INSTALACION DE SUPERPOSICION DE NUMEROS DE REVOLUCIONES PARA UN SISTEMA DE DIRECCION.

- Instalación de superposición de números de revoluciones para un sistema de dirección de vehículos,

con: - un árbol de salida (4), que está alineado al árbol de accionamiento (1) en su dirección axial, - una disposición de soporte (8), que aloja, al menos parcialmente, el árbol de accionamiento (1) y el árbol de salida (4), posicionado de forma giratoria, - un accionamiento auxiliar (6, 7) con un rotor (6), que está conectado fijo contra giro con un generador de ondas (5), como un disco ovalado, sobre cuya periferia está alojado directa o indirectamente un anillo flexible (2) con dentado exterior, en el que su dentado exterior engrana en una rueda dentada interior (3), al menos en dos puntos periféricos, en la que la disposición de soporte (8) está dispuesta fija en la carrocería, el árbol de salida (4) está conectado fijo contra giro con la rueda dentada interior (3), el árbol de accionamiento (1) está conectado fijo contra giro con el anillo flexible (2) con dentado exterior y porque el árbol de accionamiento (19 y el árbol de salida (4) están alojados libremente giratorios de manera independiente uno del otro y porque la instalación presenta un dispositivo de bloqueo (9, 310) que, en aso de avería, bloquea el rotor (6) con el estator (7) y/o con la disposición de soporte (8) de forma fija contra giro, caracterizada porque el rotor (6) está conectado fijo contra giro con un primer elemento de contacto (308) ferromagnético o magnético permanente, que rodea concéntricamente la dirección axial del árbol de salida (4) y el árbol de accionamiento (1), de manera que el acoplamiento opcionalmente fijo contra giro entre el árbol de salida (4) y el árbol de accionamiento (1) se puede alcanzar por medio de una unión por fricción del primer elemento de contacto (308) con un segundo elemento de contacto (309), que está conectado fijo contra giro con la disposición de soporte (8), y la fuerza de presión de apriete necesaria para la fuerza de fricción está generada por una fuerza magnética y de manera que al menos uno de los dos elementos de contacto (308, 309) es desplazable en dirección axial

La invención se refiere a una instalación de superposición de números de revoluciones de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 2.

La invención se refiere a una instalación con un accionamiento auxiliar para la superposición de números de revoluciones para un sistema de dirección de vehículos, en la que de acuerdo con el estado de funcionamiento calculado del vehículo y las intervenciones de la dirección deseadas por el conductor, se realiza una superposición de la intervención de control en el volante a través del conductor y de los ángulos de giro del accionamiento auxiliar sobre el movimiento de la dirección de las ruedas. A través de la superposición del número de revoluciones variable, ajustable o bien regulable durante el proceso de dirección se puede adaptar de esta manera de una forma óptima el comportamiento de control del vehículo a los diferentes estados de la marcha. La función de una superposición del número de revoluciones durante el proceso de dirección está desacoplada, por lo tanto, frente a un acoplamiento de fuerza o bien un acoplamiento del par de torsión, como sirve en una dirección asistida para facilitar el proceso de control, es decir, un proceso independiente separado, que cumple otra función.

Se conocen ya en el estado de la técnica diferentes instalaciones de este tipo. Además de la aplicación de engranajes planetarios para la superposición de los ángulos de giro o bien del número de revoluciones se utilizan también engranajes de árboles de tensión, que se conocen también bajo el concepto de engranaje de accionamiento armónico o engranaje de pulsadores.

En los documentos EP 1 338 493 A1 y JP 2 003 306 155 A se presentan una instalación para la superposición de números de revoluciones para un sistema de dirección, en los que con un engranaje de árboles de tensión se realiza la superposición de los números de revoluciones. En este caso, la instalación está configurada integral con el árbol de dirección accionado por el volante y giratoria y contiene un motor de accionamiento, cuyo número de revoluciones de accionamiento es regulable con objeto de la consecución de la superposición deseada de números de revoluciones. En la solución prevista, la carcasa está conectada con el árbol de la dirección y gira con él. La unidad de motor dispuesta en la carcasa con engranaje de accionamiento armónico está dispuesta, por lo tanto, de la misma manera de forma giratoria con el árbol de dirección. Una disposición similar se ha propuesto, además, en el documento DE 19 823 031 A1, que corresponde con el documento US 6.164.150, de manera que aquí la instalación de superposición de números de revoluciones se estudia con la problemática de la rotación hacia delante y de la rotación hacia atrás en el volante.

En la publicación EP 1 334 897 A1, que se tiene en cuenta en el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 2, se describe una instalación de superposición de números de revoluciones en un accionamiento de motor eléctrico para el accionamiento de la unidad con el engranaje de superposición y con una unidad de bloqueo electromagnética integrada que, en el caso de un defecto, detiene la rotación relativa del motor eléctrico. En este caso, un solenoide está fijado en la carcasa del motor y de esta manera se mueve una palanca articulable radialmente con relación al árbol del rotor, que lleva un elemento de bloqueo en forma de saliente, que de esta manera encaja durante la articulación en contra del árbol con un disco de acoplamiento dispuesto en el árbol en cavidades dispuestas allí y de esta manera bloquea el árbol del rotor.

Otra instalación de superposición de números de revoluciones con un accionamiento de motor eléctrico se conoce a partir de la solicitud de patente EP 1 459 959 A2. En la disposición presentada aquí, el árbol del motor y el árbol, que está conectado con la barra de dirección, presentan una estructura dual esencialmente concéntrica y el motor de accionamiento está instalado fijamente. No se publica un dispositivo de bloqueo.

Sin embargo, las soluciones presentadas en el estado de la técnica poseen diferentes inconvenientes. En primer lugar, la introducción de la energía eléctrica para el funcionamiento del motor de accionamiento debe realizarse en una instalación alojada de forma giratoria con relación a la carrocería. A tal fin, es necesario un gasto considerable.

Además, debe activarse una instalación de bloqueo que, en el caso de fallo, por ejemplo en el caso de un fallo de la alimentación de la corriente, conecta el árbol de accionamiento con el árbol de salida de la instalación, para garantizar con seguridad el control del vehículo. Además, la solución mostrada en el estado de la técnica posee el inconveniente de que el conductor durante la activación del volante, debe poner en movimiento al mismo tiempo siempre toda la instalación con la carcasa para la superposición de números de revoluciones. Debido a las masas móviles mayores, en comparación con sistemas de dirección sin superposición de números de revoluciones, la manipulación es difícil y más lenta. De esta manera, se perjudica la sensibilidad del control del automóvil. Otro inconveniente consiste en que se requiere un número grande de componentes para la realización de una superposición de números de revoluciones de este tipo, con lo que se producen requerimientos de exactitud más elevados en las piezas individuales y costes de fabricación más elevados y se reduce la seguridad funcional de la disposición.

El cometido de la presente invención reside en eliminar los inconvenientes del estado de la técnica mencionado anteriormente. En particular, el cometido consiste en preparar una instalación para la superposición variable de números de revoluciones para un sistema de dirección, en el que se simplifica el acoplamiento de la energía para el funcionamiento del motor de accionamiento y de esta manera se elevan la rentabilidad y la seguridad funcional y en este caso al mismo tiempo se posibilita un comportamiento de control refinado a través de la reducción de las masas móviles y del comportamiento de inercia del sistema.

El cometido se soluciona de acuerdo con la invención por medio de la disposición de acuerdo con las características de las reivindicaciones 1 y 2. Las reivindicaciones dependientes definen otras formas de realización ventajosas.

La instalación de superposición de números de revoluciones de acuerdo con la invención para un sistema de dirección de vehículos comprende un árbol de accionamiento con un árbol de salida, que está alineado al árbol de accionamiento en su dirección axial y una disposición de soporte, que aloja, al menos parcialmente, el árbol de accionamiento y el árbol de salida, posicionado de forma giratoria. Además, está previsto un accionamiento auxiliar con un rotor, que está conectado fijo contra giro con un generador de ondas, como un disco ovalado, sobre cuya periferia está alojado directa o indirectamente un anillo flexible con dentado exterior, en el que su dentado exterior engrana en una rueda dentada interior, al menos en dos puntos periféricos opuestos. En este caso, la disposición de soporte está dispuesta fija en la carrocería. El árbol de salida está conectado fijo contra giro con la rueda dentada interior y el árbol de accionamiento está conectado fijo contra giro con el anillo flexible con dentado exterior. El árbol de accionamiento y el árbol de salida están alojados de forma libremente giratoria, independiente uno del otro.

El generador de ondas forma junto con el anillo flexible con dentado exterior un llamado engranaje de accionamiento armónico, como se fabrica por la Firma HAMONIC DRIVE AG, Hoehnbergstrasse 14, D-65555 Limbrug a. d. Lahn en Alemania. Con respecto a las definiciones y configuraciones utilizadas se remite especialmente a las páginas del catálogo con sus descripciones funcionales de la Firma mencionada anteriormente.

Evidentemente, también es posible disponer la configuración inventiva mencionada anteriormente de forma inversa con respecto al engranaje de accionamiento armónico. Esto significa que el árbol de accionamiento está conectado entonces de forma fija contra giro con la rueda dentada interior y el árbol de salida está conectado fijo contra giro con el anillo flexible con dentado exterior.

Para la instalación de superposición de números de revoluciones de acuerdo con la invención, se superponen de manera ventajosa números de revoluciones en el intervalo de 0 a 1200 grados angulares por segundo sobre...

1. Instalación de superposición de números de revoluciones para un sistema de dirección de vehículos, con:

- un árbol de salida (4), que está alineado al árbol de accionamiento (1) en su dirección axial,

- una disposición de soporte (8), que aloja, al menos parcialmente, el árbol de accionamiento (1) y el árbol de salida (4), posicionado de forma giratoria,

- un accionamiento auxiliar (6, 7) con un rotor (6), que está conectado fijo contra giro con un generador de ondas (5), como un disco ovalado, sobre cuya periferia está alojado directa o indirectamente un anillo flexible (2) con dentado exterior, en el que su dentado exterior engrana en una rueda dentada interior (3), al menos en dos puntos periféricos,

en la que la disposición de soporte (8) está dispuesta fija en la carrocería, el árbol de salida (4) está conectado fijo contra giro con la rueda dentada interior (3), el árbol de accionamiento (1) está conectado fijo contra giro con el anillo flexible (2) con dentado exterior y porque el árbol de accionamiento (19 y el árbol de salida (4) están alojados libremente giratorios de manera independiente uno del otro y porque la instalación presenta un dispositivo de bloqueo (9, 310) que, en aso de avería, bloquea el rotor (6) con el estator (7) y/o con la disposición de soporte (8) de forma fija contra giro, caracterizada porque el rotor (6) está conectado fijo contra giro con un primer elemento de contacto (308) ferromagnético o magnético permanente, que rodea concéntricamente la dirección axial del árbol de salida (4) y el árbol de accionamiento (1), de manera que el acoplamiento opcionalmente fijo contra giro entre el árbol de salida (4) y el árbol de accionamiento (1) se puede alcanzar por medio de una unión por fricción del primer elemento de contacto (308) con un segundo elemento de contacto (309), que está conectado fijo contra giro con la disposición de soporte (8), y la fuerza de presión de apriete necesaria para la fuerza de fricción está generada por una fuerza magnética y de manera que al menos uno de los dos elementos de contacto (308, 309) es desplazable en dirección axial.

2. Instalación de superposición de números de revoluciones para un sistema de dirección de vehículos, con:

- un árbol de salida (4), que está alineado al árbol de accionamiento (1) en su dirección axial,

- una disposición de soporte (8), que aloja, al menos parcialmente, el árbol de accionamiento (1) y el árbol de salida (4), posicionado de forma giratoria,

- un accionamiento auxiliar (6, 7) con un rotor (6), que está conectado fijo contra giro con un generador de ondas (5), como un disco ovalado, sobre cuya periferia está alojado directa o indirectamente un anillo flexible (2) con dentado exterior, en el que su dentado exterior engrana en una rueda dentada interior (3), al menos en dos puntos periféricos,

en la que la disposición de soporte (8) está dispuesta fija en la carrocería, el árbol de accionamiento (1) está conectado fijo contra giro con la rueda dentada interior (3), el árbol de salida (4) está conectado fijo contra giro con el anillo flexible (2) con dentado exterior y porque el árbol de accionamiento (19 y el árbol de salida (4) están alojados libremente giratorios de manera independiente uno del otro y porque la instalación presenta un dispositivo de bloqueo (9, 310) que, en aso de avería, bloquea el rotor (6) con el estator (7) y/o con la disposición de soporte (8) de forma fija contra giro, caracterizada porque el rotor (6) está conectado fijo contra giro con un primer elemento de contacto (308) ferromagnético o magnético permanente, que rodea concéntricamente la dirección axial del árbol de salida (4) y el árbol de accionamiento (1), de manera que el acoplamiento opcionalmente fijo contra giro entre el árbol de salida (4) y el árbol de accionamiento (1) se puede alcanzar por medio de una unión por fricción del primer elemento de contacto (308) con un segundo elemento de contacto (309), que está conectado fijo contra giro con la disposición de soporte (8), y la fuerza de presión de apriete necesaria para la fuerza de fricción está generada por una fuerza magnética y de manera que al menos uno de los dos elementos de contacto (308, 309) es desplazable en dirección axial.

3. Instalación de superposición de números de revoluciones de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque al menos uno de los elementos de contacto (308, 309) está configurado en forma de disco y/o en forma de cono.

4. Instalación de superposición de números de revoluciones de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizada porque el anillo flexible (2) está configurado en forma de cazoleta y su superficie de fondo (11) está conectada fija contra giro con el árbol de accionamiento (1) o bien con el árbol de salida (4).

5. Instalación de superposición de números de revoluciones de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 1 a 4, caracterizada porque está prevista una instalación de bloqueo (9) regulable para el bloqueo opcional de la rotación del rotor

(6) con relación a la disposición de soporte (8).

6. Instalación de superposición de números de revoluciones de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, caracterizada porque la disposición de

soporte (8) está configurada como carcasa.

7. Instalación de superposición de números de revoluciones de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 1 a 6, caracterizada porque el accionamiento auxiliar (6, 7) está configurado como motor eléctrico, con preferencia como motor conmutado electrónicamente.

8. Instalación de superposición de números de revoluciones de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 1 a 7, caracterizada porque el anillo flexible (2) con dentado exterior y la rueda dentada interior (3) del accionamiento armónico están dispuestos no fijos contra giro frente a la disposición de soporte (8) o bien el chasis del vehículo.

9. Instalación de superposición de números de revoluciones de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 1 a 8, caracterizada porque está previsto un sensor angular para la detección de la superposición de números de revoluciones y éste detecta al menos una de las señales en el rotor (6), en el árbol de accionamiento

(1) o en el árbol de salida (4) y porque éste estás conectado con un aparato de control

(128) para la activación del accionamiento auxiliar (6, 7).

10. Instalación de superposición de números de revoluciones de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 1 a 9, caracterizada porque la disposición, además de la superposición de números de revoluciones entre el árbol de accionamiento (1) y el árbol de salida (4), no acopla esencialmente ninguna fuerza auxiliar de la dirección sobre el árbol de salida (4).

11. Instalación de superposición de números de revoluciones de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 1 a 10, caracterizada porque el rotor (6) y el estator (7) del accionamiento auxiliar están dispuestos alineados coaxialmente al árbol de accionamiento (1) y al árbol de salida (4), respectivamente.

12. Instalación de superposición de números de revoluciones de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 1 a 11, caracterizada porque en el lado del árbol de salida está prevista adicionalmente una disposición auxiliar de fuerza de la dirección.