DE102012104119A1

DE102012104119A1 - Aktuator, insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102012104119A1
Application number: DE201210104119
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ovalo GmbH
Current assignee: Ovalo GmbH
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2013-11-14
Anticipated expiration: 2032-05-11
Also published as: DE102012104119B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aktuator, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ganz insbesondere für eine Überlagerungslenkung eines Kraftfahrzeuges oder einen aktiven Stabilisator eines Kraftfahrzeuges, mit einem Spannungswellengetriebe und mit einem an ein Bauteil des Spannungswellengetriebes, insbesondere an einen Wellengenerator, drehstarr angekoppelten Antrieb. Es ist vorgesehen, dass zur Herstellung der drehstarren Ankopplung eine Abtriebswelle des Antriebs in einer Ausnehmung des Bauteiles mittels eines Klemmbauteils derart reibschlüssig verankert ist, dass bevor es zu einem Durchrutschen der reibschlüssigen Ankopplung kommt ein anderes Bauteil des Aktuators versagt oder eine andere Kupplung des Aktuators durchrutscht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Aktuator, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ganz insbesondere für eine Überlagerungslenkung eines Kraftfahrzeuges oder einen aktiven Stabilisator eines Kraftfahrzeuges, mit einem Spannungswellengetriebe und mit einem an ein Bauteil des Spannungswellengetriebes, insbesondere an einen Wellengenerator, drehstarr angekoppelten Antrieb.
Üblicherweise wird die Abtriebswelle des Antriebes bei den eingangs genannten Aktuatoren aufwendig drehstarr mit dem Wellengenerator verbunden. Die Herstellung einer solchen Ankopplung ist nachteiliger weise sehr aufwendig und teuer. Insbesondere muss bei der Herstellung auf eine besondere Präzision geachtet werden, damit die zu verkoppelnden Bauteile zuverlässig und koaxial zueinander angeordnet sind. Nur so ist eine einwandfreie Funktion des Aktuators gewährleistet.
Aus DE 103 51 484 A1 ist ein Elektromotor, insbesondere für einen Aktuator eines Lenksystems, mit einer drehbar gelagerten Motorwelle zum Antrieb eines Getriebes und mit einer Überlastsicherung zwischen dem Getriebe und dem Elektromotor bekannt. Um einen Elektromotor für einen Aktuator darzustellen, dessen Überlastsicherung bei einfachem Aufbau nach Überschreiten eines Auslösemomentes exakt und reproduzierbar den Aktuator vor Beschädigungen schützt, ist vorgesehen, die Überlastsicherung durch einen annähernd axialkraftfrei auf der Motorwelle angeordneten Toleranzring zu bilden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Aktuator anzugeben, bei dem die Ankopplung einfacher und kostengünstiger hergestellt werden kann.
Die Aufgabe wird durch einen Aktuator gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass zur Herstellung der drehstarren Ankopplung eine Abtriebswelle des Antriebs in einer Ausnehmung des Bauteiles mittels eines Klemmbauteils derart reibschlüssig verankert ist, dass bevor es zu einem Durchrutschen der reibschlüssigen Ankopplung kommt ein anderes Bauteil des Aktuators versagt oder eine andere Kupplung des Aktuators durchrutscht.
Erfindungsgemäß wurde die gedankliche Hürde übersprungen, dass eine mit einem Klemmbauteil hergestellte, klemmende Ankopplung nicht zwangsläufig mit einem eigentlich ungewollten Durchrutschen einhergehen muss und dass daher eine klemmende Ankopplung nicht lediglich zur Realisierung einer Sicherheits-Rutschkupplung in Frage kommt. Vielmehr wurde erkannt, dass durch die Verwendung eines kostengünstig herstellbaren und schnell und effizient verbaubaren Klemmbauteils bei korrekter Auslegung eine passgenaue und zuverlässige Verbindung geschaffen werden kann, wodurch im Ergebnis Herstellkosten und Herstellzeit eingespart werden kann. Weiterhin wurde erkannt, dass die Verwendung des Klemmbauteils zu einer Ankopplung mit sehr kompakten Abmessungen führt. Ebenso werden die Masse und das Massenträgheitsmoment der Anordnung deutlich gegenüber üblicherweise ausgeführten Ankopplungen reduziert.
Bei einer besonders zuverlässigen und dennoch schnell und kostengünstig herstellbaren Ausführung ist das Klemmbauteil als gewelltes und/oder elastisches und/oder zylinderförmig gebogenes Band insbesondere Blechband ausgebildet. Es kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass das Klemmbauteil als geschlitzter Ring ausgebildet ist.
Insbesondere kann die Ausnehmung als kreiszylinderförmige Bohrung ausgebildet sein oder eine kreiszylinderförmige Bohrung aufweist.
Eine besonders gute Klemmwirkung, bei der ein Durchrutschen sicher verhindert ist und die dennoch einfach montierbar ist, weist eine Ausführung auf, bei der zur drehstarren Ankopplung der Abtriebswelle des Antriebes mehrere Klemmbauteile mechanisch parallel geschaltet sind.
Bei einer, insbesondere hinsichtlich eines ungewollten Durchrutschens, besonders zuverlässigen Ausführung ist vorgesehen, dass zur drehstarren Ankopplung der Abtriebswelle des Antriebes innerhalb der Ausnehmung mehrere Klemmbauteile angeordnet sind. Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass zur drehstarren Ankopplung der Abtriebswelle des Antriebes innerhalb der Ausnehmung mehrere Klemmbauteile konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Die vorgenannten Ausführungen haben gegenüber der Verwendung eines einzigen Klemmbauteils den Vorteil, einer Redundanz und den Vorteil, dass zwei kleinere Klemmbauteile in einigen Fällen schneller und leichter in der Sollposition positionierbar sind, als ein größeres Klemmbauteil.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Aktuators ist innerhalb der Ausnehmung eine, insbesondere umlaufende, Nut vorgesehen, in der das Klemmbauteil wenigstens teilweise angeordnet ist. Hierdurch wird das Klemmbauteil zuverlässig in seiner Sollposition, insbesondere gegen axiales Verschieben gesichert, gehalten.
Eine besondere Zuverlässigkeit und schnelle Montierbarkeit wird beispielsweise durch das Vorsehen eines Anschlages erreicht, der eine Sollposition für das Klemmbauteil definiert. In dem Fall, dass mehrere Klemmbauteile vorhanden sind kann dem entsprechend vorgesehen sein, dass wenigstens ein Anschlag vorhanden ist, der eine Sollposition für mehrere Klemmbauteile definiert.
Beispielsweise kann der Anschlag als umlaufender Vorsprung und/oder als umlaufender Kragen ausgebildet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Anschlag, insbesondere als umlaufender Vorsprung und/oder als umlaufender Kragen, zwischen zwei Klemmelementen angeordnet ist.
Insbesondere können auch mehrere Anschläge vorgesehen sein, die eine Sollposition für ein Klemmbauteil oder mehrere Sollpositionen für mehrere Klemmbauteile vorgeben.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung des Aktuators ist vorgesehen, dass weitere Bauteile des Aktuators mittels wenigstens einem weiteren Klemmbauteil miteinander verkoppelt sind und/oder dass der Aktuator eine weitere Welle und/oder einen Flexspline und/oder einen Circularspline und/oder ein Gehäuse aufweist und dass wenigstens zwei dieser Bauteile mit wenigstens einem weiteren Klemmbauteil miteinander verkoppelt sind.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Aktuator eine weitere Welle und/oder einen Flexspline und/oder einen Circularspline und/oder ein Gehäuse aufweist und dass wenigstens zwei dieser Bauteile mit wenigstens einem weiteren Klemmbauteil derart miteinander verkoppelt sind, dass eine Rutschkupplung gebildet ist, die den Aktuator vor einer Überbelastung schützt.
Besonders vorteilhaft ist ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Aktuator. Insbesondere kann der erfindungsgemäße Aktuator vorteilhaft als Teil einer Lenkung, insbesondere einer Überlagerungslenkung oder Servolenkung, eingesetzt werden. Es ist in vorteilhafter Weise auch möglich, den erfindungsgemäßen Aktuator als Teil eines aktiven Fahrwerkstabilisators einzusetzen.
Nach einem unabhängigen Erfindungsgedanken, der auch unabhängig davon verwirklicht sein kann, dass bevor es zu einem Durchrutschen der reibschlüssigen Ankopplung kommt ein anderes Bauteil des Aktuators versagt oder eine andere Kupplung des Aktuators durchrutscht, ist ein Abstützbauteil vorgesehen, das das Bauteil des Spannungswellengetriebes, insbesondere in axialer Richtung, während eines Montagevorganges, insbesondere während eines Einpressvorganges fixiert und/oder dass ein Abstützbauteil vorgesehen ist, das das Bauteil des Spannungswellengetriebes, insbesondere in axialer Richtung, fixiert, während die Abtriebswelle des Antriebes in die mit dem Klemmbauteil versehene Ausnehmung eingepresst wird.
Insbesondere kann das Abstützbauteil dazu ausgebildet sein, den Wellengenerator des Spannungswellengetriebes, insbesondere in axialer Richtung, relativ zu einem Flexspline währen eines Montagevorganges, insbesondere während eines Einpressvorganges, in Position zuhalten.
Es kann vorteilhaft auch vorgesehen sein, dass das Abstützbauteil zwischen dem Wellengenerator einem Flexspline angeordnet ist.
Nach einem ganz besonders vorteilhaften Gedanken ist das Abstützbauteil derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es nach dem Herstellen der drehstarren Ankopplung in dem Aktuator verbleiben kann, ohne die Funktion des Aktuators zu beeinträchtigen. Dies hat den besonderen Vorteil, dass kein zusätzlicher Arbeitsgang zum Entfernen des Abstützbauteils nach erfolgter Montage von Nöten ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Abstützbauteil derart ausgeformt und angeordnet ist, dass es nicht blockierend zwischen bewegliche Teile des Aktuators gelangen kann.
Beispielsweise kann, insbesondere um störende Reibung zu vermeiden oder wenigstens wesentlich zu vermindern, das Abstützbauteil aus einem gleitfähigen Kunststoff, beispielsweise aus Teflon, bestehen. Es kann auch vorgesehen sein, dass sich das Abstützbauteil in der ersten Phase des Betriebs derart abschleift, dass keine störende Reibung auftritt.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines Details eines erfindungsgemäßen Aktuators,
2 ein Ausführungsbeispiel eines Details eines anderen erfindungsgemäßen Aktuators,
3 ein Ausführungsbeispiel eines Details eines weiteren erfindungsgemäßen Aktuators und
1 zeigt eine Detailansicht eines Ausführungsbeispiels eines Details eines erfindungsgemäßen Aktuators.
Der Aktuator weist ein Spannungswellengetriebe 1 und einen Antrieb auf, von dem lediglich die Abtriebswelle 2 dargestellt ist. Die Abtriebswelle 2 ist drehstarr an den Wellengenerator 3 des Spannungswellengetriebes 1 angekoppelt.
Der Wellengenerator 3 weist eine Ausnehmung 4, nämlich eine Bohrung auf, in der die Abtriebswelle 2 mittels zweier Klemmbauteile 5 reibschlüssig verankert ist. Dies vorzugsweise derart, dass bevor es zu einem Durchrutschen der reibschlüssigen Ankopplung kommt ein anderes Bauteil des Aktuators versagt oder eine andere Kupplung des Aktuators durchrutscht.
Die Klemmbauteile 5 sind jeweils als gewelltes, elastisches und zylinderförmig gebogenes Blechband ausgebildet und in umlaufenden Nuten 6 der Ausnehmung 4 angeordnet. Zwischen den Klemmbauteilen 5 befindet sich ein Zentrierbund 7.
Es ist ein rotationssymmetrisches und als Hohlspitze ausgebildetes Abstützbauteil 8 vorgesehen, das den Wellengenerator 3 des Spannungswellengetriebes 1 in axialer Richtung während eines Montagevorganges, insbesondere während eines Einpressvorganges gegen den Boden des Flexspline 9 abstützt. Auf diese Weise wird die axiale Einbausituation des Wellengenerators 3 fixiert, während die Abtriebswelle 2 in die mit den Klemmbauteilen 5 versehene Ausnehmung 4 eingepresst wird.
Vorzugsweise ist das Abstützbauteil 8 derart ausgebildet und angeordnet, dass es nach dem Herstellen der drehstarren Ankopplung in dem Aktuator verbleiben kann, ohne die Funktion des Aktuators zu beeinträchtigen.
Das Abstützbauteil 8 stützt sich mit seiner Spitze 10 ab. Hierdurch ist die im Betrieb auftretende Reibung durch das im Aktuator verbliebene Bauteil vernachlässigbar klein.
Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Details eines anderen erfindungsgemäßen Aktuators, bei dem das Abstützbauteil 8 als Ring ausgebildet ist. Der Teil des Abstützbauteils 8, der mit dem Flexspline 9 in Kontakt steht ist zur Verringerung der im Betrieb auftretenden Reibung klingenförmig zulaufend ausgebildet.
3 zeigt ein Details eines Ausführungsbeispiel eines weiteren erfindungsgemäßen Aktuators, bei dem Abstützbauteils 8 als angespitzte Welle an dem Boden des Flexspline 9 angeordnet ist. Der Teil des Abstützbauteils 8, der mit dem Wellengenerator 3 in Kontakt steht, ist zur Verringerung der im Betrieb auftretenden Reibung als Spitze 10 ausgebildet.
Bezugszeichenliste

1: Spannungswellengetriebe
2: Abtriebswelle
3: Wellengenerator
4: Ausnehmung
5: Klemmbauteile
6: Nuten
7: Zentrierbund
8: Abstützbauteil
9: Flexspline
10: Spitze

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10351484 A1 [0003]

Claims

Aktuator, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ganz insbesondere für eine Überlagerungslenkung eines Kraftfahrzeuges oder einen aktiven Stabilisator eines Kraftfahrzeuges, mit einem Spannungswellengetriebe und mit einem an ein Bauteil des Spannungswellengetriebes, insbesondere an einen Wellengenerator, drehstarr angekoppelten Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der drehstarren Ankopplung eine Abtriebswelle des Antriebs in einer Ausnehmung des Bauteiles mittels eines Klemmbauteils derart reibschlüssig verankert ist, dass bevor es zu einem Durchrutschen der reibschlüssigen Ankopplung kommt ein anderes Bauteil des Aktuators versagt oder eine andere Kupplung des Aktuators durchrutscht.
Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmbauteil als gewelltes und/oder elastisches und/oder zylinderförmig gebogenes Band insbesondere Blechband, und/oder als geschlitzter Ring ausgebildet ist.
Aktuator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung als zylinderförmige Bohrung ausgebildet ist oder eine kreiszylinderförmige Bohrung aufweist.
Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass a. zur drehstarren Ankopplung der Abtriebswelle des Antriebes innerhalb der Ausnehmung mehrere Klemmbauteile angeordnet sind und/oder dass b. zur drehstarren Ankopplung der Abtriebswelle des Antriebes innerhalb der Ausnehmung mehrere Klemmbauteile konzentrisch zueinander angeordnet sind und/oder dass c. zur drehstarren Ankopplung der Abtriebswelle des Antriebes mehrere Klemmbauteile mechanisch parallel geschaltet sind.
Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass a. innerhalb der Ausnehmung eine Nut vorgesehen ist, in der das Klemmbauteil wenigstens teilweise angeordnet ist und/oder dass b. innerhalb der Ausnehmung eine umlaufende Nut vorgesehen ist, in der das Klemmbauteil wenigstens teilweise angeordnet ist.
Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass a. wenigstens ein Anschlag vorhanden ist, der eine Sollposition für das Klemmbauteil definiert und/oder dass b. wenigstens ein Anschlag vorhanden ist, der eine Sollposition für mehrere Klemmbauteile definiert.
Aktuator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Anschlag als umlaufender Vorsprung und/oder als umlaufender Kragen ausgebildet ist und/oder dass b. der Anschlag, insbesondere als umlaufender Vorsprung und/oder als umlaufender Kragen, zwischen zwei Klemmbauteilen angeordnet ist.
Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass a. weitere Bauteile des Aktuators mittels wenigstens einem weiteren Klemmbauteil miteinander verkoppelt sind und/oder dass b. der Aktuator eine weitere Welle und/oder einen Flexspline und/oder einen Circularspline und/oder ein Gehäuse aufweist und dass wenigstens zwei dieser Bauteile mit wenigstens einem weiteren Klemmbauteil miteinander verkoppelt sind. c. der Aktuator eine weitere Welle und/oder einen Flexspline und/oder einen Circularspline und/oder ein Gehäuse aufweist und dass wenigstens zwei dieser Bauteile mit wenigstens einem weiteren Klemmbauteil derart miteinander verkoppelt sind, dass eine Rutschkupplung gebildet ist, die den Aktuator vor einer Überbelastung schützt.
Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass a. ein Abstützbauteil vorgesehen ist, das das Bauteil des Spannungswellengetriebes, insbesondere in axialer Richtung, während eines Montagevorganges, insbesondere während eines Einpressvorganges fixiert und/oder dass b. ein Abstützbauteil vorgesehen ist, das das Bauteil des Spannungswellengetriebes, insbesondere in axialer Richtung, fixiert, während die Abtriebswelle des Antriebes in die mit dem Klemmbauteil versehene Ausnehmung eingepresst wird.
Aktuator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der drehstarren Ankopplung eine Abtriebswelle des Antriebs in einer Ausnehmung des Bauteiles mittels eines Klemmbauteils reibschlüssig verankert ist und dass a. ein Abstützbauteil vorgesehen ist, das das Bauteil des Spannungswellengetriebes, insbesondere in axialer Richtung, während eines Montagevorganges, insbesondere während eines Einpressvorganges fixiert und/oder dass b. ein Abstützbauteil vorgesehen ist, das das Bauteil des Spannungswellengetriebes, insbesondere in axialer Richtung, fixiert, während die Abtriebswelle des Antriebes in die mit dem Klemmbauteil versehene Ausnehmung eingepresst wird.
Aktuator nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass a. das Abstützbauteil dazu ausgebildet ist den Wellengenerator des Spannungswellengetriebes, insbesondere in axialer Richtung, relativ zu einem Flexspline in Position zuhalten und/oder dass b. das Abstützbauteil zwischen dem Wellengenerator einem Flexspline angeordnet ist und/oder dass c. das Abstützbauteil derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es nach dem Herstellen der drehstarren Ankopplung in dem Aktuator verbleiben kann, ohne die Funktion des Aktuators zu beeinträchtigen.
Kraftfahrzeug mit einem Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Lenkung, insbesondere eines Überlagerungslenkung oder Servolenkung mit einem Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Aktiver Fahrwerkstabilisator mit einem Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 11.