CN113574295A - 底盘致动器和用于操作底盘致动器的变速器组件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种底盘致动器(1)、特别是用于后桥转向***的底盘致动器，该底盘致动器包括旋转线性变速器(5)，该旋转线性变速器设置成用于在输出侧联接至底盘元件，其中，变速器(5)的可旋转的输入侧元件(9)借助于至少一个轴向轴承(16、17)安装在壳体(13)中。变速器(5)借助于可调节的预加载装置(21)进行自锁设定，该预加载装置以轴向力对轴向轴承(16、17)进行加载。

Description

底盘致动器和用于操作底盘致动器的变速器组件的方法
技术领域
本发明涉及底盘致动器，特别是根据权利要求1的前序部分的适用于在机动车辆的后桥转向***中使用的底盘致动器。本发明还涉及用于操作这种底盘致动器的变速器组件的方法。
背景技术
例如从WO 2018/149441 A1已知了通用底盘致动器。已知底盘致动器是用于调节机动车辆的水平高度的装置的一部分并且该底盘致动器包括借助于轴向轴承可旋转地安装的主轴螺母。为了限制主轴螺母，提供了锁定单元，该锁定单元包括在主轴螺母旋转时旋转的锁定轮廓以及可偏转的锁定杆。
例如在DE 2013 211 230 A1中描述了用于使机动车辆的后桥转向的装置。该装置包括致动器，利用该致动器可以在车辆上的固定点与转向连杆的枢转点之间进行转向运动。为了产生移位运动，致动器具有轴元件，该轴元件相对于壳体元件可旋转地安装。作为暂时防止轴元件与壳体元件之间的旋转运动的方法，根据DE 10 2013 211 230 A1的装置具有两个销，所述销被布置在壳体元件中或轴元件中并且可以接合在另一个元件的凹部中。
DE 10 2008 024 910 A1公开了具有负载扭矩锁的致动器，该致动器可以使用在机动车辆的底盘中。在这种情况下，负载扭矩锁包括卷簧。
发明内容
与所引用的现有技术相比，本发明的目的是进一步开发底盘致动器，特别是关于其在后桥转向***中的使用。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的底盘致动器来实现。该目的还通过根据权利要求9的用于操作底盘致动器的两级变速器组件的方法来实现，该底盘致动器包括无级变速器和旋转线性变速器。下面结合操作方法说明的本发明的构型和优点也同样适用于装置、即底盘致动器，反之亦然。
在已知的基本概念中，底盘致动器包括旋转线性变速器，该旋转线性变速器设置成用于在输出侧联接至至少一个底盘元件，其中，旋转线性变速器的可旋转的输入侧元件借助于轴向轴承安装在壳体中。
根据本发明，提供了可调节的预加载装置，该预加载装置以轴向力对轴向轴承进行加载，其中，旋转线性变速器可能与另一上游变速器结合地通过轴向力自锁地设定。
如果底盘致动器的变速器组件设计成两级、即无级变速器和连接在下游的旋转线性变速器，则旋转线性变速器的输入侧元件、特别是可旋转的螺母借助于通常呈预加载螺母形式的精细微调元件以作用在旋转线性变速器的轴向轴承上的轴向力进行加载，使得两级变速器组件的总效率保持在50％以下。
无论齿轮级的数目如何，预加载优选地以这样的方式设置：一方面，提供具有小于50％的总效率的可靠自锁操作、即变速器组件的操作，另一方面，在齿轮级的一个齿轮级中不会出现不必要的高摩擦损失。总效率优选地设定为至少35％至最大45％的值。效率始终由对旋转线性变速器的输入侧元件进行加载的轴向力设定。
为了调节轴向轴承的预加载并且因此调节旋转线性变速器的效率，优选地设置有预加载螺母，该预加载螺母被拧入到壳体的内螺纹中。可选地，可以作为精细微调元件来使用的预加载螺母的设定可以借助锁定螺母来固定。
预加载螺母要么直接靠置在轴向轴承的轴承元件上，要么间接地在轴承元件上施加轴向力。在这两种情况下，轴承元件优选地是滚动轴承的轴承环或轴承垫圈。除了轴向轴承功能之外，在优选的实施方式中，滚动轴承还满足径向轴承功能。这可以借助单独的滚动元件组来实现，其中，第一组滚动元件专门用于轴向轴承，并且第二组滚动元件专门用于径向轴承。在此，两组滚动元件可以在同一轴承元件上滚动。
替代性地，滚动轴承可以设计为斜滚动轴承，其中，滚动元件，例如球体、圆柱滚子或滚针以大于0°且小于90°、特别地至少20°并且至多70°的接触角布置在轴承中，并且因此既可以用于传递径向力又可以用于传递轴向力。
旋转线性变速器——其将借助于预加载的轴向轴承安装的输入侧齿轮元件的旋转转换为输出侧齿轮元件的进给——例如设计为行星滚动齿轮***。关于行星滚动齿轮***的设计，参照例如文献WO 2015/081951 A1和DE 10 2015 212 333 A1。在底盘致动器的情况下，输入侧齿轮元件可以是行星滚动齿轮***的主轴螺母，或者可以是与主轴螺母以旋转固定方式连接的零件。替代性地，可以提供行星齿轮架作为行星滚动齿轮***的驱动元件。在这种情况下，行星滚动齿轮***设计为准斜度旋转线性变速器，并且从这个角度来看，可以将其比作简单的变速器螺纹。关于准斜度行星滚动齿轮***的基本设计，参照例如DE 195 40 634 C1。
在有利的实施方式中，另一变速器、特别是无级变速器连接在旋转线性变速器、特别是行星滚动齿轮***的上游。无级变速器可以是带驱动器或链驱动器。替代性地，也可以经由基于齿轮的变速器来驱动旋转线性变速器的输入侧元件。在所有情况下，连接在旋转线性变速器上游的变速器优选地是电力驱动的，使得底盘致动器作为整体被设计为电子机械致动器。
附图说明
在下文中，借助附图更详细地说明了本发明的几个示例性实施方式。在附图中：
图1示出了后桥转向***的电子机械底盘致动器的示意概观图。
图2示出了用于机动车辆的后桥转向***的底盘致动器的截面图。
图3以与图2类似的表示方式示出了用于后桥转向***的底盘致动器的替代性实施方式。
除非另有说明，否则以下说明涉及全部示例性实施方式。在全部附图中，彼此对应或具有基本相同作用的零件用相同的附图标记表示。
具体实施方式
提供了作为整体用附图标记1指示的底盘致动器，以用于在双桥车辆即客车的后桥转向***中使用。因此，底盘致动器1表示后桥转向***的转向致动器。底盘致动器1被分配有电动马达2和通过电动马达2致动的变速器组件3。电动马达2的马达控制器用附图标记27标注。变速器组件3包括无级变速器4即带驱动器以及呈行星滚动齿轮***形式的旋转线性变速器5，该旋转线性变速器连接在无级变速器4的下游。带驱动器4的带用附图标记6标注。牢固地连接至电动马达2的马达轴的驱动带轮7通过带6联接至输出带轮8。输出带轮8又牢固地连接至主轴螺母9，该主轴螺母代表旋转线性变速器5的可旋转的输入侧元件。旋转线性变速器5的用附图标记10标注的对应的螺纹轴代表旋转线性变速器的输出元件。
螺纹轴10借助于线性导引件11、12在底盘致动器1的壳体13中被可移位地导引。在螺纹轴10的端部处定位有连接元件14、15，连接元件使得能够经由未示出的底盘元件联接至要被转向的车辆的车轮。
为了将主轴螺母9安装在壳体13中，提供了两个轴向轴承16、17。每个轴向轴承16、17均包括作为轴承垫圈的壳体垫圈18和轴垫圈19。球体20用作在轴承垫圈18、19之间滚动的滚动元件并且可以在未示出的保持架中被导引。
底盘致动器1还包括预加载装置21，该预加载装置以轴向力对轴向轴承17的壳体垫圈18进行加载。设计为行星滚动齿轮***的旋转线性变速器5的效率并不严重依赖于该轴向力，而是在很大程度上取决于该轴向力。轴向力借助预加载装置21以这样的方式设定：底盘致动器1的效率，更准确地说，变速器组件3的效率至少为35％，最大为45％，并且因此可靠地处于自锁范围内，即，低于50％。以上提到的整个变速器组件3的效率由无级变速器4的效率乘以旋转线性变速器5的效率而得到。
适用于根据图1的布置的预加载装置21的各种可能的构型在图2和图3中在一定程度上以非常简化的形式图示。
在根据图2的示例性实施方式中，除了轴向轴承16、17之外，还可以看到两个径向轴承22、23。在图2所示的设计中，径向轴承22、23包括作为滚动元件的球体24。径向轴承22、23的滚动元件24不必定尺寸成与轴向轴承16、17的滚动元件20相匹配。在任何情况下，执行轴向轴承功能的滚动元件20的列在壳体垫圈18上滚动，执行径向轴承功能的滚动元件24也在同一壳体垫圈18上滚动。
根据图3的示例性实施方式与根据图2的示例性实施方式的不同之处在于，恰好一列滚动元件20被分配给滚动轴承16、17，其中，如还可以在图1中看出，角球轴承设计为轴向-径向轴承。由于主加载方向在底盘致动器1的轴向方向上对准，即在螺纹轴10的纵向方向上对准，因此在这种情况下，滚动轴承16、17也被称为轴向轴承。
在所有示例性实施方式中，预加载装置21包括预加载螺母25，该预加载螺母被拧入壳体13中并且通常也被称为精细微调元件。将预加载螺母25拧入到壳体13中伴随着预加载力的增加和旋转线性变速器5的效率的降低。
在图2和图3中，还可以在有限的程度上看到带6和输出带轮8。输出带轮8经由套筒26以旋转固定的方式连接至主轴螺母9，并且因此代表旋转线性变速器5的变速器元件。
附图标记说明
1 底盘致动器 2 电动马达 3 变速器组件 4 无级变速器、带驱动器 5 旋转线性变速器、行星滚动齿轮*** 6 带 7 驱动带轮 8 输出带轮 9 主轴螺母 10 螺纹轴 11 线性导引件 12 线性导引件 13 壳体 14 连接元件 15 连接元件 16 轴向轴承 17 轴向轴承 18 壳体垫圈 19 轴垫圈 20 滚动元件、球体 21 预加载装置22 径向轴承 23 径向轴承 24 滚动元件、球体 25 预加载螺母、精细微调元件 26 套筒 27 马达控制器。

Claims (10)

1.一种底盘致动器(1)，具有旋转线性变速器(5)，所述旋转线性变速器设置为用于在输出侧联接至至少一个底盘元件，其中，所述变速器(5)的可旋转的输入侧元件(9)借助于至少一个轴向轴承(16、17)安装在壳体(13)中，其特征在于，以轴向力对所述轴向轴承(16、17)进行加载的可调节的预加载装置(21)，其中，所述变速器(5)通过所述轴向力自锁地设定。
2.根据权利要求1所述的底盘致动器(1)，其特征在于，所述预加载装置(21)包括拧入所述壳体(13)的内螺纹中的预加载螺母(25)，所述预加载螺母作为精细微调元件。
3.根据权利要求2所述的底盘致动器(1)，其特征在于，所述预加载螺母(25)与所述轴向轴承(16、17)的轴承元件(18)接触。
4.根据权利要求3所述的底盘致动器(1)，其特征在于，所述轴向轴承(16、17)被设计为滚动轴承。
5.根据权利要求4所述的底盘致动器(1)，其特征在于，所述轴向轴承(16、17)除了包括执行所述轴向轴承功能的滚动元件(20)之外，还包括用于径向轴承的滚动元件(24)，其中，所有的滚动元件(20、24)都与同一个所述轴承元件(18)接触。
6.根据权利要求4所述的底盘致动器(1)，其特征在于，所述轴向轴承(16、17)包括执行所述轴向轴承功能和径向轴承功能两者的滚动元件(20)。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的底盘致动器(1)，其特征在于，设置有行星滚动齿轮***作为所述旋转线性变速器(5)。
8.根据权利要求7所述的底盘致动器(1)，其特征在于，在所述行星滚动齿轮***(5)的上游连接有无级变速器(4)。
9.一种用于操作底盘致动器(1)的两级变速器组件(3)的方法，所述变速器组件包括无级变速器(4)和连接在下游的旋转线性变速器(5)，借助于精细微调元件(25)以作用在所述旋转线性变速器(5)的轴向轴承(16、17)上的轴向力对所述旋转线性变速器(5)的输入侧元件(9)进行加载，使得所述变速器组件(3)的总效率保持在50％以下。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过作用在所述旋转线性变速器(5)中的所述轴向力，将整个所述变速器组件(3)的效率设定为至少35％至最大45％的值。
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