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DE10248695A1 - Detector of relative rotary motion in vehicle steering device has first threaded gearbox part rotatable and axially rigid relative to housing, second part rotatable relative to first, axially guided - Google Patents

Detector of relative rotary motion in vehicle steering device has first threaded gearbox part rotatable and axially rigid relative to housing, second part rotatable relative to first, axially guided Download PDF

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DE10248695A1
DE10248695A1 DE2002148695 DE10248695A DE10248695A1 DE 10248695 A1 DE10248695 A1 DE 10248695A1 DE 2002148695 DE2002148695 DE 2002148695 DE 10248695 A DE10248695 A DE 10248695A DE 10248695 A1 DE10248695 A1 DE 10248695A1
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DE
Germany
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axially displaceable
shaft
displaceable element
relative
bearing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE2002148695
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German (de)
Inventor
Wolfgang Abele
Martin Budaker
Helmut KNÖDLER
Peter Richter
Markus Heger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Original Assignee
ZF Lenksysteme GmbH
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Abstract

The device has a screw gearbox for converting shaft rotary motion into a transducer movement with a linear component. The transducer is guided as on the surface of a circular cylinder and has an associated sensor fixed to the housing. A first threaded part of the gearbox is mounted axially rigidly relative to the housing but rotatable on roller bodies and the second threaded part can turn relative to the first but is guided in the axial direction. The device has a screw gearbox (13,5) for converting shaft (4) rotary motion into a transducer (26) movement with a linear component. The transducer is guided as on the surface of a circular cylinder and has an associated sensor (21) fixed to the housing. A first threaded part of the gearbox is mounted axially rigidly relative to the housing but rotatable on roller bodies and the second threaded part can turn relative to the first but is guided in the axial direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 2.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1 or 2.

Durch die DE 38 03 344 A1 und die DE 199 35 283 A1 ist eine Einrichtung zur Messung einer Längsbewegung, insbesondere zur Bestimmung eines Lenkdrehmomentes einer Lenkung bekannt, die mit einem kontaktlosen Sensor arbeitet. In einem als Lenkgetriebegehäuse ausgebildeten Gestell, ist dabei eine als Eingangswelle einer Lenkhandhabe ausgebildete Welle drehbar eingesetzt. Auf der Welle ist ein axial verschiebbares Element in Form einer Schubhülse oder eines Ringes angeordnet.Through the DE 38 03 344 A1 and the DE 199 35 283 A1 is known a device for measuring a longitudinal movement, in particular for determining a steering torque of a steering system, which works with a contactless sensor. In a frame designed as a steering gear housing, a shaft designed as an input shaft of a steering handle is rotatably inserted. An axially displaceable element in the form of a thrust sleeve or a ring is arranged on the shaft.

Das axial verschiebbare Element ist mit Hilfe von einer die Drehbewegung der Welle in eine Längsbewegung umformenden Betrieblichen Verbindung – etwa einem Gewinde oder einer Schrägführung – mit der Welle verbunden.The axially displaceable element is with the help of a rotating movement of the shaft into a longitudinal movement forming operational connection - such as a thread or a Oblique guidance - with the shaft connected.

Eine Nachweiseinrichtung, die bei dem in der DE 199 35 283 A1 beschriebenen Gegenstand als magnetoresistiver Sensor ausgebildet ist, erfasst die Längsbewegung des axial verschiebbaren Elementes, wobei auf dem axial verschiebbaren Element ein zumindest einen Nordpol und einen Südpol aufweisender Magnet festgelegt ist.A verification facility, which in the DE 199 35 283 A1 The object described is designed as a magnetoresistive sensor, detects the longitudinal movement of the axially displaceable element, a magnet having at least one north pole and one south pole being fixed on the axially displaceable element.

Der Magnet ist als Ringmagnet ausgebildet und kann im Betrieb der Einrichtung geringfügige Taumelbewegungen durchführen, wodurch der magnetoresistive Sensor Fehlmessungen durchführt. Die Taumelbewegungen können ihre Ursache in Ungleichförmigkeiten des Magnetfeldes des Magneten oder in einer toleranzbehafteten Lagerung des Magneten auf der Welle haben.The magnet is designed as a ring magnet and can perform slight wobbling in the operation of the device, whereby the magnetoresistive sensor makes incorrect measurements. The wobble can be yours Cause in irregularities the magnetic field of the magnet or in a tolerance bearing of the magnet on the shaft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Erfassen einer relativen Drehbewegung in einer Fahrzeug-Lenkeinrichtung zu schaffen, die unempfindlich gegenüber mechanischen und magnetischen Toleranzen ist.The invention is based on the object a device for detecting a relative rotary movement in a Vehicle steering device to create the insensitive to mechanical and magnetic tolerances.

Die Aufgabe wird mit einer Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The task comes with a facility solved with the features of claim 1.

Dadurch, dass ein Teil der Nachweiseinrichtung – Sensor oder Signalgeber – an einem drehfest, aber axial verschiebbar relativ zu dem Gestell angeordneten Außenring eines Lagers festgelegt ist, wobei der Innenring des Lagers entweder mit dem axial verschiebbaren Element verbunden ist oder direkt auf der Welle als axial verschiebbares Element angeordnet ist, ist sichergestellt, dass die Nachweiseinrichtung in ihrer Messgenauigkeit nicht durch Taumeln eines ihrer Komponenten (Sensor oder Signalgeber) beeinträchtigt ist.Because part of the detection device - sensor or signal generator - on a rotatably but axially displaceable relative to the frame outer ring a bearing is set, the inner ring of the bearing either is connected to the axially displaceable element or directly on the shaft is arranged as an axially displaceable element, it is ensured that the accuracy of the detection device is not affected by Tumbling of one of its components (sensor or signal generator) is impaired.

Der Außenring des Lagers ist zu diesem Zweck vorzugsweise mit einem federnden Element, das Längendehnung erlaubt, aber torsionssteif ist, an dem Gestell angebunden. Das Lager kann als Wälzlager, insbesondere als Kugellager ausgebildet sein. Es kann auch zweckmäßig sein, das Lager als Gelenklager auszubilden. Vorteilhaft ist dabei das axial verschiebbare Element ring- oder zylinderförmig um die Welle gebildet. Die getriebliche Verbindung der Welle mit dem axial verschiebbaren Element ist dabei vorzugsweise als Gewinde zwischen der Welle und dem axial verschiebbaren Element ausgebildet.The outer ring of the bearing is facing this Purpose preferably with a resilient element that elongates allowed, but is torsionally rigid, attached to the frame. The Bearing can be used as a rolling bearing, in particular be designed as a ball bearing. It can also be useful to design the bearing as a spherical bearing. This is advantageous axially displaceable element formed in a ring or cylinder shape around the shaft. The gear connection of the shaft with the axially displaceable element is preferably a thread between the shaft and the axial slidable element formed.

Um das Gewinde spielfrei zu halten, ist das axial verschiebbare Element in axialer Richtung mit einem Federelement, wie etwa einer Schrauben-Druckfeder vorgespannt. Dabei ist es zweckmäßig, wenn ein Ende der Schraubenfeder in axialer Richtung des axial verschiebbaren Elementes oder Innenringes des Lagers ausgerichtet ist und das axial verschiebbare Element oder den Innenring, ein Axiallager bildend, durchragt. Dadurch ist auf einfache Weise ein spielfreies Axial-Gleitlager des axial verschiebbaren Elementes dargestellt.To keep the thread free of play, is the axially displaceable element in the axial direction with a spring element, such as a coil compression spring. It is useful if one end of the coil spring in the axial direction of the axially displaceable Element or inner ring of the bearing is aligned and axially sliding element or the inner ring, forming a thrust bearing, projects through. As a result, there is a play-free axial plain bearing in a simple manner of the axially displaceable element.

Ein Anwendungsbeispiel der Einrichtung ist die Bestimmung eines Lenkdrehmomentes an einer Lenkhandhabe einer vorzugsweise als elektrische Hilfskraft- oder Fremdkraftlenkung ausgebildeten Lenkung. Hierbei kann die Welle als Eingangswelle eines Lenkgetriebes ausgebildet sein und über ein drehelastisches Element wie etwa einem Drehstab mit einer Ausgangswelle verbunden sein. Die relative Verdrehung der Eingangswelle gegenüber der Ausgangswelle, als Maß für das anliegende Lenkmoment wird über eine Nachweiseinrichtung mit einer Auswerteschaltung bestimmt. Zu diesem Zweck wird die Drehbewegung der Eingangswelle über die spielfreie, als vorzugsweise Gewinde zwischen der Welle und dem Innenring des Lagers oder dem axial verschiebbaren Element ausgebildeten getrieblichen Verbindung, in eine Längsbewegung des Innenrings oder axial verschiebbaren Elementes umgesetzt. Der Außenring des Lagers weist einen Magnet oder Magnetring mit mindestens einem Nord- und einem Südpol auf und bewegt sich, axial verschiebbar, aber drehfest am Gestell angebunden, relativ zu einem gestellfesten magnetoresistiven Sensor.An application example of the facility is the determination of a steering torque on a steering handle one preferably as an electric power steering or power steering trained steering. Here, the shaft can be used as an input shaft a steering gear and be formed via a torsionally elastic element such as a torsion bar connected to an output shaft. The relative rotation of the input shaft relative to the output shaft, as Measure of the fitting Steering torque is about a detection device with an evaluation circuit is determined. To For this purpose, the rotary motion of the input shaft is carried out over the backlash-free, as preferably thread between the shaft and the Inner ring of the bearing or the axially displaceable element gear connection, in a longitudinal movement of the inner ring or axially displaceable element implemented. The outer ring the bearing has a magnet or magnetic ring with at least one North and a south pole on and moves, axially displaceable, but rotatably on the frame connected, relative to a frame-fixed magnetoresistive sensor.

Der magnetoresistive Sensor ist in der Lage, das Lenkdrehmoment mit Hilfe einer Aus werteschaltung zu erfassen und zu bestimmen.The magnetoresistive sensor is in able to control the steering torque with the help of an evaluation circuit record and determine.

Der magnetoresistive Sensor ist im wesentlichen aus einer oder mehreren mäanderförmigen Leiterbahnen aus ferromagnetischer Nickel-Cobalt-Legierung, die auf einem Siliziumsubstrat aufgedampft und durch eine Silizium-Nitrid-Schutzschicht passiviert ist, gebildet.The magnetoresistive sensor essentially consists of one or more meandering conductor tracks made of ferromagnetic nickel-cobalt alloy, which are vapor-deposited on a silicon substrate and passivated by a silicon nitride protective layer.

Der Widerstand der ferromagnetischen Nickel-Kobalt-Legierung zeigt eine starke Abhängigkeit von einem Magnetfeld, in Bezug auf Drehung des Magnetfeldes als auch in Bezug auf Inhomogenität des Magnetfeldes bei dem angewandten Längenmesssystem. Durch die Anordnung des als Magnetring ausgebildeten Signalgebers auf dem Außenring des Lagers ist der Signalgeber von Taumelbewegungen der Welle entkoppelt. Fehlmessungen des magnetoresistiven Sensors sind damit ausgeschlossen.The resistance of the ferromagnetic Nickel-cobalt alloy shows a strong dependence on a magnetic field, in terms of rotation of the magnetic field as well as in relation to inhomogeneity of the magnetic field with the applied length measuring system. By arranging the signal transmitter designed as a magnetic ring on the outer ring of the bearing, the signal generator is decoupled from wobbling movements of the shaft. erroneous measurements the magnetoresistive sensor are excluded.

Durch die Einrichtung in einer Lenkung kann die relative Verdrehung der Eingangswelle zur Ausgangswelle bestimmt werden und das jeweilige Lenkdrehmoment errechnet werden.By setting up in a steering can be the relative rotation of the input shaft to the output shaft be determined and the respective steering torque can be calculated.

Die Einrichtung zum Erfassen einer relativen Drehbewegung in einer Fahrzeug-Lenkeinrichtung lässt sich auch zur Bestimmung eines Lenkwinkels einsetzen, indem vorzugsweise das axial verschiebbare Element mit dem Lager auf einer Lenkmutter angeordnet ist, die sich um eine Lenkspindel wälzt. Das axial verschiebbare Element und der Außenring des Lagers sind dabei drehfest, aber axial verschiebbar an dem Gestell festgelegt.The device for capturing a Relative rotational movement in a vehicle steering device can also be used for determination a steering angle, preferably by the axially displaceable Element with the bearing is arranged on a steering nut, which itself rolls around a steering shaft. The axially displaceable element and the outer ring of the bearing are included fixed to the frame in a rotationally fixed but axially displaceable manner.

Die Trennebene zwischen den Nord- und Südpolen des Magnetringes kann senkrecht zur Längsachse des axial verschiebbaren Elementes als auch schräg zu der Längsachse des axial verschiebbaren Elementes angeordnet sein. Durch eine schräge Anordnung der Trennebene zwischen dem Nordpol und dem Südpol verlängert sich die Länge des Messbereiches.The dividing plane between the north and southern Poland of the magnetic ring can be perpendicular to the longitudinal axis of the axially displaceable Element as well as oblique to the longitudinal axis of the axially displaceable element. Through an oblique arrangement The dividing plane between the North Pole and the South Pole extends the length of the Measuring range.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung gezeigt. In der Zeichnung zeigt:An embodiment of the invention is shown below with reference to the drawing. The drawing shows:

1 einen schematischen Längsschnitt einer Einrichtung zum Erfassen einer relativen Drehbewegung in einem Lenkgetriebe, 1 2 shows a schematic longitudinal section of a device for detecting a relative rotary movement in a steering gear,

2 eine Ansicht der Einrichtung in 1 in Pfeilrichtung X, 2 a view of the establishment in 1 in the direction of arrow X,

3 einen schematischen Längsschnitt einer Einrichtung zum Erfassen einer relativen Drehbewegung in einer Fahrzeug-Lenkeinrichtung, 3 2 shows a schematic longitudinal section of a device for detecting a relative rotary movement in a vehicle steering device,

4 eine schematische Ansicht der Anordnung eines Magneten in einer Einrichtung zum Erfassen einer relativen Drehbewegung in einer Fahrzeug-Lenkeinrichtung, 4 1 shows a schematic view of the arrangement of a magnet in a device for detecting a relative rotary movement in a vehicle steering device,

5 einen schematischen Längsschnitt einer Einrichtung zum Erfassen einer relativen Drehbewegung zur Bestimmung eines aktuellen Lenkwinkels. 5 a schematic longitudinal section of a device for detecting a relative rotary movement for determining a current steering angle.

In 1 ist in einem schematischen Längsschnitt durch ein Lenkgetriebe 27 einer als Zahnstangenlenkung ausgebildeten Lenkung 2 eine Einrichtung zum Erfassen einer relativen Drehbewegung in einer Fahrzeug-Lenkeinrichtung gezeigt.In 1 is in a schematic longitudinal section through a steering gear 27 a steering designed as a rack and pinion steering 2 a device for detecting a relative rotational movement in a vehicle steering device is shown.

In einem als Gehäuse 28 ausgebildeten Gestell 3 ist eine als Eingangswelle 17 ausgebildete Welle 4 drehbar gelagert. Die Eingangswelle 17 ist über ein drehelastisches Element 19 mit einer Ausgangswelle 20 verbunden. An der Eingangswelle 17 ist eine nicht dargestellte Lenkhandhabe festgelegt, die Ausgangswelle 20 ist drehfest mit einem Ritzel 29 verbunden, das mit einer Zahnstange 30 kämmt. Die Zahnstange 30 steht gelenkig mit Spurstangen und Radlenkhebeln mit lenkbaren Rädern eines Fahrzeugs in Verbindung. Zur Spielfreistellung der Verzahnung zwischen Zahnstange 30 und Ritzel 29 ist in dem Gehäuse 28 in bekannter Weise ein Druckstück 31 angeordnet, das auf die Zahnstange 30 wirkt.In one as a housing 28 trained frame 3 is one as an input shaft 17 trained wave 4 rotatably mounted. The input shaft 17 is about a torsionally elastic element 19 with an output shaft 20 connected. On the input shaft 17 a steering handle, not shown, is defined, the output shaft 20 is rotatable with a pinion 29 connected that to a rack 30 combs. The rack 30 is articulated in connection with tie rods and wheel steering levers with steerable wheels of a vehicle. To free play of the teeth between the rack 30 and pinion 29 is in the housing 28 a pressure piece in a known manner 31 arranged that on the rack 30 acts.

Wie die 1, 2 und 3 zeigen, ist in dem Gehäuse 28 im axialen Erstreckungsbereich der Eingangswelle 17 benachbart zu einem Gehäusedeckel 32 die Einrichtung 1 zum Erfassen einer relativen Drehbewegung in einer Fahrzeug-Lenkeinrichtung angeordnet.As the 1 . 2 and 3 show is in the housing 28 in the axial extent of the input shaft 17 adjacent to a housing cover 32 the device 1 for detecting a relative rotary movement is arranged in a vehicle steering device.

An dem Gehäusedeckel 32 ist zu diesem Zweck ein Durchbruch zur Durchführung einer Kabelverbindung 33 zwischen einem magnetoresistiven Sensor 21 und einer nicht dargestellten Steuer- und/oder Regelungseinrichtung der Lenkung 2 eingebracht.On the housing cover 32 is a breakthrough for making a cable connection for this purpose 33 between a magnetoresistive sensor 21 and a control and / or regulating device, not shown, of the steering 2 brought in.

Der magnetoresistive Sensor 21 ist gehäusefest in radialem Abstand zu der Eingangswelle 17 angeordnet.The magnetoresistive sensor 21 is fixed to the housing at a radial distance from the input shaft 17 arranged.

Durch ein auf die Lenkhandhabe aufgebrachtes Lenkmoment wird die Eingangswelle 17 relativ zu der Ausgangswelle 20 verdreht. Diese Relativbewegung, die ein Maß für das Lenkmoment ist, wird über eine Betriebliche Verbindung 6 zwischen der Eingangswelle 17 und einem auf der Eingangswelle 17 angeordneten ringförmigen, axial verschiebbaren Element 5 in eine Längsbewegung in Pfeilrichtung L umgesetzt. Die getriebliche Verbindung 6 ist in den in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen als Gewinde 13 ausgebildet. Das axial verschiebbare Element 5 ist in 1 als hülsen- oder ringförmiges Bauteil ausgebildet, auf das drehfest eine Innenschale oder Innenring 10 eines als Wälzlager 11 ausgebildeten Lagers 9 festgelegt ist.The input shaft becomes a steering torque applied to the steering handle 17 relative to the output shaft 20 twisted. This relative movement, which is a measure of the steering torque, is via an operational connection 6 between the input shaft 17 and one on the input shaft 17 arranged annular, axially displaceable element 5 converted into a longitudinal movement in the direction of arrow L. The gear connection 6 is in the in the 1 to 3 Embodiments shown as threads 13 educated. The axially movable element 5 is in 1 designed as a sleeve-shaped or ring-shaped component, onto which an inner shell or inner ring is secured against rotation 10 one as a rolling bearing 11 trained camp 9 is set.

In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das axial verschiebbare Element 5 als Innenring 10 des Lagers 9 ausgebildet.In the in 3 The illustrated embodiment is the axially displaceable element 5 as an inner ring 10 of the camp 9 educated.

Das Lager 9 kann als Wälzlager in Form eines Kugel- oder Pendelkugellagers 12 ausgebildet sein. Es kann auch in vereinfachter Bauweise als Gelenklager ausgebildet sein.The warehouse 9 can be used as a roller bearing in the form of a ball or self-aligning ball bearing 12 be trained. It can also be designed in a simplified design as a spherical bearing.

Zur Spielfreistellung des Gewindes 13 ist das axial verschiebbare Element 5 mit Hilfe einer Schraubenfeder 14 vorgespannt, wobei sich die Schraubenfeder 14 zwischen der Ausgangswelle 20 und dem axial verschiebbaren Element 5 oder dem Innenring 10 abstützt. Dabei greift ein Ende 34 (vgl. 3) der Schraubenfeder 14 in eine Stirnfläche 35 der Ausgangswelle 20, während das andere Ende 15 der Schraubenfeder 14 als verlängerter Fortsatz in axialer Richtung der Längsachse 25 des axial verschiebbaren Elementes 5 dieses gleitbar, spielfrei durchragt.To release the thread 13 is the axially displaceable element 5 with the help of a coil spring 14 biased, with the coil spring 14 between the output shaft 20 and the axially displaceable element 5 or the inner ring 10 supported. An end is coming 34 (see. 3 ) the coil spring 14 in an end face 35 the output shaft 20 while the other end 15 the coil spring 14 as an extended extension in the axial direction of the longitudinal axis 25 of the axially displaceable element 5 this slides through, play-free.

Die Schraubenfeder 14 bildet somit auch ein Führungselement für das axial verschiebbare Element 5 und zusammen mit diesem eine Axialführung.The coil spring 14 thus also forms a guide element for the axially displaceable element 5 and together with this an axial guide.

In 1 ist zwischen der Stirnfläche 35 der Ausgangswelle 20 und dem axial verschiebbaren Element 5 ein Führungsbolzen 37 so angeordnet, dass er das axial verschiebbare Element 5 durchragt und eine Führung für dieses bildet.In 1 is between the face 35 the output shaft 20 and the axially displaceable element 5 a guide pin 37 arranged so that it is the axially displaceable element 5 penetrated and forms a guide for this.

Ein Außenring 8 des um das axial verschiebbare Element 5 radial angeordneten Lagers 9 trägt einen mindestens einen Nordpol und Südpol aufweisenden Magneten 38. Der Magnet 38 bildet einen Signalgeber 26 und mit dem magnetoresistiven Sensor 21 eine Nachweiseinrichtung 7 zur Messung der Längsbewegung des axial verschiebbaren Elements 5.An outer ring 8th of the axially displaceable element 5 radially arranged bearing 9 carries a magnet with at least one north pole and south pole 38 , The magnet 38 forms a signal generator 26 and with the magnetoresistive sensor 21 a verification facility 7 for measuring the longitudinal movement of the axially displaceable element 5 ,

Die Nord- und Südpole sind in axialer Richtung der Längsachse 25 so angeordnet, dass in deren Übergangsbereich 23 eine Ebene 24 als Trennebene der Pole gebildet ist, die senkrecht zur Längsachse 25 des axial verschiebbaren Elementes 5 ausgerichtet ist. Zur Verlängerung der mit einem Polpaar möglichen Messstrecke c kann es zweckmäßig sein, die Ebene 24 als schräge Ebene 24' mit einem Winkel α schräg zu der Längsachse 25 anzuordnen (vgl. 4).The north and south poles are in the axial direction of the longitudinal axis 25 arranged so that in their transition area 23 a level 24 is formed as the parting plane of the poles, which is perpendicular to the longitudinal axis 25 of the axially displaceable element 5 is aligned. To extend the measuring distance c possible with a pair of poles, it may be expedient to use the plane 24 as an inclined plane 24 ' with an angle α oblique to the longitudinal axis 25 to be arranged (cf. 4 ).

Damit der Außenring 8 des Lagers 9 lediglich eine von Taumel- und Wankbewegungen des axial verschiebbaren Elementes 5 und/oder des Innenringes 10 freie axiale Bewegung durchführt, ist dieser durch Wälzkörper entkoppelt und mit einer Blattfeder 39 (vgl. 2) oder einem anderen elastischen, aber torsionssteifen Verbindungselement an dem Gestell 3 oder Gehäuse 28 festgelegt.So that the outer ring 8th of the camp 9 only one of wobbling and rolling movements of the axially displaceable element 5 and / or the inner ring 10 performs free axial movement, this is decoupled by rolling elements and with a leaf spring 39 (see. 2 ) or another elastic but torsionally rigid connection element on the frame 3 or housing 28 established.

Durch die Längsbewegung des Magneten 38 oder Signalgebers 26 wird der magnetoresistive Sensor 21 durch die Feldlinien des Magneten variierend durchflutet und ein Signal – planare Hallspannung oder Widerstandsänderung – in dem Sensor 21 generiert. Das Signal wird von der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit der als elektrische Lenkung 18 ausgebildeten Lenkung 2 ausgewertet und zur Ansteuerung eines auf die Zahnstange 30 wirkenden Servomotors herangezogen.Through the longitudinal movement of the magnet 38 or signal generator 26 becomes the magnetoresistive sensor 21 flooded through the field lines of the magnet and a signal - planar Hall voltage or change in resistance - in the sensor 21 generated. The signal is used by the control and / or regulating unit as an electrical steering 18 trained steering 2 evaluated and to control one on the rack 30 acting servo motor.

Es kann auch zweckmäßig sein, die Einrichtung zum Erfassen einer relativen Drehbewegung in einer Fahrzeug-Lenkeinrichtung zur Bestimmung eines aktuellen Lenkwinkels zu verwenden, um etwa den Verschiebeweg einer Lenkspindel oder einer Zahnstange zu erfassen. Hierfür ist 5 ein Beispiel:It can also be expedient to use the device for detecting a relative rotary movement in a vehicle steering device to determine a current steering angle, for example in order to detect the displacement path of a steering spindle or a toothed rack. For this is 5 an example:

Ein Motor 126 treibt über ein Getriebe 127 und ein Kugelgewinde 128 eine Schubstange 129 an. Diese ist längsverschiebbar gelagert und gegen Verdrehung gesichert. Ein Magnet 130 als Signalgeber und eine Erfassungseinheit (Sensor) 131 entsprechen der Ausführung in 1.An engine 126 drives via a transmission 127 and a ball screw 128 a push rod 129 on. This is mounted to be longitudinally displaceable and secured against rotation. A magnet 130 as a signal generator and a detection unit (sensor) 131 correspond to the execution in 1 ,

Der Magnet 130 ist drehfest mit einem ringförmigen Element verbunden, das als Gewindeteil 132 ausgebildet ist. Dieses Gewindeteil 132 schraubt sich über das Gewinde 133 entlang einer vorgegebenen Achse 135 und führt – bedingt durch die Führung 136 – eine definierte Längsbewegung (Pfeile 137) aus. Die Erfassung und Auswertung dieser Längsbewegung erfolgt wie bei 1.The magnet 130 is rotatably connected to an annular element that acts as a threaded part 132 is trained. This threaded part 132 screws over the thread 133 along a given axis 135 and leads - due to leadership 136 - a defined longitudinal movement (arrows 137 ) out. This longitudinal movement is recorded and evaluated as with 1 ,

BEZUGSZEICHENLISTE

Figure 00070001
LIST OF REFERENCE NUMBERS
Figure 00070001

Claims (13)

Einrichtung zum Erfassen einer relativen Drehbewegung in einer Fahrzeug-Lenkeinrichtung mit einer antreibbaren Welle (4, 128), mit folgenden Merkmalen: – ein Schraubengetriebe (13, 5; 133, 132) ist vorgesehen zur Umwandlung der Drehbewegung der Welle (4, 128) in eine Bewegung eines Signalgebers (26; 130), die eine Linearkopmponente aufweist, – der Signalgeber (26) ist wie auf der Mantelfläche eines Kreiszylinders geführt, dessen Achse parallel zur Achse der Welle (4, 128) verläuft, – dem Signalgeber (26) ist ein gehäusefester Sensor (21; 131) zugeordnet, – ein erstes Gewindeteil (13, 5; 128) des Schraubengetriebes (13, 5; 133, 132) ist gegenüber dem Gehäuse (28; 100) so gut wie starr in Axialrichtung, aber drehbar durch Wälzkörper (11, 111) gelagert, – das zweite Gewindeteil (5, 13; 132) des Schraubengetriebes (13, 5; 133, 132) ist gegenüber dem ersten Gewindeteil (13, 5; 128) drehbeweglich, aber in Axialrichtung geführt, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (26; 130) gegenüber dem gehäusefesten Sensor (21; 131) drehstarr gehalten ist.Device for detecting a relative rotary movement in a vehicle steering device with a drivable shaft ( 4 . 128 ), with the following features: - a screw gear ( 13 . 5 ; 133 . 132 ) is intended to convert the rotary motion of the shaft ( 4 . 128 ) in the movement of a signal generator ( 26 ; 130 ), which has a linear head component, - the signal transmitter ( 26 ) is guided as on the outer surface of a circular cylinder, the axis of which is parallel to the axis of the shaft ( 4 . 128 ) runs, - the signal generator ( 26 ) is a housing-fixed sensor ( 21 ; 131 ) assigned, - a first threaded part ( 13 . 5 ; 128 ) of the screw gear ( 13 . 5 ; 133 . 132 ) is opposite the housing ( 28 ; 100 ) virtually rigid in the axial direction, but rotatable due to rolling elements ( 11 . 111 ) stored, - the second threaded part ( 5 . 13 ; 132 ) of the screw gear ( 13 . 5 ; 133 . 132 ) is opposite the first threaded part ( 13 . 5 ; 128 ) rotatable, but guided in the axial direction, characterized in that the signal transmitter ( 26 ; 130 ) compared to the housing-fixed sensor ( 21 ; 131 ) is held rigidly. Einrichtung zum Erfassen einer relativen Drehbewegung in einer Fahrzeug-Lenkeinrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, mit einer in einem Gestell (3) drehbar gelagerten Welle (4), auf der ein in Richtung der Welle (4) axial verschiebbares Element (5) angeordnet ist, das über eine, die Drehbewegung der Welle (4) in eine Längsbewegung umformende Betriebliche Verbindung (6) mit der Welle (4) verbunden ist, und mit einer die Längsbewegung des axial verschiebbaren Elementes (5) erfassenden Nachweiseinrichtung (7), dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (21) oder Signalgeber (26) der Nachweiseinrichtung (7) an einem drehfest mit dem Gestell (3) verbundenen Außenring (8) eines Lagers (9) festgelegt ist und der Außenring (8) mit dem axial verschiebbaren Element (5) des Lagers (9) axial verschiebbar angeordnet ist.Device for detecting a relative rotary movement in a vehicle steering device, in particular according to claim 1, with one in a frame ( 3 ) rotatably mounted shaft ( 4 ) on which one towards the shaft ( 4 ) axially displaceable element ( 5 ) is arranged, which via a rotary movement of the shaft ( 4 ) Operational connection transforming into a longitudinal movement ( 6 ) with the wave ( 4 ) and with a longitudinal movement of the axially displaceable element ( 5 ) detecting device ( 7 ), characterized in that a sensor ( 21 ) or signal generator ( 26 ) the verification facility ( 7 ) on a non-rotatable with the frame ( 3 ) connected outer ring ( 8th ) of a warehouse ( 9 ) is fixed and the outer ring ( 8th ) with the axially displaceable element ( 5 ) of the camp ( 9 ) is arranged axially displaceable. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (9) ein Wälzlager (11) ist.Device according to claim 2, characterized in that the bearing ( 9 ) a rolling bearing ( 11 ) is. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (11) als Kugel- oder Pendelkugellager (12) ausgebildet ist.Device according to claim 3, characterized in that the roller bearing ( 11 ) as a ball or self-aligning ball bearing ( 12 ) is trained. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (9) als Gelenklager ausgebildet ist.Device according to claim 2, characterized in that the bearing ( 9 ) is designed as a spherical plain bearing. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das axial verschiebbare Element (5) ring- oder zylinderförmig um die Welle (4) gebildet ist und die getriebliche Verbindung (6) ein Gewinde (13) zwischen der Welle (4) und dem axial verschiebbaren Element (5) ist.Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the axially displaceable element ( 5 ) circular or cylindrical around the shaft ( 4 ) is formed and the gear connection ( 6 ) a thread ( 13 ) between the shaft ( 4 ) and the axially displaceable element ( 5 ) is. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das axial verschiebbare Element (5) ein Innenring (10) des Lagers (9) ist.Device according to claim 6, characterized in that the axially displaceable element ( 5 ) an inner ring ( 10 ) of the camp ( 9 ) is. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das axial verschiebbare Element (5) axial vorgespannt ist.Device according to one of claims 2 to 7, characterized in that the axially displaceable element ( 5 ) is axially biased. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das axial verschiebbare Element (5) mit einer Schraubenfeder (14) vorgespannt ist, wobei ein Ende (15) der Schraubenfeder (14) den Innenring (10) des Lagers (9) oder das axial verschiebbare Element (5), ein Axiallager (16) bildend, durchragt.Device according to claim 8, characterized in that the axially displaceable element ( 5 ) with a coil spring ( 14 ) is biased with one end ( 15 ) the coil spring ( 14 ) the inner ring ( 10 ) of the camp ( 9 ) or the axially displaceable element ( 5 ), a thrust bearing ( 16 ) forming, towering. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (4) eine Eingangswelle (17) einer elektrisch unterstützten Lenkung (18) ist, wobei die Eingangswelle (17) mit einem drehelastischen Element (19) mit einer Ausgangswelle (20) verbunden ist und die Betriebliche Verbindung (6) des axial verschiebbaren Elementes (5) mit der Eingangswelle (17) die begrenzte Verdrehung zwischen der Eingangswelle (17) und der Ausgangswelle (20) in eine proportionale Längsbewegung umwandelt und die Längsbewegung auf den zumindest einen Nordpol und einen Südpol aufweisenden Außenring (8) des Lagers (9) überträgt und über einen zugeordneten mangetoresistiven Sensor (21) die relative Lage der Eingangswelle (17) zu der Ausgangswelle (20) erfasst ist.Device according to one of claims 2 to 9, characterized in that the shaft ( 4 ) an input shaft ( 17 ) an electrically assisted steering ( 18 ), the input shaft ( 17 ) with a torsionally elastic element ( 19 ) with an output shaft ( 20 ) is connected and the operational connection ( 6 ) of the axially displaceable element ( 5 ) with the input shaft ( 17 ) the limited rotation between the input shaft ( 17 ) and the output shaft ( 20 ) is converted into a proportional longitudinal movement and the longitudinal movement onto the outer ring having at least one north pole and one south pole ( 8th ) of the camp ( 9 ) transmits and via an assigned deficiency-resistive sensor ( 21 ) the relative position of the input shaft ( 17 ) to the output shaft ( 20 ) is recorded. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das axial verschiebbare Element (5) auf einer als Lenkspindel ausgebildeten Welle (4) angeordnet ist und die Längsbewegung der Lenkspindel erfasst ist.Device according to one of claims 2 to 9, characterized in that the axially displaceable element ( 5 ) on a shaft designed as a steering spindle ( 4 ) is arranged and the longitudinal movement of the steering spindle is detected. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergangsbe reich (23) zwischen Nord- und Südpol in einer Ebene (24) liegt, die senkrecht zur Längsachse (25) des axial verschiebbaren Elementes (5) verläuft.Device according to claim 10, characterized in that a transition area ( 23 ) between the north and south poles in one plane ( 24 ) that is perpendicular to the longitudinal axis ( 25 ) of the axially displaceable element ( 5 ) runs. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich (23) zwischen Nord- und Südpol in einer Ebene (24') liegt, die schräg mit einem Winkel α zu der Längsachse (25) des axial verschiebbaren Elementes (5) verläuft.Device according to claim 10, characterized in that the transition region ( 23 ) between the north and south poles in one plane ( 24 ' ) which is inclined at an angle α to the longitudinal axis ( 25 ) of the axially displaceable element ( 5 ) runs.
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