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Die Erfindung betrifft einen zur Niveauverstellung eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen Aktor, welcher einen elektrisch betätigten Spindeltrieb, insbesondere in Form eines Kugelgewindetriebs, umfasst, wobei die Spindelmutter des Spindeltriebs rotierbar gelagert und durch eine Sperreinheit blockierbar ist.
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Die
DE 10 2015 206 149 B4 offenbart eine Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus, welche mit einem Gewindetrieb arbeitet und eine Verriegelungseinrichtung aufweist, die den Gewindetrieb an zumindest zwei axialen Lagen formschlüssig überbrückt. Die Verriegelungseinrichtung arbeitet nach dem sogenannten Kugelschreiberprinzip und weist Verriegelungsanschläge auf, welche auf unterschiedlichen axialen Lagen angeordnet sind und mit Steuernocken zusammenwirken. Eine Verriegelungshülse der Verriegelungseinrichtung ist durch einen Stapel von entlang der Spindelachse axial hintereinander angeordneten Hülsenringen gebildet. Zwischen den einzelnen Hülsenringen sind Abstandshalter angeordnet.
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Weitere Vorrichtungen zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus, welche Verriegelungseinrichtungen umfassen, die einen Kugelgewindetrieb überbrücken, sind zum Beispiel in den Dokumenten
DE 10 2014 206 142 A1 und
WO 2015/021952 A1 offenbart.
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Eine aus der
DE 10 2015 214 161 A1 bekannte Einrichtung zur Niveauverstellung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Dämpfereinrichtung mit einer Kolben-Zylinder-Einheit und einem Gewindetrieb mit einer Spindel und einer auf dieser über Wälzkörper gelagerten Mutter, mit der ein Federteller der Dämpfereinrichtung gekoppelt ist, wobei die Mutter axial entlang der Spindel bewegbar ist. In die Spindel, das heißt Gewindespindel, ist eine Adapterhülse eingesetzt, welche die Spindel axial abstützt und einen radial nach innen gerichteten Flansch aufweist, der sich an der Kolben-Zylinder-Einheit abstützt. Mit Hilfe eines elastischen Elementes ist die Adapterhülse zum Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit akustisch entkoppelt.
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Ein weiteres aktives Radaufhängungselement, welches mit einem Kugelgewindetrieb arbeitet, ist zum Beispiel aus der
DE 10 2013 222 648 A1 bekannt. In diesem Fall ist mit einer axial verlagerbaren Mutter eines Kugelgewindetriebs eine Federaufnahme gekoppelt, an welcher sich sowohl eine Fahrwerksfeder als auch eine Kompensationsfeder abstützt.
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Aus der
DE 10 2014 213 121 A1 ist ein Fahrwerksaktuator mit einem Malteserkreuzgetriebe bekannt. Das Malterkreuzgetriebe umfasst ein Antriebsrad, welches einen Stift und eine Sperrscheibe aufweist. Mit dem Antriebsrad wirkt ein Sternrad zusammen, welches Schlitze für den Stift sowie gegengleich zu der Sperrscheibe ausgebildete Konturen aufweist.
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Die
EP 2 657 129 A2 offenbart einen Aktuator für ein Fahrwerk eines Luftfahrzeuges. Dieser Aktuator umfasst einen Gewindetriebe sowie einen elektrischen Verriegelungsmechanismus mit mehreren Arretierungselementen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickelten Aktor zur Niveauverstellung, insbesondere Niveauregulierung, eines Kraftfahrzeugs anzugeben, welcher mit einem Kugelgewindetrieb arbeitet und eine zu dessen Blockierung vorgesehene Sperreinheit umfasst, die sich sowohl durch einen kompakten Aufbau als auch durch die Möglichkeit einer feinen Stufung auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Aktor mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Aktor weist einen durch einen Elektromotor über ein Getriebe betätigbaren Spindeltrieb auf, wobei dessen Spindelmutter über ein Axiallager mit einem nicht notwendigerweise geschlossenen Gehäuse gekoppelt ist, das gegenüber der Spindel des Spindeltriebs in verdrehgesicherter Weise verschiebbar ist. Die Spindel ist beispielsweise an einem Dämpfer des Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs, an einem Radträger oder an der Karosserie oder einem Hilfsrahmen eines Kraftfahrzeugs angebunden. In jedem Fall handelt es sich bei der Spindel um ein nicht drehbares Teil des Spindeltriebs, insbesondere Kugelgewindetriebs. Mit Hilfe einer Sperreinheit des Spindeltriebs kann die Rotation der Spindelmutter wahlweise blockiert oder freigegeben werden. Dieser Vorgang der wahlweisen Aktivierung und Deaktivierung der Sperreinheit ist allein durch die Betätigung des Elektromotors bewerkstelligbar. Die Sperreinheit umfasst eine Sperrkontur, welche stirnseitig an einem rotierbaren Element des Getriebes angebracht ist. Weiter umfasst die Sperreinheit einen um eine Schwenkachse auslenkbaren, mit der Sperrkontur zusammenwirkenden Sperrhebel. Die Schwenkachse des Sperrhebels ist hierbei parallel zur Mittelachse des Spindeltriebs ausgerichtet, wobei der Sperrhebel in Axialrichtung des Spindeltriebs in die Sperrkontur eingreift. Durch die im Wesentlichen flächige Anordnung der Sperrkontur ist besonders in Axialrichtung des Spindeltriebs ein äußerst kompakter Aufbau der Sperreinheit realisierbar.
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Das die Sperrkontur aufweisende Element ist um eine Achse drehbar, welche parallel zur Längsachse des Spindeltriebs angeordnet ist. Insbesondere kann die Rotationsachse des die Sperrkontur tragenden Elements mit der Rotationsachse eines weiteren rotierbaren Elementes, beispielsweise der Spindelmutter oder des Rotors des Elektromotors, zusammenfallen. Auch die direkte Bildung der Sperrkontur durch die Spindelmutter ist möglich. Im Extremfall weist der Spindeltrieb eine einzige Rotationsachse auf, bei welcher es sich sowohl um die Rotationsachse des Elektromotors, als auch um die Rotationsachse der Spindelmutter sowie des die Sperrkontur aufweisenden Elementes handelt. Die Schwenkachse des Sperrhebels ist von der Rotationsachse der Spindelmutter vorzugsweise derart weit beabstandet, dass sie die Spindelmutter nicht schneidet.
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Die elektrisch angetriebene Spindelmutter wird zusammen mit dem Gehäuse in Axialrichtung gegenüber der Spindel, das heißt Gewindespindel, verlagert. In vereinfachter Ausgestaltung kann der Spindeltrieb ohne Wälzkörper arbeiten, das heißt als einfaches Bewegungsgewinde ausgebildet sein. Das in jedem Fall erforderliche Axiallager zur Lagerung der Spindelmutter im Gehäuse ist bevorzugt als Axialpendellager, insbesondere Axialpendelnadellager, ausgebildet. Zum technologischen Hintergrund wird in diesem Zusammenhang auf die Dokumente
DE 10 2006 018 264 B4 ,
EP 1 630 119 A1 , sowie DE 000 R 0013 904 MAZ verwiesen.
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In bevorzugter Ausgestaltung ist die Spindelmutter über ein Stirnradgetriebe, insbesondere ein mehrstufiges Stirnradgetriebe mit einer hohen Gesamtübersetzung, angetrieben. Statt eines als Wälzlager ausgebildeten Axiallagers ist prinzipiell auch die Verwendung eines Gleitlagers zur Lagerung der Spindelmutter im Gehäuse möglich, wobei auch in diesem Fall die Lagerung vorzugsweise in der Art einer Pendellagerung ausgebildet ist, womit Verspannungen innerhalb des Spindeltriebs in allen Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs effizient entgegengewirkt wird.
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Die im Wesentlichen flächige, scheibenförmige Sperrkontur kann derart gestaltet sein, dass längs des Umfangs nur eine einzige Verriegelungsposition gegeben ist. Eine solche Gestaltung kommt insbesondere dann in Betracht, wenn das die Sperrkontur aufweisende Element schneller als die Spindelmutter rotiert, das heißt in Form einer gesonderten Sperrscheibe drehfest mit einem der Spindelmutter vorgeschalteten Getriebeelement gekoppelt oder direkt durch ein solches Getriebeelement gebildet ist. Im Fall einer langsameren Rotation der Sperrscheibe oder eines die Funktion einer Sperrscheibe direkt übernehmenden Getriebeelementes, insbesondere im Fall einer drehfesten Kopplung der Sperrscheibe mit der Spindelmutter, ist es dagegen im Sinne einer feinen Stufung der Sperreinheit besonders vorteilhaft, mehrere Verriegelungspositionen am Umfang der Sperrscheibe vorzusehen.
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Der schwenkbare Sperrhebel ist in bevorzugter Ausgestaltung der Sperreinheit durch Federkraft in Axialrichtung, das heißt in Längsrichtung der Schwenkachse, belastet. Die Federkraft stellt eine Vorspannungskraft dar, welche den Sperrhebel, solange keine größeren Kräfte wirken, in seiner momentanen Winkellage hält. Als Feder zur Erzeugung der Vorspannungskraft ist beispielsweise eine Tellerfeder oder eine Wellringfeder geeignet. Auch die Erzeugung eines definierten Anzugsmomentes durch eine Schraubverbindung ohne gesondertes Federelement ist prinzipiell zur Erzeugung einer definierten Vorspannungskraft, welche den Sperrhebel in Axialrichtung der Schwenkachse belastet, geeignet.
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Mit jeglicher Art von Federkraftbelastung ist ein auf den Sperrhebel wirkendes Reibmoment erzeugbar, welches einerseits kleiner ist als das durch die Zusammenwirkung zwischen der Sperrscheibe und dem Sperrhebel in den Sperrhebel einleitbare Stellmoment, jedoch andererseits größer ist als die Summe sämtlicher sonstiger auf den Sperrhebel wirkender Momente, worunter insbesondere durch Massenträgheit bei Stellbewegungen erzeugte Momente fallen.
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Ein Abheben des Sperrhebels von der Sperrscheibe kann auf verschiedene Arten verhindert werden. So ist es beispielsweise möglich, dass der Sperrhebel mit seinem mit der Sperrscheibe zusammenwirkendem Ende, welches in Axialrichtung in die Sperrscheibe eingreift, in der Art eines Hinterschnittes mit Konturen der Sperrscheibe gekoppelt ist. Ebenso ist es möglich, in Axialrichtung des Spindeltriebs dem Sperrhebel eine Abdeckung vorzulagern, welche gehäusefest in den Spindeltrieb integriert oder unmittelbar durch das Gehäuse gebildet ist und ein Abheben des Sperrhebels von der Sperrscheibe verhindert. Diese Gestaltungsoptionen sind unabhängig davon realisierbar, ob die Sperrkontur durch eine gesonderte, mit einem Getriebeelement gekoppelte Sperrscheibe bereitgestellt oder in ein verzahntes Element des Getriebes, über welches der Elektromotor die Spindelmutter antreibt, integriert ist.
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Die auf einer Stirnseite der Sperrscheibe oder direkt auf der Stirnseite eines Zahnrads ausgebildete Sperrkontur beschreibt in bevorzugter Ausgestaltung zwei ringförmig geschlossene Laufkonturen sowie eine Verriegelungskontur. Hierbei weisen die beiden Laufkonturen mindestens einen gemeinsamen Abschnitt auf, während die Verriegelungskontur mit mindestens einer der Laufkonturen mindestens einen Punkt gemeinsam hat. In der Summe sind damit mindestens drei Umschaltpunkte gegeben, welche eine Umschaltung zwischen den Laufkonturen und der Verriegelungskontur ermöglichen. Die erste Laufkontur entspricht einer Rotation der Spindelmutter in einer ersten Rotationsrichtung; die zweite Laufkontur der Rotation der Spindelmutter in der Gegenrichtung. Die Verriegelungsposition wird nur dann angefahren, wenn die Sperrscheibe in einer bestimmten Richtung gedreht wird. Diese Drehrichtung ist bei einer Absenkung des Fahrzeugniveaus gegeben.
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In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist die Sperrscheibe drehfest mit einem Zwischenrad verbunden, welches als Teil eines mehrstufigen Getriebes zwischen den Elektromotor und die Spindelmutter geschaltet ist. Das Zwischenrad und mit diesem die Sperrscheibe, welche optional unmittelbar durch das Zwischenrad gebildet ist, rotiert mit einer Drehzahl, welche kleiner als die Drehzahl des Elektromotors, jedoch größer als die Drehzahl der Spindelmutter ist. Diese Konzeption bedeutet einerseits moderate Haltemomente, welche durch die Sperrscheibe aufzunehmen sind, und andererseits eine feine Stufung der Sperreinheit, verglichen mit einem direkt auf die Spindelmutter wirkenden Sperrmechanismus.
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Mit Hilfe des Zwischenrads, welches die Sperrkontur trägt, ist eine parallele Kinematik des Sperrmechanismus, das heißt der Sperreinheit, gegeben. Dies heißt dass die Sperr- und Entsperrbewegungen parallel zur Antriebsbewegung des Aktors ausgeführt werden und sich nicht im Lastpfad befinden. Damit ist ein sehr sanftes Anfahren, das heißt Deaktivieren der Sperreinheit, und Ablegen, das heißt Aktivieren der Sperreinheit, möglich. Im gesperrten Zustand der Sperreinheit ist der Bereich des Getriebes zwischen der Sperreinheit und dem Elektromotor lastfrei.
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Die Rotationsachsen von Spindelmutter, Zwischenrad und Elektromotor sind im Fall der Gestaltung des mehrstufigen Getriebes als Stirnradgetriebe normal zu einer Ebene ausgerichtet, in welcher der Sperrhebel schwenkbar ist. Aus einer parallel zu dieser Ebene liegenden, die Spindelmutter sowie das Zwischenrad schneidenden Ebene ist eine gedachte Fläche ausschneidbar, welche durch die Spindelmutter, durch das Zwischenrad, sowie durch eine an die Spindelmutter und an das Zwischenrad gelegte Tangente begrenzt ist.
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Der Begriff Spindelmutter schließt in diesem Fall ein Zahnrad ein, welches mit dem über Wälzkörper mit der Gewindespindel zusammenwirkenden Abschnitt der Spindelmutter verbunden oder an diesen Abschnitt angeformt ist. Die genannte gedachte Fläche ist durch zwei annähernd kreisbogenförmige Linien und eine gerade Linie begrenzt, wobei die annähernd kreisbogenförmigen Linien jeweils Verzahnungskonturen darstellen. Die Schwenkachse des Sperrhebels schneidet in besonders raumsparender Gestaltung des Aktors diese Fläche, wobei Teile des in dem Gehäuse gelagerten Sperrhebels über die genannte Fläche hinausragen können. Ebenso wie die Spindelmutter ist auch das Zwischenrad in dem Gehäuse des Aktors gelagert.
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Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
- 1 einen Aktor einer Niveauverstellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug in einer Schnittdarstellung,
- 2 den Aktor in Seitenansicht,
- 3 den Aktor in perspektivischer Darstellung,
- 4 und 5 Details des Aktors nach 1,
- 6 bis 8 verschiedene Varianten eines Sperrhebels für den Aktor nach 1,
- 9 und 10 Details einer Sperreinheit des Aktors nach 1,
- 11 bis 14 in vereinfachten Darstellungen verschiedene Betriebszustände einer Sperreinheit des Aktors,
- 15 in schematischer Darstellung die Anordnung verschiedener Elemente der Sperreinheit des Aktors,
- 16 in schematisierter Darstellung die Lagerung einer Spindelmutter des Aktors mittels eines Axialpendellagers.
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Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichneter Aktor dient der elektromechanischen Niveauverstellung und Niveauregulierung in einem Kraftfahrzeug. Hierbei kann der Aktor 1 der in den 1 bis 3 dargestellten Bauart entweder an jedem Rad einer Achse oder nur einmal pro Achse vorhanden sein. In beiden Fällen ist mit dem Aktor 1 ein Systemhub von 150 mm realisierbar. Der Aktor 1 umfasst einen Spindeltrieb 2, welcher als Kugelgewindetrieb ausgebildet ist. Die mit 3 bezeichnete Spindelmutter des Spindeltriebs 2 stellt dessen rotierbare Komponente dar und ist gegenüber einer Gewindespindel 4, kurz auch als Spindel bezeichnet, in Linearrichtung verlagerbar. Die Spindelmutter 3 ist mittels eines Axiallagers 5, nämlich Axialpendellagers, in einem Gehäuse 6 des Aktors 1 rotierbar gelagert. Durch das Gehäuse 6 ist unter anderem ein Federteller 7 gebildet, an welchem eine nicht dargestellte, als Schraubenfeder ausgebildete Fahrwerksfeder abgestützt ist. Die Fahrwerksfeder leitet Kräfte über den Federteller 7, das Axiallager 5 und die Spindelmutter 3 in die Spindel 4 ein.
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Mit Hilfe einer Verdrehsicherung 8 ist das Gehäuse 6 gegenüber der Spindel 4 verdrehgesichert. Mit 9 ist ein Fahrzeugadapter zur Anbindung der Spindel 4 an das Fahrzeug bezeichnet. Bei der Spindel 4 handelt es sich um eine nicht drehbare Komponente des Fahrwerks.
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Zur Betätigung des Spindeltriebs 2 ist ein Elektromotor 10 vorgesehen, welcher über ein mehrstufiges Getriebe 11, nämlich Stirnradgetriebe, die Spindelmutter 3 antreibt. Eine Sperreinheit 12, auf welche im Folgenden noch näher eingegangen werden wird, ist dem Getriebe 11 zuzurechnen.
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Das Getriebe 11 umfasst ein als Evoloid ausgebildetes Antriebszahnrad 13, welches fest mit der Motorwelle des Elektromotors 10 verbunden ist. Das Evoloid 13 leitet ein Drehmoment in ein schrägverzahntes Zwischenrad 14 ein. Von diesem Zwischenrad 14 aus wird Antriebsleistung des Elektromotors 10 auf ein Hauptrad 15 übertragen, welches konzentrisch zu einem Abschnitt der Spindelmutter 3 angeordnet ist, welcher eine schraubenförmige Laufbahn für die Wälzkörper, das heißt Kugeln, des Spindeltriebs 2 bereitstellt. Das Hauptrad 15 des Getriebes 11, das heißt das Abtriebszahnrad des Getriebes 11, wird der Spindelmutter 3 zugerechnet.
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Die Sperreinheit 12 umfasst einen Sperrhebel 16 sowie eine mit diesem zusammenwirkende Sperrscheibe 17, welche fest mit dem Zwischenrad 14 verbunden ist. In 3 sind den Sperrhebel 16 umgebende Komponenten der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
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Die Sperrscheibe 17 welche auch als Steuerscheibe bezeichnet wird, weist auf ihrer Stirnseite eine Sperrkontur 18 auf, allgemein auch als Steuerkontur bezeichnet, in welche der Sperrhebel 16 mittels eines Endstücks 19, welcher entweder an den Sperrhebel 16 angeformt oder mit dessen auslenkbarem Ende verbunden ist, eingreift.
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Mit SH ist Schwenkachse des Sperrhebels 16 bezeichnet. Die Schwenkachse SH befindet sich im Bereich eines Zapfens 20, welcher durch das Gehäuse 6 gebildet ist. In den Zapfen 20 ist eine den Sperrhebel 16 durchdringende Schraube 21 derart eingeschraubt, dass der Sperrhebel 16 mit einer Vorspannkraft in Axialrichtung der Schwenkachse SH belastet ist. Durch diese Vorspannkraft wird ein Reibmoment RM erzeugt, welches hinsichtlich der Sperrfunktion des Sperrhebels 16 in Zusammenwirkung mit der Sperrscheibe 17 von Bedeutung ist.
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Verschiedene mögliche Varianten des Endstücks 19, welche jeweils für die Vorrichtung nach 1 geeignet sind, sind in den 6 bis 8 skizziert. Während in den Varianten nach den 6 und 7 das Endstück 19 in Form eines Hinterschnitts in die Sperrscheibe 17 eingreift, ist ein solcher Hinterschnitt in der Variante nach 8 nicht gegeben. Der Hinterschnitt kann eine T-Form (6) oder eine V-Form (7) beschreiben. Ein Herausheben des Sperrhebels 16 aus der Sperrkontur 18 ist damit in beiden Fällen unterbunden. Im Fall von 8 ist ein Abheben es Sperrhebels 16 von der Sperrscheibe 17 durch einen hier nicht dargestellten, in geringem Abstand vom Sperrhebel 16 angeordneten Abschnitt des Gehäuses 6 verhindert.
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Die Zusammenwirkung des Sperrhebels 16 mit der Sperrkontur 18 geht insbesondere aus den 9 bis 14 hervor. Die Sperrkontur 18 umfasst verschiedene Abschnitte 22, 23, 24, nämlich zwei jeweils ringförmig geschlossene Laufkonturen 22, 23 und eine Verriegelungskontur 24. Die äußere Laufkontur 22 ist aktiv, wenn sich die Sperrscheibe 17, bezogen auf die Anordnung nach den 11 bis 13 gegen den Uhrzeigersinn dreht. Dagegen ist die innere Laufkontur 23 bei Rotation der Sperrkontur 18 im Uhrzeigersinn aktiv.
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Innerhalb jeder Laufkontur 22, 23 existieren unterschiedliche Abschnitte, innerhalb welcher das Endstück 19 des Sperrhebels 16 entweder am inneren oder am äußeren Rand der jeweiligen Kontur geführt wird. Mit U1, U2, sind Umschaltpunkte markiert, welche ein Umschalten zwischen den verschiedenen Laufkonturen 22, 23 ermöglichen. An den Umschaltpunkten U1, U2 wechselt die Führung des Endstücks 19 von der Innenseite einer Laufkontur 22, 23 zur Außenseite der anderen Laufkontur 23, 22 oder umgekehrt.
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Maßgeblich für die Verschwenkung des Sperrhebels 16 durch die Sperrkontur 18 ist das Radiusverhältnis, welches längs jeder Laufkontur 22,23 mehrfach wechselt. Das Radiusverhältnis bezieht sich auf einen momentanen Radius einer Bahn, auf welcher das Endstück 19 in Relation zur rotierenden Sperrscheibe 17 bewegt wird und ist definiert als das Verhältnis der momentanen Ist-Position des Endstücks 19 zur nächstmöglichen Position bei Weiterdrehung der Sperrscheibe 17.
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Ist das Radiusverhältnis kleiner als Eins, bedeutet dies, dass das Endstück 19 an der Innenbahn der jeweiligen Laufkontur 22,23 anliegt und der Sperrhebel 16 nach außen gelenkt wird. Umgekehrt wird bei einem Radiusverhältnis, welches größer als Eins ist, der Sperrhebel 16 von der Außenbahn der jeweiligen Laufkontur 22,23 nach innen gelenkt. Bei diesen Schwenkvorgängen wird ein Stellmoment MSt auf den Sperrhebel 16 aufgebracht, welches in allen Fällen größer als das Reibmoment RM ist. Beträgt das Radiusverhältnis exakt Eins, bleibt die Winkelstellung des Sperrhebels 16 unverändert, wobei in diesem Fall das Reibmoment RM nicht gewünschte Stellbewegungen verhindert.
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Das Anfahren der mit VP bezeichneten Verriegelungsposition, wie in 14 dargestellt, ist von der in 13 dargestellten Position der Sperreinheit 12 aus möglich, wobei bis zu dem entsprechenden Umschaltpunkt U3, welcher ein Anfahren der Verriegelungsposition ermöglicht, die Sperrscheibe 17 zunächst im Uhrzeigersinn verdreht wird. Anschließend erfolgt ein Verschwenken in den Gegenuhrzeigersinn, bis die Verriegelungsposition VP erreicht ist. In der verriegelten Position der Sperreinheit 12 ist, wie aus 14 hervorgeht, zwischen einer die Schwenkachse SH und den Mittelpunkt des Endstücks 19 gezogenen Linie und der mit HL bezeichneten Hebellängsachse des Sperrhebels 16 ein rechter Winkel eingeschlossen. Gewichtskräfte des Kraftfahrzeugs, welche auf den Aktor 1 eingeleitet werden, wirken im Sinne einer Verriegelung der Sperreinheit 12. Die beschriebene Verriegelungsfunktion ist auch bei modifizierten Bauformen gegeben, bei welchen der genannte Winkel kein rechter Winkel ist.
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Geometrische Merkmale des durch das Antriebszahnrad 13, das Zwischenrad 14, sowie das Hauptrad 15 gebildeten Getriebes 11 des Aktors 1 werden im Folgenden anhand 15 erläutert. Zusätzlich zur Schwenkachse SH des Sperrhebels 16 ist hierin auch die Mittelachse M des Spindeltriebs 2, welche mit der Rotationsachse der Spindelmutter 3 identisch ist, sowie die mit Z bezeichnete Rotationsachse des Zwischenrads 14 markiert. Eine die Rotationsachsen M, Z verbindende Gerade schließt mit einer Tangente T, welche an das Hauptrad 15 sowie an das Zwischenrad 14 gelegt ist, einen spitzen Winkel ein. Zwischen dieser Tangente T und den beiden Zahnrädern 13, 14 ist eine Fläche FL eingeschlossen, welche in der in 15 dargestellten Zeichenebene liegt und normal zu den Rotationsachsen M, Z angeordnet ist. Die Schwenkachse SH, welche parallel zu den Rotationsachsen M, Z ausgerichtet ist, schneidet die Fläche FL. Die Sperrkontur 18 ist in 15 nur andeutungsweise dargestellt.
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Merkmale des Axiallagers 5 sind in 16 veranschaulicht. In 5 sind auch Wälzkörper 25, nämlich Kugeln, des Spindeltriebs 2 erkennbar. Das zum Spindeltrieb 2 koaxial angeordnete Axiallager 5 weist eine rotierende Scheibe 26 sowie eine nicht rotierende Stützscheibe 30 auf, welche in begrenztem Ausmaß Schwenkbewegungen der Spindelmutter 3 innerhalb des Gehäuses 6 ermöglicht. Die Stützscheibe 30 ist in eine durch das Gehäuse 6 gebildete Lageraufnahme 27 eingesetzt.
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Beim Betrieb des Spindeltriebs 2 rotiert die Scheibe 26 zusammen mit der Spindelmutter 3. Auf der Scheibe 26 abrollende Wälzkörper 28, nämlich Rollen, sind in einem Kä29 geführt und kontaktieren die Stützscheibe 30, welche die Funktion einer Gehäusescheibe des Axiallagers 5 hat. Die Ausbildung des Axiallagers 5 als Pendellager, nämlich Axialpendelrollenlager, trägt maßgeblich zur Vermeidung von Verspannungen innerhalb des Spindeltriebs 2 bei.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aktor
- 2
- Spindeltrieb, Kugelgewindetrieb
- 3
- Spindelmutter
- 4
- Spindel
- 5
- Axiallager
- 6
- Gehäuse
- 7
- Federteller
- 8
- Verdrehsicherung
- 9
- Fahrzeugadapter
- 10
- Elektromotor
- 11
- Getriebe
- 12
- Sperreinheit
- 13
- Zahnrad, Evoloid
- 14
- Zwischenrad
- 15
- Hauptrad
- 16
- Sperrhebel
- 17
- Sperrscheibe
- 18
- Sperrkontur, Steuerkontur
- 19
- Endstück
- 20
- Zapfen
- 21
- Schraube
- 22
- Laufkontur
- 23
- Laufkontur
- 24
- Verriegelungskontur
- 25
- Wälzkörper, Kugel
- 26
- Scheibe
- 27
- Lageraufnahme
- 28
- Wälzkörper, Rolle
- 29
- Käfig
- 30
- Stützscheibe
- FL
- Fläche
- HL
- Hebellängsachse
- M
- Rotationsachse
- SH
- Schwenkachse
- T
- Tangente
- U1..U3
- Umschaltpunkt
- VP
- Verriegelungsposition
- Z
- Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015206149 B4 [0002]
- DE 102014206142 A1 [0003]
- WO 2015/021952 A1 [0003]
- DE 102015214161 A1 [0004]
- DE 102013222648 A1 [0005]
- DE 102014213121 A1 [0006]
- EP 2657129 A2 [0007]
- DE 102006018264 B4 [0011]
- EP 1630119 A1 [0011]
