WO2009141265A1 - Aktuator mit einer lastmomentsperre - Google Patents

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WO2009141265A1
WO2009141265A1 PCT/EP2009/055859 EP2009055859W WO2009141265A1 WO 2009141265 A1 WO2009141265 A1 WO 2009141265A1 EP 2009055859 W EP2009055859 W EP 2009055859W WO 2009141265 A1 WO2009141265 A1 WO 2009141265A1
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actuator
spindle nut
wrap spring
motor
actuator according
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PCT/EP2009/055859
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Ulrich Grau
Manfred Kraus
Harald Hochmuth
Wolfgang Reiik
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Schaeffler Kg
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    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/20Freewheels or freewheel clutches with expandable or contractable clamping ring or band
    • F16D41/206Freewheels or freewheel clutches with expandable or contractable clamping ring or band having axially adjacent coils, e.g. helical wrap-springs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G7/00Pivoted suspension arms; Accessories thereof
    • B60G7/006Attaching arms to sprung or unsprung part of vehicle, characterised by comprising attachment means controlled by an external actuator, e.g. a fluid or electrical motor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F16D7/02Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H25/24Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
    • F16H25/2454Brakes; Rotational locks
    • F16H2025/2463Brakes; Rotational locks using a wrap spring brake, i.e. a helical wind up spring for braking or locking

Definitions

  • the invention relates to an actuator with a motor and a driven part for connection to an actuating element and with a load torque lock for blocking the driven part to avoid unwanted actuating movements.
  • Generic actuators can be used for example in motor vehicles in the chassis.
  • an actuator can be assigned to the individual wheels in a suspension, which is independently controllable and performs the desired adjustment of the body-side control element of the wheel guide.
  • a suspension for motor vehicles can be taken from DE 100 11 142 A1, in which a wheel-guiding element of a suspension designed as a link or adjusting element is connected at one end to a wheel carrier and is articulated at its second end by an actuator.
  • the actuator comprises an electric motor and a ball screw, the threaded spindle is designed as a driven member which articulates the wheel guide via a hinge.
  • Such actuators take over safety-relevant functions.
  • an actuator with a locking mechanism which blocks the output part of the actuator, when the driving force of the actuator at the output part is smaller than an outer external force acting on the output part.
  • the actuator can be used, for example, for active adjustment. ment of the camber of a wheel of a motor vehicle can be used. From the outside in the wheel initiated shocks are forwarded only to the output part of the actuator. An introduction of these forces in the actuator to the motor is prevented because the driven part is blocked by the locking mechanism.
  • the locking mechanism is designed as a switchable Klemmrollengesperre.
  • WO 2003/029680 A1 includes a drive unit with wrap spring brake, in which a braking or blocking effect is achieved by means of a coil acting under bias against a starting member wrap. In this way, a rotation of the driven or the drive shaft is prevented in non-driven drive shaft and acting on the output shaft loads.
  • Such drive units are used for example as tubular motors for the electric drive of a winding shaft of a roller shutter or the like. Due to the blocking effect prevents the roller shutter unwinds due to its own weight coupled to the drive shaft winding shaft and the shutter closes eigentätig.
  • the object of the present invention is therefore to provide an actuator with a load moment lock, in which a stick-slip effect is to be effectively avoided even with dynamic adjustment of the actuator.
  • Weight- Torque lock should be easy to install in the actuator and cause only a small additional cost.
  • an actuator according to the appended claim 1 is used.
  • An inventive actuator is characterized in that a load torque lock is formed by a wrap spring, which is provided between a stationary housing of the actuator and a drive part.
  • the wrap is oversize, d. H. arranged with a press fit on a ring connected to the housing and has at its two ends outwardly bent driver elements which cooperate with a provided on a drive driver, so that upon rotation of the drive first the wrap spring is released and then the drive part can rotate freely.
  • a significant advantage of the solution according to the invention is the fact that by using a load torque lock based on a wrap spring even with dynamic adjustment of the freewheel essentially no stick-slip effect and associated with this effect negative side effects occur.
  • the load torque lock can be easily integrated into the actuator.
  • a wrap spring freewheel used according to the invention comprises only a single wrap spring. Compared to previously known freewheels with Klemmroll- engesperre a wrap spring freewheel is therefore much simpler structure, which can save costs and not least also significantly reduces the maintenance effort.
  • the actuator comprises a motor and a ball screw with one connected to a driven part Threaded spindle and a driven by the motor spindle nut as a driving part.
  • the spindle nut is arranged circumferentially fend a ring, which is rigidly connected to a, for receiving the motor, the load torque lock and the ball screw drive housing.
  • the wrap spring is arranged between the ring and the spindle nut.
  • the wrap spring contracts in a locking position due to the friction in the winding direction and thus blocks the spindle nut.
  • the wrap spring In a release position, the wrap spring is opened against its winding direction and thus allows rotation of the spindle nut.
  • the wrap spring is opened against its winding direction.
  • the spindle nut can now rotate freely.
  • the threaded spindle is formed integrally with the driven part of the actuator. This results in both manufacturing technology and mounting advantages.
  • a bellows is attached to the housing and the driven part, which encloses the threaded spindle. The bellows is tight against the housing and the driven part. The bellows can prevent the ingress of contaminants into the ball screw drive.
  • the actuator according to the invention in an active suspension link of a motor vehicle, in particular for adjusting the camber, has proved to be advantageous. Due to its high reliability, the actuator according to the invention is particularly suitable for such safety-related applications. However, it should not be limited to the applications mentioned, other applications are quite possible.
  • FIG. 1 shows an actuator according to the invention in a longitudinal sectional view
  • FIG. 2 shows a wrap spring freewheel in a front view and a sectional view
  • FIG. 3 is an assembly drawing of the wrap spring freewheel according to FIG. 2.
  • Fig. 1 shows an actuator according to the invention in a longitudinal sectional view.
  • the actuator according to the invention comprises a motor designed as an electric motor 01 with a stator 02 and a rotor 03.
  • the rotor 03 also serves as a motor shaft.
  • the electric motor 01 is arranged within a housing 04.
  • the actuator according to the invention further comprises a trained as a ball screw gear with a spindle nut 06, which acts as a drive part, and a threaded spindle 07 as a driven part.
  • the spindle nut 06 is mounted in the housing 04 via a roller bearing 08.
  • the threaded spindle 07 is designed in one piece with the driven part 10 in the embodiment shown. Between the spindle nut 06 and the threaded spindle 07 balls 11 are arranged, which roll on raceways 12, 13 of the spindle nut 06 and the threaded spindle 07 and rotate in endless ball tracks. A rotation of the spindle nut 06 is converted into a translation of the threaded spindle 07.
  • the threaded spindle 07 or the driven part 10 projects beyond the housing 04 on the front side (shown on the right).
  • the actuator is provided on this side with a bellows 15.
  • One end of the bellows 15 is attached to the output part 10 opposite end face of the housing 04.
  • the other end of the bellows 15 is connected to the output member 10.
  • the bellows 15 is close to the housing 04 and the output member 10 at. As a result, the threaded spindle 07 is completely sealed to the outside and can not pollute.
  • the spindle nut 06 encompassing a ring 17 is arranged with a U-shaped profile, which is rigidly connected to the housing 04.
  • wrap spring 18 is arranged on the ring 17 . Between wrap spring 18 and ring 14 is an interference fit.
  • FIG. 2 shows in Figure a) a front view and in Figure b) is a sectional view along the section line AA in Figure a).
  • Fig. 3 is an assembly drawing of the wrap spring freewheel is shown.
  • the actuator works as follows: To trigger a setting process, the electric motor 01 is actuated. About a driver 20 (see FIGS. 2 and 3) of the electric motor 01, the wrap spring 18 is opened against its winding direction. For this purpose, two outwardly bent ends 21 are formed on the wrap spring 18.
  • the ends 21 are moved depending on the direction of rotation of the motor in the direction of the rotary arrows 22, 23, whereby the wrap spring 18 is opened and thereby lifts off the ring 17.
  • the spindle nut 06 now has enough space to turn, driven by the driver 20 to rotate.
  • the spindle nut 06 has two, partially in the circumferential direction extending stop segments 24.
  • the wrap 18 rotates at angetriebner spindle nut 06 with.
  • the rotation of the spindle nut 06 is converted into a translation of the threaded spindle 07.
  • the threaded spindle 07 is extended out of the housing 04 or retracted into the housing 04.
  • the opening of the wrap spring 18 is independent of the direction of rotation of the motor right or left. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aktuator mit einem Motor (01) und einem Abtriebsteil (10) zum Anschluss an ein Stellelement sowie einer Lastmomentsperre zum Blockieren des Abtriebsteils (10) zur Vermeidung unerwünschter Stellbewegungen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Lastmomentsperre eine Schlingfeder (18) umfasst.

Description

Aktuator mit einer Lastmomentsperre
Die Erfindung betrifft einen Aktuator mit einem Motor und einem Abtriebsteil zum Anschluss an ein Stellelement sowie mit einer Lastmomentsperre zum Blockieren des Abtriebsteils zur Vermeidung unerwünschter Stellbewegungen.
Gattungsgemäße Aktuatoren können beispielsweise in Kraftfahrzeugen im Fahrwerk eingesetzt werden. So kann bei einer Radaufhängung den einzelnen Rädern jeweils ein Aktuator zugeordnet sein, der eigenständig ansteuerbar ist und die gewünschte Verstellung des aufbauseitigen Stellelementes des Radführungsgliedes durchführt.
Der DE 100 11 142 A1 kann eine Radaufhängung für Kraftfahrzeuge entnommen werden, bei der ein als Lenker oder Stellelement ausgebildetes Radfüh- rungsglied einer Radaufhängung mit einem Ende an einem Radträger angebunden ist, und an seinem zweiten Ende von einem Aktuator angelenkt ist. Der Aktuator umfasst einen Elektromotor und einen Kugelgewindetrieb, dessen Gewindespindel als Abtriebsglied ausgebildet ist, welches das Radführungsglied über ein Drehgelenk anlenkt. Derartige Aktuatoren übernehmen sicher- heitsrelevante Funktionen.
Bei solchen Anwendungen besteht die Forderung, dass die angelenkten Fahrwerkteile in stromlosem Zustand des Aktuators keine unerwünschten Stellbewegungen durchführen, sondern in der zuletzt eingestellten Position gehalten werden. Ebenso sollte sichergestellt sein, dass Außenkräfte, die über das Fahrwerk in den Aktuator rückwärts eingeleitet werden, sicher aufgefangen werden, ohne dass der Aktuator aufgrund dieser Außenkräfte unerwünschte Stellbewegungen durchführt.
In der DE 10 2005 023 250 A1 ist ein Aktuator mit einem Gesperre beschrieben, welches das Abtriebsteil des Aktuators blockiert, wenn die Antriebskraft des Aktuators am Abtriebsteil kleiner ist als eine äußere an dem Abtriebsteil angreifende Außenkraft. Der Aktuator kann zum Beispiel zur aktiven Verstel- lung des Radsturzes eines Rades eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden. Von außen in das Rad eingeleitete Stöße werden lediglich bis zu dem Abtriebsteil des Aktuators weitergeleitet. Ein Einleiten dieser Kräfte in den Aktua- tor bis zum Motor wird verhindert, da das Abtriebsteil durch das Gesperre blo- ckiert ist. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gesperre als schaltbares Klemmrollengesperre ausgeführt.
Problematisch bei Aktuatoren - bei welchen der Freilauf als Klemmrollengesperre ausgeführt ist - ist, dass bei dynamischer Verstellung des Aktuators im Freilauf der sogenannte Stick-Slip-Effekt auftreten kann. Als Stick-Slip-Effekt wird das Ruckgleiten von gegeneinander bewegten Festkörpern bezeichnet. Dabei üben gedämpft gekoppelte Oberflächenteile eine schnelle Bewegungsfolge aus Haften, Verspannen, Trennen und Abgleiten aus. Bei gattungsgemäßen Aktuatoren, tritt dieser Effekt auf, wenn die Sperre schneller schließt, als der Motor diese öffnen kann.
Dies führt zur Anregung von Schwingungen, die von einer resonanzfähigen Oberfläche als Geräusch abgestrahlt werden. Neben auftretenden Störgeräuschen kommt es dabei auch zu höherem Verschleiß. Daher sollte der Stick- Slip-Effekt möglichst vermieden bzw. reduziert werden.
Seit langem ist es schon bekannt, einen Freilauf mit Klemmgesperre durch einen Schlingfederfreilauf zu ersetzen. So kann beispielsweise der DE 75 37 010 ein Schlingfederfreilauf entnommen werden, bei dem zwei glei- che Schlingfederkupplungen für den Rechts- und Linkslauf eingesetzt werden. Die Schlingfedern sind jeweils mit einem abgebogenen Ende in eine Nut der Antriebsnabe eingehängt und mit dem anderen abgebogenen Ende in einer verdrehbaren Außenhülse eingehängt, welche fest mit der Abtriebswelle verbunden ist. Der beschriebene Schlingfederfreilauf kann zum Beispiel bei ket- tengetriebenen Kinderfahrzeugen mit Freilauf in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung eingesetzt werden. Die WO 2003/029680 A1 beinhaltet eine Antriebseinheit mit Schlingfederbremse, bei der mittels einer unter Vorspannung gegen ein Anlaufglied wirkenden Schlingfeder eine Brems- bzw. Sperrwirkung erzielt wird. Hierdurch wird ein Verdrehen des Abtriebs- bzw. der Antriebswelle bei nicht angetriebener An- triebswelle und bei auf die Abtriebswelle wirkenden Lasten verhindert.
Solche Antriebseinheiten werden beispielsweise als Rohrmotoren zum elektrischen Antrieb einer Wickelwelle eines Rollladens oder ähnlichen eingesetzt. Aufgrund der Sperrwirkung wird verhindert, dass der Rollladen infolge seines Eigengewichtes die mit der Antriebswelle gekoppelte Wickelwelle abwickelt und den Rollladen eigentätig schließt.
Bei derartigen Antriebseinheiten kann es beim Senkvorgang dazu kommen, dass die Antriebswelle bzw. die Abtriebswelle die zu senkende Last überholt, wodurch die Schlingfeder aufgrund ihrer Vorspannung gegen das Anlaufglied wirkt und die Abtriebswelle sperrt. Dabei kann es zu einem ständigen Wechsel zwischen Lösen und Sperren zwischen Schlingfeder und Anlaufglied kommen.
Zur Vermeidung bzw. Reduzierung dieses Stick-Slip-Effekts wird in der WO 2003/029680 A1 vorgeschlagen, das Anlaufglied mit einer radial nach außen gerichteten Aufweitung zu versehen. Hierdurch wirkt beim Entspannen der Schlingfeder eine größere Auflagefläche der Schlingfeder gegen die Innenfläche des Anlaufgliedes, wodurch ein weicheres Abbremsverhalten erzeugt wird und der Stick-Slip-Effekt erheblich reduziert werden kann.
Des Weiteren ist aus der Verwendung von Schlingfedern bei manuellen Fensterhebern bekannt, dass diese Stick-Slip-frei arbeiten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend von der DE 10 2005 023 250 A1 somit darin, einen Aktuator mit einer Lastmomentsperre zur Verfügung zu stellen, bei welchem auch bei dynamischer Verstellung des Aktuators ein Stick-Slip-Effekt wirksam vermieden werden soll. Die Last- momentsperre sollte sich mit wenig Aufwand in den Aktuator einbauen lassen und nur geringe Zusatzkosten verursachen.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe dient ein Aktuator gemäß dem beigefügten Anspruch 1.
Ein erfindungsgemäßer Aktuator zeichnet sich dadurch aus, dass eine Lastmomentsperre durch eine Schlingfeder gebildet wird, welche zwischen einem ortsfesten Gehäuse des Aktuators und einem Antriebsteil vorgesehen ist. Die Schlingfeder ist mit Übermaß, d. h. mit einer Presspassung auf einem mit dem Gehäuse verbundenen Ring angeordnet und besitzt an ihren beiden Enden nach außen abgebogene Mitnehmerelemente, welche mit einem an einem Antrieb vorgesehenen Mitnehmer zusammenwirken, so dass bei einer Drehung des Antriebs zunächst die Schlingfeder gelöst wird und daraufhin das An- triebsteil frei drehen kann.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass durch Verwendung einer Lastmomentsperre auf Basis einer Schlingfeder auch bei dynamischer Verstellung des Freilaufs im Wesentlichen kein Stick- Slip-Effekt und die mit diesem Effekt verbundenen negativen Begleiterscheinungen auftreten.
Die Lastmomentsperre lässt sich auf einfache Art und Weise in den Aktuator integrieren.
Ein erfindungsgemäß verwendete Schlingfederfreilauf umfasst lediglich eine einzige Schlingfeder. Im Vergleich zu vorbekannten Freiläufen mit Klemmroll- engesperre ist ein Schlingfederfreilauf daher wesentlich einfacher aufgebaut, wodurch sich Kosten einsparen lassen und nicht zu letzt auch der Wartungs- aufwand erheblich reduziert.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Aktuator einen Motor und einen Kugelgewindetrieb mit einer mit einem Abtriebsteil verbundenen Gewindespindel und einer von dem Motor angetriebenen Spindelmutter als Antriebsteil.
Bei einer besonders günstigen Ausführungsform ist die Spindelmutter umgrei- fend ein Ring angeordnet, welcher mit einem, zur Aufnahme des Motors, der Lastmomentsperre und des Kugelgewindetriebes dienenden Gehäuse starr verbunden ist.
Die Schlingfeder ist zwischen dem Ring und der Spindelmutter angeordnet. Die Schlingfeder zieht sich in einer Sperrstellung aufgrund der Reibung in Wickelrichtung zusammen und blockiert somit die Spindelmutter.
In einer Freigabestellung ist die Schlingfeder gegen ihre Wickelrichtung geöffnet und ermöglicht so eine Rotation der Spindelmutter.
Erfolgt vom Motor der Antrieb, so wird die Schlingfeder gegen ihre Wickelrichtung geöffnet. Die Spindelmutter kann nun frei rotieren.
In dem Fall, dass kein Antrieb vom Motor erfolgt, beispielsweise im stromlosen Zustand, ist es erforderlich, die Position der Spindelmutter zu fixieren. Hierzu ist es zweckmäßig, wenn die Schlingfeder mit leichtem Übermaß direkt auf dem Ring sitzt und diesen gegen den Außendurchmesser der Spindelmutter drückt. In dem Fall, dass sich die Spindelmutter, beispielsweise infolge des Einwirkens äußerer Kräfte, drehen will, zieht sich die Schlingfeder aufgrund der anliegen- den Reibung in Wickelrichtung zusammen und blockiert somit die Spindelmutter. Auf diese Weise können unerwünschte Stellbewegungen wirksam vermieden werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Gewindespindel einstückig mit dem Abtriebsteil des Aktuators ausgebildet. Hieraus ergeben sich sowohl fertigungstechnische als auch montagetechnische Vorteile. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist am Gehäuse und am Abtriebsteil ein Faltenbalg befestigt, der die Gewindespindel umschließt. Der Faltenbalg liegt am Gehäuse und am Abtriebsteil dicht an. Durch den Faltenbalg kann das Eindringen von Verunreinigungen in den Kugelgewindetrieb ver- hindert werden.
Als vorteilhaft hat sich der Einsatz des erfindungsgemäßen Aktuators in einem aktiven Fahrwerkslenker eines Kraftfahrzeuges, insbesondere zur Verstellung des Radsturzes, erwiesen. Aufgrund seiner hohen Ausfallsicherheit eignet sich der erfindungsgemäße Aktuator insbesondere für solche sicherheitsrelevanten Einsatzfelder. Es soll jedoch keine Einschränkung auf die genannten Anwendungen erfolgen, andere Anwendungen sind durchaus möglich.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Aktuator in einer Längsschnittdarstellung;
Fig. 2 einen Schlingfederfreilauf in einer Vorderansicht und einer Schnittdarstellung;
Fig. 3 eine Zusammenbauzeichnung des Schlingfederfreilaufs gemäß Fig. 2.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Aktuator in einer Längsschnittdarstellung. Der erfindungsgemäße Aktuator umfasst einen als Elektromotor 01 ausgeführten Motor mit einem Stator 02 und einem Rotor 03. Der Rotor 03 dient gleichzeitig auch als Motorwelle. Der Elektromotor 01 ist innerhalb eines Gehäuses 04 angeordnet.
Der erfindungsgemäße Aktuator umfasst weiterhin ein als Kugelgewindetrieb ausgebildetes Getriebe mit einer Spindelmutter 06, welche als Antriebsteil fungiert, und einer Gewindespindel 07 als Abtriebsteil. Die Spindelmutter 06 ist über ein Wälzlager 08 in dem Gehäuse 04 gelagert.
Die Gewindespindel 07 ist bei der gezeigten Ausführungsform einstückig mit dem Abtriebsteil 10 ausgeführt. Zwischen der Spindelmutter 06 und der Gewindespindel 07 sind Kugeln 11 angeordnet, die an Laufbahnen 12, 13 der Spindelmutter 06 und der Gewindespindel 07 abwälzen und in endlosen Kugelbahnen umlaufen. Eine Rotation der Spindelmutter 06 wird in eine Translation der Gewindespindel 07 umgewandelt.
Die Gewindespindel 07 bzw. das Abtriebsteil 10 überragt bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform das Gehäuse 04 stirnseitig (rechts dargestellt). Um ein Eindringen von Verunreinigungen in den Kugelgewindetrieb, insbesondere in die Gewindespindel 07 zu verhindern, ist der Aktuator an dieser Seite mit einem Faltenbalg 15 versehen. Ein Ende des Faltenbalgs 15 ist an der dem Abtriebsteil 10 gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses 04 befestigt. Das andere Ende des Faltenbalgs 15 ist mit dem Abtriebsteil 10 verbunden. Der Faltenbalg 15 liegt dicht am Gehäuse 04 und am Abtriebsteil 10 an. Hierdurch ist die Gewindespindel 07 vollständig nach außen abgedichtet und kann nicht verschmutzen.
Die Spindelmutter 06 umgreifend ist ein Ring 17 mit einem U-förmigen Profil angeordnet, welcher mit dem Gehäuse 04 starr verbunden ist.
Auf dem Ring 17 ist eine Schlingfeder 18 angeordnet. Zwischen Schlingfeder 18 und Ring 14 besteht eine Übermaßpassung.
Anhand der Figuren 2 und 3 wird die Funktionsweise des Schlingfederfreilaufs erläutert. Fig. 2 zeigt in Abbildung a) eine Vorderansicht und in Abbildung b) eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A in Abbildung a). In Fig. 3 ist eine Zusammenbauzeichnung des Schlingfederfreilaufs gezeigt. Der Aktuator funktioniert folgendermaßen: Zur Auslösung eines Stellvorgangs wird der Elektromotor 01 betätigt. Über einen Mitnehmer 20 (siehe Fig. 2 und 3) des Elektromotors 01 wird die Schlingfeder 18 gegen ihre Wickelrichtung geöffnet. Dazu sind an der Schlingfeder 18 zwei nach außen abgebogene Enden 21 ausgebildet. Beim Drehen des Rotors und damit des Abtriebsteils des Motors 01 werden die Enden 21 je nach Drehrichtung des Motors in Richtung der Drehpfeile 22, 23 bewegt, wodurch die Schlingfeder 18 geöffnet wird und dadurch vom Ring 17 abhebt. Die Spindelmutter 06 hat nun genügend Platz, um sich, durch den Mitnehmer 20 angetrieben, drehen zu können. Dazu besitzt die Spindelmutter 06 zwei, sich abschnittsweise in Umfangsrichtung erstreckende Anschlagsegmente 24. Die Schlingfeder 18 rotiert bei angetriebner Spindelmutter 06 mit. Das Drehen der Spindelmutter 06 wird in eine Translation der Gewindespindel 07 umgesetzt. Je nach Drehrichtung wird die Gewindespindel 07 aus dem Gehäuse 04 ausgefahren bzw. in das Gehäuse 04 eingefahren.
In dem Fall, dass der Elektromotor 01 stromlos ist bzw. wenn, beispielsweise aufgrund von Schlaglöchern, in der Fahrbahn große Stoßkräfte in Längsrichtung des Abtriebsteiles 10 in den Kugelgewindetrieb eingeleitet werden, muss sichergestellt werden, dass die Spindelmutter 06 nicht in Rotation versetzt, und hierdurch unerwünschte Stellbewegungen hervorgerufen werden können.
Dies wird dadurch erreicht, dass die Schlingfeder 18 mit leichtem Übermaß auf dem Ring 17 der Spindelmutter 06 sitzt, welcher gegen den inneren Durchmesser 26 der Spindelmutter 18 drückt. Falls sich die Spindelmutter 06 nun drehen will, zieht sich die Schlingfeder 18 aufgrund der auftretenden Reibung in Wickelrichtung zusammen und blockiert hierdurch die Spindelmutter 06.
In Abbildung a) der Fig. 2 ist die geschlossene Stellung der Schlingfeder 18 gezeigt, während Abbildung b) die geöffnete Stellung des Schlingfederfreilaufs darstellt.
Das Öffnen der Schlingfeder 18 geschieht unabhängig von der Drehrichtung des Motors rechts oder links. Bezugszeichenliste
01 Elektromotor
02 Stator 03 Rotor
04 Gehäuse
05 -
06 Spindelmutter
07 Gewindespindel 08 Wälzlager
09 -
10 Abtriebsteil
11 Kugeln des Kugelgewindetriebs
12 Laufbahn der Spindelmutter 13 Laufbahn der Gewindespindel
14 -
15 Faltenbalg
16 -
17 Ring 18 Schlingfeder
19 -
20 Mitnehmer
21 abgebogenes Ende
22 Drehrichtung 23 Drehrichtung
24 Anschlagsegment
25 -
26 innerer Durchmesser

Claims

Patentansprüche
1. Aktuator mit einem Motor (01 ) und einem Abthebsteil (10) zum An- Schluss an ein Stellelement sowie einer Lastmomentsperre zum Blockieren des Abtriebsteils (10) zur Vermeidung unerwünschter Stellbewegungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastmomentsperre durch eine Schlingfeder (18) gebildet ist.
2. Aktuator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass er einen Kugelgewindetrieb mit einer mit dem Abtriebsteil (10) verbundenen Gewindespindel (07) und einer von dem Motor (01 ) angetriebenen Spindelmutter (06) umfasst.
3. Aktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Gehäuse (04) zur Aufnahme des Motors (01 ), der Lastmomentsperre sowie des Kugelgewindetriebs umfasst.
4. Aktuator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ge- genüberliegend der Spindelmutter (06) ein mit dem Gehäuse (04) starr verbundener Ring (17) angeordnet ist, dass die Schlingfeder (18) zwischen dem Ring (17) und der Spindelmutter (06) angeordnet ist, wobei die Schlingfeder (18) in einer Sperrstellung die Spindelmutter (06) blockiert und in einer Freigabestellung eine Rotation der Spindelmutter (06) ermöglicht.
5. Aktuator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingfeder (18) mit Übermaß auf dem Außendurchmesser der Spindelmutter (06) sitzt.
6. Aktuator nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (07) einstückig mit dem Abtriebsteil (10) ausgebildet ist.
7. Aktuator nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er einen am Gehäuse (04) und am Abtriebsteil (10) dichtend befestigten Faltenbalg (15) umfasst, wobei der Faltenbalg (15) die Ge- windespindel (07) umschließt.
8. Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass er Bestandteil eines aktiven Fahrwerkslenkers eines Kraftfahrzeuges, insbesondere zur Verstellung eines Radsturzes ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019078121A1 (ja) * 2017-10-19 2019-04-25 日本精工株式会社 伸縮リンク及びサスペンション
US10829155B2 (en) 2017-10-19 2020-11-10 Nsk Ltd. Suspension operation system and suspension operation terminal
US10940730B2 (en) 2017-10-19 2021-03-09 Nsk Ltd. Extension-retraction link and suspension

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010022891A1 (de) * 2010-06-07 2011-12-08 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Schlingfedermechanismus
DE102010052920A1 (de) * 2010-11-30 2012-05-31 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Fahrwerkaktuator
DE102011006301A1 (de) 2011-03-29 2012-10-04 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Aktuator
DE102012009149B4 (de) 2011-05-12 2023-03-02 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Bidirektional wirkende Rotationssperre bzw. Sperre, ein Bremssystem sowie ein Gewindespindelantrieb
ITBO20120006A1 (it) * 2012-01-05 2013-07-06 Ferrari Spa Attuatore lineare elettromagnetico con dispositivo frenante per variare la geometria di una sospensione attiva di una vettura
ITBO20120005A1 (it) * 2012-01-05 2013-07-06 Ferrari Spa Attuatore lineare elettromagnetico per variare la geometria di una sospensione attiva di una vettura
DE102013211230A1 (de) 2013-06-17 2014-12-18 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Lenken einer Hinterachse eines Kraftfahrzeugs
DE102014209939A1 (de) 2014-05-26 2015-11-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Getriebeanordnung mit Sperrfunktion
DE102014213001A1 (de) 2014-07-04 2016-01-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuator
DE102014213121A1 (de) 2014-07-07 2016-01-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Fahrwerksaktuator
DE102015220168A1 (de) 2014-12-03 2016-06-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Riementrieb und zugehöriger elektromechanischer Aktuator
DE102015201596B4 (de) 2015-01-30 2018-04-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sperrmechanismus für einen Spindeltrieb
DE102015215665A1 (de) 2015-08-18 2017-02-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Getriebe, insbesondere im Fahrwerksbereich
DE102015219243A1 (de) 2015-10-06 2017-04-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Drehantriebvorrichtung insbesondere für einen Spindeltrieb
DE102015222069A1 (de) 2015-11-10 2017-05-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Getriebe mit Sperrmechanismus
DE102016204191A1 (de) 2016-03-15 2017-09-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlager
DE102018116134A1 (de) 2018-07-04 2020-01-09 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektromechanischer Aktuator mit stufenloser Bremseinrichtung
DE102018129103A1 (de) 2018-11-20 2020-05-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hinterachslenkung für ein Kraftfahrzeug
DE102018129372A1 (de) 2018-11-22 2020-05-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuator einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs
DE102019112480B3 (de) * 2019-05-13 2020-02-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Fahrwerksaktuator und Verfahren zum Betrieb einer Getriebeanordnung eines Fahrwerksaktuators

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5195721A (en) * 1990-05-04 1993-03-23 Ava International Corporation Fail safe valve actuator
EP0685662A2 (de) * 1994-05-31 1995-12-06 Linak A/S Linearer Stellantrieb
US20050039553A1 (en) * 2003-08-22 2005-02-24 Yuan Chen Linear actuator
DE102005023250A1 (de) * 2005-04-28 2006-11-16 Schaeffler Kg Aktuator

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7537010U (de) 1975-11-21 1976-06-16 Holland-Letz, Guenter, 4794 Schloss- Neuhaus Schlingfederfreilauf fuer beide drehrichtungen
DE10011142A1 (de) 2000-03-07 2001-09-13 Bayerische Motoren Werke Ag Radaufhängung für Kraftfahrzeuge
DE10146771A1 (de) 2001-09-22 2003-04-10 Valeo Auto Electric Gmbh Antriebseinheit mit Schlingfederbremse

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5195721A (en) * 1990-05-04 1993-03-23 Ava International Corporation Fail safe valve actuator
EP0685662A2 (de) * 1994-05-31 1995-12-06 Linak A/S Linearer Stellantrieb
US20050039553A1 (en) * 2003-08-22 2005-02-24 Yuan Chen Linear actuator
DE102005023250A1 (de) * 2005-04-28 2006-11-16 Schaeffler Kg Aktuator

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019078121A1 (ja) * 2017-10-19 2019-04-25 日本精工株式会社 伸縮リンク及びサスペンション
JP6575722B1 (ja) * 2017-10-19 2019-09-18 日本精工株式会社 伸縮リンク及びサスペンション
US10829155B2 (en) 2017-10-19 2020-11-10 Nsk Ltd. Suspension operation system and suspension operation terminal
US10940730B2 (en) 2017-10-19 2021-03-09 Nsk Ltd. Extension-retraction link and suspension

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