DE102017208101A1

DE102017208101A1 - Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges sowie Hinterachslenkung

Info

Publication number: DE102017208101A1
Application number: DE102017208101.5A
Authority: DE
Inventors: Torsten Kuhnt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-05-15
Filing date: 2017-05-15
Publication date: 2018-11-15
Anticipated expiration: 2037-05-16
Also published as: WO2018210513A1; DE102017208101B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges mit einem Gehäuse (2) und einem Spindelantrieb (4), welcher eine im Gehäuse (2) axial verschiebbare Spindel (6) aufweist, und mit einem Wegsensor (12), welcher ein am Gehäuse (2) angeordnetes Sensorelement (13) und einen an der Spindel (6) angeordneten Sensor-Impulsgeber (14) aufweist.
Es wird vorgeschlagen, dass der Sensor-Impulsgeber (14) mittels eines Spreizelements mit der Spindel (6) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges sowie eine Hinterachslenkung mit einem solchen Aktuator nach den unabhängigen Patentansprüchen.
Durch die DE 10 2006 048 614 A1 wurde ein Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges bekannt. Der Aktuator weist ein Gehäuse auf, in welchem ein Spindelantrieb mit einer axial verstellbaren Spindel aufgenommen ist, wobei die Position der Spindel über einen linearen Wegsensor erfasst wird.
Durch die DE 10 2012 210 225 A1 der Anmelderin wurde für einen Aktuator mit einem Spindelantrieb ein linearer Wegsensor bekannt, welcher aus einem am Gehäuse des Aktuators befestigten Sensorelement und aus einem an der axial verschiebbaren Spindel befestigter Sensor-Impulsgeber, vorzugsweise einem Magnet oder Permanentmagnet, besteht. Der Magnet ist in einer Halterung aufgenommen, welche durch eine Clipsverbindung mit einem in die Spindel einschraubbaren Kugelzapfen verbunden ist. Der Magnet steht mit dem Sensorelement in Wirkverbindung, so dass die jeweilige Axialposition der Spindel von dem Sensorelement erkannt und als Signal weitergeleitet wird.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Anordnung und Befestigung eines Sensor-Impulsgebers für einen Aktuator der eingangs genannten Art weiter zu verbessern.
Die Erfindung umfasst die Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist der Sensor-Impulsgeber mittels eines Spreizelements mit der Spindel direkt oder mittelbar verbunden. Daraus ergibt sich der Vorteil einer einfachen und schnellen Montage ohne Verschraubung.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Spreizelement einerseits eine spreizbare Buchse, auch Spreizbuchse genannt, und andererseits einen Nietkopf mit einem Nietstift. Beide Teile sind derart miteinander fügbar, dass der Nietstift, nach Montage der Spreizbuchse, in die Bohrung der Spreizbuchse eingeführt wird und somit eine radiale Aufweitung bewirkt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Nietkopf als Halter für den Sensor-Impulsgeber ausgebildet. Der Nietkopf wird somit an die Geometrie des Sensor-Impulsgebers, welcher vorzugsweise als Magnet bzw. Permanentmagnet ausgebildet ist, angepasst.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Nietkopf aus Kunststoff gefertigt. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, dass der Magnet vor der Montage mit Kunststoff umspritzt wird, wobei lediglich eine äußere Stirnfläche des Magneten offen bleibt, so dass das durch den Magnet erzeugte Magnetfeld in Wirkverbindung mit dem Sensorelement treten kann. Das Sensorelement bildet mit dem Magneten einen magnetisch-induktiven Sensor und ist vorzugsweise als Hall-Element ausgebildet.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Spindel mit einer koaxial angeordneten Lagerhülse, auch Aufschraubzapfen genannt, verbunden. Die Lagerhülse dient einerseits der Lagerung und Führung der Spindel im Gehäuse und andererseits zum Anschluss eines Lenkgestänges für ein lenkbares Hinterrad des Kraft-fahrzeuges. Die Spindel respektive die Lagerhülse weisen an geeigneter Stelle, d. h. im Bereich des gehäuseseitigen Sensorelements eine Radialbohrung auf, in welche die Spreizbuchse eingesetzt wird. Im Anschluss daran wird der Nietstift zusammen mit dem den Magnet enthaltenden Nietkopf in die Spreizbuchse eingeführt, die somit radial verpresst wird. Damit wird ein fester Sitz durch Kraftschluss zwischen der Spreizbuchse und der Spindel bzw. dem Aufschraubzapfen erreicht. Der Magnet ist somit mit geringem Montageaufwand an der Spindel fixiert.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Hinterachslenkung mit einem Aktuator, der nach einem der vorgenannten Ausführungen ausgebildet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen

1 einen Aktuator mit einer axial verstellbaren Spindel und einem linearen Wegsensor,
2 einen auf der Spindel befestigten Magneten und
3 ein Spreizelement zur Befestigung des Magneten.

1 zeigt einen Aktuator 1 für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges mit einem Gehäuse 2, welches über ein Gelenk 3 an einem nicht dargestellten Fahrzeug, insbesondere dessen Karosserie befestigt ist. In dem Gehäuse 2 ist ein Spindelantrieb 4 aufgenommen, welcher eine gehäuseseitig gelagerte Spindelmutter 5 sowie eine mit der Spindelmutter 5 in Eingriff stehende, axial verschiebbare Spindel 6 aufweist. Auf der Spindelmutter 5 ist drehfest eine Riemenscheibe 7 angeordnet, welche über einen Riemen 8 oder ein anderes Zugmittel von einem Elektromotor 9 antreibbar ist. Alternativ kann anstelle des Zugmitteltriebes auch ein Antrieb der Spindelmutter 5 über Zahnräder erfolgen. Die Spindel 6 weist ein stirnseitiges Ende 6a auf, welches dreh- und schubfest mit einer Lagerhülse 9, auch Aufschraubzapfen 9 genannt, verbunden und in einem gehäuseseitigen Lager 10 geführt ist. Die Lagerhülse 9, welche teilweise aus dem Gehäuse 2 herausragt, ist mit einem Gelenkzapfen 11 verbunden, an welchen ein nicht dargestelltes Lenkgestänge zur Beeinflussung des Lenkwinkels eines nicht dargestellten Hinterrades anlenkbar ist. Die Spindel 6, welche auf nicht dargestellte Weise am Verdrehen gehindert ist, übt beim Antrieb durch die Spindelmutter 5 eine reine Axialbewegung aus.
Zur Erfassung der axialen Position der Spindel 6 respektive des Aufschraubzapfens 9 und des Gelenkzapfens 11 ist der Aktuator 1 mit einem magnetisch-induktiven Sensor, einem linearen Wegsensor 12, ausgestattet, welcher einerseits ein im Gehäuse 2 befestigtes Sensorelement 13 und andererseits einen beweglichen, mit der Spindel 6 bzw. dem Aufschraubzapfen 9 verbundenen Sensor-Impulsgeber 14 umfasst. Der lineare Wegsensor 12 ist vorzugsweise als Hall-Sensor ausgebildet, d. h. das gehäusefest angeordnete Sensorelement 13 umfasst ein nicht dargestelltes Hall-Element. Die Befestigung des Sensor-Impulsgebers 14 am Aufschraubzapfen 9 ist detailliert und vergrößert in 2 dargestellt.
2 zeigt den Sensor-Impulsgeber 14, welcher in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Permanentmagnet ausgebildet ist und einen Nordpol 14a und einen Südpol 14b aufweist. Der Permanentmagnet 14, auch kurz Magnet 14 genannt, ist mittels eines Spreizelements 15, welches als Einzelteil in 3 dargestellt ist, mit dem auf der Spindel 6 angeordneten Aufschraubzapfen 9 fest verbunden. Wie aus 2 und 3 ersichtlich, ist das Spreizelement 15, welches vorzugsweise als Spreizniet 15 ausgebildet ist, zweiteilig und weist einerseits einen Nietkopf 16 mit einem Nietstift 16a und andererseits eine spreizbare Buchse 17, auch Spreizbuchse 17 genannt, auf, welche in eine passende Radialbohrung 9a im Aufschraubzapfen 9 eingesetzt ist. Das Spreizelement 15 ist als Kunststoffspritzteil ausgebildet - der im Nietkopf 16 angeordnete und fixierte Magnet 14 ist daher mit Kunststoff umspritzt, wobei lediglich die Stirnfläche des Nordpols 14a freigelassen ist, damit das vom Magnet 14 erzeugte Magnetfeld ungehindert austreten und in Wirkverbindung mit dem Hall-Element treten kann. Der Magnet 14 wird mit dem als Magnethalter fungierenden Nietkopf 16 einschließlich Nietstift 16a vorgefertigt, wobei gleichzeitig die Orientierung des Permanentmagneten 14 festgelegt wird: beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Nordpol 14a also oben und frei. Zur Montage wird die Spreizbuchse 17 in die Radialbohrung 9a eingesetzt, wobei ein Bund 17b als Anschlag in radialer Richtung dient. Wie aus 3 ersichtlich, weist die Spreizbuchse 17 einen Längsschlitz 17a auf und kann daher durch den eindringenden Nietstift 16a radial aufgeweitet werden. Nach dem Einsetzen der Spreizbuchse 17 in die Radialbohrung 9a wird der Nietstift 16a in die Spreizbuchse 17 eingeführt, bis der Nietkopf 16 auf dem Bund 17b zum Anschlag kommt. Die Spreizbuchse 17 ist damit gegenüber der Wandung der Bohrung 9a verpresst, d. h. es wird ein Presssitz für eine dauerhafte Befestigung erzielt. Der Magnet 14 ist damit fest gegenüber der Spindel 6 fixiert.
Bezugszeichenliste

1: Aktuator
2: Gehäuse
3: Gelenk
4: Spindelantrieb
5: Spindelmutter
6: Spindel
6a: Spindelende
7: Riemenscheibe
8: Riemen
9: Lagerhülse
9a: Radialbohrung
10: Lager
11: Gelenkzapfen
12: Wegsensor
13: Sensorelement (gehäusefest)
14: Sensor-Impulsgeber/Magnet (beweglich)
14a: Nordpol
14b: Südpol
15: Spreizniet
16: Nietkopf
16a: Nietstift
17: Spreizbuchse
17a: Längsschlitz
17b: Bund

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 102006048614 A1 [0002]
DE 102012210225 A1 [0003]

Claims

Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges mit einem Gehäuse (2) und einem Spindelantrieb (4), welcher eine im Gehäuse (2) axial verschiebbare Spindel (6) aufweist, und mit einem Wegsensor (12), welcher ein am Gehäuse (2) angeordnetes Sensorelement (13) und einen an der Spindel (6) angeordneten Sensor-Impulsgeber (14) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor-Impulsgeber (14) mittels eines Spreizelements (15) mit der Spindel (6) verbunden ist.
Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spreizelement als Spreizniet (15) ausgebildet ist und eine Spreizbuchse (17) sowie einen Nietkopf (16) mit einem Nietstift (16a) aufweist.
Aktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nietkopf (16) als Halter für den Sensor-Impulsgeber (14) ausgebildet ist.
Aktuator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor-Impulsgeber als Magnet (14, 14a, 14b) ausgebildet und im Nietkopf (16) aufgenommen ist.
Aktuator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Nietkopf (16) aus Kunststoff ist und dass der Magnet (14) unter Belassung einer freien Stirnfläche des Magneten (14) umspritzt ist.
Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (6) fest mit einer koaxial angeordneten Lagerhülse (9) verbunden ist.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (6) respektive die Lagerhülse (9) eine Radialbohrung (9a) aufweist und dass die Spreizbuchse (17) in die Radialbohrung (9a) eingesetzt und durch den Nietstift (16a) radial verpresst ist.
Hinterachslenkung mit einem Aktuator nach einem der vorgehenden Ansprüche.