WO2017211513A1 - Aktuator für eine hinterachslenkung - Google Patents

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WO2017211513A1
WO2017211513A1 PCT/EP2017/060849 EP2017060849W WO2017211513A1 WO 2017211513 A1 WO2017211513 A1 WO 2017211513A1 EP 2017060849 W EP2017060849 W EP 2017060849W WO 2017211513 A1 WO2017211513 A1 WO 2017211513A1
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WO
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hub
actuator according
spindle
ring
profile
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/060849
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Moeller
Rene Schwarze
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Zf Friedrichshafen Ag filed Critical Zf Friedrichshafen Ag
Publication of WO2017211513A1 publication Critical patent/WO2017211513A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/146—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by comprising means for steering by acting on the suspension system, e.g. on the mountings of the suspension arms

Definitions

  • the invention relates to an actuator for a rear axle, comprising a spindle drive having an axially displaceable spindle and a housing with at least one thrust bearing for the spindle.
  • a dual-acting actuator also known as servomotor or short actuator
  • the actuator is mounted centrally on the axle of the motor vehicle and at the same time acts on the steering of the two rear wheels.
  • the actuator has a spindle drive, consisting of spindle and spindle nut, which is rotatably mounted in the housing and axially fixed.
  • the spindle nut is driven by an electric motor and causes an axial displacement of the spindle, which is prevented from twisting, d. H. has a rotation.
  • the spindle has an approximately centrally disposed threaded portion with a movement thread, which is in engagement with the spindle nut, and two spindle ends, which are each connected to bearing sleeves, which in turn are slidably guided in the housing.
  • bearing sleeves also called Aufschraubzapfen
  • joint forks are arranged for connection to a steering linkage.
  • single-acting actuators also called individual actuators, which each act only on the steering of a rear wheel.
  • Anti-rotation devices for the spindle of a spindle drive are known in various embodiments. From DE 10 2013 107 827 A1 an actuator for a rear axle steering of a motor vehicle with an electrically driven spindle drive was known, wherein the spindle is connected to a push rod, which performs an axial movement and has an anti-rotation.
  • the rotation is designed as a housing side supported slide bearing which receives a trained as a polygon section of the push rod. Due to the polygonal profiles of the push rod and the bearing opening of the plain bearing a positive fit is achieved and prevents rotation of the push rod or the spindle; axial movement is permitted.
  • the invention comprises the features of independent claim 1. Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.
  • the spindle has at least one section with a splined shaft profile and the thrust bearing has a bearing opening with a splined profile for receiving the spline profile, that the thrust bearing is formed as a split hub ring with a first and a second hub half, which, seen in the axial direction , arranged one behind the other and in the circumferential direction against each other are braced.
  • the bracing of the two hub halves results in a contact on both sides of the flanks of the splined shaft profile with respect to both hub halves, so that acoustic phenomena, e.g. due to a play of the components to each other, be avoided.
  • the two hub halves each have sawtooth profiles on their end faces, which engage in one another.
  • the sawtooth profile allows the conversion of an axial movement of the first hub half in a circumferential or rotational movement of the second hub half.
  • a tension of the two hub halves can be initiated by an axial movement of the first hub half.
  • the bracing of the two hub halves takes place against each other mechanically, for example by at least one acting in the axial or circumferential direction spring element. This causes a constant tension of both hub halves.
  • the bracing is carried out via at least one piezoelectric element, which causes a travel when applying an electrical voltage.
  • the tension of the two hub halves can be controlled by electrical or electronic means, ie only if necessary.
  • the bracing of the hub halves in the steady state of the spindle that is, if no actuating movement carried out becomes.
  • the tension is at least relaxed or completely dissolved, so that there is also a lower friction between the flanks of the spline and the spline profile with an axial displacement of the spindle. The adjustment of the spindle can thus be done with less effort.
  • the sawtooth profiles each have first short flanks and second long flanks, wherein the short flanks extend predominantly in the axial direction, d. H. are relatively steep, while the long edges extend predominantly in the circumferential direction, d. H. run relatively flat.
  • the short flanks are formed as inclined surfaces.
  • the inclination of the inclined surfaces determines the translation between the path in the axial direction and in the circumferential direction.
  • the slope of the inclined surfaces in the form of an involute, resulting in favorable sliding conditions.
  • the piezoelectric element is designed as a ring element, which is arranged on the front side of the hub half to be adjusted in the axial direction and exerts an axial force distributed over the circumference of the hub half. For a space-saving arrangement of the adjustment is achieved.
  • the piezo ring element is supported on its side facing away from the hub half opposite the housing, preferably by a securing ring which engages in a groove in the housing.
  • the hub halves are split and each have an inner and an outer ring.
  • an intermediate ring in the form of an elastomeric layer is disposed between the inner and the outer ring. This achieves the advantage that shocks transmitted from the outside via the steering linkage to the spindle or the splined shaft profile are attenuated. Inner and outer ring are thus decoupled with respect to a vibration stress.
  • the invention further relates to a rear axle steering system for a motor vehicle having an actuator according to the aforementioned embodiments.
  • 2b is a plan view of the split hub ring with sawtooth profiles
  • 3a shows the split hub ring in a tensioned position
  • Fig. 3b is a plan view of the hub ring gem. Fig. 3a,
  • Fig. 5b is a detail E of Fig. 5a and
  • Fig. 1 shows a partially illustrated actuator 1 for a rear axle with a housing 2 and a spindle 3, which is part of a spindle drive, not shown, also called screw, is.
  • the spindle 3 which has a threaded portion 3a and is drivable by a rotatable spindle nut, not shown, is displaceable in the axial direction and therefore has an anti-rotation, which is designed as a spline profile 4, so that the spindle can not rotate about its longitudinal axis during rotation of the spindle nut.
  • a thrust bearing 5 is inserted in a corresponding bore, which is designed as a split hub ring 5 and has a splined hub profile 6 for receiving the spline profile 4.
  • the spindle 3 is thus secured against rotation relative to the housing 2.
  • a piezo-ring element P is arranged, which on the one hand housing side, z. B. by a circlip (not numbered) is supported and on the other hand rests against the end face of the split hub ring 5.
  • the piezo ring element P exerts an axial force on the split hub ring 5.
  • the protruding from the housing 2 end of the spindle 3 is - which is not shown - connected to a steering linkage for articulation to a wheel of a rear wheel of a motor vehicle.
  • the thrust bearing 5 can be arranged on one or both sides of the actuator 1, depending on whether an individual actuator acting on a wheel or a actuator acting on both wheels simultaneously on both wheels of an axle is used.
  • FIGS. 2 a to 3b show the thrust bearing 5 designed as a split hub ring 5 as an individual part in different representations.
  • the split hub ring 5 has a first, in the axial direction front hub half 7 and a second, axially rear hub half 8.
  • Fig. 2a shows the split hub ring 5 in a perspective view, from which a splined hub profile 6a for the front hub half 7 and a splined hub profile 6b for the rear hub half 8 can be seen.
  • the front hub half 7 and the rear hub half 8 have, in the region of their parting line, a first sawtooth profile 9 and a second sawtooth profile 10 which engage in one another.
  • the front hub half 7 is divided and has an outer ring 7a, also called outer ring 7a, and an inner ring 7b, also called inner ring 7b, with the splined hub profile 6a.
  • an intermediate ring 11 formed as an annular layer of an elastomer disposed, which serves as a spring-damping element.
  • the rear hub half 8 is - what in the Drawing is not recognizable - also divided into an inner and an outer ring with intermediate ring in an analogous manner.
  • Fig. 2b shows a plan view of the circumference of the split hub ring 5 with the axis a, the interlocking sawtooth profiles 9, 10.
  • the sawtooth profiles 9, 10 each have short, predominantly in the axial direction a running, steep flanks 9a, 10a and mainly in Circumferentially extending, long or flat flanks 9b, 10b.
  • the illustration according to FIGS. 2 a and 2b shows the split hub ring 5 in a so-called design or initial position in which an axial gap s is left between the long flanks 9b, 10b. This axial gap s allows a relative axial displacement of both hub halves 7, 8 against each other, d. H. until the stop, so that the hub halves can not be moved closer to each other.
  • FIGS. 3a and 3b show the split hub ring 5 with sawtooth profiles 9, 10 located without gaps.
  • the slope of the short or steep sawtooth edges 9a, 10a can be seen as an acute angle to the axis a of the hub ring 5.
  • the size of the pitch angle is decisive for the transmission ratio between an axial path and a path in the circumferential direction in a mutual displacement of the two hub halves 7, 8.
  • the surfaces of the flanks 9a, 9b 10a, 10b preferably have the shape of involutes.
  • Fig. 4 shows the first or front hub half 7 as a single part in perspective view of the sawtooth profile 9, which is part of the outer ring 7a.
  • the inner ring 7b which has the splined hub profile 6a, is decoupled from the outer ring 7a by the elastic intermediate ring 11.
  • FIG. 5a, 5b and 5c show the outer ring 7a with a sawtooth profile 9 in various perspective views, FIG. 5b showing a detail E from FIG. 5a.
  • Fig. 5b shows an enlarged view of the short, steep flank 9a of the sawtooth profile 9.
  • the edges between the long flanks 9b and the short flank 9a are broken and appear as chamfers 9c.
  • Fig. 5c shows the outer ring 7a with a short edge 9a and the axis of rotation a.
  • the leading edge and the trailing edge of the short flank 9a are connected to the axis a by a first radius r1 and a second radius r2.
  • the two radii r1, r2 form a spatial angle a, which illustrates the relation between a displacement in the axial and in the tangential direction.
  • split hub ring 5 The function of the split hub ring 5 will be explained below with reference to FIGS. 1 and 2a to 3b.
  • a splined shaft profile 4 and a splined hub profile 6 was selected, which has a circumferential clearance between the flanks of the spline and the spline hub for manufacturing reasons.
  • Such a backlash is prevented by the device according to the invention in the form of a split hub ring 5, in which both hub halves, i. H. the front hub half 7 and the rear hub half 8 can be moved and clamped in the circumferential direction relative to each other.
  • the tension is caused by an axial movement of the front hub half 7, in that the piezo ring element P (FIG. 1) exerts an axial force on the front hub half 7.
  • the piezo ring element P is subjected to an electrical voltage, which leads to an expansion and a travel in the axial direction.
  • the front hub half 7 performs an axial movement under the influence of the axial force, which is possible due to the axial gap s (FIGS. 2a, 2b).
  • the front hub half 7 is rotated relative to the rear, fixed hub half 8 by a predetermined amount in the circumferential direction, with the result that the flanks of the front spline profile 6a are no longer in a plane with the flanks of the rear spline profile 6b, but rather the flanks are circumferentially offset from each other.
  • This achieves a contact on both sides of the flanks of the splined hub profiles 6a, 6b and the flanks of the splined shaft profile 4 (FIG. 1).
  • flanks F1, F2 are no longer in a plane, but they are in the circumferential direction, which is not apparent from the drawing, offset against each other. This offset eliminates the backlash.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aktuator, umfassend einen, eine axial verschiebbare Spindel (3) aufweisenden Spindelantrieb, ein Gehäuse (2) mit mindestens einem Schublager (5) für die Spindel (3), wobei die Spindel (3) endseitig mindestens einen Abschnitt mit einem Keilwellenprofil (4) und das Schublager (5) eine Lageröffnung mit einem Keilnabenprofil (6) zur Aufnahme des Keilwellenprofils (4) aufweisen. Es wird vorgeschlagen, dass das Schublager (5) als geteilter Nabenring (5) mit einer ersten Nabenhälfte und einer zweiten Nabenhälfte ausgebildet ist, die - in axialer Richtung gesehen - hintereinander angeordnet und in Umfangsrichtung gegeneinander verspannbar sind.

Description

Aktuator für eine Hinterachslenkung
Die Erfindung betrifft einen Aktuator für eine Hinterachslenkung, umfassend einen, eine axial verschiebbare Spindel aufweisenden Spindelantrieb sowie ein Gehäuse mit mindestens einem Schublager für die Spindel.
Durch die DE 10 2014 206 934 A1 wurde ein zweifach wirkender Aktuator, auch Stellmotor oder kurz Steller genannt, für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges bekannt. Der Aktuator ist mittig am Achsträger des Kraftfahrzeuges befestigt und wirkt gleichzeitig auf die Lenkung der beiden Hinterräder. Der Aktuator weist einen Spindelantrieb, bestehend aus Spindel und Spindelmutter, auf, welche drehbar im Gehäuse gelagert und axial fixiert ist. Die Spindelmutter ist über einen Elektromotor antreibbar und bewirkt eine Axialverschiebung der Spindel, welche am Verdrehen gehindert ist, d. h. eine Verdrehsicherung aufweist. Die Spindel weist einen etwa mittig angeordneten Gewindeabschnitt mit einem Bewegungsgewinde, welches in Eingriff mit der Spindelmutter steht, sowie zwei Spindelenden auf, welche jeweils mit Lagerhülsen verbunden sind, die ihrerseits gleitend im Gehäuse geführt sind. An den Lagerhülsen, auch Aufschraubzapfen genannt, sind Gelenkgabeln für eine Verbindung mit einem Lenkgestänge angeordnet. Bekannt sind auch einfach wirkende Ak- tuatoren, auch Einzelsteller genannt, welche jeweils nur auf die Lenkung eines Hinterrades wirken.
Verdrehsicherungen für die Spindel eines Spindelantriebes sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Durch die DE 10 2013 107 827 A1 wurde ein Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges mit einem elektrisch antreibbaren Spindelantrieb bekannt, wobei die Spindel mit einer Schubstange verbunden ist, welche eine Axialbewegung ausführt und eine Verdrehsicherung aufweist. Die Verdrehsicherung ist als gehäuseseitig abgestütztes Gleitlager ausgebildet, welches einen als Polygonprofil ausgebildeten Abschnitt der Schubstange aufnimmt. Aufgrund der Polygonprofile der Schubstange und der Lageröffnung des Gleitlagers wird ein Form- schluss erreicht und ein Verdrehen der Schubstange respektive der Spindel verhindert; eine Axialbewegung wird jedoch zugelassen. Die Erfindung umfasst die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Spindel endseitig mindestens einen Abschnitt mit einem Keilwellenprofil und das Schublager eine Lageröffnung mit einem Keilnabenprofil zur Aufnahme des Keilwellenprofils aufweisen, dass das Schublager als geteilter Nabenring mit einer ersten und einer zweiten Nabenhälfte ausgebildet ist, die, in axialer Richtung gesehen, hintereinander angeordnet und in Umfangsrich- tung gegeneinander verspannbar sind. Damit wird der Vorteil erreicht, dass ein Um- fangsspiel zwischen den Flanken des Keilwellen- und des Keilnabenprofils eliminiert wird. Durch die Verspannung der beiden Nabenhälften ergibt sich ein beidseitiger Kontakt der Flanken des Keilwellenprofils gegenüber beiden Nabenhälften, so dass auch akustische Auffälligkeiten, z.B. aufgrund eines Spiels der Bauteile zueinander, vermieden werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weisen die beiden Nabenhälften auf ihren Stirnseiten jeweils Sägezahnprofile auf, welche ineinander greifen. Das Sägezahnprofil erlaubt die Umsetzung einer Axialbewegung der ersten Nabenhälfte in eine Umfangs- oder Drehbewegung der zweiten Nabenhälfte. Somit kann eine Verspannung der beiden Nabenhälften durch eine Axialbewegung der ersten Nabenhälfte eingeleitet werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Verspannung der beiden Nabenhälften gegeneinander mechanisch, beispielsweise durch mindestens ein in Axial- oder Umfangsrichtung wirkendes Federelement. Damit wird eine ständige Verspannung beider Nabenhälften bewirkt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Verspannung über mindestens ein Piezo-Element, welches beim Anlegen einer elektrischen Spannung einen Stellweg bewirkt. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Verspannung der beiden Nabenhälften auf elektrischem oder elektronischem Wege geregelt werden kann, d. h. nur bedarfsweise erfolgt. Vorzugsweise erfolgt die Verspannung der Nabenhälften im Beharrungszustand der Spindel, d. h. wenn keine Stellbewegung ausgeführt wird. Beim Verstellen der Spindel dagegen wird die Verspannung zumindest gelockert oder vollständig gelöst, so dass sich auch eine geringere Reibung zwischen den Flanken des Keilwellen- und des Keilnabenprofils bei einer Axialverschiebung der Spindel ergibt. Die Verstellung der Spindel kann somit mit geringerem Kraftaufwand erfolgen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Sägezahnprofile jeweils erste kurze Flanken und zweite lange Flanken auf, wobei sich die kurzen Flanken vorwiegend in axialer Richtung erstrecken, d. h. relativ steil ausgebildet sind, während sich die langen Flanken vorwiegend in Umfangsrichtung erstrecken, d. h. relativ flach verlaufen. Damit wird eine günstige Übersetzung der Axialbewegung der einen Nabenhälfte in eine Drehbewegung der anderen Nabenhälfte erreicht, welche an das Flankenspiel des Keilprofils angepasst ist.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die kurzen Flanken als Schrägflächen ausgebildet. Die Neigung der Schrägflächen bestimmt die Übersetzung zwischen dem Weg in Axialrichtung und in Umfangsrichtung.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Steigung der Schrägflächen die Form einer Evolvente auf, wodurch sich günstige Gleitverhältnisse ergeben.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Piezo-Element als Ringelement ausgebildet, welches stirnseitig an der in axialer Richtung zu verstellenden Nabenhälfte angeordnet ist und eine Axialkraft, verteilt über den Umfang, auf die Nabenhälfte ausübt. Damit wird eine Raum sparende Anordnung des Verstellelements erreicht.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Piezo-Ringelement auf seiner der Nabenhälfte abgewandten Seite gegenüber dem Gehäuse abgestützt, vorzugsweise durch einen Sicherungsring, der in eine Nut im Gehäuse eingreift. Auch hieraus ergeben sich deutliche Bauraumvorteile. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Nabenhälften geteilt und weisen jeweils einen Innen- und einen Außenring auf. Vorzugsweise ist zwischen dem Innen- und der Außenring ein Zwischenring in Form einer elastomeren Schicht angeordnet. Damit wird der Vorteil erreicht, dass von außen über das Lenkgestänge auf die Spindel respektive das Keilwellenprofil übertragene Stöße gedämpft werden. Innen- und Außenring sind somit bezüglich einer Schwingungsbeanspruchung entkoppelt.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Hinterachslenkung für ein Kraftfahrzeug mit einem Aktuator nach den zuvor genannten Ausführungsformen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
Fig. 1 einen Aktuator mit Spindel und Verdrehsicherung durch ein Keilwellenprofil,
Fig. 2a einen geteilten Nabenring mit erster und zweiter Nabenhälfte (unverspannt),
Fig. 2b eine Draufsicht auf den geteilten Nabenring mit Sägezahnprofilen,
Fig. 3a den geteilten Nabenring in verspannter Position,
Fig. 3b eine Draufsicht auf den Nabenring gem. Fig. 3a,
Fig. 4 die erste Nabenhälfte mit Sägezahnprofil,
Fig. 5a einen Außenring der ersten Nabenhälfte,
Fig. 5b eine Einzelheit E aus Fig. 5a und
Fig. 5c den Außenring in einer weiteren 3-D-Darstellung.
Fig. 1 zeigt einen teilweise dargestellten Aktuator 1 für eine Hinterachslenkung mit einem Gehäuse 2 sowie einer Spindel 3, welche Teil eines nicht dargestellten Spindelantriebes, auch Gewindetrieb genannt, ist. Bezüglich des Aufbaus und der Funktion eines Aktuators wird auf die eingangs genannte DE 10 2014 206 934 A1 der Anmelderin verwiesen, welche voll umfänglich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird. Die Spindel 3, welche einen Gewindeabschnitt 3a aufweist und durch eine nicht dargestellte drehbare Spindelmutter antreibbar ist, ist in Axialrichtung verschiebbar und weist daher eine Verdrehsicherung auf, welche als Keilwellenprofil 4 ausgebildet ist, damit beim Verdrehen der Spindelmutter die Spindel sich nicht um ihre Längsachse verdrehen kann. Im Gehäuse 2 ist in einer entsprechenden Bohrung ein Schublager 5 eingesetzt, welches als geteilter Nabenring 5 ausgebildet ist und ein Keilnabenprofil 6 zur Aufnahme des Keilwellenprofils 4 aufweist. Die Spindel 3 ist somit gegen Verdrehen gegenüber dem Gehäuse 2 gesichert. Auf der Vorderseite des geteilten Nabenringes 5 ist ein Piezo-Ringelement P angeordnet, welches einerseits gehäuseseitig, z. B. durch einen Sicherungsring (ohne Bezugszahl) abgestützt ist und andererseits an der Stirnseite des geteilten Nabenringes 5 anliegt. Bei Anlegen einer elektrischen Spannung übt das Piezo- Ringelement P eine Axialkraft auf den geteilten Nabenring 5 aus.
Das aus dem Gehäuse 2 herausragende Ende der Spindel 3 ist - was nicht dargestellt ist - mit einem Lenkgestänge zur Anlenkung an einen Radträger eines Hinterrades eines Kraftfahrzeugs verbunden. Das Schublager 5 kann auf einer oder auf beiden Seiten des Aktuators 1 angeordnet sein, je nachdem, ob ein auf ein Rad wirkender Einzelsteller oder ein zweiseitig auf beide Räder einer Achse gleichzeitig wirkender Steller zum Einsatz kommt.
Fig. 2a bis Fig. 3b zeigen das als geteilten Nabenring 5 ausgebildete Schublager 5 als Einzelteil in unterschiedlichen Darstellungen. Der geteilte Nabenring 5 weist eine erste, in Axialrichtung vordere Nabenhälfte 7 und eine zweite, in Axialrichtung hintere Naben hälfte 8 auf.
Fig. 2a zeigt den geteilten Nabenring 5 in einer perspektivischen Darstellung, aus welcher ein Keilnabenprofil 6a für die vordere Nabenhälfte 7 und ein Keilnabenprofil 6b für die hintere Nabenhälfte 8 erkennbar sind. Die vordere Nabenhälfte 7 und die hintere Nabenhälfte 8 weisen im Bereich ihrer Teilfuge ein erstes Sägezahnprofil 9 und ein zweites Sägezahnprofil 10 auf, welche ineinander greifen. Die vordere Nabenhälfte 7 ist geteilt und weist einen äußeren Ring 7a, auch Außenring 7a genannt, und einen inneren Ring 7b, auch Innenring 7b genannt, mit dem Keilnabenprofil 6a auf. Zwischen dem Außenring 7a und dem Innenring 7b ist ein Zwischenring 11 , ausgebildet als eine ringförmige Schicht aus einem Elastomer, angeordnet, welche als Feder-Dämpfungs-Element dient. Die hintere Nabenhälfte 8 ist - was in der Zeichnung nicht erkennbar ist - in analoger Weise ebenfalls in einen Innen- und einen Außenring mit Zwischenring geteilt.
Fig. 2b zeigt in einer Draufsicht auf den Umfang des geteilten Nabenringes 5 mit der Achse a die ineinandergreifenden Sägezahn profile 9, 10. Die Sägezahnprofile 9, 10 weisen jeweils kurze, vorwiegend in axialer Richtung a verlaufende, steile Flanken 9a, 10a sowie vorwiegend in Umfangsrichtung verlaufende, lange oder flache Flanken 9b, 10b auf. Die Darstellung gemäß Fig. 2a und Fig. 2b zeigt den geteilten Nabenring 5 in einer so genannten Design- oder Ausgangslage, in welcher zwischen den langen Flanken 9b, 10b ein Axialspalt s belassen ist. Dieser Axialspalt s ermöglicht eine relative Axialverschiebung beider Nabenhälften 7, 8 gegeneinander, d. h. bis zum Anschlag, so dass die Nabenhälften nicht weiter aufeinander zubewegt werden können.
Fig. 3a und Fig. 3b zeigen den geteilten Nabenring 5 mit spaltlos aneinander liegenden Sägezahnprofilen 9, 10. In der Draufsicht gemäß Fig. 3b ist die Steigung der kurzen oder steilen Sägezahnflanken 9a, 10a als spitzer Winkel zur Achse a des Nabenringes 5 erkennbar. Die Größe des Steigungswinkels ist maßgebend für das Übersetzungsverhältnis zwischen einem Axialweg und einem Weg in Umfangsrichtung bei einer gegenseitigen Verschiebung der beiden Nabenhälften 7, 8. Die Flächen der Flanken 9a, 9b 10a, 10b weisen vorzugsweise die Form von Evolventen auf.
Fig. 4 zeigt die erste oder vordere Nabenhälfte 7 als Einzelteil in perspektivischer Darstellung mit Blick auf das Sägezahnprofil 9, welches Teil des äußeren Ringes 7a ist. Der Innenring 7b, welcher das Keilnabenprofil 6a aufweist, ist durch den elastischen Zwischenring 11 vom Außenring 7a entkoppelt.
Fig. 5a, 5b und 5c zeigen den Außenring 7a mit Sägezahnprofil 9 in verschiedenen perspektivischen Darstellungen, wobei Fig. 5b eine Einzelheit E aus Fig. 5a zeigt. Fig. 5b zeigt in vergrößerter Darstellung die kurze, steile Flanke 9a des Sägezahnprofils 9. Die Kanten zwischen den langen Flanken 9b und der kurzen Flanke 9a sind gebrochen und erscheinen als Fasen 9c. Fig. 5c zeigt den Außenring 7a mit einer kurzen Flanke 9a und der Rotationsachse a. Die Vorderkante und die Hinterkante der kurzen Flanke 9a sind durch einen ersten Radius r1 und einen zweiten Radius r2 mit der Achse a verbunden. Dabei bilden die beiden Radien r1 , r2 einen räumlichen Winkel a, welcher die Relation zwischen einer Verschiebung in axialer und in tangentialer Richtung veranschaulicht.
Die Funktion des geteilten Nabenringes 5 wird im Folgenden anhand der Figuren 1 und 2a bis 3b erläutert. Als Verdrehsicherung für die Spindel 3 wurde - wie oben ausgeführt - ein Keilwellenprofil 4 und ein Keilnabenprofil 6 gewählt, welches aus Fertigungsgründen ein Umfangsspiel zwischen den Flanken der Keilwelle und der Keilnabe aufweist. Ein solches Flankenspiel wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in Form eines geteilten Nabenringes 5 unterbunden, indem beide Nabenhälften, d. h. die vordere Nabenhälfte 7 und die hintere Nabenhälfte 8 in Umfangs- richtung relativ zueinander beweglich und verspannbar sind. Die Verspannung wird durch eine Axialbewegung der vorderen Nabenhälfte 7 bewirkt, indem das Piezo- Ringelement P (Fig. 1) eine Axialkraft auf die vordere Nabenhälfte 7 ausübt. Dazu wird das Piezo-Ringelement P mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt, was zu einer Ausdehnung und einem Stellweg in axialer Richtung führt. Die vordere Nabenhälfte 7 führt unter dem Einfluss der Axialkraft eine Axialbewegung durch, welche aufgrund des Axialspaltes s (Fig. 2a, 2b) möglich ist. Bei dieser Axialbewegung verdreht sich die vordere Nabenhälfte 7 gegenüber der hinteren, festgehaltenen Nabenhälfte 8 um einen vorgegebenen Betrag in Umfangsrichtung, was zur Folge hat, dass die Flanken des vorderen Keilnabenprofils 6a nicht mehr mit den Flanken des hinteren Keilnabenprofils 6b in einer Ebene liegen, vielmehr sind die Flanken in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt. Damit wird eine beidseitige Anlage der Flanken der Keilnabenprofile 6a, 6b und der Flanken des Keilwellenprofils 4 (Fig. 1) erreicht.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wurden folgende Zahlenwerte erreicht: Bei einem Axialweg von 0,4 mm wird aufgrund der Steigung der kurzen Flanken 9a, 10a eine Verdrehung beider Nabenhälften 7, 8 von 0,135° erreicht. Der Winkel von 0,135° entspricht einem Bogenmaß im Bereich der Flanken der Keilnabenprofile 6a, 6b von 0,02 mm. Bei der Ausgangslage gemäß Fig. 2a, 2b liegen die Flanken der Keilnabenprofile 6a, 6b in einer Ebene, d. h. die vordere und die hintere Nabenhälfte 7, 8 sind nicht gegeneinander verspannt. Bei der verspannten Lage gemäß Fig. 3a, 3b, bei welcher kein Axialspalt mehr vorliegt, liegen die Flanken F1 , F2 (Fig. 3a) nicht mehr in einer Ebene, vielmehr sind sie in Umfangsrichtung, was aus der Zeichnung jedoch nicht erkennbar ist, gegeneinander versetzt. Dieser Versatz eliminiert das Flankenspiel.
Bezuaszeichen
1 Aktuator
2 Gehäuse
3 Spindel
3a Gewindeabschnitt
4 Keilwellenprofil
5 Schublager/Nabenring
6 Keilnabenprofil
6a erstes Keilnabenprofil
6b zweites Keilnabenprofil
7 erste Nabenhälfte
7a Außenring
7b Innenring
8 zweite Nabenhälfte
9 erstes Sägezahnprofil
9a kurze Flanke
9b lange Flanke
9c Fase
10 zweites Sägezahnprofil
10a kurze Flanke
10b lange Flanke
11 Zwischenring (Elastomer) a Achse
E Einzelheit
F1 erste Flanke
F2 zweite Flanke
r1 erster Radius
r2 zweiter Radius
s Axialspalt
P Piezo-Ringelement
α räumlicher Winkel

Claims

Patentansprüche
1. Aktuator, insbesondere für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen, eine axial verschiebbare Spindel (3) aufweisenden Spindelantrieb, ein Gehäuse (2) mit mindestens einem Schublager (5) für die Spindel (3), wobei die Spindel (3) endseitig mindestens einen Abschnitt mit einem Keilwellenprofil (4) und das Schublager (5) eine Lageröffnung mit einem Keilnabenprofil (6) zur Aufnahme des Keilwellenprofils (4) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Schublager (5) als geteilter Nabenring (5) mit einer ersten Nabenhälfte (7) und einer zweiten Nabenhälfte (8) ausgebildet ist, die - in axialer Richtung (a) gesehen - hintereinander angeordnet und in Umfangsrichtung gegeneinander verspannbar sind.
2. Aktuator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Nabenhälften (7, 8) stirnseitig angeordnete, ineinander greifende Sägezahnprofile (9, 10) aufweisen.
3. Aktuator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Nabenhälften (7, 8) mechanisch gegeneinander verspannbar sind.
4. Aktuator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Nabenhälften (7, 8) über mindestens ein Piezo-Element (P) gegeneinander verspannbar sind.
5. Aktuator nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sägezahnprofile (9, 10) jeweils erste kurze Flanken (9a, 10a) und zweite lange Flanken (9b, 10b) aufweisen, wobei sich die kurzen Flanken (9a, 10a) vorwiegend in axialer Richtung und die langen Flanken (9b, 10b) vorwiegend in Umfangsrichtung erstrecken.
6. Aktuator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die kurzen Flanken (9a, 10a) als Schrägflächen ausgebildet sind.
7. Aktuator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägflächen eine Steigung in Form einer Evolvente aufweisen.
8. Aktuator nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Piezo-Element als Piezo-Ringelement (P) ausgebildet ist, welches stirnseitig in axialer Richtung auf die erste Nabenhälfte (7) einwirkt.
9. Aktuator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Piezo-Ringelement (P) auf seiner der Nabenhälfte (7) abgewandten Seite gegenüber dem Gehäuse (2) abgestützt ist.
10. Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabenhälften (7, 8) jeweils einen Innenring (7b) mit Keilnabenprofil (6a, 6b) und einen Außenring (7a) aufweisen.
11. Aktuator nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Innenring (7b) und dem Außenring (7a) ein Feder-Dämpfungs-Element (11) angeordnet ist.
12. Hinterachslenkung für ein Kraftfahrzeug mit einem Aktuator nach einem der vorgenannten Ansprüche.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021125484A1 (de) 2021-10-01 2023-04-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Schubgestänge für einen Linearaktuator und Linearaktuator mit einem Schubgestänge

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009039164A1 (de) * 2008-12-09 2010-06-10 Continental Teves Ag & Co. Ohg Lenkvorrichtung, insbesondere für eine Hinterradlenkung
EP2457753A2 (de) * 2010-11-30 2012-05-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Stellvorrichtung
DE102013107827A1 (de) 2013-07-23 2015-01-29 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Getriebeanordnung im Kraftfahrzeugbereich sowie Hinterachslenkanordnung mit einer derartigen Getriebeanordnung
DE102014206934A1 (de) 2014-04-10 2015-10-15 Zf Friedrichshafen Ag Stellmotor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4445858B4 (de) * 1994-12-22 2008-05-08 Röhm Gmbh Bohrvorrichtung
DE29904028U1 (de) * 1999-03-05 1999-09-02 Klann Tools Ltd Sicherheitsspindelkopf für Spindelantriebe
EP2470807B1 (de) * 2009-08-24 2013-11-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verspannsystem und verfahren zum verspannen einer welle-nabe-verbindung
CN105465202B (zh) * 2010-09-09 2018-04-03 舍弗勒技术股份两合公司 用于机动车传动系的夹紧装置
FR2995959B1 (fr) * 2012-09-24 2014-09-12 Valeo Embrayages Ensemble de transmission de couple, en particulier pour vehicule automobile

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009039164A1 (de) * 2008-12-09 2010-06-10 Continental Teves Ag & Co. Ohg Lenkvorrichtung, insbesondere für eine Hinterradlenkung
EP2457753A2 (de) * 2010-11-30 2012-05-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Stellvorrichtung
DE102013107827A1 (de) 2013-07-23 2015-01-29 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Getriebeanordnung im Kraftfahrzeugbereich sowie Hinterachslenkanordnung mit einer derartigen Getriebeanordnung
DE102014206934A1 (de) 2014-04-10 2015-10-15 Zf Friedrichshafen Ag Stellmotor

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