DE102011018400A1

DE102011018400A1 - Bearing arrangement for shaft at bearing element, particularly for motor vehicle, is provided with shaft that is supported over two bearing parts and rotated around rotational axis relative to bearing parts

Info

Publication number: DE102011018400A1
Application number: DE201110018400
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Schröer Dietmar
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2012-10-25

Abstract

The bearing arrangement (10) is provided with a shaft (12) that is supported over two bearing parts (18,20) and rotated around a rotational axis (16) relative to the bearing parts. An actuator (24) is provided, by which a relative movement between the bearing parts is caused for fixing the shaft relative to the bearing parts by wedging the shaft between the bearing parts.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerungsanordnung einer Welle an einem Lagerelement, insbesondere für einen Kraftwagen, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a bearing arrangement of a shaft on a bearing element, in particular for a motor vehicle, specified in the preamble of claim 1. Art.

Die DE 196 27 145 C2 offenbart eine Kupplung mit einer Welle, einer zugehörigen Hohlwelle und mit einer zwischen beiden angeordneten Schlingfeder, wobei die Schlingfeder elektrisch betätigbar ist. An der Schlingfeder sind Piezo-Elemente angebracht. Ebenso kann vorgesehen sein, dass in der Schlingfeder Piezo-Elemente integriert sind, um eine Formänderung zum Öffnen oder Schließen der Schlingfeder elektrisch zu induzieren.The DE 196 27 145 C2 discloses a coupling with a shaft, an associated hollow shaft and a coil spring arranged between the two, wherein the wrap spring is electrically actuated. Pieces are attached to the wrap spring. Likewise, it can be provided that piezo elements are integrated in the wrap spring in order to electrically induce a change in shape for opening or closing the wrap spring.

Ferner ist dieser Druckschrift eine Kupplung mit einer Antriebs- und einer Abtriebswelle als bekannt zu entnehmen, wobei die An- und/oder Abtriebswelle eine Beschichtung mit Piezo-Elementen aufweist, um durch Betätigen der Piezo-Elemente den Umfang der An- und/oder Abtriebswelle zu variieren.Furthermore, this publication is a clutch with a drive and an output shaft to be known as to be known, wherein the input and / or output shaft has a coating with piezo elements to the periphery of the input and / or output shaft by operating the piezo elements to vary.

Diese Kupplungen weisen einen hohen Bauraumbedarf sowie eine hohe Teileanzahl auf.These couplings have a high space requirement and a high number of parts.

Darüber hinaus ist es aus dem Serienbau von Kraftwagen bekannt, Wellen an Lagerelementen zu lagern, wobei die Wellen an dem Lagerelement um eine Drehachse relativ zu dem Lagerelement drehbar gelagert sind. Bei dem Lagerelement kann es sich beispielsweise um einen Lagerbock und/oder um ein Gehäuseteil eines Gehäuses handeln, in welchem die Welle zumindest bereichsweise aufgenommen ist.Moreover, it is known from mass production of motor vehicles to support shafts on bearing elements, wherein the shafts are rotatably mounted on the bearing element about an axis of rotation relative to the bearing element. The bearing element may be, for example, a bearing block and / or a housing part of a housing in which the shaft is received at least in some areas.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagerungsanordnung einer Welle an einem Lagerelement, insbesondere für einen Kraftwagen, bereitzustellen, bei welcher die Welle auf einfache Art und Weise mit einem nur geringen Bauraumbedarf relativ zu dem Lagerelement fixierbar ist.It is an object of the present invention to provide a bearing arrangement of a shaft on a bearing element, in particular for a motor vehicle, in which the shaft is fixable in a simple manner with only a small space requirement relative to the bearing element.

Diese Aufgabe wird durch eine Lagerungsanordnung einer Welle an einem Lagerelement, insbesondere für einen Kraftwagen, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a bearing arrangement of a shaft on a bearing element, in particular for a motor vehicle, having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.

Bei einer solchen Lagerungsanordnung einer Welle an einem Lagerelement, insbesondere für einen Kraftwagen, ist die Welle über wenigstens zwei Lagerteile um eine Drehachse relativ zu den Lagerteilen und relativ zu dem Lagerelement drehbar an dem Lagerelement gelagert.In such a bearing arrangement of a shaft on a bearing element, in particular for a motor vehicle, the shaft is rotatably mounted on at least two bearing parts about an axis of rotation relative to the bearing parts and relative to the bearing element on the bearing element.

Erfindungsgemäß ist wenigstens ein Stellglied vorgesehen, mittels welchem zum Fixieren der Welle relativ zu den Lagerteilen infolge eines Klemmens der Welle zwischen den Lagerteilen eine Relativbewegung zwischen den Lagerteilen bewirkbar ist. Mit anderen Worten können mittels des Stellglieds die Lagerteile, an und über welche die Welle an dem Lagerelement gelagert ist, relativ zueinander bewegt, insbesondere aufeinander zu und/oder voneinander weg bewegt, werden, sodass die Welle zwischen den Lagerteilen geklemmt bzw. freigegeben wird. Durch das Klemmen, welches insbesondere durch ein Aufeinanderzubewegen der Lagerteile bewirkt wird, wird die Welle relativ zu den Lagerteilen und damit relativ zu dem Lagerelement fixiert und kann sich nicht mehr um ihre Drehachse relativ zu den Lagerteilen und relativ zu dem Lagerelement bewegen. Wird das Klemmen aufgehoben, indem insbesondere ein Auseinanderbewegen der Lagerteile mittels des Stellglieds bewirkt wird, so ist die Welle freigegeben und kann sich (wieder) um ihre Drehachse relativ zu den Lagerteilen und relativ zu dem Lagerelement bewegen, das heißt drehen.According to the invention, at least one actuator is provided, by means of which for fixing the shaft relative to the bearing parts as a result of clamping of the shaft between the bearing parts, a relative movement between the bearing parts is effected. In other words, by means of the actuator, the bearing parts, on and over which the shaft is mounted on the bearing element moves relative to each other, in particular toward each other and / or moved away, so that the shaft between the bearing parts is clamped or released. By clamping, which is effected in particular by a Aufeinanderzubewegen the bearing parts, the shaft is fixed relative to the bearing parts and thus relative to the bearing element and can no longer move about its axis of rotation relative to the bearing parts and relative to the bearing element. If the clamping is canceled, in particular by a movement apart of the bearing parts is effected by means of the actuator, the shaft is released and can move (again) about its axis of rotation relative to the bearing parts and relative to the bearing element, that is rotate.

Mit der erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung ist somit eine schnelle und spielfreie Klemmbremse geschaffen, welche einen nur sehr geringen Bauraumbedarf aufweist und welche besonders schnell, das heißt in einer besonders kurzen Zeit, zwischen einem die Welle relativ zu den Lagerteilen fixierenden Zustand und einem die Welle demgegenüber freigebenden Zustand schaltbar ist. Die erfindungsgemäße Lagerungsanordnung weist ferner eine nur geringe Teileanzahl auf, was ihren Bauraumbedarf und ihre Kosten gering hält. Insbesondere der geringe Bauraumbedarf trägt zur Lösung und/oder zur Vermeidung von Package-Problemen insbesondere in einem in einem platzkritischen Bereich wie einem Motorraum des Kraftwagens, welcher insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet ist, bei.With the storage arrangement according to the invention thus a fast and backlash-free clamping brake is provided, which has a very small space requirement and which particularly fast, that is, in a particularly short time, between the shaft relative to the bearing parts fixing state and a wave on the other hand releasing state is switchable. The storage arrangement according to the invention also has a small number of parts, which keeps their space requirements and their costs low. In particular, the small space requirement contributes to the solution and / or to avoid package problems, especially in a space-critical area such as an engine compartment of the motor vehicle, which is designed in particular as a passenger car.

In die erfindungsgemäße Lagerungsanordnung ist somit die kompakte, kostengünstige und sehr schnell schaltbare Klemmbremse integriert, welche ein genaues, spielfreies und damit geräusch- und verschleißarmes Fixieren der Welle relativ zu den Lagerteilen und zu dem Lagerelement ermöglicht. Dadurch kann die Welle relativ zu den Lagerteilen um ihre Drehachse bedarfsgerecht und in gewünschten Drehstellungen gehalten und positioniert werden.In the storage arrangement according to the invention thus the compact, cost-effective and very quickly switchable clamping brake is integrated, which allows an accurate, backlash-free and thus noise and low-wear fixing of the shaft relative to the bearing parts and the bearing element. Thereby, the shaft can be held and positioned relative to the bearing parts about its axis of rotation as needed and in desired rotational positions.

Die erfindungsgemäße Lagerungsanordnung kann dabei in jedwedem Aggregat, Maschine, Komponente oder dergleichen, insbesondere des Kraftwagens, verwendet werden. Besonders vorteilhaft wird die erfindungsgemäße Lagerungsanordnung in bzw. bei einer Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, verwendet. Die Welle ist dabei bevorzugt als Stellwelle der Stelleinrichtung ausgebildet, über welche das Verdichtungsverhältnis variabel einstellbar ist. Das Verdichtungsverhältnis wird dabei durch Drehen der Stellwelle um ihre Drehachse relativ zu den Lagerteilen eingestellt bzw. verstellt.The storage arrangement according to the invention can be used in any aggregate, machine, component or the like, in particular of the motor vehicle. The storage arrangement according to the invention is particularly advantageously used in or in an adjusting device for variably setting at least one compression ratio of an internal combustion engine, in particular a reciprocating internal combustion engine. The shaft is preferably formed as a control shaft of the adjusting device, via which the compression ratio is variably adjustable. The compression ratio is adjusted or adjusted by rotating the control shaft about its axis of rotation relative to the bearing parts.

Bei der Verbrennungskraftmaschine können dabei Betriebszustände auftreten, in welchen ein Verstellen des Verdichtungsverhältnis nicht vorgesehen und nicht vonnöten ist. In diesen Betriebszuständen ist das eingestellte Verdichtungsverhältnis zumindest im Wesentlichen konstant auf einem eingestellten Wert zu halten. Insbesondere gilt es das Verdichtungsverhältnis und entsprechende Komponenten der Stelleinrichtung zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses entgegen Kräften und/oder Drehmomenten zu halten, welche von wenigstens einem Brennraum, insbesondere einem Zylinder, mit dem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine auf die Stelleinrichtung wirken.In the case of the internal combustion engine operating states can occur in which an adjustment of the compression ratio is not provided and is not necessary. In these operating states, the set compression ratio is at least substantially constant to a set value. In particular, it is necessary to maintain the compression ratio and corresponding components of the adjusting device for adjusting the compression ratio against forces and / or torques which act on at least one combustion chamber, in particular a cylinder with the variably adjustable compression ratio of the internal combustion engine.

Das Halten des Verdichtungsverhältnisses ist auf besonders kompakte und kostengünstige Weise mittels der erfindungsgemäßen Lagerungsanordnung möglich, bei welcher die Stellwelle, welche beispielsweise als Exzenterwelle ausgebildet ist, relativ zu den Lagerteilen fixiert wird. So kann sich die Stellwelle nicht relativ zu den Lagerteilen in unerwünschter Weise drehen, was mit einem Verstellen des Verdichtungsverhältnisses einhergehen würde.The holding of the compression ratio is possible in a particularly compact and cost-effective manner by means of the bearing arrangement according to the invention, in which the control shaft, which is designed for example as an eccentric shaft, is fixed relative to the bearing parts. Thus, the control shaft can not rotate relative to the bearing parts in an undesirable manner, which would be accompanied by an adjustment of the compression ratio.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 eine schematische Perspektivansicht einer Lagerungsanordnung einer Welle an einem Lagerelement, bei welcher die Welle über zwei Lagerteile um eine Drehachse relativ zu den Lagerteilen drehbar an dem Lagerelement gelagert ist, wobei ein Stellglied vorgesehen ist, mittels welchem zum Fixieren der Welle, relativ zu den Lagerteilen eine Relativbewegung zwischen den Lagerteilen bewirkbar ist; 1 a schematic perspective view of a bearing arrangement of a shaft on a bearing element, in which the shaft is rotatably mounted on two bearing parts about a rotational axis relative to the bearing parts on the bearing element, wherein an actuator is provided, by means of which for fixing the shaft, relative to the bearing parts a Relative movement between the bearing parts is effected;

2 eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform der Lagerungsanordnung gemäß 1; 2 a schematic perspective view of another embodiment of the storage arrangement according to 1 ;

3 eine schematische Vorderansicht der Lagerungsanordnung gemäß 2; und 3 a schematic front view of the storage arrangement according to 2 ; and

4 eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform der Lagerungsanordnung gemäß den 1 bis 3. 4 a schematic perspective view of another embodiment of the storage arrangement according to the 1 to 3 ,

Die 1 zeigt eine Lagerungsanordnung 10 einer Welle 12 an einem Lagerelement 14, bei welcher die Welle 12 um eine Drehachse 16 relativ zu dem Lagerelement 14 drehbar an diesem gelagert ist. Dazu umfasst das Lagerelement 14 ein Gestell 18, insbesondere ein Maschinengestell. Das Gestell 18 ist beispielsweise ein Gehäuseteil eines Gehäuses einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, in welchem die Welle 12 zumindest bereichsweise aufgenommen ist.The 1 shows a storage arrangement 10 a wave 12 on a bearing element 14 in which the shaft 12 around a rotation axis 16 relative to the bearing element 14 is rotatably mounted on this. This includes the bearing element 14 a frame 18 , in particular a machine frame. The frame 18 For example, is a housing part of a housing of a reciprocating internal combustion engine, in which the shaft 12 at least partially included.

Das Lagerelement 14 umfasst ferner einen Lagerdeckel 20, welcher mittels Spannschrauben 22 mit dem Gestell 18 verschraubt ist. Durch das Gestell 18 ist ein erster Teil einer Lageraufnahme, einer Lagerbohrung, für die Welle 12 gebildet. Durch den Lagerdeckel 20 ist ein zweiter Teil der Lageraufnahme für die Welle 12 gebildet. Durch das Lagerelement 14 ist somit ein geteiltes, insbesondere zweigeteiltes, Lager für die Welle 12 gebildet, durch welches die Welle 12 an dem Lagerelement 14 gelagert ist. Die Welle 12 ist dabei zumindest bereichsweise in der Lageraufnahme und in verspanntem Zustand des Gestells 18 mit dem Lagerdeckel 20 so eng in der Lageraufnahme eingespannt, dass ein maximal vorgesehenes Moment, welches auf die Welle 12 wirkt, gerade noch gehalten werden kann, ohne dass sich die Welle 12 relativ zu dem Lagerelement um ihre Drehachse 16 dreht. Dabei ist ein übliches Untermaß für einen Presssitz z. B. 1/1000 des Durchmessers der Lageraufnahme. Eine dazu notwendige Vorspannkraft kann dabei durch die Spannschrauben 22 aufgebracht werden.The bearing element 14 also includes a bearing cap 20 , which by means of clamping screws 22 with the frame 18 is screwed. Through the frame 18 is a first part of a bearing mount, a bearing bore, for the shaft 12 educated. Through the bearing cap 20 is a second part of the bearing support for the shaft 12 educated. Through the bearing element 14 is thus a split, especially two-part, bearing for the shaft 12 formed by which the shaft 12 on the bearing element 14 is stored. The wave 12 is at least partially in the bearing support and in the clamped state of the frame 18 with the bearing cap 20 clamped so tightly in the bearing seat, that a maximum moment, which is on the shaft 12 acts, just can still be held without the shaft 12 relative to the bearing element about its axis of rotation 16 rotates. Here is a common undersize for a press fit z. B. 1/1000 of the diameter of the bearing receiver. A necessary biasing force can be achieved by the clamping screws 22 be applied.

Zwischen dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 sind Piezo-Stacks 24 mit jeweiligen Piezo-Elementen angeordnet und mittels der Spannschrauben 22 eingespannt. Wird an die Piezo-Stacks 24 eine entsprechende elektrische Spannung angelegt, so dehnen sich die Piezo-Stacks 24 zumindest in Richtung des Gestells 18 und/oder in Richtung des Lagerdeckels 20 und somit senkrecht zur Teilung des Lagers aus und stellen eine Lagerluft von etwa der üblichen Größe eines Gleitlagers ein, wobei es sich beispielsweise um ca. 1/1000 des Durchmessers des Lagers handelt.Between the frame 18 and the bearing cap 20 are piezo stacks 24 arranged with respective piezo elements and by means of the clamping screws 22 clamped. Is sent to the Piezo Stacks 24 applied a corresponding electrical voltage, so expand the piezo stacks 24 at least in the direction of the frame 18 and / or in the direction of the bearing cap 20 and thus perpendicular to the pitch of the bearing and set a bearing clearance of about the usual size of a sliding bearing, which is, for example, about 1/1000 of the diameter of the bearing.

Mit anderen Worten, ist an die Piezo-Stacks 24 keine elektrische Spannung angelegt, so ist die Welle 12 mittels der Spannschrauben 22 zwischen dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 geklemmt und relativ zu diesen fixiert, sodass sich die Welle 12 nicht um ihre Drehachse 16 relativ zu dem Gestell 18 und zu dem Lagerdeckel 20 drehen kann. Dieses Klemmen ist dabei auf das maximal auftretende und auf die Welle 12 während eines Betriebs der Verbrennungskraftmaschine wirkende Drehmoment abgestimmt, sodass durch das Klemmen dieses Moment abgestützt werden kann und dieses Moment die Welle nicht um die Drehachse 16 relativ zu dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 verdrehen kann.In other words, it's the Piezo Stacks 24 no electrical voltage applied, so is the wave 12 by means of the clamping screws 22 between the frame 18 and the bearing cap 20 clamped and fixed relative to these, so that the shaft 12 not about its axis of rotation 16 relative to that frame 18 and to the bearing cap 20 can turn. This clamping is on the maximum occurring and on the shaft 12 during an operation of the internal combustion engine acting torque matched so that by clamping this moment can be supported and this moment the shaft is not about the axis of rotation 16 relative to the frame 18 and the bearing cap 20 can twist.

Wird an die Piezo-Stacks 24 eine elektrische Spannung angelegt, so wird dadurch eine Relativbewegung zwischen dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 bewirkt. Dabei bewegen sich das Gestell 18 und der Lagerdeckel 20 relativ zueinander voneinander weg. Dadurch wird das Klemmen der Welle zwischen dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 verringert oder gar vollständig aufgehoben, sodass die Welle 12 um ihre Drehachse 16 relativ zu dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 gedreht werden kann. Ist die Welle 12 in eine gewünschte Drehstellung um ihre Drehachse 16 relativ zu dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 gedreht, so wird das Anlegen der elektrischen Spannung an die Piezo-Stacks 24 aufgehoben. Dies bewirkt eine Relativbewegung des Gestells 18 und des Lagerdeckels 20 aufeinander zu, beispielsweise aufgrund von elastischer Rückfederung des Gestells 18 und des Lagerdeckels 20 infolge der Verschraubung mittels den Spannschrauben 20, sodass die Welle 12 zwischen dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 geklemmt und somit relativ zu dem Lagerelement 14 fixiert wird.Is sent to the Piezo Stacks 24 applied an electrical voltage, so it is a relative movement between the frame 18 and the bearing cap 20 causes. The frame is moving 18 and the bearing cap 20 away from each other. This will clamp the shaft between the frame 18 and the bearing cap 20 reduced or even completely lifted, so the shaft 12 around its axis of rotation 16 relative to the frame 18 and the bearing cap 20 can be turned. Is the wave 12 in a desired rotational position about its axis of rotation 16 relative to the frame 18 and the bearing cap 20 rotated, so the application of the electrical voltage to the piezo stacks 24 canceled. This causes a relative movement of the frame 18 and the bearing cap 20 towards each other, for example due to elastic resilience of the frame 18 and the bearing cap 20 as a result of the screw connection by means of the clamping screws 20 so the wave 12 between the frame 18 and the bearing cap 20 clamped and thus relative to the bearing element 14 is fixed.

Dadurch ist eine besonders schnell zu schaltende und zumindest im Wesentlichen spielfreie Klemmbremse geschaffen, mittels welcher die Welle schnell, das heißt in kurzer Zeit, relativ zu dem Lagerelement 14 fixiert oder entsprechend freigegeben werden kann. Durch Modulieren der elektrischen Spannung kann somit ein schnelles Lösen und Abbremsen der Weile 12 erreicht werden, wie es beispielsweise bis mindestens in den kHz-Bereich hinein erfolgen kann.Thereby, a particularly fast to switching and at least substantially backlash-free clamping brake is provided, by means of which the shaft quickly, that is in a short time, relative to the bearing element 14 fixed or can be released accordingly. By modulating the electrical voltage can thus quickly releasing and braking the while 12 be achieved, as it can be done, for example, to at least in the kHz range.

Ebenso möglich ist eine Umkehrung des bezüglich der 1 geschilderten Wirkprinzips der Klemmbremse bei der Lagerungsanordnung 10 möglich. Dabei ist die Welle 12 in einem unbestromten Zustand der Piezo-Stacks 24, in welchem an die Piezo-Stacks 24 somit keine elektrische Spannung angelegt wird, freigegeben und um ihre Drehachse 16 relativ zum Lagerelement 14 drehbar. Durch Anlegen der elektrischen Spannung an die Piezo-Stacks ist die Welle relativ zu dem Lagerelement 14 fixiert und geklemmt. Mit anderen Worten, wird an die Piezo-Stacks 24 eine elektrische Spannung angelegt, was als Bestromen bezeichnet wird, so werden das Gestell 18 und der Lagerdeckel 20 relativ zueinander aufeinander zu (nicht voneinander weg) bewegt, wodurch die Welle 12 geklemmt und fixiert wird. Wird das Bestromen aufgehoben, so wird dadurch eine Relativbewegung des Gestells 18 zu dem Lagerdeckel 20 bewirkt, bei welcher das Gestell 18 und der Lagerdeckel 20 beispielsweise aufgrund von elastischer Rückfederung sich relativ zueinander voneinander wegbewegen, was mit dem Freigeben der Welle 12 einhergeht.Equally possible is a reversal of the respect 1 described operating principle of the clamping brake in the storage arrangement 10 possible. Here is the wave 12 in a de-energized state of the piezo stacks 24 , in which the piezo stacks 24 thus no electrical voltage is applied, released and about its axis of rotation 16 relative to the bearing element 14 rotatable. By applying the electrical voltage to the piezo stacks, the shaft is relative to the bearing element 14 fixed and clamped. In other words, gets to the piezo stacks 24 applied an electrical voltage, which is called energizing, so the frame 18 and the bearing cap 20 moved relative to each other (not away from each other), causing the shaft 12 clamped and fixed. If the Bestromen repealed, so this is a relative movement of the frame 18 to the bearing cap 20 causes, at which the frame 18 and the bearing cap 20 for example, due to elastic springback move away from each other relative to each other, resulting in the release of the shaft 12 accompanied.

Die 2 und 3 zeigen eine alternative Ausführungsform der Lagerungsanordnung 10 gemäß 1. Wie den 2 und 3 zu entnehmen ist, ist ein einstückiger Lagerring 26 vorgesehen, über welchen die Welle 12 an dem Lagerelement 14 gelagert ist. Der einstückige Lagerring 26 umfasst ein erstes Lagerteil 28 und einstückig mit dem ersten Lagerteil 28 ausgebildetes zweites Lagerteil 30, welche über einen Schlitz 32 des Lagerrings 26 voneinander beabstandet sind.The 2 and 3 show an alternative embodiment of the storage arrangement 10 according to 1 , Like that 2 and 3 it can be seen, is a one-piece bearing ring 26 provided over which the shaft 12 on the bearing element 14 is stored. The one-piece bearing ring 26 includes a first bearing part 28 and integral with the first bearing part 28 trained second bearing part 30 which has a slot 32 of the bearing ring 26 spaced apart from each other.

Der Lagerring 26 weist Verbindungsflansche 34 auf, über welche er mittels Flanschschrauben 36 an dem Gestell 18 angeschraubt und so gehalten ist.The bearing ring 26 has connecting flanges 34 on, over which he by means of flange bolts 36 on the frame 18 screwed on and held so.

In dem Schlitz 32 und somit zwischen dem ersten Lagerteil 28 und dem zweiten Lagerteil 30 ist ein Piezo-Stack 24 mit Piezo-Elementen angeordnet. Die Lagerteile 28 und 30 sind mittels einer Spannschraube 22 über den Piezo-Stack 24 miteinander verspannt, sodass der Piezo-Stack 24 zwischen den Lagerteilen 28 und 30 geklemmt ist. Mittels der Spannschraube 22 sind die Lagerteile 28 und 30 miteinander verspannt, sodass die Welle 12 in unbestromtem Zustand des Piezo-Stacks 24 zwischen den Lagerteilen 28 und 30 geklemmt ist und sich nicht relativ zum Lagerelement 14 und relativ zum Lagerring 26 um die Drehachse 16 drehen kann.In the slot 32 and thus between the first bearing part 28 and the second bearing part 30 is a piezo stack 24 arranged with piezo elements. The bearing parts 28 and 30 are by means of a clamping screw 22 over the piezo stack 24 clamped together, so the piezo stack 24 between the bearing parts 28 and 30 is clamped. By means of the clamping screw 22 are the bearing parts 28 and 30 clamped together, so the shaft 12 in the de-energized state of the piezo stack 24 between the bearing parts 28 and 30 is clamped and not relative to the bearing element 14 and relative to the bearing ring 26 around the axis of rotation 16 can turn.

Analog zu dem zur Lagerungsanordnung 10 gemäß 1 Geschildertem wird die Welle 12 durch Bestromen des Piezo-Stacks 24 freigegeben, da durch Anlegen der elektrischen Spannung an den Piezo-Stacks 24 die Lagerteile 28 und 30 relativ zueinander voneinander wegbewegt werden, sodass sich der Spalt 32 vergrößert und die Klemmung der Welle 12 verringert oder aufgehoben wird. Wird die Bestromung beendet, so wird dadurch ein Aufeinanderzubewegen der Lagerteile 28 und 30 beispielsweise aufgrund von elastischer Rückfederung infolge ihrer Verspannung mittels der Spannschraube 22 bewirkt, wodurch die Welle 12 geklemmt und relativ zu dem Lagerelement 14 und dem Lagerring 26 fixiert wird.Analogous to that for storage arrangement 10 according to 1 The wave becomes portrayed 12 by energizing the piezo stack 24 released, as by applying the electrical voltage to the piezo stacks 24 the bearing parts 28 and 30 relative to each other are moved away from each other, so that the gap 32 enlarged and the clamping of the shaft 12 reduced or canceled. If the current supply is terminated, this will cause the bearing parts to move towards one another 28 and 30 for example, due to elastic springback due to their tension by means of the clamping screw 22 causes, causing the shaft 12 clamped and relative to the bearing element 14 and the bearing ring 26 is fixed.

Wie bei der Lagerungsanordnung 10 gemäß 1 ist auch bei der Lagerungsanordnung 10 gemäß den 2 und 3 eine Umkehrung dieses geschilderten Wirkprinzips möglich, sodass durch Bestromen des Piezo-Stacks 24 ein Aufeinanderzubewegen der Lagerteil 28 und 30 und somit ein Klemmen der Welle 12 bewirkt wird. Durch Aufheben der Bestromung wird eine Relativbewegung zwischen den Lagerteilen 28 und 30 bewirkt, durch welche sich die Lagerteile 28 und 30 voneinander wegbewegen, was mit dem Freigeben der Welle 12 einhergeht.As with the storage arrangement 10 according to 1 is also in the storage arrangement 10 according to the 2 and 3 a reversal of this described principle of action possible, so by energizing the piezo stack 24 a Aufeinanderzubewegen the bearing part 28 and 30 and thus jamming of the shaft 12 is effected. By canceling the energization becomes a relative movement between the bearing parts 28 and 30 causes, through which the bearing parts 28 and 30 Move away from each other, what with the release of the wave 12 accompanied.

Bei dem Lagerring 12 handelt es sich somit um einen Bremsflansch, mittels welchem die Welle relativ zu dem Lagerelement 14 fixierbar und freigebbar ist. Wie insbesondere der 3 zu entnehmen ist, weisen die Verbindungsflansche 34 Aussparungen 38 auf, welche eine zumindest im Wesentlichen freie Beweglichkeit in Richtung des Öffnens und Schließens der Bremse ermöglichen. Das Mitdrehen des gesamten Bremsflansches wird jedoch verhindert.At the bearing ring 12 it is thus a brake flange, by means of which the shaft relative to the bearing element 14 can be fixed and released. How the particular 3 can be seen, have the connecting flanges 34 recesses 38 which allow at least substantially free mobility in the direction of opening and closing the brake. The co-rotation of the entire brake flange is prevented.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass eine mehrfache Teilung des Lagers ebenso möglich ist, bei welcher das Lager also in mehr als zwei Teile geteilt ist. Vorteilhafterweise sind Oberflächen des Lagers, an welchem die Welle 12 gelagert ist, derart beschaffen, dass die Oberflächen ein Abbremsen und das Klemmen der Welle 12 auch über eine hohe Lebensdauer hinweg verschleißarm ertragen können. Vorteilhafterweise sind auch die Spannschrauben 22 derart ausgestaltet, dass sie häufige Relativbewegungen zwischen dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 bzw. zwischen den Lagerteilen 28 und 30 zumindest im Wesentlichen schadfrei ertragen können. Das Klemmen der Welle kann auch ergänzend oder alternativ dazu genutzt werden, eine axiale Bewegung der Welle 12 relativ zu dem Lagerelement 14 zu vermeiden. Dies bedeutet, dass durch Klemmen der Welle zwischen dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 bzw. zwischen den Lagerteilen 28 und 30 nicht nur eine Drehung der Welle 12 um ihre Drehachse 16 relativ zu dem Lagerelement 14 sondern auch eine axiale Bewegung der Welle 12 entlang ihrer Drehachse 16 verhindert werden kann.At this point it should be noted that a multiple division of the bearing is also possible, in which the bearing is therefore divided into more than two parts. Advantageously, surfaces of the bearing, on which the shaft 12 is stored, such that the surfaces a deceleration and the clamping of the shaft 12 can withstand wear over a long service life. Advantageously, the clamping screws are 22 designed such that they frequent relative movements between the frame 18 and the bearing cap 20 or between the bearing parts 28 and 30 can endure at least essentially harmless. The clamping of the shaft can also be used in addition or alternatively, an axial movement of the shaft 12 relative to the bearing element 14 to avoid. This means that by clamping the shaft between the frame 18 and the bearing cap 20 or between the bearing parts 28 and 30 not just a rotation of the shaft 12 around its axis of rotation 16 relative to the bearing element 14 but also an axial movement of the shaft 12 along its axis of rotation 16 can be prevented.

Anstelle der Piezo-Stacks 24 sind auch anderweitige Stellglieder wie beispielsweise elektromagnetisch betätigbare Aktoren verwendbar.Instead of the Piezo Stacks 24 are also other actuators such as electromagnetically actuated actuators used.

Die 4 zeigt eine alternative Ausführungsform der Lagerungsanordnung 10 gemäß den 1 bis 3. Es ist ein Piezo-Stack 24 sowie ein Verstärkungselement 40 vorgesehen, über welche das Gestell 18 und der Lagerdeckel 20 mittels der Spannschrauben 22 miteinander verspannt sind. Bei dieser Ausführungsform der Lagerungsanordnung 10 wird das Lager durch die Spannschrauben 22 in seine übliche Form gebracht. Durch Bestromen des Piezo-Stacks wird das Lager zusätzlich verspannt, sodass das Lagerspiel zu Null wird und eine Bremswirkung erzielt wird. Dies bedeutet, dass durch Bestromen des Piezo-Stacks (Anlegen der elektrischen Spannung) die Welle 12 an dem Lagerelement 14 fixiert wird, sodass sich die Welle 12 nicht um ihre Drehachse 16 relativ zu dem Lagerelement 14 drehen und auch nicht relativ zu diesem axial bewegen kann.The 4 shows an alternative embodiment of the storage arrangement 10 according to the 1 to 3 , It's a piezo stack 24 and a reinforcing element 40 provided over which the frame 18 and the bearing cap 20 by means of the clamping screws 22 clamped together. In this embodiment of the storage arrangement 10 The bearing is through the clamping screws 22 brought into its usual form. By energizing the piezo stack, the bearing is additionally braced, so that the bearing clearance is zero and a braking effect is achieved. This means that by energizing the piezo stack (applying the electrical voltage) the shaft 12 on the bearing element 14 is fixed, so that the shaft 12 not about its axis of rotation 16 relative to the bearing element 14 turn and also can not move relative to this axially.

Das Verstärkungselement 40, welches beispielsweise zumindest im Wesentlichen aus Stahl gebildet ist, leitet eine von dem Piezo-Stack 24 wirkende Kraft gezielt auf das Lager.The reinforcing element 40 , which is formed, for example at least substantially steel, passes one of the piezo stack 24 acting force targeted to the camp.

Bei den Lagerungsanordnungen 10 gemäß den 1 bis 4 ist es ebenso möglich, einzelne, den jeweiligen Spannschrauben 22 zugeordnete Piezo-Stacks zu verwenden, an welchen jeweilige Schraubenköpfe der Spannschrauben 22 abgestützt sind. Dadurch kann durch Bestromen und Aufheben der Bestromung eine jeweilige Längenveränderung der jeweiligen Spannschraube 22 bewirkt werden, wodurch entsprechende Relativbewegungen zwischen dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 bzw. zwischen den Lagerteilen 28 und 30 zum Klemmen bzw. Freigeben der Welle 12 bewirkt werden können.In the storage arrangements 10 according to the 1 to 4 It is also possible, individual, the respective clamping screws 22 assigned to use piezo stacks, to which respective screw heads of the clamping screws 22 are supported. As a result, by energizing and canceling the energization a respective change in length of the respective clamping screw 22 causes corresponding relative movements between the frame 18 and the bearing cap 20 or between the bearing parts 28 and 30 for clamping or releasing the shaft 12 can be effected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Lagerungsanordnungbearing assembly
1212: Wellewave
1414: Lagerelementbearing element
1616: Drehachseaxis of rotation
1818: Gestellframe
2020: Lagerdeckelbearing cap
2222: Spannschraubeclamping screw
2424: Piezo-StackPiezo stack
2626: Lagerringbearing ring
2828: Erstes LagerteilFirst bearing part
3030: Zweites LagerteilSecond bearing part
3232: Schlitzslot
3434: Verbindungsflanschconnecting flange
3636: FlanschschraubeFlange
3838: Aussparungrecess
4040: Verstärkungselementreinforcing element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19627145 C2 [0002]

Claims

Storage arrangement ( 10 ) of a wave ( 12 ) on a bearing element ( 14 ), in particular for a motor vehicle, in which the shaft ( 12 ) over at least two bearing parts ( 18 . 20 . 28 . 30 ) about a rotation axis ( 16 ) relative to the bearing parts ( 28 . 30 ) rotatable on the bearing element ( 14 ), characterized in that at least one actuator ( 24 ) is provided, by means of which for fixing the shaft ( 12 ) relative to the bearing parts ( 18 . 20 . 28 . 30 ) due to jamming of the shaft ( 12 ) between the bearing parts ( 18 . 20 . 28 . 30 ) a relative movement between the bearing parts ( 18 . 20 . 28 . 30 ) is feasible.

Storage arrangement ( 10 ) according to claim 1, characterized in that for supporting the shaft ( 12 ) on the bearing element, a bearing receptacle is provided, which partially by one of the bearing parts ( 18 . 20 . 28 . 30 ) and partly through the other bearing part ( 18 . 20 . 28 . 30 ) is formed.

Storage arrangement ( 10 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the bearing parts ( 18 . 20 . 28 . 30 ) as separate bearing parts ( 18 . 20 ) are formed.

Storage arrangement ( 10 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the bearing parts ( 28 . 30 ) formed integrally with each other and by at least one gap, slot ( 32 ) or the like are partially spaced from each other.

Storage arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 24 ) at least partially between the bearing parts ( 18 . 20 . 28 . 30 ) is arranged.

Storage arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing parts ( 18 . 20 . 28 . 30 ) by means of at least one connecting means ( 22 ), in particular a screw ( 22 ), in particular via the actuator ( 24 ), are tense.

Storage arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 24 ) as a piezo actuator ( 24 ) is trained.