DE102014213121A1 - Fahrwerksaktuator - Google Patents
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Abstract
Fahrwerksaktuator (1), umfassend einen mit einem Antrieb gekoppelten Spindeltrieb (11) mit einer Gewindespindel (13) und einer Kugelumlaufmutter (12) zum axialen Verstellen einer Komponente (14) eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs, wobei der Fahrwerksaktuator (1) ein Malteserkreuzgetriebe umfasst, das ein einen Stift (6) und eine Sperrscheibe (5) aufweisendes, mit dem Antrieb (2) verbundenes Antriebsrad (4) und ein mit dem Antriebsrad (4) gekoppeltes, Schlitze (9) für den Stift (6) und gegengleich zu der Sperrscheibe (5) ausgebildete Konturen (10) aufweisendes Sternrad (8) aufweist.Suspension actuator (1) comprising a spindle drive (11) coupled to a drive with a threaded spindle (13) and a recirculating ball nut (12) for axially adjusting a component (14) of a chassis of a motor vehicle, wherein the chassis actuator (1) comprises a Geneva drive, a pinion (6) and a locking disc (5) having, with the drive (2) connected to the drive wheel (4) and one with the drive wheel (4) coupled slots (9) for the pin (6) and gegengleich to the Locking disc (5) formed contours (10) exhibiting star wheel (8).
Description
Die Erfindung betrifft einen Fahrwerksaktuator, umfassend einen mit einem Antrieb gekoppelten Spindeltrieb mit einer Gewindespindel und einer Kugelumlaufmutter zum axialen Verstellen einer Komponente eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs. The invention relates to a Fahrwerksaktuator, comprising a drive coupled to a spindle drive with a threaded spindle and a ball nut for axially adjusting a component of a chassis of a motor vehicle.
Derartige elektromechanische Fahrwerksaktuatoren werden bei Kraftfahrzeugen eingesetzt, beispielsweise als mechanische Niveauregulierung, Hinterachsverstellung oder Spur- und/oder Sturzverstellung. Such electromechanical Fahrwerksaktuatoren be used in motor vehicles, for example, as a mechanical level control, Hinterachsverstellung or lane and / or camber adjustment.
Ein herkömmlicher elektromechanischer Fahrwerksaktuator weist einen Spindeltrieb auf, umfassend eine Gewindespindel und eine Kugelumlaufmutter, wobei entweder die Gewindespindel axial ortsfest und drehbar oder die Kugelumlaufmutter axial ortsfest und drehbar ausgebildet ist. Die jeweils andere Komponente wird bei einer Drehung in Axialrichtung verschoben. Mittels des Spindeltriebs kann somit eine Drehbewegung in eine Verschiebung oder eine Verschiebung in eine Drehbewegung umgewandelt werden.A conventional electromechanical Fahrwerksaktuator has a spindle drive, comprising a threaded spindle and a ball nut, either the threaded spindle axially stationary and rotatable or the ball nut is axially fixed and rotatable. The other component is moved in a rotation in the axial direction. By means of the spindle drive can thus be converted into a rotational movement in a shift or a shift in a rotational movement.
Fahrwerksaktuatoren benötigen in vielen Fällen eine Stillstandssicherung, um eine unerwünschte Stellbewegung, das heißt eine Verstellung des Abtriebs zu vermeiden. Bei ausgeschaltetem Antrieb wird daher eine Sperre zum Blockieren eines Abtriebsteils benötigt, da ein Spindeltrieb nicht selbsthemmend ist.Chassis actuators require in many cases a standstill, to avoid unwanted adjusting movement, that is, an adjustment of the output. When the drive is off, therefore, a lock is required to block a driven part, as a spindle drive is not self-locking.
Aus der
Daneben sind formschlüssige Stillstandssicherungen wie eine Rastkontur oder eine Stiftverriegelung bekannt. Zusätzlich kann eine fremdgesteuerte elektrische, pneumatische oder hydraulische Sperre eingesetzt werden, dafür ist allerdings eine separate Steuerung und ein separater Aktuator erforderlich, zu dessen Aktivierung Energie benötigt wird. In addition, positive locking stops such as a locking contour or a pin lock are known. In addition, an externally controlled electrical, pneumatic or hydraulic lock can be used, but this requires a separate control and a separate actuator that requires energy to activate it.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Aktuator anzugeben, der eine formschlüssige selbsttätige Stillstandssicherung aufweist.The invention is therefore based on the object of specifying an actuator having a form-locking automatic standstill safeguard.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Fahrwerksaktuator der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass er ein Malteserkreuzgetriebe umfasst, das ein einen Stift und eine Sperrscheibe aufweisendes, mit dem Antrieb verbundenes Antriebsrad und ein mit dem Antriebsrad gekoppeltes, Schlitze für den Stift und gegengleich zu der Sperrscheibe ausgebildete Konturen aufweisendes Sternrad aufweist. To solve this problem is provided according to the invention in a Fahrwerksaktuator of the type mentioned that it comprises a Maltese cross gear having a pin and a locking disc exhibiting, connected to the drive wheel drive and coupled to the drive wheel, slots for the pin and gegengleich to the Locking disk formed contours exhibiting starwheel.
Die Erfindung beruht auf der Idee, dass die Funktion einer selbsttätigen Stillstandssicherung durch ein Malteserkreuzgetriebe realisiert werden kann, das einerseits mit dem Antrieb und andererseits mit dem Spindeltrieb gekoppelt ist. Das an sich bekannte Malteserkreuzgetriebe umfasst einerseits das drehbare Antriebsrad, das den Stift und eine kreissegmentförmige Kontur aufweist, und andererseits das Sternrad, das schrittweise durch das Antriebsrad bewegt wird. Durch die schrittweise Bewegung wird das Sternrad gedreht, so dass der Spindeltrieb, insbesondere die Gewindespindel oder die Kugelumlaufmutter, in der gewünschten Weise axial positioniert werden kann, wodurch der erfindungsgemäße Fahrwerksaktuator zum axialen Positionieren der damit verbundenen Komponente eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann. Bei dem erfindungsgemäßen Fahrwerksaktuator weist das Sternrad Konturen auf, die gegengleich zu der Sperrscheibe ausgebildet sind.The invention is based on the idea that the function of an automatic standstill securing can be realized by a Maltese cross gear, which is coupled on the one hand with the drive and on the other hand with the spindle drive. The known Maltese cross gear comprises on the one hand the rotatable drive wheel, which has the pin and a circular segment-shaped contour, and on the other hand, the star wheel, which is moved stepwise by the drive wheel. By the stepwise movement, the star wheel is rotated, so that the spindle drive, in particular the threaded spindle or the ball nut, can be axially positioned in the desired manner, whereby the Fahrwerksaktuator invention can be used for the axial positioning of the associated component of a chassis of a motor vehicle. In the chassis actuator according to the invention, the star wheel has contours that are formed opposite to the locking disk.
Wenn die Komponente des Fahrwerks in der gewünschten Weise positioniert ist, wird das Antriebsrad derart durch den Antrieb gedreht, dass die Sperrscheibe die entsprechenden Konturen des Sternrads berührt. Bei ausgeschaltetem Antrieb, das heißt im stromlosen Zustand, ist das Sternrad durch die Sperrscheibe automatisch gesperrt. Dadurch wird eine unerwünschte Bewegung des Sternrads vermieden, selbst wenn durch die mit dem Spindeltrieb verbundene Komponente des Fahrwerks ein Drehmoment ausgeübt wird. Dementsprechend wirkt das bei dem erfindungsgemäßen Fahrwerksaktuator eingesetzte Malteserkreuzgetriebe als automatische, selbsttätige Stillstandssicherung, ohne dass dazu ein zusätzlicher Aktuator erforderlich wäre. When the component of the landing gear is positioned in the desired manner, the drive wheel is rotated by the drive in such a way that the locking disc touches the corresponding contours of the star wheel. When the drive is switched off, ie in the de-energized state, the star wheel is automatically locked by the locking disc. This avoids undesirable movement of the star wheel, even when torque is applied by the component of the chassis connected to the spindle drive. Accordingly, the Maltese cross transmission used in the Fahrwerksaktuator invention acts as an automatic, automatic standstill, without the need for an additional actuator would be required.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrwerksaktuators kann das Sternrad mit der Kugelumlaufmutter verbunden sein. Dementsprechend wird die Kugelumlaufmutter bei eingeschaltetem Antrieb gedreht. Die Kugelumlaufmutter ist dann drehbar jedoch axial ortsfest angeordnet. Die mit der Kugelumlaufmutter kämmende Gewindespindel wird dabei axial bewegt, wodurch die gewünschte Verstellung der Komponente des Fahrwerks bewirkt wird.According to a first embodiment of the Fahrwerksaktuators invention, the star wheel can be connected to the ball nut. Accordingly, the ball nut is rotated with the drive turned on. The ball nut is then rotatably but axially fixed. The meshing with the ball nut threaded spindle is thereby moved axially, whereby the desired adjustment of the component of the chassis is effected.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Sternrad mit der Gewindespindel verbunden ist. Bei eingeschaltetem Antrieb wird somit die Gewindespindel gedreht. Die Gewindespindel ist dabei drehbar jedoch axial ortsfest angeordnet. Die mit der Gewindespindel kämmende Kugelumlaufmutter wird dementsprechend axial verschoben, wodurch die gewünschte axiale Positionierung der mit der Kugelumlaufmutter verbundenen Komponente des Fahrwerks bewirkt wird. According to an alternative embodiment of the invention, it may be provided that the star wheel is connected to the threaded spindle. When the drive is turned so the threaded spindle. The threaded spindle is rotatably arranged but axially stationary. The intermeshing with the threaded ball nut is moved accordingly axially, whereby the desired axial positioning of the ball nut connected to the component of the chassis is effected.
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrwerksaktuator kann der Spindeltrieb durch Drehen der Sperrscheibe, bis sie sich im Eingriff mit der gegengleich ausgebildeten Kontur des Sternrads befindet, in eine Sperrstellung gebracht werden. Die Sperrscheibe ist vorzugsweise als Kreissegment (Teilkreis) ausgebildet, das Sternrad weist eine entsprechend gegengleich ausgebildete Kontur auf. In the chassis actuator according to the invention, the spindle drive can be brought into a blocking position by turning the locking disk until it is in engagement with the counter-contour of the star wheel. The locking disk is preferably formed as a circular segment (pitch circle), the star wheel has a correspondingly opposite trained contour.
Für bestimmte Anwendungen kann es vorteilhaft sein, dass das Malteserkreuzgetriebe mit einer vorgeschalteten Vorübersetzung gekoppelt ist. Auf diese Weise kann eine gewünschte Drehmomentübersetzung bewirkt werden. Alternativ oder zusätzlich kann es bei dem erfindungsgemäßen Fahrwerksaktuator vorgesehen sein, dass das Malteserkreuzgetriebe mit einer nachgeschalteten Nachübersetzung gekoppelt ist. Die Nachübersetzung kann analog zur Übersetzung eines Drehmoments dienen. Erfindungsgemäß kann die Vorübersetzung und/oder die Nachübersetzung beispielsweise als Riementrieb oder Stirnradgetriebe ausgebildet sein. Auf diese Weise kann ein von dem Antrieb erzeugtes Drehmoment bzw. eine Antriebsdrehzahl mittels der Vor- oder Nachübersetzung an einen benötigten Wert angepasst werden. For certain applications, it may be advantageous for the Maltese Cross Gear to be coupled to an upstream pretranslation. In this way, a desired torque ratio can be effected. Alternatively or additionally, it may be provided in the chassis actuator according to the invention that the Geneva drive is coupled with a downstream post-translation. The post-translation can be used analogously to the translation of a torque. According to the invention, the pretranslation and / or the retranslation can be formed, for example, as a belt drive or spur gear. In this way, a torque generated by the drive or a drive speed can be adjusted by means of the forward or post-translation to a required value.
Der erfindungsgemäße Fahrwerksaktuator ist bevorzugt als Niveauregulierung oder Spur-Sturzversteller oder Hinterachsverstellung ausgebildet oder damit gekoppelt. The suspension actuator according to the invention is preferably designed as a level control or lane-angle adjustment or Hinterachsverstellung or coupled with it.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:Further advantages and details of the invention will be explained below with reference to embodiments with reference to the drawings. The drawings are schematic representations and show:
Der in
In der Draufsicht von
Das Malteserkreuzgetriebe wird durch das Antriebsrad
Die Schlitze
In
Das Stirnradgetriebe
Der in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrwerksaktuator Fahrwerksaktuator
- 22
- Antrieb drive
- 33
- Antriebswelle drive shaft
- 44
- Antriebsrad drive wheel
- 55
- Sperrscheibe locking disc
- 66
- Stift pen
- 77
- Drehachse axis of rotation
- 88th
- Sternrad star wheel
- 99
- Schlitz slot
- 1010
- Kontur contour
- 1111
- Spindeltrieb spindle drive
- 1212
- Kugelumlaufmutter Ball nut
- 1313
- Gewindespindel screw
- 1414
- Komponente component
- 1515
- Doppelpfeil double arrow
- 1616
- Stirnradgetriebe Spur gears
- 1717
- Stirnrad spur gear
- 1818
- Stirnrad spur gear
- 1919
- Riementrieb belt drive
- 2020
- Riemenrad pulley
- 2121
- Riemenrad pulley
- 2222
- Riemen belt
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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