DE102022214004A1 - Einzelradsteller für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs und Lenksystem - Google Patents

Einzelradsteller für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs und Lenksystem Download PDF

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pivot axis
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Bernd Hauser
Joerg Strecker
Roland GREUL
Juergen Hoersch
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Einzelradsteller (1) für ein Lenksystem, insbesondere ein Steer-by-Wire-Lenksystem, eines Kraftfahrzeugs, mit einem, mit einem Radträger (16) koppelbaren Gelenkkopf (18) oder Kreuzgelenk (19) verbunden ist; einer eine elektrische Maschine (13) und das mit der elektrischen Maschine (13) gekoppelte Wandlungsgetriebe (11) aufweisenden Antriebseinheit (20), welche dazu ausgebildet ist, eine Axialbewegung der Schubstange (14) von einer, im Wesentlichen im Gehäuseinnenraum (12) angeordneten ersten Position, zu einer, im Wesentlichen aus dem Gehäuse (10) ausgefahrenen, zweiten Position, durchzuführen; und einer an einer Außenseite des Gehäuses (10) angeordneten ersten Verdrehsicherung (22) und einer am Kreuzgelenk (19) angeordneten zweiten Verdrehsicherung (24) oder der an der Außenseite des Gehäuses (10) angeordneten ersten Verdrehsicherung (22) und einer im Gehäuse (10) angeordneten dritten Verdrehsicherung (26) oder der am Kreuzgelenk (19) angeordneten zweiten Verdrehsicherung (24) und der im Gehäuse (10) angeordneten dritten Versrehsicherung (26).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Einzelradsteller für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug.
  • Stand der Technik
  • Bei konventionellen Lenksystemen wird der gewünschte Lenkwinkel vom Lenkrad über eine mechanische Verbindung auf die beiden Vorderräder übertragen. Das Lenkmoment wird durch ein Servogetriebe verstärkt, damit ein einfaches Lenken möglich ist.
  • Bei zukünftigen Steer-by-Wire Lenksystemen entfällt die mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und gelenkten Rädern. Der am Lenkrad eingestellte Lenkwinkel wird durch einen Sensor erfasst und elektronisch auf den Lenkaktuator übertragen, welcher dann die Vorderräder entsprechend verstellt.
  • Das Lenksystem kann zentral wirken, das heißt, der Lenkaktuator steuert gleichzeitig beide Räder gemeinsam an. In üblicher Weise wird dabei die translatorische Bewegung einer Zahnstange auf die Spurstangen übertragen, welche die Räder verschwenken. Allerdings ist durch die Kinematik der maximale Lenkwinkel an den Vorderrädern begrenzt.
  • Bei Lenksystemen, welche dezentral wirken, ist jedem gelenkten Rad ein eigener Lenkaktuator zugeordnet, wodurch jedes Rad individuell angesteuert werden kann. Dadurch ist eine Vergrößerung des maximalen Lenkwinkels möglich. Da der zentrale Lenkaktuator in der Mitte des Fahrzeugs wegfällt, können sich Baumraumvorteile für den Fahrzeughersteller ergeben. Zudem ermöglichen dezentrale Lenksysteme neue Funktionen wie z.B. eine Parkbremsfunktion durch entgegengesetzt eingeschlagene Räder.
  • Bei dezentralen Einzelradaktuatoren ist es bekannt, beispielsweise einen Kugelgewindetrieb zu verwenden. Dabei wird eine translatorische Bewegung der Kugelgewindestange wieder in eine rotative Bewegung zur Verschwenkung des Rades umgewandelt werden.
  • DE 102020213664 A1 offenbart einen elektrischen Einzelradsteller für ein Kraftfahrzeug mit einem Doppelradträger, welcher aus einem Achsträger und einem Schwenkträger besteht und wobei der Schwenkträger drehbar innerhalb des Achsträgers gelagert ist, mit einem Elektromotor, welcher über ein Getriebe den Schwenkträger verschwenkt, wobei der Elektromotor am Achsträger angeordnet ist.
  • Um ein Verdrehen der Kugelgewindestange zu verhindern, ist eine Verdrehsicherung erforderlich. Die Verdrehsicherung der axial verschieblichen Stange erfolgt herkömmlicherweise innerhalb des Einzelradstellers und stützt sich über das Gehäuse an der Fahrzeugkarosse ab. Die Verdrehsicherung des gesamten Einzelradstellers ist gleichzeitig die Anbindung des Einzelradstellers an die Karosserie.
  • Diese Lösungen bieten jedoch keine optimale Verdrehsicherung über eine gesamte Länge des Einzelradstellers sowie der Schubstange.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Einzelradsteller bereitzustellen, welcher eine optimale Verdrehsicherung über die gesamte Länge des Einzelradstellers und der Schubstange bereitstellt.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Ansprüche 1 und 11 gelöst.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung schafft einen Einzelradsteller für ein Lenksystem, insbesondere ein Steer-by-Wire-Lenksystem, eines Kraftfahrzeugs.
  • Der Einzelradsteller umfasst ein Gehäuse und eine zumindest abschnittsweise in einem Gehäuseinnenraum angeordnete Schubstange, welche an einem ersten axialen Endabschnitt im Gehäuse gelagert und an einem, zum ersten axialen Endabschnitt entgegengesetzt angeordneten zweiten axialen Endabschnitt mit einem, mit einem Radträger koppelbaren Gelenkkopf verbunden ist.
  • Des Weiteren umfasst der Einzelradsteller eine, eine elektrische Maschine und das mit der elektrischen Maschine gekoppelte Wandlungsgetriebe aufweisende Antriebseinheit, welche dazu ausgebildet ist, eine Axialbewegung der Schubstange von einer, im Wesentlichen im Gehäuseinnenraum angeordneten ersten Position, zu einer, im Wesentlichen aus dem Gehäuse ausgefahrenen, zweiten Position, durchzuführen.
  • Der Einzelradsteller umfasst ferner eine an einer Außenseite des Gehäuses angeordnete ersten Verdrehsicherung und eine am Kreuzgelenk angeordnete zweite Verdrehsicherung oder die an der Außenseite des Gehäuses angeordnete erste Verdrehsicherung und eine im Gehäuse angeordnete dritte Verdrehsicherung oder die am Kreuzgelenk angeordnete zweite Verdrehsicherung und eine im Gehäuse angeordnete dritte Verdrehsicherung.
  • Die vorliegende Erfindung schafft überdies ein Lenksystem, insbesondere ein Steer-by-Wire-Lenksystem, für ein Kraftfahrzeug, mit einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen Einzelradstellern, welche dazu ausgebildet sind, das mit einem jeweiligen Einzelradsteller verbundene Rad zu lenken.
  • Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, durch Vorsehen der zumindest einer ersten Verdrehsicherung, welche dazu ausgebildet ist, ein durch die Antriebseinheit auf die Schubstange aufgebrachtes Drehmoment an einem mit der ersten Verdrehsicherung verbindbaren Radträger abzustützen, eine effektivere Verdrehsicherung bereitzustellen, da diese im Bereich des Radträgers angeordnet ist, auf welchen das auf die Schubstange aufgebrachte Drehmoment angewendet bzw. übertragen wird. Somit kann in vorteilhafter Weise ein auf die Schubstange wirkendes Torsionsmoment effektiv abgestützt werden.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Verdrehsicherungen dazu ausgebildet sind, ein durch die Antriebseinheit auf die Schubstange aufgebrachtes Drehmoment am Radträger und/oder einer Karosserie des Kraftfahrzeugs abzustützen.
  • Somit kann sowohl für die verschiedenen Ausgestaltungen des Einzelradstellers, d.h. mit der an der Außenseite des Gehäuses angeordneten ersten Verdrehsicherung und der am Kreuzgelenk angeordneten zweiten Verdrehsicherung oder der an der Außenseite des Gehäuses angeordneten ersten Verdrehsicherung und der im Gehäuse angeordneten dritten Verdrehsicherung oder der am Kreuzgelenk angeordneten zweiten Verdrehsicherung und der im Gehäuse angeordneten dritten Versrehsicherung jeweils eine optimale Anordnung bzw. Konfiguration von Verdrehsicherungen vorgesehen werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die zweite Verdrehsicherung einen im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten ersten Abschnitt und einen, den im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten ersten Abschnitt umgebenden, im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten zweiten Abschnitt aufweist, wobei der zweite Abschnitt relativ zum ersten Abschnitt drehbar gelagert ist.
  • Der erste Abschnitt ist feststehend, da dieser mit der Schubstange fest verbunden ist. Der zweite Abschnitt ist zum ersten Abschnitt drehbar gelagert, sodass dieser sich bei einer Bewegung des Radträgers in Drehrichtung mitdrehen kann.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der den im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten ersten Abschnitt umgebende, im Wesentlichen ringförmig ausgebildete zweite Abschnitt um eine sich in Radialrichtung der Schubstange erstreckende Achse drehbar gelagert ist. Somit kann sich der zweite Abschnitt bei einem Drehen der Räder im Wesentlichen parallel zu einem Einschlagwinkel mitdrehen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Verdrehsicherung dazu ausgebildet ist, die Schubstange radial zu lagern. Somit erfüllt die Verdrehsicherung eine Doppelfunktion der Verdrehsicherung als auch der Lagerung der Schubstange. Damit kann in vorteilhafter Weise eine separates Radiallager der Schubstange entfallen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Verdrehsicherung dazu ausgebildet ist, dass durch die Antriebseinheit auf die Schubstange aufgebrachte Drehmoment an einer mit der ersten Verdrehsicherung verbindbaren Karosserie abzustützen.
  • Durch das Vorsehen der ersten Verdrehsicherung kann in vorteilhafter Weise ermöglicht werden, dass das Gehäuse des Einzelradstellers gegenüber der Karosserie des Fahrzeugs verdrehgesichert ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die zweite Verdrehsicherung am Gehäuse des Einzelradstellers in einem Bereich zwischen einer dem Radträger zugewandten ersten Stirnseite des Einzelradstellers und einer zum Radträger entgegengesetzt angeordneten zweiten Stirnseite des Einzelradstellers angeordnet ist.
  • Die Verdrehsicherung des Einzelradstellers erfolgt daher nicht am karosserieseitigen Ende des Einzelradstellers, sondern kann variabel auf der gesamten Länge des Einzelradstellers platziert werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Einzelradsteller an der zweiten Stirnseite eine Aufhängung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, den Einzelradsteller an der Karosserie pendelnd aufzuhängen, wobei ein Freiheitsgrad einer Pendelbewegung durch eine im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse der Schubstange angeordnete erste Pivotachse und eine im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Schubstange angeordnete zweite Pivotachse definiert ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Pivotachse und die zweite Pivotachse des Einzelradstellers benachbart zu einer Anbindung einer elektrischen Leitung der Antriebseinheit angeordnet sind.
  • Das Vorsehen der Aufhängung, welche dazu ausgebildet ist, den Einzelradsteller an der Karosserie pendelnd aufzuhängen, wobei ein Freiheitsgrad einer Pendelbewegung durch eine im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse der Schubstange angeordnete erste Pivotachse und eine im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Schubstange angeordnete zweite Pivotachse definiert ist, ermöglicht in vorteilhafter Weise eine gelenkige Aufhängung des Einzelradstellers, wobei das Gelenk durch zwei virtuelle Achsen, d.h. Pivotachsen gebildet wird, die senkrecht zu einander und im Wesentlichen senkrecht zur Achse der Schubstange stehen.
  • Die Aufhängung gewährleistet somit die Freiheitsgrade der Rotation um diese beiden Achsen. Ebenso verhindern diese beiden Achsen eine Rotation des gesamten Einzelradstellers um die Schubstangeachse.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Pivotachse im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Pivotachse angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine effektive Verschwenkbarkeit des Einzelradstellers in Bezug auf die zur Längsachse der Schubstange ausgerichteten Pivotachsen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass sich die erste Pivotachse und/oder die zweite Pivotachse mit der Längsachse der Schubstange schneidet. Somit ergibt sich eine optimale Ausrichtung der Pivotachsen zur Längsachse der Schubstange.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Pivotachse und die zweite Pivotachse des Einzelradstellers benachbart zu einer Anbindung einer elektrischen Leitung der Antriebseinheit oder entlang einer axialen Länge der elektrischen Maschine angeordnet sind.
  • Damit kann ermöglicht werden, dass die Anbindung der elektrischen Leitung der Antriebseinheit in vorteilhafter Weise kurz gehalten werden kann. Ferner kann dadurch ermöglicht werden, dass das Kabel der elektrischen Leitung wenig bewegt wird, was zu einem geringeren Verschleiß führt.
  • Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
  • Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.
  • Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Einzelradstellers für ein Lenksystem, insbesondere ein Steer-by-Wire-Lenksystem, gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
    • 2 eine schematische Darstellung einer Karosserieaufhängung des Einzelradstellers für das Lenksystem, insbesondere das Steer-by-Wire-Lenksystem, gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
    • 3 eine schematische Darstellung des Einzelradstellers für das Lenksystem, insbesondere das Steer-by-Wire-Lenksystem, gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
    • 4 eine schematische Darstellung des Einzelradstellers für das Lenksystem, insbesondere das Steer-by-Wire-Lenksystem, gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
  • In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Einzelradstellers für ein Lenksystem gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • Der Einzelradsteller 1 umfasst ein Gehäuse 10 und eine zumindest abschnittsweise in einem Gehäuseinnenraum 12 angeordnete Schubstange 14, welche über ein Wandlungsgetriebe 11 gelagert und an einem, zu einem im Gehäuse 10 angeordneten ersten axialen Endabschnitt 14a der Schubstange 14 entgegengesetzt angeordneten zweiten axialen Endabschnitt 14b der Schubstange 14, mit einem, mit einem Radträger 16 koppelbaren Gelenkkopf 18 verbunden ist;
  • Des Weiteren umfasst der Einzelradsteller 1 eine, eine elektrische Maschine 13 und das mit der elektrischen Maschine 13 gekoppelte Wandlungsgetriebe 11 aufweisende Antriebseinheit 20, welche dazu ausgebildet ist, eine Axialbewegung der Schubstange 14 von einer, im Wesentlichen im Gehäuseinnenraum 12 angeordneten ersten Position, zu einer, im Wesentlichen aus dem Gehäuse 10 ausgefahrenen, zweiten Position, durchzuführen.
  • Der Einzelradsteller umfasst ferner eine an einer Außenseite des Gehäuses 10 angeordnete erste Verdrehsicherung 22 und eine im Gehäuse 10 angeordnete dritte Verdrehsicherung 26.
  • Die Verdrehsicherungen 22, 26 sind überdies dazu ausgebildet, ein durch die Antriebseinheit 20 auf die Schubstange 14 aufgebrachtes Drehmoment an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs abzustützen.
  • Die erste Verdrehsicherung 22 ist dazu ausgebildet, dass durch die Antriebseinheit 20 auf die Schubstange 14 aufgebrachte Drehmoment an einer mit der ersten Verdrehsicherung 22 verbindbaren Karosserie abzustützen.
  • Die erste Verdrehsicherung 22 ist am Gehäuse 10 des Einzelradstellers 1 in einem Bereich zwischen einer dem Radträger 16 zugewandten ersten Stirnseite 36 des Einzelradstellers 1 und einer zum Radträger 16 entgegengesetzt angeordneten zweiten Stirnseite 38 des Einzelradstellers 1 angeordnet.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Karosserieaufhängung des Einzelradstellers für das Lenksystem, insbesondere das Steer-by-Wire-Lenksystem, gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • Der Einzelradsteller 1 weist an der zweiten Stirnseite 38 des Weiteren eine Aufhängung 25 auf, welche dazu ausgebildet ist, den Einzelradsteller 1 an der Karosserie pendelnd aufzuhängen, wobei ein Freiheitsgrad einer Pendelbewegung durch eine, im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse L der Schubstange 14 angeordnete erste Pivotachse P1 und eine im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse L der Schubstange 14 angeordnete zweite Pivotachse P2 definiert ist.
  • Die erste Pivotachse A1 ist im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Pivotachse A2 angeordnet. Des Weiteren schneidet sich die erste Pivotachse A1 und/oder die zweite Pivotachse A2 mit der Längsachse L der Schubstange 14.
  • Die erste Pivotachse P1 und die zweite Pivotachse P2 des Einzelradstellers 1 sind benachbart zu einer Anbindung 34 einer elektrischen Leitung der Antriebseinheit 20 oder entlang einer axialen Länge der elektrischen Maschine 13 angeordnet.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung des Einzelradstellers für das Lenksystem, insbesondere das Steer-by-Wire-Lenksystem, gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • Der Einzelradsteller 101 umfasst ferner eine an einer Außenseite des Gehäuses 10 angeordnete erste Verdrehsicherung 22 und eine am Kreuzgelenk 19 angeordnete zweite Verdrehsicherung 24.
  • Die Verdrehsicherungen 22, 24 sind dazu ausgebildet, ein durch die Antriebseinheit 20 auf die Schubstange 14 aufgebrachtes Drehmoment am Radträger 16 und einer Karosserie des Kraftfahrzeugs abzustützen.
  • Die zweite Verdrehsicherung 24 weist einen im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten ersten Abschnitt 24a und einen, den im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten ersten Abschnitt 24a umgebenden, im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten zweiten Abschnitt 24b auf. Der zweite Abschnitt 24b ist dabei relativ zum ersten Abschnitt 24a drehbar gelagert.
  • Der den im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten ersten Abschnitt 24a umgebende, im Wesentlichen ringförmig ausgebildete zweite Abschnitt 24b ist um eine sich in Radialrichtung der Schubstange 14 erstreckende Achse drehbar gelagert. Die zweite Verdrehsicherung 24 ist ferner dazu ausgebildet, die Schubstange 14 radial zu lagern.
  • Der Einzelradsteller 101 weist an einem dritten axialen Endabschnitt 122 ferner eine Aufhängung 125 auf, welche dazu ausgebildet ist, den Einzelradsteller 101 an der Karosserie pendelnd aufzuhängen, wobei ein Freiheitsgrad einer Pendelbewegung durch eine, im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse der Schubstange 14 angeordnete erste Pivotachse A1 und eine im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Schubstange 14 angeordnete zweite Pivotachse A2 definiert ist.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung des Einzelradstellers für das Lenksystem, insbesondere das Steer-by-Wire-Lenksystem, gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
  • Die Antriebseinheit 20 weist eine konzentrisch zur Längsachse der Schubstange 14 angeordnete elektrische Maschine 213 auf, welche eine Hohlwelle zur inneren Aufnahme der Schubstange 14 aufweist.
  • Der Einzelradsteller 201 weist an einem dritten axialen Endabschnitt 222 ferner eine Aufhängung 225 auf, welche dazu ausgebildet ist, den Einzelradsteller 201 an der Karosserie pendelnd aufzuhängen, wobei ein Freiheitsgrad einer Pendelbewegung durch eine, im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse der Schubstange 14 angeordnete erste Pivotachse A1 und eine im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Schubstange 14 angeordnete zweite Pivotachse A2 definiert ist.
  • Die erste Pivotachse A1 und die zweite Pivotachse A2 des Einzelradstellers 201 sind ferner entlang einer axialen Länge der elektrischen Maschine 213 angeordnet.
  • Am radseitigen Ende der Schubstange 14 befindet sich ein Kreuzgelenk 19, welches zwei Rotationsbewegungen senkrecht zur Schubstangeachse zulässt. Gleichzeitig bildet das Kreuzgelenk die Verdrehsicherung der Schubstange 14 am Radträger.
  • Die elektrische Maschine ist mit einem konzentrisch zur Längsachse der Schubstange 14 angeordneten Wandlungsgetriebe 211, insbesondere einem Planetenwälzgewindetrieb gekoppelt, welches Wandlungsgetriebe 211 dazu ausgebildet ist, eine durch die elektrische Maschine 13 bewirkte Rotation des Planetenwälzgewindetriebs in eine Translationsbewegung der mit dem Planetenwälzgewindetrieb im Eingriff befindlichen Schubstange 14 zu übersetzen. Alternativ zu dem Planetenwälzgewindetrieb kann ein Kugelgewindetrieb vorgesehen sein.
  • Die elektrische Maschine 13 stellt Drehmoment und Drehwinkel, überträgt beides auf eine Mutter des Planetenwälzgewindetriebes. Diese ist drehbar gelagert, jedoch axial im Wesentlichen nicht verschieblich. Die Mutter überträgt über Gewindeschubstangen die Rotationsbewegung auf eine axialbewegliche Gewindestange, welche am Umfang ein Gewinde trägt. Die Verdrehsicherung der Stange erfolgt an der Schnittstelle zum Radträger 16.
  • Das Drehmoment Abstützdrehmoment wird vom Radträger 16 bereitgestellt. Somit wird die Schubstange 14 in eine Axialbewegung versetzt, wenn sich die Mutter dreht. Die Schubstange 14 fährt aus dem Gehäuse 10 aus und ein, wodurch der Einzelradsteller 201 teleskopierbar wird.
  • Eine weitere Verkürzung der Gesamtlänge des Einzelradsteller 201 wird durch ein fehlendes zweites Schubstangelager erreicht. Die Lagerung der Schubstange 14 wird direkt vom Planentenwälzgewindetrieb übernommen, welcher seinerseits über das Gehäuse 10 gelenkig und verdrehgesichert an der Karosserie befestigt ist.
  • Insofern ist es zweckmäßig, wenn die Pivotachsen nahe an der Mutter platziert sind, um insbesondere bei dynamischen Kraftanregungen senkrecht zur Stangenachse ein möglichst kleines Biegemoment über den Planetenwälzgewindetrieb an das Gehäuse 10 abgeleitet wird. Die Anschlagpositionen des Rades erfolgen über das Haltemoment der elektrischen Maschine. Eine zusätzliche mechanische Anschlagbegrenzung kann am Ende der elektrischen Maschine über einen gehäusefesten Anschlagpunkt und/oder eine Hülse zwischen Radträger 16 und der elektrischen Maschine erfolgen.
  • 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 102020213664 A1 [0008]

Claims (12)

  1. Einzelradsteller (1; 101; 201) für ein Lenksystem, insbesondere ein Steer-by-Wire-Lenksystem, eines Kraftfahrzeugs, mit: einem Gehäuse (10) und einer zumindest abschnittsweise in einem Gehäuseinnenraum (12) angeordneten Schubstange (14), welche über ein Wandlungsgetriebe (11) gelagert und an einem, zu einem im Gehäuse (10) angeordneten ersten axialen Endabschnitt (14a) der Schubstange (14) entgegengesetzt angeordneten zweiten axialen Endabschnitt (14b) der Schubstange (14), mit einem, mit einem Radträger (16) koppelbaren Gelenkkopf (18) oder Kreuzgelenk (19) verbunden ist; einer eine elektrische Maschine (13) und das mit der elektrischen Maschine (13) gekoppelte Wandlungsgetriebe (11) aufweisenden Antriebseinheit (20), welche dazu ausgebildet ist, eine Axialbewegung der Schubstange (14) von einer, im Wesentlichen im Gehäuseinnenraum (12) angeordneten ersten Position, zu einer, im Wesentlichen aus dem Gehäuse (10) ausgefahrenen, zweiten Position, durchzuführen; und einer an einer Außenseite des Gehäuses (10) angeordneten ersten Verdrehsicherung (22) und einer am Kreuzgelenk (19) angeordneten zweiten Verdrehsicherung (24) oder der an der Außenseite des Gehäuses (10) angeordneten ersten Verdrehsicherung (22) und einer im Gehäuse (10) angeordneten dritten Verdrehsicherung (26) oder der am Kreuzgelenk (19) angeordneten zweiten Verdrehsicherung (24) und der im Gehäuse (10) angeordneten dritten Versrehsicherung (26).
  2. Einzelradsteller nach Anspruch 1, wobei die Verdrehsicherungen (22, 24, 26) dazu ausgebildet sind, ein durch die Antriebseinheit (20) auf die Schubstange (14) aufgebrachtes Drehmoment am Radträger (16) und/oder einer Karosserie des Kraftfahrzeugs abzustützen.
  3. Einzelradsteller nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Verdrehsicherung (24) einen im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten ersten Abschnitt (24a) und einen, den im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten ersten Abschnitt (24a) umgebenden, im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten zweiten Abschnitt (24b) aufweist, wobei der zweite Abschnitt (24b) relativ zum ersten Abschnitt (24a) drehbar gelagert ist.
  4. Einzelradsteller nach Anspruch 3, wobei der den im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten ersten Abschnitt (24a) umgebende, im Wesentlichen ringförmig ausgebildete zweite Abschnitt (24b) um eine sich in Radialrichtung der Schubstange (14) erstreckende Achse drehbar gelagert ist.
  5. Einzelradsteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Verdrehsicherung (24) dazu ausgebildet ist, die Schubstange (14) radial zu lagern.
  6. Einzelradsteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Verdrehsicherung (22) dazu ausgebildet ist, dass durch die Antriebseinheit (20) auf die Schubstange (14) aufgebrachte Drehmoment an einer mit der ersten Verdrehsicherung (22) verbindbaren Karosserie abzustützen.
  7. Einzelradsteller nach Anspruch 6, wobei die erste Verdrehsicherung (22) am Gehäuse (10) des Einzelradstellers (1) in einem Bereich zwischen einer dem Radträger (16) zugewandten ersten Stirnseite (36) des Einzelradstellers (1) und einer zum Radträger (16) entgegengesetzt angeordneten zweiten Stirnseite (38) des Einzelradstellers (1; 101; 201) angeordnet ist.
  8. Einzelradsteller nach Anspruch 7, wobei der Einzelradsteller (1; 101; 201) an der zweiten Stirnseite (38) eine Aufhängung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, den Einzelradsteller (1; 101; 201) an der Karosserie pendelnd aufzuhängen, wobei ein Freiheitsgrad einer Pendelbewegung durch eine, im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse der Schubstange (14) angeordnete erste Pivotachse (P1) und eine im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Schubstange (14) angeordnete zweite Pivotachse (P2) definiert ist.
  9. Einzelradsteller nach Anspruch 8, wobei die erste Pivotachse (A1) im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Pivotachse (A2) angeordnet ist.
  10. Einzelradsteller nach Anspruch 8 oder 9, wobei sich die erste Pivotachse (A1) und/oder die zweite Pivotachse (A2) mit der Längsachse der Schubstange (14) schneidet.
  11. Einzelradsteller nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die erste Pivotachse (P1) und die zweite Pivotachse (P2) des Einzelradstellers (1; 101; 201) benachbart zu einer Anbindung einer elektrischen Leitung der Antriebseinheit (20) oder entlang einer axialen Länge der elektrischen Maschine (13) angeordnet sind.
  12. Lenksystem, insbesondere ein Steer-by-Wire-Lenksystem, für ein Kraftfahrzeug, mit einer Mehrzahl von Einzelradstellern (1; 101; 201) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, welche dazu ausgebildet sind, das mit einem jeweiligen Einzelradsteller (1; 101; 201) verbundene Rad zu lenken.
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