DE102013112526A1

DE102013112526A1 - Antriebsvorrichtung zur Erzeugung einer Drehbewegung - insbesondere Antriebsvorrichtung für eine Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102013112526A1
Application number: DE102013112526.3A
Authority: DE
Inventors: Johann Baumgartner
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2013-11-14
Filing date: 2013-11-14
Publication date: 2015-05-21
Anticipated expiration: 2033-11-15
Also published as: DE102013112526B4

Abstract

Eine Antriebsvorrichtung (1) zur Erzeugung einer Drehbewegung, insbesondere Antriebsvorrichtung für eine Scheibenbremse, wobei die Antriebsvorrichtung (1) Aktuatoren (2, bzw. 202) sowie eine Antriebsachse (15) aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Aktuatoren (2 bzw. 202) im Wesentlichen parallel zur Antriebsachse (15), bzw. im Wesentlichen parallel mit einer Drehachse „DA“ der Antriebsvorrichtung (1) angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Antriebsvorrichtungen für Scheibenbremsen, die nach dem Wirkprinzip des piezo-elektrischen Effekts arbeiten, sind aus dem Stand der Technik bekannt.
In der DE 101 17 465 A1 ist ein piezoelektrischer Antrieb offenbart, dessen Hauptanwendungsgebiet Stellantriebe sind, bei denen hohe Betätigungskräfte zu erzeugen sind, beispielsweise zur Betätigung von Kraftfahrzeugbremsen.
Der Grundaufbau dieses Antriebs umfasst eine Reihe von Piezopaketen bzw. Piezostapel. Diese Piezostapel dienen zum selektiven Erzeugen einer Klemmkraft zwischen einem Bezugsteil und einem Abtriebsteil und werden deshalb als Klemmpiezos bezeichnet. Diese Klemmpiezos sind am Bezugsteil festgelegt und stütze sich mit dem anderen Ende auf dem Abtriebsteil ab, ohne daran festgelegt zu sein. Weitere Piezoelemente, die wegen ihrer Funktion als Schrittpiezos bezeichnet werden, sind ebenfalls an einem Bezugsteil festgelegt und stützen sich an einem Abtriebsteil ab. Die Schrittpiezos sind orthogonal zu den Klemmpiezos angeordnet.
Es sind jeweils zwei Gruppen von Klemmpiezos und Schrittpiezos vorhanden. Diese werden elektrisch so gesteuert, dass jeweils die eine Gruppe der Klemmpiezos aktiviert werden und sich diese Klemmpiezos klemmend an das Aabtriebsteil anlegen, während die andere Gruppe von Klemmpiezos deaktiviert ist, sich also in Lösestellung befindet. Danach wird die der klemmend geschalteten Klemmpiezogruppe zugeordnete Gruppe von Schrittpiezos aktiviert, so dass sich die Schrittpiezos dehnen und dadurch die auf dem Abtriebsteil klemmenden Enden der Klemmpiezos um eine entsprechende Distanz in Bewegungsrichtung des Abtriebsteils auslenken.
Dadurch bewegt sich das Abtriebsteil um eine entsprechende Distanz unter den in Lösestellung stehenden Klemmpiezos hinweg. Danach wird die Ansteuerung umgeschaltet, so dass die Gruppe Klemmpiezos, die vorher in Klemmstellung standen nun in Lösestellung versetzt werden, ebenso die zugehörige Gruppe der Schrittpiezos, so dass die zuvor klemmenden Klemmpiezos sich aus der Klemmstellung lösen und in ihre ausgangslage zurückkehren, während gleichzeitig die andere Gruppe der Klemmpiezos, die vorher in Lösestellung waren, durch die aktivierung in die Klemmende Position geschaltet und danach auch deren Schrittpiezos aktiviert werden.
Auf diese Weise erzeugen die beiden Gruppen von Klemmpiezos mit jeweils zugeordneten Schrittpiezos durch ihre alternierenden Einsatz eine fortlaufende Schrittfolge, wodurch das abtriebsteil schrittweise bewegt wird. Werden die Piezos mit einer entsprechend hohen Frequenz – z.B. 20 kHz – alternierend angesteuert, erhält man eine quasi-kontinuierliche Bewegung des Abtriebsteils relativ zum Bezugsteil.
Ferner ist in der DE 101 37 880 A1 eine Betätigungseinrichtung für eine elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse offenbart. Die Betätigungseinrichtung weist einen piezoelektrischen Motor auf, der direkt auf ein Betätigungselement wirkt, durch das die Bremsbeläge gegen eine Bremsscheibe gefahren werden. Die piezoelektrischen Elemente sind vorzugsweise in zwei, rechtwinkelig zueinander angeordneten Richtungen wirksam und bewirken bei entsprechender, getakteter Bestromung eine Rotation eines Rotors, der eine Spindelmutter umgreift.
Der Antrieb des Rotors durch die piezoelektrischen Elemente erfolgt unmittelbar, es handelt sich also um einen Direktantrieb. Dabei wirkt im stromlosen Zustand eine Selbsthemmung zwischen den piezoelektrischen Elementen und dem Rotor. Die Spindelmutter ist Teil eines Kugelgewindetriebs, dessen Spindel an ihrem freien Ende ein Betätigungselement trägt, das auf einen Bremsbelag wirkt, der wiederum in Wirkverbindung mit einer Bremsscheibe steht. Eine rotatorische Bewegung der Spindelmutter bewirkt folglich eine axiale Verschiebung des Betätigungselementes und damit ein Zuspannen der Bremse.
Der Nachteil dieser Piezo-Antriebe liegt darin, dass die Bewegungen der Piezoelemente sehr klein sind. So liegt der Hub eines 10 mm hohen Piezoelements bei etwa 10 µm. Damit liegt der Hub eines solchen Piezoelements im Bereich der Oberflächenrauheit einer metallischen Oberfläche. Demzufolge ist die Realisierung solcher Antriebe mit erheblichen fertigungstechnischen Problemen behaftet, so dass bis heute kein solcher Antrieb zur Funktionsreife gebracht werden konnte und demzufolge auch nicht Eingang in eine Serienfertigung gefunden hat.
In der DE 101 60 965 A1 ist eine Bremsvorrichtung, die als Schwimmsattel-Scheibenbremse ausgeführt ist, offenbart, die in einer bevorzugten Ausführungsform als Antriebskörper aufweist, der als Antriebsring gestaltet ist. Der Antriebsring ist durch Piezoaktoren in eine umlaufende Verschiebebewegung anregbar.
Der Antriebsring umschließt konzentrisch eine zylindrische Spindelhülse mit einem geringen Übermaß. Der Antriebsring kann so mit Piezoaktoren zu einer kreisförmigen Verschiebebewegung angeregt werden, dass ein ständiger Reibschluss zwischen Antriebsring und Spindelhülse besteht. Hierbei erfolgt ein Abrollen einer Außenfläche der Spindelhülse auf einer Innenfläche des Antriebsrings, wodurch die Spindelhülse bezüglich des Gehäuses des Piezomotors in Rotation versetzt wird. Zur Erhöhung des Drehmomentes können mehrere piezoelektrisch angetrieben Antriebsringe parallel geschaltet werden.
Zur Betätigung der Schwimmsattelbremse werden die Piezoaktoren mit einem geeigenten Spannungsverlauf und mit einer geeigneten Phasenbeziehung periodisch geund entladen, wodurch die Spindelhülse gegenüber dem Gehäuse und zweier Gewindestangen, die jeweils in gegenläufig geschnittenen Gewindebohrungen in der Spindelhülse in die Spindelhülse eingeschraubt sind, in Rotation versetzt wird. Die Rotationsgeschwindigkeit und das Drehmoment der Spindelhülse sind über Frequenz, Spannung und Phase der elektrischen Ansteuerung der Piezoaktoren in weiten Grenzen steuerbar.
Das Untersetzungsverhältnis des Piezomotors ergibt sich durch das Verhältnis zwischen dem Spaltmaß, das sich zwischen dem wirksamen Außendurchmesser der Antriebswelle bzw. der Spindelhülse und dem Innendurchmesser des Antriebsrings ergibt, und dem wirksamen Außendurchmesser der Antriebswellen. Das Untersetzungsverhältnis kann dabei erhebliche Werte, wie z.B. 1/322 annehmen.
Ergänzend dazu kann nach dem Fachaufsatz „Maximale Stellkraft durch Mikroverzahnung“ in der Zeitschrift „Antriebspraxis“, Ausgabe 05/2006 ein solcher Piezomotor auch mit einer Mikroverzahnung versehen sein, die sowohl auf dem Antriebsring als auch auf der Spindelhülse aufgebracht ist, so das sich zwischen beiden Bauteilen ein Formschluss ergibt. Das Untersetzungsverhältnis kann ähnlich hoch wie bei einer reibschlüssigen Verbindung von Antriebsring und Spindelhülse gewählt werden, wenn die sich die Zähnezahlen bei einer Mikroverzahnung von jeweils mehreren hundert Zähnen an Antriebsring und Spindelhülse um mindestens einen Zahn unterscheidet.
Der Piezomotor nach DE 101 60 965 A1 und dessen Weiterbildung nach dem o.g. Fachaufsatz stellt zwar gegenüber den reibschlüssig arbeitenden piezo-elektrischen Schreitsystemen einen erheblichen Fortschritt dar, hat aber den Nachteil der sperrigen Bauweise, die z.B. einer Anwendung als Antrieb einer Verschleißnachstelleinrichtung einer Nutzfahrzeugbremse im Wege steht.
Ursache ist die offenbarte radial- und um 90° versetzte Anordnung der Piezoaktuatoren, sowie deren erhebliche Baulänge, die erforderlich ist, um genügend Arbeitshub für eine fertigungstechnisch noch darstellbare Mikroverzahnung erzeugen zu können.
Ein grundlegendes Problem der Piezoantriebe nach dem Stand der Technik liegt in der geringen erzielbaren Längenänderung der Piezoelemente, wodurch zur Erzielung genügend großer Stellwege eine entsprechend große Baulänge erforderlich ist. Die Stellkräfte solcher Piezomotoren sind allerdings hoch, so dass es sich anbieten würde, zur Erzielung größerer Stellwege bei noch ausreichender Stellkraft eine mechanische Übersetzung zu größeren Stellwegen bei gleichzeitig geringerer Stellkraft zu verwenden. Hierzu konnte jedoch bisher keine befriedigende Lösung gefunden werden.
Die Erfindung hat die Aufgabe, dieses Problem zu beheben.
Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung arbeiten die Aktuatoren der Antriebsvorrichtung nach dem Piezo-Prinzip oder nach dem Megnetostriktionsprinzip.
Vorteilhafterweise stützen sich die Aktuatoren an einem Boden einer Gehäusehälfte bzw. an der Unterseite einer Taumelscheibe ab. Vorzugsweise weist die Taumelscheibe eine Kegelradförmige Geometrie auf und ist mit einer Verzahnung versehen. Der Wirkdurchmesser der Aktuatoren wird vorteilhafterweise so gewählt, dass er um den Faktor 1,5 bis 5, vorzugsweise um den Faktor 2,5 bis 3,5 kleiner ist als der Teilkreisdurchmesser der Taumelscheibenverzahnung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante wird das Schwenklager zwischen Taumelscheibe und einer mit der Tumelscheibe in Wirkzusammenhang stehender und deshalb ebenfalls verzahnten Antriebscheibe durch einen Zapfen, der in die Taumelscheibe eingesetzt ist, mit kugelsektorförmigen freien Ende und einer kugelsektorförmigen Vertiefung in der Antriebsscheibe gebildet. Die Radien der beiden Kugelsektoren sind vorteilhafterweise unterscheidlich groß, so dass das kegelsektorförmige freie Ende des Zapfens bei Bewegung der Taumelscheibe auf einem Wirkdurchmesser WD in der kugelsektorförmigen Vertiefung der Antriebsscheibe abwälzt und so ein Reibkontakt entsteht.
Alternativ kann die kugelsektorförmigen Vertiefung in der Antriebsscheibe auch in vorteilhafter Weise einen kugelartig gewölbten Kugelkäfig aufweisen, in dem Wälzlagerkugeln eingesetzt sind, so dass ein Wälzkontakt entsteht.
Vorteilhafterweise liegen die Mittelpunkte der Radien des kugelsektorförmigen freien Ende des Zapfens bzw. der kugelsektorförmigen Vertiefung in der gleichen Ebene, wie die Krafteinleitungspunkte der Aktuatoren, so dass sich ein momentenfreier Kraftangriff der Aktuatoren ergibt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der Antriebsvorrichtung ist die Verzahnung der Taumelscheibe bzw. die Verzahnung der Antriebscheibe so gestaltet, dass die Verzahnung der Antriebsscheibe einen Zahn weniger aufweist als die Verzahnung der Taumelscheibe. Dadurch ergibt sich eine starke Untersetzung.
Vorteilhafterweise wird der Verzahnungshub der Taumelscheibe so gewählt, dass sich durch den Verzahnungshub eine Differenz des Umfangsbetrags zwischen der ausgelenkten Taumelscheibe und der Taumelscheibe in Ruhestellung ergibt, die eine Zahnteilung entspricht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind die Aktuatoren unter Vorspannung eingebaut. Vorteilhafterweise wird die Vorspannung durch Verschrauben von zwei Gehäusehälften der Antriebsvorrichtung erzeugt, die zur Erhaltung des Vorspannungsbetrages vorteilhafterweise durch einen Schweiß-Heftpunktes miteinander verschweißt sind.
Zur einfahcen und damit vorteilhaften Integration der Antriebsvorrichtung in andere Baugruppen weist zumindest eine Gehäusehälfte einen Dreikantflansch auf, der Bohrungen aufweist, über die die Antriebsvorrichtung z.B. durch Schrauben an anderen Bauteilen befestigt werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1: eine Vorderansicht im Schnitt einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung;
2: eine korrespondierende Seitenansicht zur Vorderansicht im Schnitt nach 1;
3 eine Vorderansicht im Schnitt einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung;
4 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung;
5: eine korrespondierende Seitenansicht zur Vorderansicht nach 4;
6: eine korrespondierende Seitenansicht von rechts im Schnitt zur Vorderansicht nach 4
7: eine korrespondierende Seitenansicht von links im Schnitt zur Vorderansicht nach 4;
8: eine Vorderansicht im Schnitt einer weiteren Ausführungsvariante erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung;
9: eine korrespondierende Seitenansicht zur Vorderansicht im Schnitt nach 8;
10: eine korrespondierende Draufsicht zur Vorderansicht im Schnitt nach 8, die insbesondere einen Lagerkäfig mit Wälzkugeln zeigt;
11: ein Kinematik-Diagramm einer Ausführung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung 1 zur Erzeugung einer Drehbewegung im Vollschnitt dargestellt.
Die Antriebsvorrichtung 1 weist wenigstens drei Aktuatoren 2 auf, die sternförmig um eine Drehachse „DA“ in einer Teilung von 120° im Wesentlichen parallel zu einer Drehachse „DA“ angeordnet sind. Die Anzahl von drei Aktuatoren 2 ist rein beispielhaft zu verstehen, d.h., eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung 1 kann auch mehr als drei Aktuatoren 2a, 2b, 2c aufweisen. In 1 sind die Aktuatoren – rein beispielhaft – als Piezoaktuatoren ausgeführt. Die Aktuatoren 2 können alternativ auch nach einem anderen Wirkprinzip, wie z.B. dem Magnetostriktionsprinzip arbeiten.
Sofern Piezoaktuatoren zum Einsatz kommen, weist ein Aktuator 2 mehrere Piezoelemente (nicht dargestellt) auf, die in einem zylindrischen Gehäuse 3 angeordnet sind. Das Gehäuse 3 weist orthogonal zur Symmetrieachse ausgerichtete, am Umfang verteilte Schlitze 4 auf, so dass das Gehäuse 3 in axialer Richtung als Feder wirkt.
Die Aktuatoren 2a, 2b, 2c stützen sich an einem Boden 5 einer Gehäusehälfte 6 bzw. an der Unterseite einer Taumelscheibe 7 auf einem Wirkdurchmesser „WD“ ab. Die Taumelscheibe 7 weist eine zylindrische Hüllgeometrie auf. Auf der den Aktuatoren 2a, 2b, 2c abgewandten Seite weist die Taumelscheibe 7 eine rotationssymmetrische, kegelstumpfförmige Mulde auf, an dessen äußeren Rand sich eine Verzahnung 8 befindet. Die Taumelscheibe 7 ähnelt deshalb einem Glockenrad, wie es z.B. von Kegelradgetrieben bekannt ist. Die Taumelscheibe 7 weist ferner eine zentrische Bohrung 9 auf. Die Bohrung 9 wird von einem Zapfen 10 durchgriffen, der an seiner den Aktuatoren 2a, 2b, 2c abgewandten Seite ein kugelsektorförmiges freies Ende 11 aufweist, wobei der Kugelsektor einen Radius „r“ aufweist. Eine Verdrehsicherung der Taumelscheine 7 in der Gehäusehälfte 6 wird durch einen oder mehrere formschlüssige Eingriffe der Taumelscheibe 7 in die umgebene Gehäusehälfte 6 bzw. umgekehrt erreicht.
Die Antriebsvorrichtung 1 weist darüber hinaus eine Antriebsscheibe 12 auf, die koaxial zur Taumelscheibe 7 angeordnet ist, wobei die Antriebsscheibe 12 auf der den Aktuatoren 2a, 2b, 2c abgewandten Seite der Taumelscheibe 7 angeordnet ist. Die Antriebsscheibe 12 weist ferner eine zylindrische Hüllgeometrie auf. Auf der den Aktuatoren 2a, 2b, 2c zugewandten Seite weist die Antriebsscheibe 12 einen rotationssymmetrischen Kegelstumpf auf, der mit der kegelstumpfförmigen Mulde der Taumelscheibe 7 korrespondiert. Der Außenrand des Kegelstumpfes bzw. der Antriebsscheibe 12 weist eine Verzahnung 13 auf. Die Antriebsscheibe 12 ähnelt also einem Kegelrad, wie es von Kegelradgetrieben bekannt ist. Die Verzahnung 13 kämmt mit der korrespondierenden Verzahnung 8, die an Taumelscheibe 7 angebracht ist. Weiterhin weist die Antriebsscheibe 12 an ihrer den Aktuatoren 2a, 2b, 2c abgewandten Seite eine kugelsektorförmige Vertiefung 14 auf, die mit dem kugelsektorförmigen freien Ende 11 des Zapfens 10 korrespondiert. Die kugelsektorförmige Vertiefung 14 in der Antriebsscheibe 12 weist einen Radius „R“ auf.
Der Radius „R“ in der kugelsektorförmige Vertiefung 14 in der Antriebsscheibe 12 ist vom Betrag her geringfügig größer als der Radius „r“ am kugelsektorförmigen freien Ende 11 des Zapfens 10. Beide kugelsektorförmigen Geometrieelemente 11, 14 berühren sich, so dass ein Schwenklager bzw. ein Reibkontakt entsteht. Der Kugelsektor des freien Ende 11 des Zapfens 10 wälzt bei Bewegung der Taumelscheibe 7 entsprechend des Schwenkwinkels der Taumelscheibe 7 und dem Unterschied der Kugelradien zwischen dem Kugelsektor am freien Ende 11 des Zapfens 10 und der korrespondierenden kugelsektorförmige Vertiefung 14 der Antriebsscheibe 12 auf einem kleinen Wälzkreis in der kugelsektorförmige Vertiefung 14 der Antriebsscheibe 12 ab. Der Mittelpunkt beider Radien „r“ und „R“ liegt idealerweise in der gleichen radialen Ebene, wie die Krafteinleitungspunkte der Aktuatoren 2a, 2b, 2c an die Taumelscheibe 7. Dadurch wird eine momentenfreie Krafteinleitung in die Taumelscheibe 7 realisiert.
Die Verzahnung 8 der Taumelscheibe 7 und die Verzahnung 13 der Antriebscheibe 12 sind beispielhaft so gestaltet, dass die Verzahnung 13 der Antriebsscheibe 12 einen Zahn weniger als die Verzahnung 8 der Taumelscheibe 7 aufweist. Es ergibt sich so also eine starke Untersetzung. Die kinematischen Zusammenhänge dazu sind in 11 beispielhaft dargestellt:
Ausgehend vom Schwenkzentrum „S“ der Taumelscheibe 7 und einem angenommenen Wirkdurchmesser „WD“ auf dem die Aktuatoren 2a, 2b, 2c im Wesentlichen achsparallel zur Drehachse „DA“ der Antriebsvorrichtung 1 angeordnet sind, erfolgt die Bewegung der Taumelscheibe 7. Der Wirkdurchmesser „WD“ ist dabei um Faktor 1,5 bis 5, vorzugsweise um Faktor 2,5 bis 3,5 kleiner ist als der Teilkreisdurchmesser „D_T“ der Verzahnung 8.
Angenommen wird ein wirksamen Arbeitshub „h“ der Aktuatoren 2a, 2b, 2c von jeweils 0,080 mm, sowie einen Wirkdurchmesser „WD“ der Aktuatoren 2a, 2b, 2c von 14 mm, so dass also der Kraftangriffspunkt “K“ der Aktuatoren 2a, 2b, 2c 7 mm vom Schwenkzentrum „S“ der Taumelscheibe 7 beabstandet liegt.
Die Geometrie der Taumelscheibe 7 ist ferner so gestaltet, dass sich bei einem jeweiligen Arbeitshub „h“ der Aktuatoren 2 ein linearisierter Verzahnungshub „h_T“ von 2,7 × „h“ ergibt. Daraus resultiert eine Differenz der Teilkreisdurchmesser von „ΔD_T“ = 1,25 × „h“. Bei einem Arbeitshub „h“ der Aktuatoren 2 von 0,080 mm ergibt sich also für „ΔD_T“ = 0,10 mm und für „h_T“= 0,216 mm.
Mit der Differenz der Teilkreisdurchmesser „ΔD_T“ = 0,10 mm ergibt sich eine Differenz des Umfangsbetrages „ΔU_T“ der ausgelenkten Taumelscheibe 7 zur Taumelescheibe 7 in Ruhestellung von „ΔU_T“ = 0,314 mm. Damit liegt die Teilung für die Bemessung der Verzahnungen 8 und 13 fest, wenn die Verzahnung 13 der Antriebsscheibe 12 einen Zahn weniger als die Verzahnung 8 der Taumelscheibe 7 aufweisen soll.
Wählt man „ΔU_T“ = 0,30 mm und einen mit üblichen Fertigungsmitteln realisierbaren, sowie in der Vorzugsreihe der DIN 780 genormten Modul „m“ von 0,1, ergibt sich demnach ein verzahnungskinematisch wirksamer Umfang „U_T“ der Taumelscheibe 7 von 98,910 mm und ein verzahnungskinematisch wirksamer Umfang „U_A“ der Antriebsscheibe 12 von 98,596 mm, sowie dementsprechend ein Teilkreisdurchmesser „D_T“ der Taumelscheibe 7 von 31,50 mm und ein Teilkreisdurchmesser „D_A“ der Antriebsscheibe von 31,40. Daraus resultierend, erhält die Taumelscheibe 7 eine Verzahnung 8 mit 315 Zähnen und die Antriebsscheibe 12 eine Verzahnung 13 mit 314 Zähnen. Durch dieses Zähnezahlverhältnis ergibt sich in diesem Fall eine Übersetzung von 315:1.
Der relativ große Verzahnungshub „h_T“ = 0,216 mm am Außenrand der Taumelscheibe 7 führt dazu, dass eine Verzahnung 8 bzw. 13 zur Drehmomentübertragung bzw. -wandlung verwendbar ist, die mit üblichen Fertigungsmitteln realisierbar und damit kostengünstig herstellbar ist.
Mit der vorgenannten Auslegung der Kinematik und der Verzahnung 8 bzw. 13 ergibt sich beispielsweise bei einer Taumelfrequenz von „f_max“ = 640 1/s eine maximale Antriebsdrehzahl der Antriebsvorrichtung 1 „n_max“ von 120 1/min und ein max. Drehmoment „M_max“ von 8 Nm der Antriebsvorrichtung 1. Damit ist die in 11 beispielhaft kinematisch ausgelegte Antriebsvorrichtung 1 z.B. in einer Nachstelleinrichtung einer Nutzfahrzeugscheibenbremse einsetzbar.
Der Verzahnungshub „h_T“ sowie damit korrrspondierend die Differenz der Teilkreisdurchmesser „ΔD_T“ ist beeinflussbar durch Änderung des Abstandes „A“ von der Teilkreisebene „T_zAB“ der Abtriebsscheibe 12 zum Schwenkzentrum „S“ der Taumelscheibe 7 und ist damit über die geometrische Gestaltung der Taumelscheibe 7 verschiedenen Bauraumgegebenheiten anpassbar.
Die Antriebsscheibe 12 weist ferner einen zylindrischen Absatz sowie eine zentrische Sacklochbohrung 14 auf, in die eine Antriebswelle 15 eingepresst ist, so dass eine drehfeste Verbindung entsteht. Der Absatz sowie die Sacklochbohrung 15 sind auf der den Aktuatoren 2a, 2b, 2c abgewandten Seite der Antriebsscheibe 12 koaxial zur Antriebswelle 15 angeordnet. Die Antriebsscheibe 12 weist darüber hinaus eine halbkreisförmige Nut 16 auf, in die die Kugeln 17 eines Kugelkäfigs (nicht dargestellt) eingreifen, der die Kugel 17 in radialer Richtung auf Distanz hält. Die Kugeln 17 greifen in eine weitere, halbkreisförmige Nut 18 ein, die auf der Innenseite 19 einer weiteren Gehäusehälfte 20 angeordnet ist. Die beiden Nuten 16, 18 bilden also gemeinsam mit den Kugeln 17 ein Wälzlager, an dem die Antriebscheibe 12 drehbar gelagert ist. Die Verwendung eines Kugellagers ist hier rein beispielhaft zu sehen. Es ist alternativ auch möglich, ein Rollenlager zu verwenden. Bei Anwendungen der Antriebsvorrichtung 1, bei denen erhöhte radiale Belastung bzw. höhere Querkräfte zu erwarten sind, kann ein zweites Lager erforderlich sein.
Die Gehäusehälfte 20 ist mit der Gehäusehälfte 6 verschraubt. Durch die Verschraubung der Gehäusehälften 6, 20 kann der Betrag der axialen Vorspannung der Aktuatoren 2a, 2b, 2c eingestellt werden. Da die Aktuatoren 2a, 2b, 2c auch als Sensoren funktionieren, kann dies auch ohne zusätzliche Messmittel geschehen.
Ein entsprechend bemessener Vorspannungsbetrag bewirkt eine Homogenisierung des Betrags des wirksamen Arbeitshubes der Aktuatoren 2a, 2b, 2c, der z.B. durch Fertigungstoleranzen von Aktuator 2 zu Aktuator 2 leicht unterschiedlich sein kann.
Außerdem werden die Aktuatoren 2 vor äußeren mechanischen Einflüssen, wie z.B. Stoß-, Schlag- und Vibrationsbeanspruchung geschützt. Ferner werden störende Temperatureinflüsse kompensiert und die Aktuatoren 2 durch eine Vorspannung gegen unerwünschte Folgen einer zu hochfrequenten Ansteuerung geschützt.
Darüber hinaus muss auch das Wälzlager, dass durch die Nuten 16, 18 und den Kugeln 17 gebildet werden, für seine einwandfreie Funktion vorgespannt werden. Die Sicherung der Vorspannung kann z.B. durch Setzen eines Schweiß-Heftpunktes zwischen der beiden Gehäusehälften 6, 20 erfolgen. Die Verzahnung 8 bzw. 13 bleiben dabei kraftfrei. Das notwendige Zahnspiel wird durch eine entsprechende Toleranzzuordnung z.B. der Bauteile 11, 14 der Schwenklagerung sowie eine Klassierung der Bauteile in unterschiedliche Toleranzklassen sichergestellt.
Die Gehäusehälfte 6 weist einen Stutzen 21 auf, über den der elektrische Anschluss der Aktuatoren 2a, 2b, 2c hergestellt wird. Durch die achsparalle Anordnung der Aktuatoren 2a, 2b, 2c zur Drehachse der Antriebswelle 15 ergibt sich eine besonders einfache, bauraum- und kostensparende Möglichkeit der Spannungsversorgung der Aktuatoren 2a, 2b, 2c.
Zur Vermeidung von unnötigen Hubverlusten, wird als Gehäusewerkstoff ein Werkstoff mit einem hohen Elastizitätsmodul gewählt. Demnach wird für die Gehäusehälften 6, 20 vorzugsweise Stahl oder ein schweißbarer Gusswerkstoff, wie z.B. weißer Temperguss gewählt. Darüber hinaus wird die Geometrie der Gehäusehälften 6, 20 verformungsarm gestaltet.
In 2 ist eine korrespondierende Seitenansicht zur Vorderansicht im Schnitt einer Antriebsvorrichtung 1 nach 1 dargestellt.
Die Gehäusehälfte 6 weist zur Befestigung der Antriebsvorrichtung 1 einen Dreikantflansch 22 auf. Der Dreikantflansch weist in einer symmetrischen 120°-Teilung angeordnete Bohrungen 23 auf, die zur Befestigung der Antriebsvorrichtung 1 an anderen Bauteilen von Befestigungsmitteln, wie z.B. Schrauben oder Bolzen durchgriffen werden.
Gut erkennbar ist auch die zur Anordnung der Aktuatoren 2a, 2b, 2c, die in einer symmetrischen 120°-Teilung im Wesentlichen parallel zur Achse der Antriebswelle 15 angeordnet sind. Der Wirkdurchmesser „WD“ der Piezoaktorenanordnung ist dabei so gewählt, dass der Teilkreisdurchmesser der Verzahnung 8 der Taumelscheibe 7 betragsmäßig unterschritten wird.
Die Funktion der Antriebsvorrichtung wird dadurch gewährleistet, dass die im Wesentlichen parallel zur Achse der Antriebswelle 15 angeordneten mindestens drei Aktuatoren 2a, 2b, 2c an einem Wirkdurchmesser „WD“ die gegen Verdrehen gesicherte Taumelscheibe 7 angreifen. Bei periodischer, vorzugsweise periodisch nach einer um jeweils 120° phasenversetzen Sinusfunktion erfolgenden Ansteuerung der drei Aktuatoren 2a, 2b, 2c wird durch wechselnde Dilatation und Kontraktion der Aktuatoren 2a, 2b, 2c eine die Antriebsscheibe 12 in Rotation versetzende Taumelbewegung um ein kinematisches Schwenkzentrum „S“ erzeugt.
In 3 ist eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1 dargestellt. Abweichend zu der Ausführungsvariante nach 1 bzw. 2 ist die eine Gehäusehälfte 106 so gestaltet, dass sie – bis auf eine radiale Öffnung auf der Seite der Antriebswelle 15 – vollständig umschließt. Eine andere Gehäusehälfte 120 ist als Verschlussring gestaltet. Die Gehäusehälfte 120 weist analog zur Gehäusehälfte 20 auf ihrer Innenseite 119 eine halbkreisförmige Nut 118 auf.
Die Nut 181 bildet gemeinsam mit der Nut 16 und mit den Kugeln 17 ein Wälzlager, an dem die Antriebscheibe 12 drehbar gelagert ist. Die Verwendung eines Kugellagers ist hier rein beispielhaft zu sehen. Es ist auch möglich, ein Rollenlager zu verwenden. Bei Anwendungen der Antriebsvorrichtung 1, bei denen erhöhte radiale Belastung bzw. höhere Querkräfte zu erwarten sind, kann ein zweites Lager erforderlich sein. Die Gehäusehälfte 120 weist ferner Mittel zur Drehmomenteinleitung 24 auf, die hier – rein beispielhaft – als Sacklochbohrung ausgeführt sind, die den Einsatz eines Zweilochschlüssels zur Verschraubung der Gehäusehälften 106, 120 erlaubt.
Die Gehäusehälfte 120 ist mit der Gehäusehälfte 106 verschraubt. Durch die Verschraubung der Gehäusehälften 6, 201 kann der Betrag der axialen Vorspannung der Aktuatoren 2a, 2b, 2c eingestellt werden. Da die Aktuatoren 2a, 2b, 2c auch als Sensoren funktionieren, kann dies auch ohne zusätzliche Messmittel geschehen. Ein entsprechend bemessener Vorspannungsbetrag bewirkt eine Homogenisierung des Betrags des wirksamen Arbeitshubes der Aktuatoren 2a, 2b, 2c, der z.B. durch Fertigungstoleranzen von Aktuator 2 zu Aktuator 2 leicht unterschiedlich sein kann. Darüber hinaus muss auch das Wälzlager, dass durch die Nuten 16, 118 und den Kugeln 17 gebildet werden, für seine einwandfreie Funktion vorgespannt werden. Die Sicherung der Vorspannung kann z.B. durch Setzen eines Schweiß-Heftpunktes zwischen der beiden Gehäusehälften 106, 120 erfolgen. Die Verzahnung 8 bzw. 13 bleiben dabei kraftfrei Das notwendige Zahnspiel wird durch eine entsprechende Toleranzzuordnung z.B. der Bauteile 11, 14 der Schwenklagerung sowie eine Klassierung der Bauteile in unterschiedliche Toleranzklassen sichergestellt.
In 8 bzw. 9 bzw. 10 ist eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1 dargestellt.
Die Antriebsscheibe 12 weist an ihrer den Aktuatoren 2a, 2b, 2c abgewandten Seite eine kugelsektorförmige Vertiefung 314 auf. Die kugelsektorförmige Vertiefung 314 in der Antriebsscheibe 12 weist einen Radius „R1“ auf. Abweichend zu der Ausführungsvariante nach 1 bzw. 2 weist die kugelsektorförmige Vertiefung 314 einen kugelförmig gewölbten Lagerkäfig 25 auf, in dem Wälzlagerkugeln 26 gehalten sind. Die Wälzlagerkugeln 26 sind dabei ringförmig im Lagerkäfig 25 angeordnet (siehe 10). Optional kann der Lagerkäfig 25 auch eine Wälzlagerkugel 26 in seinem Zentrum aufweisen.
Der Radius „R1“ in der kugelsektorförmige Vertiefung 314 in der Antriebsscheibe 12 – subtrahiert um den Durchmesser der Wälzlagerkugel 26 ist – ergibt den kinematisch wirksamen Radius „R“. Der Radius „R“ ist vom Betrag her gleich dem Radius „r“ am kugelsektorförmigen freien Ende 11 des Zapfens 10. Die kugelsektorförmigen Geometrieelemente 11, 314 stehen also durch den Lagerkä25 und den Wälzlagerkugeln 25 in einem Wirkzusammenhang, so dass ein Schwenklager bzw. ein Wälzkontakt entsteht. Der Kugelsektor des freien Ende 11 des Zapfens 10 wälzt bei Bewegung der Taumelscheibe 7 entsprechend des Schwenkwinkels der Taumelscheibe 7 auf einem kleinen Wälzkreis ab, den die ringförmig angeordneten Wälzlagerkugeln 26 repräsentieren. Der Mittelpunkt der beiden Radien „r“ und „R“ liegt idealerweise in der gleichen radialen Ebene, wie die Krafteinleitungspunkte der Aktuatoren 2a, 2b, 2c an der Taumelscheibe 7, so dass eine momentenfreie Krafteinleitung in die Taumelscheibe 7 realisiert wird.
In den 4 bis 7 ist eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 1 dargestellt.
Abweichend von den Ausführungsvarianten nach den 1 bis 2 bzw. 8 und 9 weist die Antriebsvorrichtung ein Zwischenelement 27 auf. In dem Zwischenelement 27 sind zwei Gruppen von Aktuatoren 2 bzw. 202 parallel, jedoch mit gruppenweise entgegengesetzter Wirkrichtung angeordnet.
In den 4 bis 7 sind die drei inneren Aktuatoren 2a, 2b, 2c – wie in den Ausführungsvarianten nach den 1 bis 3 bzw. 8 bis 10 gezeigt – auf die Taumelscheibe 7 wirkend angeordnet. Die Raktionskraft der Aktuatoren 2a, 2b, 2c der ersten Aktuatorengruppe stützt sich abweichend von den Ausführungsvarianten nach den 1 bis 3 bzw. 8 bis 10 nicht gegen die Innenwand 5 einer Gehäusehälfte 6 bzw. 106 ab, sondern gegen eine Anlagefläche 28 des Zwischenelements 27 ab.
Die Aktuatoren 202a, 202b, 202c der zweiten Aktuatorengruppe sind in Bezug auf den Teilkreis um je 60° verdreht zu den Aktuatoren 2a, 2b, 2c der ersten Aktuatorengruppe im Zwischenelement angeordnet. Dies ist in 4 gut erkennbar. Die Betätigungskraft der Aktuatoren 202a, 202b, 202c der zweiten Aktuatorengruppe wirkt in umgekehrter Richtung in Bezug auf die Wirkung der Betätigungskraft der Aktutoren 2a, 2b, 2c, der ersten Aktuatorengruppe. Die Aktuatoren 202a, 202b, 202c stützen sich gegen eine weitere Anlagefläche 29 des Zwischenelementes 27 ab. Die Anlagefläche 29 liegt der Anlagefläche 28 gegenüber.
Die Aktuatoren 2a, 2b, 2c der ersten Aktuatorengruppe erzeugen bei periodischer, vorzugsweise periodisch nach einer um jeweils 120° phasenversetzen Sinusfunktion erfolgenden Ansteuerung eine Taumelbewegung der Taumelscheibe 7.
Die Aktuatoren 202a, 202b, 202c der zweiten Aktuatorengruppe erzeugen bei periodischer Ansteuerung eine Taumelbewegung des Zwischenelementes 27. Je nach Phasenlage der Ansteuerung der Aktuatoren 202a, 202b, 202c der zweiten Aktuatorengruppe in Bezug auf die Phasenlage der Ansteuerung der Aktuatoren 2a, 2b, 2c der ersten Aktuatorengruppe ergibt sich eine maximale Überlagerung der Hübe der beiden Aktuatorgengruppen und damit eine Reihenschaltung der Aktuatoren 2 und 202. Die Reihenschaltung ergibt einem maximalen Verzahnungshub der Taumelscheibe 7. Alternative ergibt sich bei einer Verschiebung der Phasenlage der Ansteuerung der Aktuatoren 202a, 202b, 202c der zweiten Aktuatorengruppe in Bezug auf die Phasenlage der Ansteuerung der Aktuatoren 2a, 2b, 2c der ersten Aktuatorengruppe eine Parallelschaltung der Aktuatoren 2 und 202. Die Paralleschaltung ergibt ein(e) max. auf die Taumelscheibe 7 wirkende Kraft bzw. Drehmoment.
Das Zwischenelement 27 ist als Gehäuse gestaltet, dass die Aktuatoren 2a, 2b, 2c und die Aktuatoren 202a, 202b, 202c radial und jeweils an einem Ende der Aktuatoren axial umschließt. Das jeweils freie Ende 30 bzw. 230 der Aktuatoren ragt dabei über den jeweiligen Gehäuserand 31 bzw. 231 hinaus, so dass nur der gerade notwendige Überstand zur Kraftabgabe der Aktuatoren 2, 202 entsteht.
Um die aus der Dehnung des Gehäuses des Zwischenelementes 27 resultierenden Übertragungsverluste der Aktuatoren 2, 202 gering zu halten, weist der Werkstoff, aus dem das Gehäuse des Zwischenelementes 27 hergestellt ist, zur Reduzierung der beschleunigten Massen ein möglichst niedriges spezifisches Gewicht und zur Reduzierung der Verformung des Gehäuses einen möglichst hohen Elastizitätsmodul auf. Als Werkstoff für das Gehäuse des Zwischenelements 27 wird demnach ein hochfester metallischer Werkstoff, wie z.B. Stahl oder Titan oder eine technischer Keramik gewählt. Als technische Keramikwerkstoffe kommen vorzugsweise hochfeste metallische Werkstoffe, wie z.B. Stahl oder Titan, Aluminiumoxid oder Siliciumcarbid, besonders bevorzugt drucklos gesintertes Siliciumcarbid (SSiC), heiß gepresstes Siliciumcarbis (HPSiC) oder reaktionsgebundenes siliciuminfiltriertes Siliciumcarbid (SiSiC).
Die elektrische Verschaltung bzw. Kontaktierung (nicht dargestellt) der Aktuatoren 2 bzw. 202 ist im Zwischenelement 27 integriert. Damit liegt eine montagefähige bzw. einbaufähige Einheit vor.
In einer weiteren, nicht in den Figuren dargestellte, alternativen Ausführungsvariante der erfindungegemäßen Antriebsvorrichtung 1 ist die Taumelscheibe 7 und die Antriebsscheibe 12 ohne die Verzahnung 8 bzw. 13 ausgeführt, so dass zwischen Taumelscheibe 7 und Antriebsscheibe 12 ein Reibschluss entsteht. Eine derartige Ausführung der Antriebsvorrichtung 1 ist in ihrer Leistungsfähigkeit begrenzt, jedoch wegen des Entfalls der Verzahnungen 8, 13 fertigungstechnisch erheblich vereinfacht und somit für einfachere Verstellsystem in einem Fahrzeug, wie z.B. Sitzverstellung geeignet.
Demzufolge bleibt die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung 1 keineswegs auf eine Anwendung im Bereich der Fahrzeugbremse beschränkt, sondern kann vielmehr in vielfältiger Weise überall dort zum Einsatz kommen, wo eine bauraumsparender und vergleichsweise drehmomentstarker Antriebsvorrichtung 1 wünschenswert bzw. erforderlich ist.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsvorrichtung
2: Aktuator
2a: Aktuator
2b: Aktuator
2c: Aktuator
3: Gehäuse
4: Schlitz
5: Boden
6: Gehäusehälfte
7: Taumelscheibe
8: Verzahnung
9: Bohrung
10: Zapfen
11: Freies Ende
12: Antriebsscheibe
13: Verzahnung
14: Vertiefung
15: Antriebswelle
16: Nut
17: Kugel
18: Nut
19: Innenseite
20: Gehäusehälfte
21: Stutzen
22: Dreikantflansch
23: Bohrung
24: Mittel zur Drehmomenteinleitung
25: Lagerkäfig
26: Wälzlagerkugel
27: Zwischenelement
106: Gehäusehälfte
118: Nut
119: Innenseite
120: Gehäusehälfte
202: Aktuator
202a: Aktuator
202b: Aktuator
202c: Aktuator
314: Vertiefung
DA: Drehachse
WD: Wirkdurchmesser
r: Radius
R: Radius
S: Schwenkzentrum
D_T: Teilkreisdurchmesser Taumelscheibe
D_A: Teilkreisdurchmesser Antriebsscheibe
h: Arbeitshub
K: Kraftangriffspunkt
h_T: Verzahnungshub Taumelscheibe
ΔD_T: Teilkreisdurchmesserdifferenz Taumelscheibe
ΔU_T: Umfangsdifferenz Taumelescheibe
m: Modul
U_A: Umfang Antriebsscheibe
U_T: Umfang Taumelscheibe
f_max: maximale Taumelfrequenz
n_max: maximale Antriebsdrehzahl der Antriebsvorrichtung
M_max: maximales Drehmoment der Antriebsvorrichtung
A: Abstand
T_zAB: Teilkreisebene

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 10117465 A1 [0003]
DE 10137880 A1 [0008]
DE 10160965 A1 [0011, 0016]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 780 [0054]

Claims

Antriebsvorrichtung (1) zur Erzeugung einer Drehbewegung, insbesondere Antriebsvorrichtung für eine Scheibenbremse, wobei die Antriebsvorrichtung (1) Aktuatoren (2, bzw. 202) sowie eine Antriebsachse (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (2 bzw. 202) im Wesentlichen parallel zur Antriebsachse (15), bzw. im Wesentlichen parallel mit einer Drehachse „DA“ der Antriebsvorrichtung (1) angeordnet sind.
Antriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (2 bzw. 202) nach dem Piezo-Prinzip arbeiten.
Antriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (2 bzw. 202) nach dem Magnetostriktionsprinzip arbeiten.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (1) wenigstens drei Aktuatoren (2a, 2b, 2c) aufweist, die in einer 120 °-Teilung auf einen Wirkduchmesser „WD“ angeordnet sind.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens drei Aktuatoren (2a, 2b, 2c) jeweils ein Gehäuse (3) aufweisen.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) in radialer Umfangsrichtung Schlitze (4) aufweist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (1) zwei Gruppen von Aktuatoren (2 bzw. 202) mit jeweils wenigstens drei Aktuatoren (2a, 2b, 2c bzw. 202a, 202b, 202c) aufweist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Gruppen von Aktuatoren (2 bzw. 202) mit jeweils wenigstens drei Aktuatoren (2a, 2b, 2c bzw. 202a, 202b, 202c) in ein Zwischenelement (27) eingesetzt sind.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (2a, 2b, 2c) der ersten Gruppe eine gegenläufige Wirkrichtung zur zweiten Gruppe der Aktuatoren (202a, 202b, 202c) aufweisen.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (2a, 2b, 2c) der ersten Gruppe in einer 120 °-Teilung angeordnet sind und die Aktuatoren um 60° zu den Aktuatoren (2a, 2b, 2c) verschoben, ebenfalls in einer 120°-Teilung angeordnet sind.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (27) die Aktuatoren (2a, 2b, 2c bzw. 202a, 202b, 202c) jeweils gehäuseartig radial und an jeweils an einem Ende der Aktuatoren (2a, 2b, 2c bzw. 202a, 202b, 202c) axial umschließt.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (27) aus einem Werkstoff mit geringer Dichte und hohem E-Modul hergestellt ist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (27) vorzugsweise aus Stahl, Titan, Aluminiumoxid oder Siliciumcarbid, besonders bevorzugt aus drucklos gesintertem Siliciumcarbid (SSiC), heiß gepresstem Siliciumcarbid (HPSiC) oder reaktionsgebundenes siliciuminfiltriertes Siliciumcarbid (SiSiC) hergestellt ist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Antriebsvorrichtung (1) eine Taumelscheibe (7) aufweist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (2, 202) auf die Taumelscheibe (7) wirken.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (2, 202) periodisch auf die Taumelscheibe (7) wirken.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (2, 202) periodisch nach einer um 120° phasenversetzen Sinusfunktion auf die Taumelscheibe (7) wirken.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (202a, 202b, 202c) der zweiten Gruppe in Bezug auf die Phasenlage der Ansteuerung der Aktuatoren (2a, 2b, 2c) der ersten Gruppe so angesteuert werden, dass sich eine maximale Überlagerung der Hübe der Aktuatoren (2, 202) ergibt.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (202a, 202b, 202c) der zweiten Gruppe in Bezug auf die Phasenlage der Ansteuerung der Aktuatoren (2a, 2b, 2c) der ersten Gruppe so angesteuert werden, dass sich eine maximale Kraftwirkung der der Aktuatoren (2, 202) auf die Taumelscheibe (7) ergibt.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe (7) eine Verzahnung (8) aufweist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (1) eine Antriebsscheibe (12) aufweist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsscheibe (12) eine Verzahnung (13) aufweist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsscheine (12) eine Nut (16) auf.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (16) halbkreisförmig ist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (8) mit der Verzahnung (13) in Wirkzusammenhang steht, bzw. dass die Verzahnung (8) mit der Verzahnung (13) kämmt.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (8) und die Verzahnung (13) vorzugsweise einen Modul von 0,05 bis 0,2, besonders bevorzugt einen Modul von 0,08 bis 0,012 aufweist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (1) zwischen der Taumelscheibe (7) und der Antriebsscheibe (12) ein Schwenklager aufweist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenklager einen Reibkontakt aufweist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenklager einen Wälzkontakt aufweist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (1) zwei Gehäusehälten (6, 20 bzw. 106, 120) aufweist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusehälften (6, 20 bzw. 106, 120) miteinander verschraubt sind.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gehäusehälfte (20, 120) eine Nut (18 bzw. 118) aufweist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (18, bzw. 118) halbkreisförmig ist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (16) und die Nut (18 bzw. 118) im montierten Zustand der Gehäusehälften (6, 20 bzw. 106, 120) einen Kugelkäfig mit Kugeln (17 aufweisen.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weingstens eine Gehäusehälfte (6, 106) einen Stutzen (21 aufweist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Stutzen (21) die elektrische Spannungsversorgung der Antriebsvorrichtung (1) erfolgt.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusehäften (6, 106 bzw. 20, 120) vorzugsweise aus einem schweißbaren Werkstoff, besonders bevorzugt aus Stahl oder weißem temperguss hergestellt sind.
Scheibenbremse, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenbremse eine Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche aufweist.
Scheibenbremse nach Anspruch 38, aufweisend eine Nachstelleinrichtung zum Ausgleich des Bremsbelagverschleißes, dadurch gekennzeichnet, das die Nachstelleinrichtung eine Antriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüchen 1 bis 37 aufweist.