragen werden kann. Die Antriebseinheit 13 ist durch ein - hier nicht gezeigtes - Steuergerät steuerbar.After 1 The actuator device 1 comprises a reduction gear configured as a first spindle drive 2 and a drive unit 13 operatively connected thereto. The drive unit 13 is an electric motor comprising a stator (not shown here) fixed to the housing and a rotor (also not shown here) rotatably arranged relative to the stator. By energizing and controlling the stator, the rotor is set in rotation, so that torque can be transmitted to the reduction gear. The drive unit 13 is controllable by a control unit (not shown here).

Der erste Spindeltrieb 2 ist zweistufig ausgebildet und weist eine axial unverschiebliche und zumindest mittelbar drehantreibbare erste Gewindemutter 4, eine axial benachbart dazu ebenfalls axial unverschiebliche und drehantreibbare zweite Gewindemutter 5 sowie eine relativ zu den Gewindemuttern 4, 5 longitudinal verschiebliche erste Gewindespindel 8 auf. Die erste Gewindespindel 8 weist einen ersten Spindelabschnitt 10 mit einem Außengewinde 10a und einen einteilig damit verbundenen zweiten Spindelabschnitt 11 mit einem Außengewinde 11a auf. Der erste Spindelabschnitt 10 ragt wenigstens abschnittsweise in die erste Gewindemutter 4 axial hinein, und der zweite Spindelabschnitt 11 ragt wenigstens abschnittsweise in die zweite Gewindemutter 5 axial hinein. Mithin sind die beiden Gewindemuttern 4, 5 des ersten Spindeltriebs 2 hülsenförmig ausgebildet und umschließen die erste Gewindespindel 8 radial. Der erste Spindelabschnitt 10 weist hier ferner einen kleineren Außendurchmesser auf als der zweite Spindelabschnitt 11.The first spindle drive 2 is designed in two stages and has an axially immovable and at least indirectly rotatably drivable first threaded nut 4, a second threaded nut 5 axially adjacent thereto, which is also axially immovable and rotatably drivable, and a first threaded spindle 8 that is longitudinally displaceable relative to the threaded nuts 4, 5. The first threaded spindle 8 has a first spindle section 10 with an external thread 10a and a second spindle section 11 with an external thread 11a that is integrally connected thereto. The first spindle section 10 projects axially into the first threaded nut 4 at least in sections, and the second spindle section 11 projects axially into the second threaded nut 5 at least in sections. Thus, the two threaded nuts 4, 5 of the first spindle drive 2 are sleeve-shaped and radially enclose the first threaded spindle 8. The first spindle section 10 also has a smaller outer diameter than the second spindle section 11.

Der erste Spindeltrieb 2 ist als Kugelgewindetrieb ausgebildet, wobei räumlich zwischen dem ersten Spindelabschnitt 10 der ersten Gewindespindel 8 und der ersten Gewindemutter 4 eine Vielzahl von - hier nicht gezeigten - Wälzkörpern angeordnet sind, und wobei räumlich zwischen dem zweiten Spindelabschnitt 11 der ersten Gewindespindel 8 und der zweiten Gewindemutter 5 eine Vielzahl von - hier ebenfalls nicht gezeigten - Wälzkörpern angeordnet sind.The first spindle drive 2 is designed as a ball screw drive, wherein a plurality of rolling elements - not shown here - are arranged spatially between the first spindle section 10 of the first threaded spindle 8 and the first threaded nut 4, and wherein a plurality of rolling elements - also not shown here - are arranged spatially between the second spindle section 11 of the first threaded spindle 8 and the second threaded nut 5.

Die beiden Gewindemuttern 4, 5 weisen jeweils ein zu den Außengewinden 10a, 11a der beiden Spindelabschnitte 10, 11 komplementäres Innengewinde 4a, 5a auf. Das Außengewinde 10a des ersten Spindelabschnitts 10 ist demnach zur Drehmomentübertragung mit dem Innengewinde 4a der ersten Gewindemutter 4 wirkverbunden. Das Außengewinde 11a des zweiten Spindelabschnitts 11 ist zur Drehmomentübertragung mit dem Innengewinde 5a der zweiten Gewindemutter 5 wirkverbunden. Ein Steigungswinkel des Außengewindes 10a des ersten Spindelabschnitts 10 und ein Steigungswinkel des Außengewindes 11a des zweiten Spindelabschnitts 11 sind zudem ungleich ausgeführt. Bezogen auf eine Rotationsachse A1 des ersten Spindeltriebs 2 ist der Steigungswinkel des Außengewindes 11a des zweiten Spindelabschnitts 11 größer als der Steigungswinkel des Außengewindes 10a des ersten Spindelabschnitts 10. Die unterschiedlichen Steigungswinkel sind in 1 durch jeweils drei parallele Striche am ersten bzw. zweiten Spindelabschnitt 10, 11 angedeutet. Die erste Gewindemutter 4 ist drehfest mit einem drehbar gelagerten Antriebsbauteil 19 verbunden, das beispielsweise eine Lenkwelle ist, die zumindest mittelbar drehfest mit einem - hier nicht gezeigten - Lenkrad des Kraftfahrzeugs verbunden sein kann.The two threaded nuts 4, 5 each have an internal thread 4a, 5a complementary to the external threads 10a, 11a of the two spindle sections 10, 11. The external thread 10a of the first spindle section 10 is therefore operatively connected to the internal thread 4a of the first threaded nut 4 for torque transmission. The external thread 11a of the second spindle section 11 is operatively connected to the internal thread 5a of the second threaded nut 5 for torque transmission. A pitch angle of the external thread 10a of the first spindle section 10 and a pitch angle of the external thread 11a of the second spindle section 11 are also unequal. Relative to a rotational axis A1 of the first spindle drive 2, the pitch angle of the external thread 11a of the second spindle section 11 is greater than the pitch angle of the external thread 10a of the first spindle section 10. The different pitch angles are in 1 indicated by three parallel lines on the first and second spindle sections 10, 11, respectively. The first threaded nut 4 is connected in a rotationally fixed manner to a rotatably mounted drive component 19, which is, for example, a steering shaft, which can be at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to a steering wheel of the motor vehicle (not shown here).

Bei einer manuellen Betätigung des Antriebsbauteils 19 durch den Nutzer der Lenkungsanordnung wird die erste Gewindemutter 4 in eine Drehbewegung um die Rotationsachse A1 versetzt, wobei die erste Gewindespindel 8 durch die Drehbetätigung der ersten Gewindemutter 4 in eine longitudinale bzw. axiale Bewegung entlang der Rotationsachse A1 versetzt wird. Die Längsbewegung der ersten Gewindespindel 8 bewirkt wiederum eine Rotationsbewegung der zweiten Gewindemutter 5 um die Rotationsachse A1.Upon manual actuation of the drive component 19 by the user of the steering assembly, the first threaded nut 4 is set into a rotational movement about the rotation axis A1, whereby the first threaded spindle 8 is set into a longitudinal or axial movement along the rotation axis A1 by the rotational actuation of the first threaded nut 4. The longitudinal movement of the first threaded spindle 8, in turn, causes a rotational movement of the second threaded nut 5 about the rotation axis A1.

Die Antriebseinheit 13 ist über eine als Riementrieb ausgebildete erste Getriebestufe 15 an die zweite Gewindemutter 5 angebunden. Die erste Getriebestufe 15 umfasst eine Eingangswelle 20, die zumindest mittelbar drehfest mit einer - hier nicht gezeigten - Rotorwelle der Antriebseinheit 13 verbunden ist. An der Eingangswelle 20 ist ein erstes Riemenrad 21 befestigt, das über einen ersten Riemen 23 die Antriebsleistung der Antriebseinheit 13 auf ein zweites Riemenrad 22 überträgt, das am Außenumfang 24 der zweiten Gewindemutter 5 drehfest angeordnet ist.The drive unit 13 is connected to the second threaded nut 5 via a first gear stage 15 designed as a belt drive. The first gear stage 15 comprises an input shaft 20, which is at least indirectly connected in a rotationally fixed manner to a rotor shaft (not shown here) of the drive unit 13. A first belt pulley 21 is attached to the input shaft 20. This first belt pulley transmits the drive power of the drive unit 13 via a first belt 23 to a second belt pulley 22, which is arranged in a rotationally fixed manner on the outer circumference 24 of the second threaded nut 5.

Über die Antriebseinheit 13 kann in Abhängigkeit einer aktuellen Fahrsituation des Kraftfahrzeugs ein vom Nutzer der Lenkungsanordnung spürbares Rückstellmoment erzeugt werden, so dass der Nutzer trotz der mechanischen Entkopplung des Lenkrades von den lenkbaren Rädern des Kraftfahrzeugs ein für ihn gewohntes Fahr- bzw. Lenkgefühl haptisch wahrnimmt.Depending on the current driving situation of the motor vehicle, a restoring torque perceptible by the user of the steering arrangement can be generated via the drive unit 13, so that the user haptically perceives a driving or steering feeling that is familiar to him despite the mechanical decoupling of the steering wheel from the steerable wheels of the motor vehicle.

An beiden Enden des ersten Spindeltriebs 2 ist jeweils ein Endanschlag 30a, 30b angeordnet, um einen axialen Stellweg der ersten Gewindespindel 8 zu begrenzen. Die Endanschläge 30a, 30b weisen axiale Stirnflächen auf, wobei die Gewindespindel 8 komplementär dazu ausgebildete Stirnflächen aufweist.At each end of the first spindle drive 2, an end stop 30a, 30b is arranged to limit an axial travel of the first threaded spindle 8. The end stops 30a, 30b have axial end faces, with the threaded spindle 8 having end faces complementarily formed thereto.

Das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel basiert auf dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel. Der Aufbau des ersten Spindeltriebs 2 ist mit Ausnahme der Anbindung der Antriebseinheit 13 an das Untersetzungsgetriebe identisch, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.The 2 The embodiment shown is based on the 1 The design of the first spindle drive 2 is identical with the exception of the connection of the drive unit 13 to the reduction gear, so that reference is made to the above explanations to avoid repetition.

Nach 2 weist das Untersetzungsgetriebe der Aktuatorvorrichtung 1 neben dem ersten Spindeltrieb 2 einen damit wirkverbundenen zweiten Spindeltrieb 3 auf. Der zweite Spindeltrieb 3 ist ebenfalls zweistufig ausgebildet und weist eine axial unverschiebliche und zumindest mittelbar drehantreibbare dritte Gewindemutter 6, eine axial benachbart dazu ebenfalls axial unverschiebliche und drehantreibbare vierte Gewindemutter 7 sowie eine relativ zu den Gewindemuttern 6, 7 longitudinal verschiebliche zweite Gewindespindel 9 auf. Die zweite Gewindespindel 9 weist einen dritten Spindelabschnitt 12 mit einem Außengewinde 12a und einen einteilig damit verbundenen vierten Spindelabschnitt 14 mit einem Außengewinde 14a auf. Der dritte Spindelabschnitt 12 ragt wenigstens abschnittsweise in die dritte Gewindemutter 6 axial hinein, und der vierte Spindelabschnitt 14 ragt wenigstens abschnittsweise in die vierte Gewindemutter 7 axial hinein. Mithin sind die beiden Gewindemuttern 6, 7 des zweiten Spindeltriebs 3 hülsenförmig ausgebildet und umschließen die zweite Gewindespindel 9 radial. Der dritte Spindelabschnitt 12 weist hier ferner einen kleineren Außendurchmesser auf als der vierte Spindelabschnitt 14.After 2 The reduction gear of the actuator device 1 has, in addition to the first spindle drive 2, a second spindle drive 3 operatively connected thereto. The second spindle drive 3 is also designed in two stages and has an axially immovable and at least indirectly rotationally drivable third threaded nut 6, a fourth threaded nut 7 axially adjacent thereto, which is also axially immovable and rotationally drivable, and a second threaded spindle 9 which is longitudinally displaceable relative to the threaded nuts 6, 7. The second threaded spindle 9 has a third spindle section 12 with an external thread 12a and a fourth spindle section 14 with an external thread 14a which is connected in one piece thereto. The third spindle section 12 projects axially into the third threaded nut 6 at least in sections, and the fourth spindle section 14 projects axially into the fourth threaded nut 7 at least in sections. Thus, the two threaded nuts 6, 7 of the second spindle drive 3 are sleeve-shaped and radially enclose the second threaded spindle 9. The third spindle section 12 also has a smaller outer diameter than the fourth spindle section 14.

Zur Vereinfachung der Fertigung des Untersetzungsgetriebes können die erste und dritte Gewindemutter 4, 6 sowie die zweite und vierte Gewindemutter 5, 7 jeweils identisch ausgebildet sein. Ebenso können die beiden Gewindespindeln 8, 9 identisch ausgebildet sein.To simplify the production of the reduction gear, the first and third threaded nuts 4, 6 and the second and fourth threaded nuts 5, 7 can each be identically designed. Likewise, the two threaded spindles 8, 9 can be identically designed.

Der zweite Spindeltrieb 3 ist ebenfalls als Kugelgewindetrieb ausgebildet, wobei räumlich zwischen dem dritten Spindelabschnitt 12 der zweiten Gewindespindel 9 und der dritten Gewindemutter 6 eine Vielzahl von - hier nicht gezeigten - Wälzkörpern angeordnet sind, und wobei räumlich zwischen dem vierten Spindelabschnitt 14 der zweiten Gewindespindel 9 und der vierten Gewindemutter 7 eine Vielzahl von - hier ebenfalls nicht gezeigten - Wälzkörpern angeordnet sind.The second spindle drive 3 is also designed as a ball screw drive, wherein a plurality of rolling elements - not shown here - are arranged spatially between the third spindle section 12 of the second threaded spindle 9 and the third threaded nut 6, and wherein a plurality of rolling elements - also not shown here - are arranged spatially between the fourth spindle section 14 of the second threaded spindle 9 and the fourth threaded nut 7.

Die beiden Gewindemuttern 6, 7 weisen jeweils ein zu den Außengewinden 12a, 14a der beiden Spindelabschnitte 12, 14 komplementäres Innengewinde 6a, 7a auf. Das Außengewinde 12a des dritten Spindelabschnitts 12 ist demnach zur Drehmomentübertragung mit einem Innengewinde 6a der dritten Gewindemutter 6 wirkverbunden. Das Außengewinde 14a des vierten Spindelabschnitts 14 ist zur Drehmomentübertragung mit dem Innengewinde 7a der vierten Gewindemutter 7 wirkverbunden. Ein Steigungswinkel des Außengewindes 12a des dritten Spindelabschnitts 12 und ein Steigungswinkel des Außengewindes 14a des vierten Spindelabschnitts 14 sind ungleich ausgeführt. Bezogen auf eine Rotationsachse A2 des zweiten Spindeltriebs 3 ist der Steigungswinkel des Außengewindes 14a des vierten Spindelabschnitts 14 größer als der Steigungswinkel des Außengewindes 12a des dritten Spindelabschnitts 12. Die unterschiedlichen Steigungswinkel sind in 2 durch drei parallele Striche am ersten bzw. zweiten Spindelabschnitt 10, 11 sowie am dritten bzw. vierten Spindelabschnitt 12, 14 angedeutet. Die dritte Gewindemutter 6 ist räumlich innerhalb eines drehbar gelagerten Aufnahmerohres 18 aufgenommen und drehfest damit verbunden. The two threaded nuts 6, 7 each have a thread corresponding to the external threads 12a, 14a of the the spindle sections 12, 14 have complementary internal threads 6a, 7a. The external thread 12a of the third spindle section 12 is therefore operatively connected to an internal thread 6a of the third threaded nut 6 for torque transmission. The external thread 14a of the fourth spindle section 14 is operatively connected to the internal thread 7a of the fourth threaded nut 7 for torque transmission. A pitch angle of the external thread 12a of the third spindle section 12 and a pitch angle of the external thread 14a of the fourth spindle section 14 are unequal. Relative to a rotational axis A2 of the second spindle drive 3, the pitch angle of the external thread 14a of the fourth spindle section 14 is greater than the pitch angle of the external thread 12a of the third spindle section 12. The different pitch angles are in 2 indicated by three parallel lines on the first and second spindle sections 10, 11 and on the third and fourth spindle sections 12, 14. The third threaded nut 6 is spatially accommodated within a rotatably mounted receiving tube 18 and is connected thereto in a rotationally fixed manner.

Auf das Aufnahmerohr 18 kann jedoch zur Vereinfachung des Aufbaus der Lenkungsanordnung und zum Einsparen von erforderlichem Bauraum verzichtet werden.However, the receiving tube 18 can be omitted to simplify the construction of the steering arrangement and to save the required installation space.

Bei einer manuellen Betätigung des Antriebsbauteils 19 durch den Nutzer der Lenkungsanordnung wird die erste Gewindemutter 4 in eine Drehbewegung um die Rotationsachse A1 des ersten Spindeltriebs 2 versetzt, wobei die erste Gewindespindel 8 durch die Drehbetätigung der ersten Gewindemutter 4 in eine longitudinale bzw. axiale Bewegung entlang der Rotationsachse A1 versetzt wird. Die Längsbewegung der ersten Gewindespindel 8 bewirkt wiederum eine Rotationsbewegung der zweiten Gewindemutter 5 um die Rotationsachse A1.Upon manual actuation of the drive component 19 by the user of the steering assembly, the first threaded nut 4 is set into a rotational movement about the rotational axis A1 of the first spindle drive 2, wherein the first threaded spindle 8 is set into a longitudinal or axial movement along the rotational axis A1 by the rotational actuation of the first threaded nut 4. The longitudinal movement of the first threaded spindle 8, in turn, causes a rotational movement of the second threaded nut 5 about the rotational axis A1.

Die zweite Gewindemutter 5 ist über eine als Riementrieb ausgebildete zweite Getriebestufe 16 mit dem Aufnahmerohr 18 des zweiten Spindeltriebs 3 wirkverbunden. Die zweite Getriebestufe 16 umfasst ein drehfest am Außenumfang 24 der zweiten Getriebemutter 5 angeordnetes drittes Riemenrad 26, das über einen zweiten Riemen 28 eine Antriebsleistung vom ersten Spindeltrieb 2 auf den zweiten Spindeltrieb 3, hier ein am Außenumfang 25 des Aufnahmerohres 18 drehfest angeordnetes viertes Riemenrad 27, überträgt. Das vierte Riemenrad 27 kann auch direkt am Außenumfang der dritten Gewindemutter 6 drehfest angeordnet sein. Mit anderen Worten ist die zweite Getriebestufe 16 dazu ausgebildet, die Rotationsbewegung der zweiten Gewindemutter 5 des ersten Spindeltriebs 2 auf die dritte Gewindemutter 6 des zweiten Spindeltriebs 3 zu übertragen. Eine Drehbewegung der dritten Gewindemutter 6 versetzt die zweite Gewindespindel 9 in eine longitudinale Bewegung. Die Längsbewegung der zweiten Gewindespindel 9 bewirkt wiederum eine Rotationsbewegung der vierten Gewindemutter 7 um die Rotationsachse A2 des zweiten Spindeltriebs 3.The second threaded nut 5 is operatively connected to the receiving tube 18 of the second spindle drive 3 via a second gear stage 16 designed as a belt drive. The second gear stage 16 comprises a third belt pulley 26 arranged in a rotationally fixed manner on the outer circumference 24 of the second gear nut 5, which third belt pulley transmits drive power from the first spindle drive 2 to the second spindle drive 3, here a fourth belt pulley 27 arranged in a rotationally fixed manner on the outer circumference 25 of the receiving tube 18, via a second belt 28. The fourth belt pulley 27 can also be arranged in a rotationally fixed manner directly on the outer circumference of the third threaded nut 6. In other words, the second gear stage 16 is designed to transmit the rotational movement of the second threaded nut 5 of the first spindle drive 2 to the third threaded nut 6 of the second spindle drive 3. A rotational movement of the third threaded nut 6 sets the second threaded spindle 9 into a longitudinal movement. The longitudinal movement of the second threaded spindle 9 in turn causes a rotational movement of the fourth threaded nut 7 about the rotation axis A2 of the second spindle drive 3.

Die Antriebseinheit 13 ist in diesem Ausführungsbeispiel über eine als Riementrieb ausgebildete dritte Getriebestufe 17 an die vierte Gewindemutter 7 angebunden. Die dritte Getriebestufe 17 ist identisch zur ersten Getriebestufe 15 nach 1 ausgebildet, sodass für die Bauteile des Riementriebs die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Das zweite Riemenrad 22 ist hier jedoch auf einem Außenumfang 29 der vierten Gewindemutter 7 drehfest angeordnet. Die Funktionsweise der Antriebseinheit 13 ist ebenfalls identisch zu den Ausführungen bezüglich 1.In this embodiment, the drive unit 13 is connected to the fourth threaded nut 7 via a third gear stage 17 designed as a belt drive. The third gear stage 17 is identical to the first gear stage 15 according to 1 designed so that the same reference numerals are used for the components of the belt drive. However, the second belt pulley 22 is arranged in a rotationally fixed manner on an outer circumference 29 of the fourth threaded nut 7. The operation of the drive unit 13 is also identical to the explanations regarding 1 .

Selbstverständlich ist denkbar, dass das Untersetzungsgetriebe der Aktuatorvorrichtung 1 auch mehr als zwei Spindeltriebe aufweist, die in Reihe geschaltet und über entsprechende Getriebestufen miteinander wirkverbunden ist. Zudem können die Getriebestufen beliebig ausgebildet sein. Denkbar sind andere Arten von Zugmitteltrieben, beispielsweise Kettentriebe, sowie Reibradgetriebe oder dergleichen. Ferner ist denkbar, dass die erste Gewindemutter 4 und das Antriebsbauteil 19 einteilig ausgebildet sind bzw. dass die erste Gewindemutter 4 in einer Lenkwelle des Kraftfahrzeugs integriert ist.Of course, it is conceivable that the reduction gear of the actuator device 1 also has more than two spindle drives, which are connected in series and operatively connected to one another via corresponding gear stages. Furthermore, the gear stages can be designed in any desired manner. Other types of traction drives are conceivable, for example, chain drives, friction gears, or the like. Furthermore, it is conceivable that the first threaded nut 4 and the drive component 19 are formed as a single piece, or that the first threaded nut 4 is integrated into a steering shaft of the motor vehicle.

An beiden Enden des zweiten Spindeltriebs 3 ist jeweils ein Endanschlag 30a, 30b angeordnet, um einen axialen Stellweg der zweiten Gewindespindel 9 zu begrenzen. Die Endanschläge 30a, 30b weisen axiale Stirnflächen auf, wobei die zweite Gewindespindel 9 komplementär dazu ausgebildete Stirnflächen aufweist. Alternativ können die Endanschläge 30a, 30b analog zu 1 an den Enden des ersten Spindeltriebs 2 angeordnet sein.At both ends of the second spindle drive 3, an end stop 30a, 30b is arranged to limit the axial travel of the second threaded spindle 9. The end stops 30a, 30b have axial end faces, with the second threaded spindle 9 having end faces complementarily formed thereto. Alternatively, the end stops 30a, 30b can be configured analogously to 1 be arranged at the ends of the first spindle drive 2.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
AktuatorvorrichtungActuator device
22
Erster SpindeltriebFirst spindle drive
33
Zweiter SpindeltriebSecond spindle drive
44
Erste GewindemutterFirst threaded nut
4a4a
Innengewinde der ersten GewindemutterInternal thread of the first threaded nut
55
Zweite GewindemutterSecond threaded nut
5a5a
Innengewinde der zweiten GewindemutterInternal thread of the second threaded nut
66
Dritte GewindemutterThird threaded nut
6a6a
Innengewinde der dritten GewindemutterInternal thread of the third threaded nut
77
Vierte GewindemutterFourth threaded nut
7a7a
Innengewinde der vierten GewindemutterInternal thread of the fourth threaded nut
88
Erste GewindespindelFirst threaded spindle
99
Zweite GewindespindelSecond threaded spindle
1010
Erster SpindelabschnittFirst spindle section
10a10a
Gewinde bzw. Außengewinde des ersten SpindelabschnittsThread or external thread of the first spindle section
1111
Zweiter SpindelabschnittSecond spindle section
11a11a
Gewinde bzw. Außengewinde des zweiten SpindelabschnittsThread or external thread of the second spindle section
1212
Dritter SpindelabschnittThird spindle section
12a12a
Gewinde bzw. Außengewinde des dritten SpindelabschnittsThread or external thread of the third spindle section
1313
Antriebseinheitdrive unit
1414
Vierter SpindelabschnittFourth spindle section
14a14a
Gewinde bzw. Außengewinde des vierten SpindelabschnittsThread or external thread of the fourth spindle section
1515
Erste GetriebestufeFirst gear stage
1616
Zweite GetriebestufeSecond gear stage
1717
Dritte GetriebestufeThird gear stage
1818
Aufnahmerohrreceiving tube
1919
AntriebsbauteilDrive component
2020
Eingangswelleinput shaft
2121
Erstes RiemenradFirst pulley
2222
Zweites RiemenradSecond pulley
2323
Erster RiemenFirst strap
2424
Außenumfang der zweiten GewindemutterOuter circumference of the second threaded nut
2525
Außenumfang des AufnahmerohresOuter circumference of the receiving tube
2626
Drittes RiemenradThird pulley
2727
Viertes RiemenradFourth pulley
2828
Zweiter RiemenSecond belt
2929
Außenumfang der zweiten GewindemutterOuter circumference of the second threaded nut
30a, 30b30a, 30b
EndanschlagEnd stop
A1A1
Rotationsachse des ersten SpindeltriebsRotation axis of the first spindle drive
A2A2
Rotationsachse des zweiten SpindeltriebsRotation axis of the second spindle drive

Claims (10)

Aktuatorvorrichtung (1) für eine elektromechanische Lenkungsanordnung eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Untersetzungsgetriebe und eine damit wirkverbundene Antriebseinheit (13), dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe zumindest einen ersten Spindeltrieb (2) aufweist, wobei der zumindest erste Spindeltrieb (2) eine axialfest angeordnete und zumindest mittelbar drehantreibbare erste Gewindemutter (4), eine axialfest angeordnete und drehantreibbare zweite Gewindemutter (5) sowie eine relativ zu den Gewindemuttern (4, 5) longitudinal verschiebliche erste Gewindespindel (8) mit einem ersten Spindelabschnitt (10) und einem drehfest dazu angeordneten zweiten Spindelabschnitt (11) aufweist, wobei der erste Spindelabschnitt (10) mit der ersten Gewindemutter (4) wirkverbunden ist und der zweite Spindelabschnitt (11) mit der zweiten Gewindemutter (5) wirkverbunden ist, und wobei eine Drehbetätigung der ersten Gewindemutter (4) die erste Gewindespindel (8) in eine longitudinale Bewegung versetzt, die wiederum eine Rotationsbewegung der zweiten Gewindemutter (5) bewirkt.Actuator device (1) for an electromechanical steering arrangement of a motor vehicle, comprising a reduction gear and a drive unit (13) operatively connected thereto, characterized in that the reduction gear has at least one first spindle drive (2), wherein the at least first spindle drive (2) has an axially fixed and at least indirectly rotationally drivable first threaded nut (4), an axially fixed and rotationally drivable second threaded nut (5) and a first threaded spindle (8) which is longitudinally displaceable relative to the threaded nuts (4, 5) and has a first spindle section (10) and a second spindle section (11) arranged in a rotationally fixed manner thereto, wherein the first spindle section (10) is operatively connected to the first threaded nut (4) and the second spindle section (11) is operatively connected to the second threaded nut (5), and wherein a rotational actuation of the first threaded nut (4) sets the first threaded spindle (8) in a longitudinal movement, which in turn sets a rotational movement of the second Threaded nut (5) causes. Aktuatorvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gewinde (10a) des ersten Spindelabschnitts (10) einen ersten Steigungswinkel aufweist, wobei ein Gewinde (11a) des zweiten Spindelabschnitts (11) einen zweiten Steigungswinkel aufweist, wobei der erste und zweite Steigungswinkel ungleich sind.Actuator device (1) according to Claim 1 , characterized in that a thread (10a) of the first spindle section (10) has a first pitch angle, wherein a thread (11a) of the second spindle section (11) has a second pitch angle, wherein the first and second pitch angles are unequal. Aktuatorvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spindelabschnitt (10) einen kleineren Außendurchmesser aufweist als der zweite Spindelabschnitt (11).Actuator device (1) according to Claim 1 or Claim 2 , characterized in that the first spindle section (10) has a smaller outer diameter than the second spindle section (11). Aktuatorvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (13) über eine erste Getriebestufe (15) mit der ersten Gewindemutter (4) oder der zweiten Gewindemutter (5) wirkverbunden ist.Actuator device (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the drive unit (13) is operatively connected to the first threaded nut (4) or the second threaded nut (5) via a first gear stage (15). Aktuatorvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe ferner einen mit dem ersten Spindeltrieb (2) wirkverbundenen zweiten Spindeltrieb (3) aufweist, wobei der zweite Spindeltrieb (3) eine axialfest angeordnete und zumindest mittelbar drehantreibbare dritte Gewindemutter (6), eine axialfest angeordnete und drehantreibbare vierte Gewindemutter (7) sowie eine relativ zu der dritten und vierten Gewindemutter (6, 7) longitudinal verschiebliche zweite Gewindespindel (9) mit einem dritten Spindelabschnitt (12) und einem drehfest dazu angeordneten vierten Spindelabschnitt (14) aufweist, wobei der dritte Spindelabschnitt (12) mit der dritten Gewindemutter (6) wirkverbunden ist und der vierte Spindelabschnitt (14) mit der vierten Gewindemutter (7) wirkverbunden ist, wobei die dritte Gewindemutter (6) über eine zweite Getriebestufe (16) mit der zweiten Gewindemutter (5) des ersten Spindeltriebs (2) antriebswirksam wirkverbunden ist, wobei die zweite Getriebestufe (16) dazu ausgebildet ist, die Rotationsbewegung der zweiten Gewindemutter (5) des ersten Spindeltriebs (2) auf die dritte Gewindemutter (6) des zweiten Spindeltriebs (3) zu übertragen, wobei eine Drehbewegung der dritten Gewindemutter (6) die zweite Gewindespindel (9) in eine longitudinale Bewegung versetzt, die wiederum eine Rotationsbewegung der vierten Gewindemutter (7) bewirkt.Actuator device (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the reduction gear further comprises a second spindle drive (3) operatively connected to the first spindle drive (2), wherein the second spindle drive (3) comprises an axially fixed and at least indirectly rotatably drivable third threaded nut (6), an axially fixed and rotatably drivable fourth threaded nut (7) and a second threaded spindle (9) which is longitudinally displaceable relative to the third and fourth threaded nuts (6, 7) and has a third spindle section (12) and a fourth spindle section (14) arranged in a rotationally fixed manner thereto, wherein the third Spindle section (12) is operatively connected to the third threaded nut (6) and the fourth spindle section (14) is operatively connected to the fourth threaded nut (7), wherein the third threaded nut (6) is drive-effectively connected to the second threaded nut (5) of the first spindle drive (2) via a second gear stage (16), wherein the second gear stage (16) is designed to transmit the rotational movement of the second threaded nut (5) of the first spindle drive (2) to the third threaded nut (6) of the second spindle drive (3), wherein a rotational movement of the third threaded nut (6) sets the second threaded spindle (9) into a longitudinal movement, which in turn causes a rotational movement of the fourth threaded nut (7). Aktuatorvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gewinde (12a) des dritten Spindelabschnitts (12) einen dritten Steigungswinkel aufweist, wobei ein Gewinde (14a) des vierten Spindelabschnitts (14) einen vierten Steigungswinkel aufweist, wobei der dritte und vierte Steigungswinkel ungleich sind.Actuator device (1) according to Claim 5 , characterized in that a thread (12a) of the third spindle section (12) has a third pitch angle, wherein a thread (14a) of the fourth spindle section (14) has a fourth pitch angle, wherein the third and fourth pitch angles are unequal. Aktuatorvorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Spindelabschnitt (12) einen kleineren Außendurchmesser aufweist als der vierte Spindelabschnitt (14).Actuator device (1) according to Claim 5 or Claim 6 , characterized in that the third spindle section (12) has a smaller outer diameter than the fourth spindle section (14). Aktuatorvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (13) über eine dritte Getriebestufe (17) mit der ersten, zweiten, dritten oder vierten Gewindemutter (4, 5, 6, 7) wirkverbunden ist.Actuator device (1) according to one of the Claims 5 until 7 , characterized in that the drive unit (13) is operatively connected to the first, second, third or fourth threaded nut (4, 5, 6, 7) via a third gear stage (17). Aktuatorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gewindemutter (4) drehfest mit einem drehbar gelagerten Antriebsbauteil (19) verbunden ist.Actuator device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first threaded nut (4) is connected in a rotationally fixed manner to a rotatably mounted drive component (19). Elektromechanische Lenkungsanordnung, umfassend eine Aktuatorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Electromechanical steering arrangement comprising an actuator device (1) according to one of the preceding claims.
DE102023100304.6A 2023-01-09 2023-01-09 Actuator device for an electromechanical steering arrangement Active DE102023100304B4 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023100304.6A DE102023100304B4 (en) 2023-01-09 2023-01-09 Actuator device for an electromechanical steering arrangement
PCT/DE2023/100910 WO2024149419A1 (en) 2023-01-09 2023-11-23 Actuator device for an electromechanical steering assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023100304.6A DE102023100304B4 (en) 2023-01-09 2023-01-09 Actuator device for an electromechanical steering arrangement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102023100304A1 DE102023100304A1 (en) 2024-07-11
DE102023100304B4 true DE102023100304B4 (en) 2025-03-20

Family

ID=89168176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102023100304.6A Active DE102023100304B4 (en) 2023-01-09 2023-01-09 Actuator device for an electromechanical steering arrangement

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102023100304B4 (en)
WO (1) WO2024149419A1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0251884B1 (en) 1986-07-01 1990-05-09 Philippe Gallais Control device for the simultaneous translation of several elements with different speeds, and its use in the control of telescopic door wings
DD284183A5 (en) * 1989-05-24 1990-11-07 Veb Robotron-Rationalisierung Weimar,Dd ROTARY SCREW DRIVE FOR LIFTING AND TURNING MOVEMENTS
DE20021675U1 (en) 2000-12-21 2001-07-05 Chen, Hsi-Kuan, Taichung CNC machine with increased infeed speed in the X and Y directions
DE10103667A1 (en) 2001-01-27 2002-08-01 Bosch Gmbh Robert Actuator for a steer-by-wire steering system
DE10326179A1 (en) 2003-06-10 2004-12-30 Rexroth Star Gmbh Rolling body thread device has spindle with two different helical grooves and threaded nuts which when turned in matching rotation displaces or rotates spindle along its spindle axis
DE102009028568A1 (en) 2009-08-17 2011-02-24 Zf Friedrichshafen Ag Device for locking linear drive for e.g. drive train of passenger car, has stopper synchronously, axially adjusted with respect to preset axial adjustment of spindle of non self-locking drive screw during self-locking
DE102013212209B3 (en) 2013-06-26 2014-11-27 Aktiebolaget Skf actuator
DE102018111035A1 (en) 2018-05-08 2019-11-14 Hiwin Gmbh Ball screw with right-left thread

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201547198U (en) * 2009-11-18 2010-08-11 新疆特变(集团)有限公司 Retractable lead screw drive device
EP3631243B1 (en) * 2017-05-30 2021-06-30 Umbragroup S.p.A. Fault-tolerant electromechanical linear actuator
DE102022113657B3 (en) * 2022-05-31 2023-11-09 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Gear arrangement and method for operating a gear arrangement

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0251884B1 (en) 1986-07-01 1990-05-09 Philippe Gallais Control device for the simultaneous translation of several elements with different speeds, and its use in the control of telescopic door wings
DD284183A5 (en) * 1989-05-24 1990-11-07 Veb Robotron-Rationalisierung Weimar,Dd ROTARY SCREW DRIVE FOR LIFTING AND TURNING MOVEMENTS
DE20021675U1 (en) 2000-12-21 2001-07-05 Chen, Hsi-Kuan, Taichung CNC machine with increased infeed speed in the X and Y directions
DE10103667A1 (en) 2001-01-27 2002-08-01 Bosch Gmbh Robert Actuator for a steer-by-wire steering system
DE10326179A1 (en) 2003-06-10 2004-12-30 Rexroth Star Gmbh Rolling body thread device has spindle with two different helical grooves and threaded nuts which when turned in matching rotation displaces or rotates spindle along its spindle axis
DE102009028568A1 (en) 2009-08-17 2011-02-24 Zf Friedrichshafen Ag Device for locking linear drive for e.g. drive train of passenger car, has stopper synchronously, axially adjusted with respect to preset axial adjustment of spindle of non self-locking drive screw during self-locking
DE102013212209B3 (en) 2013-06-26 2014-11-27 Aktiebolaget Skf actuator
DE102018111035A1 (en) 2018-05-08 2019-11-14 Hiwin Gmbh Ball screw with right-left thread

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024149419A1 (en) 2024-07-18
DE102023100304A1 (en) 2024-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3853107B1 (en) Steering column and steer-by-wire steering system
DE102011003485B4 (en) Ball screw and thus equipped steering device
DE60012616T2 (en) Electrical and mechanical vehicle steering device
DE102005031036A1 (en) Separated motor vehicle stabilizer, has swiveling motor gear that includes two threaded screws with different thread pitches, where one of threaded screws makes impact on spindle nut that acts as gear output unit
DE102007039733B4 (en) Steering device with stop limit
WO1997030295A1 (en) Device for actuating a vehicle wheel brake
DE102011003562A1 (en) Ball screw and thus equipped steering device
DE102005018003A1 (en) Electric drive of a parking brake
EP2066919B1 (en) Multi-speed reduction gear
DE10357729A1 (en) Steering actuator of a "steer-by-wire system"
EP2143980A2 (en) Assembly for selecting and switching a gear in a gearbox of a vehicle
DE102023100304B4 (en) Actuator device for an electromechanical steering arrangement
DE102007000947A1 (en) Steering device for motor vehicle, has steering column and electromotor for assisted steering force, where steering column and electromotor are arranged together in parallel and coaxial manner
DE102020110631B4 (en) Adjustable stop arrangement for a steer-by-wire steering system
DE102021206732A1 (en) Drive arrangement for a vehicle
DE102018125973A1 (en) Actuator device for an electromechanical steering arrangement
DE102020203682A1 (en) Steer-by-wire suitable steering system for a motor vehicle with axial adjustability and the possibility of outputting force feedback torques
DE102018109226B3 (en) Suspension for a suspension of a motor vehicle
WO2020211987A1 (en) Steer-by-wire steering system for a motor vehicle comprising a concentric drive unit
DE102005039559B4 (en) Electromechanical transmission control
EP1514764A2 (en) Motor vehicle steering column unit
EP0989655A2 (en) Electric motor linear drive
DE102019205944B4 (en) Transmission unit for a motor vehicle steering system
DE102018115937B4 (en) Steering wheel unit for detecting a steering movement of a steering wheel for an electromechanical steering system
WO2021074189A1 (en) Steering transmission for electromechanical steering system for a vehicle and electromechanical steering system for a vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division