DE102021104646A1 - Lenkungsaktuator einer Hinterachslenkung und Verfahren zur Montage eines Lenkungsaktuators - Google Patents

Lenkungsaktuator einer Hinterachslenkung und Verfahren zur Montage eines Lenkungsaktuators Download PDF

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Marko Treczka
Christian Doerner
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Abstract

Ein Lenkungsaktuator für eine Hinterachslenkung weist ein mehrteiliges Gehäuse (2) sowie ein in dem Gehäuse (2) angeordnetes Rotativ-Linear-Getriebe (5) auf. Das Rotativ-Linear-Getriebe (5) umfasst eine rotierende, sich einerseits an einer ersten Gehäusekomponente (3) und andererseits an einer zweiten Gehäusekomponente (4) abstützende Getriebekomponente (17), die als Antriebselement des Rotativ-Linear-Getriebes (5) vorgesehen ist und ein Abtriebselement (7), welches in einem durch beide Gehäusekomponenten (3, 4) gebildeten Hohlraum verdrehgesichert verschiebbar ist, konzentrisch umgibt, wobei zwischen ein Lager (26), insbesondere Schrägwälzlager, welches die rotierende Getriebekomponente (17) gegenüber dem Gehäuse (2) abstützt, und eine der beiden Gehäusekomponenten (3) ein per Pressverband (32) im Gehäuse (2) befestigtes Ausgleichselement (31) geschaltet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen, in einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs verwendbaren Lenkungsaktuator. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Lenkungsaktuators für eine Hinterachslenkung.
  • Aus der DE 10 2019 109 166 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Mutter-Planeten-Anordnung eines Planetenwälzgetriebes, welches in einer Hinterachslenkung zum Einsatz kommt, bekannt. Hierbei wird eine Mehrzahl an Planeten mit mehreren Käfigelementen und zwei Mutterhälften zusammengesetzt, wobei zwischen die Mutterhälften ein Distanzring eingesetzt wird. Der Distanzring hat die Aufgabe, eine Vorspannung innerhalb des Planetenwälzgetriebes einzustellen.
  • Bei einem Stellgetriebe, wie es ein Planetenwälzgetriebe innerhalb eines elektromechanischen Aktuators einer Hinterachslenkung darstellt, kann Spielfreiheit, zumindest in Stellrichtung, eine entscheidende Anforderung sein. Um Spiel auch bei in Großserie hergestellten Aktuatoren zu vermeiden, ist es denkbar, zwischen einzelne Gehäuseteile und ein in das Gehäuse einzubauendes Rotativ-Linear-Getriebe, beispielsweise Planetenwälzgetriebe, Shim-Scheiben einzusetzen. Zu diesem Zweck müssen zahlreiche unterschiedlich dimensionierte Shim-Scheiben bereitgehalten werden, wobei im Zuge der Montage eine Zuordnung passender Shim-Scheiben zu konkreten, einer Serienstreuung unterliegenden Gehäuseteilen zu erfolgen hat. Zum Stand der Technik, was Shim-Scheiben betrifft, wird beispielhaft auf die Dokumente DE 10 2020 104 857 A1 und EP 3 245 719 B1 hingewiesen.
  • Details eines Lenkungsaktuators für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeugs sind beispielsweise in der DE 10 2019 115 936 A1 beschrieben. Der Lenkungsaktuator umfasst eine Schubstange, welche in verdrehgesicherter Weise innerhalb eines Gehäuses verschiebbar ist. Zur Betätigung der Schubstange ist eine einen Elektromotor umfassende Antriebseinheit vorgesehen. Der Elektromotor treibt eine axial unverschiebliche Gewindemutter an, welche ein eingangsseitiges Element eines Gewindetriebs darstellt. Die Schubstange befindet sich auf der Ausgangsseite des Gewindetriebs. Zwischen den Elektromotor und den Gewindetrieb kann ein Riemengetriebe oder ein Planetengetriebe als Untersetzungsgetriebe geschaltet sein.
  • Eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs ermöglicht einen Lenkeinschlag an der Hinterachse des Fahrzeugs, wobei die Hinterräder je nach Fahrsituation gleichsinnig mit den Vorderrädern oder gegensinnig zu den Vorderrädern eingeschlagen werden können. Damit ist sowohl eine im Vergleich zu den Fahrzeugabmessungen hervorragende Wendigkeit bei niedrigen Geschwindigkeiten, als auch eine hohe Stabilität, insbesondere bei Ausweichmanövern, im oberen Geschwindigkeitsbereich erzielbar. Hinterachslenkungen können grundsätzlich auch bei Fahrzeugen zum Einsatz kommen, die für automatisiertes Fahren konzipiert sind. In diesem Zusammenhang wird beispielhaft auf die EP 3 317 162 B1 hingewiesen.
  • Die DE 10 2018 129 372 A1 offenbart einen weiteren, ebenfalls einen Gewindetrieb umfassenden Aktuator einer Hinterachslenkung. In diesem Fall ist eine Spindelmutter des Gewindetriebs aus mehreren Teilen aufgebaut, die derart gegeneinander vorgespannt sind, dass eine Selbsthemmung des Gewindetriebs gegeben ist.
  • Weitere Bauformen von Aktuatoren für Hinterachslenkungen sind zum Beispiel in den Dokumenten DE 10 2019 111 153 A1 , DE 10 2019 125 310 A1 , DE 10 2018 130 228 B3 und DE 10 2016 212 408 B4 beschrieben. Im letztgenannten Fall ist ein Spannelement vorgesehen, welches in ein Gewinde einer Spindelmutter eingreift.
  • Ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einer aktiv steuerbaren Hinterachslenkung ist beispielsweise in der DE 10 2017 008 303 A1 offenbart. Im Rahmen dieses Verfahrens wird unter anderem die Position eines momentanen Drehpunktes eines Kraftfahrzeugs um seine Hochachse bei einer Kurvenfahrt bestimmt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lenkungsaktuator für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs gegenüber dem genannten Stand der Technik insbesondere unter fertigungstechnischen Aspekten weiterzuentwickeln, wobei auch unter Bedingungen der Serienfertigung eine auf zuverlässig reproduzierbare Weise eine Spielfreiheit erzielbar sein soll.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Lenkungsaktuator mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Montage eines Lenkungsaktuators gemäß Anspruch 9. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Montageverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Vorrichtung, das heißt den für die Verwendung in einer Hinterachslenkung vorgesehenen Aktuator, und umgekehrt.
  • Der Lenkungsaktuator umfasst als elektromechanischer Aktuator in an sich bekannter Weise ein mehrteiliges Gehäuse sowie ein in dem Gehäuse angeordnetes Rotativ-Linear-Getriebe, das heißt ein Getriebe, welches eine Rotation in eine lineare Bewegung umsetzt. Das Rotativ-Linear-Getriebe weist eine rotierende, sich einerseits an einer ersten Gehäusekomponente und andererseits an einer zweiten Gehäusekomponente abstützende Getriebekomponente auf, welche als antreibendes Element des Rotativ-Linear-Getriebes vorgesehen ist. Dieses zwischen den beiden Gehäusekomponenten gelagerte Antriebselement umgibt konzentrisch ein ebenfalls dem Rotativ-Linear-Getriebe zuzurechnendes Abtriebselement, welches in einem durch beide Gehäusekomponenten gebildeten Hohlraum verdrehgesichert verschiebbar ist. Zwischen eines der Lager, welches die rotierende, als Antriebselement fungierende Getriebekomponente gegenüber dem Gehäuse abstützt, und eine der beiden das Rotativ-Linear-Getriebe aufnehmenden Gehäusekomponenten ist ein mit Hilfe eines Pressverbandes im Gehäuse befestigtes Ausgleichselement geschaltet.
  • Hierbei ist der Pressverband nicht notwendigerweise das einzige Mittel zur Befestigung des Ausgleichselementes in der zugehörigen Gehäusekomponente. Insbesondere kann, wie im Folgenden noch näher erläutert wird, die Herstellung eines Pressverbandes lediglich als Zwischenschritt im Rahmen des Herstellungsverfahrens vorgesehen sein. In keinem Fall sind zur Befestigung des Ausgleichselementes in der Gehäusekomponente gesonderte Befestigungselemente, etwa in Form von Schrauben, vorgesehen.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung eines per Pressverband zu befestigenden Ausgleichselement gegenüber herkömmlichen Lösungen liegt darin, dass in der Serienfertigung Ausgleichselemente einheitlicher Abmessungen verwendet werden können. Das Einsetzen von Shim-Scheiben, welche in zahlreichen Dicken vorgehalten und in aufwendigen Prozeduren ausgewählt werden müssten, entfällt.
  • Gemäß einer möglichen Ausgestaltung weist das Ausgleichselement einen zylindrischen, in der ersten Gehäusekomponente gehaltenen Abschnitt und einen an diesen Abschnitt anschließenden konischen, die rotierende Getriebekomponente abstützenden Abschnitt auf. Somit sind verschiedene Funktionen des Ausgleichselementes, nämlich zum einen dessen Halterung in einer der Gehäusekomponenten und zum anderen die Bildung einer Abstützung für die als Antriebselement des Rotativ-Linear-Getriebes vorgesehene, spielfrei zu lagernde Getriebekomponente, in einem materialeinheitlich aufgebauten, einstückigen Element vereint, wobei der konische Abschnitt des Ausgleichselement unmittelbar an dessen zylindrischen Abschnitt anschließen kann. In modifizierter Form des Ausgleichselementes kann auch dessen als zylindrisch bezeichneter Abschnitt eine leichte Konizität aufweisen, welche jedoch weit geringer ausgeprägt ist als die Konizität desjenigen Abschnitts, an welchem das die Gehäusekomponente insbesondere in Axialrichtung abstützende Lager anschlägt.
  • In jedem Fall kann das genannte Lager teilweise durch das Ausgleichselement gebildet sein, indem zum Beispiel Wälzkörper des Lagers direkt auf einer Oberfläche des Ausgleichselementes abrollen. Ansonsten kontaktiert beispielsweise eine Lagerscheibe des Lagers, mit welchem das Antriebselement des Rotativ-Linear-Getriebes im Gehäuse gelagert ist, das Ausgleichselement. Bei dem genannten Lager handelt es sich beispielsweise um ein Axial-Radial-Wälzlager, insbesondere ein Schrägkugellager oder ein Schrägrollenlager.
  • Unabhängig von der Bauart des Axial-Radial-Wälzlagers kann dieses Lager spiegelsymmetrisch zu einem zweiten, die rotierende Getriebekomponente in der entgegengesetzten Axialrichtung abstützenden, in die zweite Gehäusekomponente eingesetzten Axial-Radial-Wälzlager ausgebildet sein. Insbesondere können die beiden Axial-Radial-Wälzlager identisch geformt sein.
  • Der Hinterachs-Lenkungsaktuator ist in folgenden Schritten montierbar:
    • - Bereitstellung zweier Gehäusehälften, welche dazu ausgebildet sind, jeweils einen Teil eines sich in Längsrichtung des Lenkungsaktuators erstreckenden Hohlraumes zu bilden,
    • - Bereitstellung einer Getriebebaugruppe, welche ein Rotativ-Linear-Getriebe mit einem rotierbaren Antriebselement und einem linear verlagerbaren Abtriebselement umfasst,
    • - Einsetzen eines in stufenlos wählbarer Position ohne gesonderte Befestigungselemente fixierbaren Ausgleichselementes sowie des Rotativ-Linear-Getriebes in den Hohlraum derart, dass ein rotierbares Antriebselement des Rotativ-Linear-Getriebes spielfrei zwischen den beiden Gehäusehälften gelagert wird.
  • Der Begriff „Gehäusehälften“ wird ohne Beschränkung der Allgemeinheit für zwei zusammensetzbare, zusammen den Gehäuseinnenraum umschließende Gehäusekomponenten verwendet, die nicht notwendigerweise gleichartig oder spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sein müssen. In jedem Fall läuft die Mittelachse des Lenkungsaktuators durch beide Gehäusehälften.
  • Was die Positionierung des Ausgleichselementes in einer der Gehäusehälften betrifft, sind verschiedene Verfahrensvarianten realisierbar:
    • Gemäß einer ersten Verfahrensvariante wird das Ausgleichselement durch einen Pressverband fest in der Gehäusehälfte verankert. Diese kraftschlüssige Verankerung erfolgt insbesondere durch Herstellung eines Querpressverbandes zwischen dem Ausgleichselement und der Gehäusehälfte. Der Querpressverband ist herstellbar, indem die Gehäusehälfte erwärmt und anschließend das Ausgleichselement in eine hierfür vorgesehene Ausnehmung, welche sich in der Gehäusehälfte befindet und konzentrisch zur Mittelachse des Gehäuses und damit des Rotativ-Linear-Getriebes angeordnet ist, eingesetzt wird. Durch die anschließende Angleichung der Temperatur der Gehäusehälfte an die Temperatur der übrigen Komponenten des Aktuators einschließlich des Ausgleichselementes entsteht der hoch belastbare Pressverband. Die Herstellung des Querpressverbandes stellt damit ein Warmfügen dar.
  • Gemäß einer alternativen Verfahrensvariante wird das Ausgleichselement zunächst lediglich vorläufig in der Ausnehmung der Gehäusehälfte kraftschlüssig positioniert. Auch in diesem Fall wird von einem Pressverband zwischen Gehäusehälfte und Ausgleichselement gesprochen, obgleich die Festigkeit dieses Pressverbandes nicht für den Betrieb des Lenkungsaktuators ausgelegt ist. Vielmehr handelt es sich um eine Vorpositionierung des Ausgleichselementes, welche im Laufe der weiteren Montage noch korrigierbar ist. Die zunächst noch mit moderaten Kräften variable Positionierung des Ausgleichselementes ist nutzbar, um die gewünschte Spielfreiheit des Lenkungsaktuators einzustellen.
  • Nachdem die endgültige Position des Ausgleichselementes feststeht, das heißt das Axial-Einbaumaß eingestellt ist, kann eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Ausgleichselement und der zugehörigen Gehäusehälfte beispielsweise durch Widerstandsschweißen erfolgen. Insbesondere kann es sich dabei um Kondensatorentladungsschweißen oder Kurzimpulsschweißen handeln. Ein solches Schweißverfahren ist rationell in den Fertigungsprozess integrierbar. Zum Stand der Technik wird in diesem Zusammenhang auf die DE 10 2014 210 832 A1 hingewiesen.
  • Dem Rotativ-Linear-Getriebe des Lenkungsaktuators kann ein als Rotativ-Rotativ-Getriebe ausgebildetes Untersetzungsgetriebe, beispielsweise ein Zahnradgetriebe, insbesondere Planetengetriebe, oder ein Umschlingungsgetriebe, insbesondere in Form eines Riementriebs oder Kettentriebs, vorgeschaltet sein. Alternativ ist ein direkter, das heißt getriebeloser, elektrischer Antrieb des eingangsseitigen Elementes, insbesondere Planetenträgers, des Rotativ-Linear-Getriebes realisierbar. In diesem Fall ist das Antriebselement des Rotativ-Linear-Getriebes fest mit dem Rotor eines Elektromotors verbunden oder unmittelbar durch einen solchen Rotor gebildet.
  • Als Rotativ-Linear-Getriebe des Lenkungsaktuators ist unter anderem ein Planetenwälzgetriebe geeignet. Zum technischen Hintergrund wird beispielhaft auf die DE 10 2018 130 612 A1 hingewiesen. Insbesondere kann es sich bei dem Planetenwälzgetriebe des Lenkungsaktuators um ein Planetenwälzgetriebe mit angetriebenem Käfig, das heißt Planetenträger, handeln. Der Vorteil dieser Bauform liegt darin, dass damit ein steigungstreues Planetenwälzgetriebe realisiert ist. Ein im Vergleich zu einem Planetenwälzgetriebe mit angetriebener Mutter weniger extremes Untersetzungsverhältnis wird hierbei in Kauf genommen. Alternativ zu einem Planetenwälzgetriebe kommt prinzipiell auch die Verwendung eines Kugelgewindetriebs in Betracht.
  • Sofern ein steigungstreues Planetenwälzgetriebe als Rotativ-Linear-Getriebe zum Einsatz kommt, kann der als Antriebselement dieses Getriebes fungierende Käfig zwei zueinander spiegelsymmetrische, scheibenförmige Elemente aufweisen, wobei an den einander zugewandten Seiten dieser Elemente Axialwälzlager angeordnet sind, durch die eine frei drehbare Mutter des Planetenwälzgetriebes gelagert ist, wogegen sich auf den beiden voneinander abgewandten Außenseiten der scheibenförmigen Elemente Axial-Radial-Wälzlager, insbesondere in Form Schrägrollenlagern, befinden. Der Käfig des Planetenwälzgetriebes hat damit eine Mehrfachfunktion, nämlich die Führung der anzutreibenden Planeten sowie die Übertragung von Axialkräften zwischen dem Abtriebselement des Rotativ-Linear-Getriebes und dem Gehäuse des Aktuators über die Planeten, die Mutter, sowie die verschiedenen Lager, insbesondere Rollenlager. Die Drehzahl der Mutter ist beim Betrieb des Planetenwälzgetriebes ohne Belang. Einzelteile der Mutter können in prinzipiell bekannter Weise, insbesondere mittels Gewinde, gegeneinander verstellbar sein, um eine Vorspannung innerhalb des Planetenwälzgetriebes einzustellen.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigt:
    • 1 ausschnittsweise einen Lenkungsaktuator einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs in einer Schnittdarstellung.
  • Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichneter Lenkungsaktuator ist zur Verwendung in einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion des Lenkungsaktuators 1 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.
  • Ein Gehäuse 2 des Lenkungsaktuators 1 ist aus zwei Gehäusekomponenten 3, 4 zusammengesetzt. Im Gehäuse 2 ist ein Rotativ-Linear-Getriebe 5, im vorliegenden Fall ein Planetenwälzgetriebe, aufgenommen. Mehrere Planeten 6 des Planetenwälzgetriebes 5 kontaktieren eine Gewindespindel 7, die starr mit einer Schubstange 8 verbunden ist. Prinzipiell kommt auch eine einteilige Ausbildung von Gewindespindel 7 und Schubstange 8 in Betracht. Die Planeten 6 weisen eine rillenlose Profilierung auf, welche in das Gewinde der Spindel 7 eingreift. Die Gewindespindel 7 stellt das Abtriebselement des Rotativ-Linear-Getriebes 5 dar und ist mittels einer Verdrehsicherung 9 verschiebbar, jedoch nicht verdrehbar, im Gehäuse 2 geführt. Ein der Verdrehsicherung 9 zuzurechnendes, starr mit der Schubstange 8 verbundenes Sicherungselement ist mit 10 bezeichnet. Das Sicherungselement 10 ist in einer Führungskontur 11, welche durch die Gehäusekomponente 4 bereitgestellt ist, geführt. Die beiden Gehäusekomponenten 3, 4 werden vereinfachend auch als Gehäusehälften bezeichnet. Ein gabelförmiges Anschlusselement 10 ist an die Schubstange 8 des Lenkungsaktuators 1 angeschraubt und in an sich bekannter Weise mit weiteren, nicht dargestellten Fahrwerkskomponenten gekoppelt.
  • Der Lenkungsaktuator 1 ist insgesamt als elektromechanischer Aktuator ausgebildet, wobei ein nicht dargestellter Elektromotor fest mit dem Gehäuse 2 verbunden ist. Der Elektromotor treibt das Rotativ-Linear-Getriebe 5 über ein Umschlingungsgetriebe 15, nämlich ein Riemengetriebe mit einem Riemen 16, an.
  • Ein Verbindungsbereich, in welchem die beiden Gehäusehälften 3, 4 miteinander verbunden sind, ist mit 12 bezeichnet. Im Verbindungsbereich 12 ist eine Ringnut 13 erkenbbar, in welche eine Dichtung 14 eingefügt ist, mit welcher das Gehäuse 12 statisch abgedichtet ist.
  • Auf der Abtriebsseite des Umschlingungsgetriebes 15, welches sich zusammen mit dem Rotativ-Linear-Getriebe 5 innerhalb des Gehäuses 2 befindet, befindet sich als Abtriebselement des Umschlingungsgetriebes 15 ein Käfig 17, welcher zugleich das eingangsseitige Element des Rotativ-Linear-Getriebes 5 darstellt. Der Käfig 17 weist eine zylindrische Grundform auf und ist konzentrisch zur Gewindespindel 7 und damit zur Mittelachse des Lenkungsaktuators 1 angeordnet. Durch den Käfig 17 sind die Planeten 6 geführt. Die Verwendung des Käfigs 17 als Antriebselement des Planetenwälzgetriebes 5 ist ausschlaggebend dafür, dass es sich um ein steigungstreues Planetenwälzgetriebe handelt. Dies bedeutet, dass jede Umdrehung des Käfigs 17 in einen eindeutig definierten Vorschub der Schubstange 8 umgesetzt wird.
  • Der Käfig umfasst einen Hülsenabschnitt 37, an dessen Außenumfangsfläche eine Verzahnung ausgebildet ist, die direkt mit dem Riemen 16, das heißt Zahnriemen, zusammenwirkt. An den beiden Stirnseiten des Hülsenabschnitts 37 ist dieser Abschnitt 37 jeweils mit einer äußeren Käfigscheibe 22 verbunden. An die äußeren Käfigscheiben 22 schließen sich radial nach innen, das heißt in Richtung zur Mittelachse des Planetenwälzgetriebes 5, teilweise mit den äußeren Käfigscheiben 22 überlappend, innere Käfigscheiben 23 an, welche mit inneren Käfigelementen 24 verbunden sind, die ebenfalls dem Käfig 17 zuzurechnen sind und die Planeten 6 kontaktieren.
  • Zusätzlich zu seinem mittleren, mit dem Gewinde der Spindel 7 kämmenden Bereich weist jeder Planet 6 zwei ebenfalls steigungslos profilierte, vergleichsweise dünne Endbereiche auf. Diese Endbereiche der Planeten 6 sind permanent vom Gewinde der Spindel 7 beabstandet und kontaktieren stattdessen eine Spindelmutter 18, die innerhalb des Käfigs 17 frei drehbar ist. Zwei zusammenschraubbare Mutterteile 19, 20 der Spindelmutter 18 weisen jeweils an ihrer Innenumfangsfläche eine steigungslose Profilierung auf, welche in einen der Endabschnitte eines jeden Planeten 6 eingreift. Die Positionierung des ersten Mutterteils 19 in Relation zum zweiten Mutterteil 20 ist mit Hilfe einer Kontermutter 21 gesichert.
  • An beiden Stirnseiten der Spindelmutter 18 befinden sich Axialwälzlager 25, welche sich jeweils an einem der Käfigscheiben 22 abstützen. Auf den gegenüberliegenden Seiten, das heißt Außenseiten, der Käfigscheiben 22 befinden sich Schrägwälzlager 26, 27 die ebenso zur Übertragung von Axialkräften zwischen der Spindelmutter 18 und dem Gehäuse 2 und damit letztlich zwischen der Schubstange 8 und dem Gehäuse 2 vorgesehen sind. Als Wälzkörper 29 der Wälzlager 25, 26, 27 fungieren im vorliegenden Fall Zylinderrollen.
  • Das Rotativ-Linear-Getriebe 5 ist spielfrei zwischen die Gehäusekomponenten 3, 4 eingesetzt. Zur zuverlässigen Einstellung der Spielfreiheit von in der Serienfertigung produzierten Lenkungsaktuatoren 1 ist ein Ausgleichselement 31 vorgesehen, welches mittels eines Pressverbandes 32 in der ersten Gehäusekomponente 3 befestigt ist. Das insgesamt hülsenförmige Ausgleichselement 31 weist einen zylindrischen Abschnitt 33 und einen hieran anschließenden konischen Abschnitt 35 auf, wobei zwischen den verschiedenen Abschnitten 33, 35 und der Gehäusekomponenten 3 ringförmige Spalte 34, 36 gebildet sind.
  • Am konischen Abschnitt 35 liegt eine ebenfalls konische Gehäusescheibe 30 des Schrägrollenlagers 26 an. Die zugehörige Wellenscheibe des zur Abstützung der Spindelmutter 18 insbesondere in Axialrichtung vorgesehenen Schrägrollenlagers 26 ist mit 28 bezeichnet. Die Wellenscheibe 28 weist eine entsprechend der Form und Anordnung der Wälzkörper 29 des Schrägrollenlagers 26 konische Wälzkörperlaufbahn sowie einen hieran anschließenden zylindrischen Abschnitt 38 auf, welcher sich, bezogen auf die Mittelachse des Planetenwälzgetriebes 5, radial innerhalb der genannten Wälzkörper 29 befindet. Im Ausführungsbeispiel umgibt der zylindrische Abschnitt 38 unmittelbar die Außenumfangsfläche der inneren Käfigscheibe 23, welche dem Ausgleichselement 31 benachbart ist. In entsprechender Weise erstreckt sich auch die Wellenscheibe desjenigen Schrägwälzlagers 26, welches sich auf der dem Ausgleichselement 31 abgewandten Seite des Käfigs 17 befindet, über Oberflächenabschnitte sowohl einer äußeren Käfigscheibe 22 als auch einer inneren Käfigscheibe 23. Bei den beiden Schrägwälzlagern 26, 27, welche in einem Fall am Ausgleichselement 31 und im anderen Fall an der zweiten, nicht mit einem Ausgleichselement versehenen Gehäusehälfte 4 anschlagen, handelt es sich um Gleichteile, welche spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Lenkungsaktuator
    2
    Gehäuse
    3
    Gehäusekomponente
    4
    Gehäusekomponente
    5
    Rotativ-Linear-Getriebe, Planetenwälzgetriebe
    6
    Planet
    7
    Gewindespindel
    8
    Schubstange
    9
    Verdrehsicherung
    10
    Sicherungselement
    11
    Führungskontur
    12
    Verbindungsbereich
    13
    Ringnut
    14
    Dichtung
    15
    Umschlingungsgetriebe
    16
    Riemen
    17
    Käfig, Getriebekomponente
    18
    Spindelmutter
    19
    Mutterteil
    20
    Mutterteil
    21
    Kontermutter
    22
    äußere Käfigscheibe
    23
    innere Käfigscheibe
    24
    inneres Käfigelement
    25
    Axialwälzlager
    26
    Schrägwälzlager
    27
    Schrägwälzlager
    28
    Wellenscheibe
    29
    Wälzkörper
    30
    Gehäusescheibe
    31
    Ausgleichselement
    32
    Pressverband
    33
    zylindrischer Abschnitt des Ausgleichselementes
    34
    Spalt
    35
    konischer Abschnitt des Ausgleichselementes
    36
    Spalt
    37
    Hülsenabschnitt des Käfigs
    38
    zylindrischer Abschnitt der Wellenscheibe
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102019109166 A1 [0002]
    • DE 102020104857 A1 [0003]
    • EP 3245719 B1 [0003]
    • DE 102019115936 A1 [0004]
    • EP 3317162 B1 [0005]
    • DE 102018129372 A1 [0006]
    • DE 102019111153 A1 [0007]
    • DE 102019125310 A1 [0007]
    • DE 102018130228 B3 [0007]
    • DE 102016212408 B4 [0007]
    • DE 102017008303 A1 [0008]
    • DE 102014210832 A1 [0021]
    • DE 102018130612 A1 [0023]

Claims (10)

  1. Lenkungsaktuator für eine Hinterachslenkung, aufweisend ein mehrteiliges Gehäuse (2) sowie ein in dem Gehäuse (2) angeordnetes Rotativ-Linear-Getriebe (5), welches eine rotierende, sich einerseits an einer ersten Gehäusekomponente (3) und andererseits an einer zweiten Gehäusekomponente (4) abstützende Getriebekomponente (17) umfasst, die als Antriebselement des Rotativ-Linear-Getriebes (5) vorgesehen ist und ein Abtriebselement (7), welches in einem durch beide Gehäusekomponenten (3, 4) gebildeten Hohlraum verdrehgesichert verschiebbar ist, konzentrisch umgibt, wobei zwischen ein Lager (26), welches die rotierende Getriebekomponente (17) gegenüber dem Gehäuse (2) abstützt, und eine der beiden Gehäusekomponenten (3) ein per Pressverband (32) im Gehäuse (2) befestigtes Ausgleichselement (31) geschaltet ist.
  2. Lenkungsaktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (31) einen zylindrischen, in der ersten Gehäusekomponente (3) gehaltenen Abschnitt (38) und einen an diesen Abschnitt (38) anschließenden konischen, die rotierende Getriebekomponente (17) abstützenden konischen Abschnitt (35) umfasst.
  3. Lenkungsaktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem konischen Abschnitt (35) des Ausgleichselementes (31) eine Gehäusescheibe (30) eines zur Lagerung der rotierenden Getriebekomponente (17) vorgesehenen Axial-Radial-Wälzlagers (26) angeordnet ist.
  4. Lenkungsaktuator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das durch den konischen Abschnitt (35) des Ausgleichselementes (31) abgestützte Axial-Radial-Wälzlager (26) spiegelsymmetrisch zu einem zweiten, die rotierende Getriebekomponente (17) in der entgegengesetzten Axialrichtung abstützenden, in die zweite Gehäusekomponente (4) eingesetzten Axial-Radial-Wälzlager (27) ausgebildet ist.
  5. Lenkungsaktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Rotativ-Linear-Getriebe (5) ein Planetenwälzgetriebe vorgesehen ist.
  6. Lenkungsaktuator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenwälzgetriebe (5) einen dessen Planeten (6) führenden Käfig (17) als Antriebselement aufweist.
  7. Lenkungsaktuator nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (17) zwei zueinander spiegelsymmetrische, scheibenförmige Elemente (22) aufweist, wobei an den einander zugewandten Seiten dieser Elemente (22) Axialwälzlager (25) angeordnet sind, durch die eine frei drehbare Mutter (18) des Planetenwälzgetriebes (5) gelagert ist, wogegen sich auf den beiden voneinander abgewandten Außenseiten der scheibenförmigen Elemente (22) die beiden Axial-Radial-Wälzlager (26, 27) befinden.
  8. Lenkungsaktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressverband (32) als Querpressverband ausgebildet ist.
  9. Verfahren zur Montage eines Lenkungsaktuators (1), mit folgenden Schritten: - Bereitstellung zweier Gehäusehälften (3, 4), welche dazu ausgebildet sind, jeweils einen Teil eines sich in Längsrichtung des Lenkungsaktuators (1) erstreckenden Hohlraumes zu bilden, - Bereitstellung einer Getriebebaugruppe, welche ein Rotativ-Linear-Getriebe (5) mit einem rotierbaren Antriebselement (17) und einem linear verlagerbaren Abtriebselement (7) umfasst, - Einsetzen eines in stufenlos wählbarer Position ohne gesonderte Befestigungselemente fixierbaren Ausgleichselementes (31) sowie des Rotativ-Linear-Getriebes (5) in den Hohlraum derart, dass ein rotierbares Antriebselement (17) des Rotativ-Linear-Getriebes (5) spielfrei zwischen den beiden Gehäusehälften (3, 4) gelagert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (31) zunächst in Form eines Pressverbandes (32) in der ersten Gehäusekomponente (3) vorpositioniert und in einem späteren Verfahrensschritt durch Widerstandsschweißen stoffschlüssig mit der ersten Gehäusekomponente (3) verbunden wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022129139A1 (de) 2022-11-04 2024-05-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetenwälzgetriebe, Verfahren zur Herstellung eines Planetenwälzgetriebes, sowie Lenkungsaktuator

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014210832A1 (de) 2014-06-06 2015-12-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Widerstandsschweißen eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil
DE102016212408B4 (de) 2016-07-07 2018-03-15 Zf Friedrichshafen Ag Aktuator für eine Hinterachslenkung
DE102017008303A1 (de) 2017-09-05 2018-10-11 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einer aktiv steuerbaren Hinterachslenkung
EP3245719B1 (de) 2015-01-16 2019-02-27 Yasa Limited Axialströmungsmaschine
EP3317162B1 (de) 2015-07-02 2019-06-05 Audi AG Kraftfahrzeug für ein pilotiertes fahren mit einem vorderachslenksystem und einem hinterachslenksystem
DE102018130228B3 (de) 2018-11-29 2020-02-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeugs sowie Hinterachslenkung mit einem solchen Aktuator
DE102018129372A1 (de) 2018-11-22 2020-05-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuator einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs
DE102018130612A1 (de) 2018-12-03 2020-06-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetenwälzgewindetrieb für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeugs sowie Hinterachslenkungsaktuator mit einem solchen Planetenwälzgewindetrieb
DE102019109166A1 (de) 2019-04-08 2020-06-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetenwälzgetriebe
DE102019125310A1 (de) 2019-04-30 2020-11-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetenwälzgetriebe
DE102019111153A1 (de) 2019-04-30 2020-11-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeugs sowie Hinterachslenkung mit einem solchen Aktuator
DE102019115936A1 (de) 2019-06-12 2020-12-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeugs
DE102020104857A1 (de) 2019-06-28 2020-12-31 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsanordnung für eine elektrische Antriebsachse

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014210832A1 (de) 2014-06-06 2015-12-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Widerstandsschweißen eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil
EP3245719B1 (de) 2015-01-16 2019-02-27 Yasa Limited Axialströmungsmaschine
EP3317162B1 (de) 2015-07-02 2019-06-05 Audi AG Kraftfahrzeug für ein pilotiertes fahren mit einem vorderachslenksystem und einem hinterachslenksystem
DE102016212408B4 (de) 2016-07-07 2018-03-15 Zf Friedrichshafen Ag Aktuator für eine Hinterachslenkung
DE102017008303A1 (de) 2017-09-05 2018-10-11 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einer aktiv steuerbaren Hinterachslenkung
DE102018129372A1 (de) 2018-11-22 2020-05-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuator einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs
DE102018130228B3 (de) 2018-11-29 2020-02-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeugs sowie Hinterachslenkung mit einem solchen Aktuator
DE102018130612A1 (de) 2018-12-03 2020-06-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetenwälzgewindetrieb für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeugs sowie Hinterachslenkungsaktuator mit einem solchen Planetenwälzgewindetrieb
DE102019109166A1 (de) 2019-04-08 2020-06-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetenwälzgetriebe
DE102019125310A1 (de) 2019-04-30 2020-11-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetenwälzgetriebe
DE102019111153A1 (de) 2019-04-30 2020-11-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeugs sowie Hinterachslenkung mit einem solchen Aktuator
DE102019115936A1 (de) 2019-06-12 2020-12-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeugs
DE102020104857A1 (de) 2019-06-28 2020-12-31 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsanordnung für eine elektrische Antriebsachse

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022129139A1 (de) 2022-11-04 2024-05-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetenwälzgetriebe, Verfahren zur Herstellung eines Planetenwälzgetriebes, sowie Lenkungsaktuator
WO2024094243A1 (de) 2022-11-04 2024-05-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetenwälzgetriebe, verfahren zur herstellung eines planetenwälzgetriebes, sowie lenkungsaktuator

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