DE102018115787A1 - Screw drive and linear actuator with this screw drive - Google Patents

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DE102018115787A1 DE102018115787.8A DE102018115787A DE102018115787A1 DE 102018115787 A1 DE102018115787 A1 DE 102018115787A1 DE 102018115787 A DE102018115787 A DE 102018115787A DE 102018115787 A1 DE102018115787 A1 DE 102018115787A1
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Alexander Hausmann
Daniel Faber
Benjamin Wübbolt-Gorbatenko
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Abstract

Gewindetrieb und ein mit diesem Gewindetrieb versehener Linearaktuator insbesondere einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges. Der Gewindetrieb weist auf: eine Mutter (2), die drehbar auf einer gegenüber der Mutter (2) axial verschieblich angeordneten Gewindespindel (1) angeordnet ist, und ein Lager (3) zur drehbaren Lagerung der Mutter (2). Eine mit der Mutter (2) zusammenwirkende Reibeinrichtung (18) erzeugt ein um die Rotationsachse der Mutter (2) wirkendes Reibmoment, das abhängig ist von einer an der Gewindespindel (1) angreifenden Axiallast.Screw drive and a linear actuator provided with this screw drive, in particular a rear axle steering of a motor vehicle. The screw drive has: a nut (2) which is rotatably arranged on a threaded spindle (1) which is axially displaceable relative to the nut (2), and a bearing (3) for rotatably mounting the nut (2). A friction device (18) cooperating with the nut (2) generates a frictional torque which acts around the axis of rotation of the nut (2) and which is dependent on an axial load acting on the threaded spindle (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gewindetrieb, sowie einen Linearaktuator mit diesem Gewindetrieb, insbesondere für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges.The present invention relates to a screw drive and a linear actuator with this screw drive, in particular for a rear axle steering of a motor vehicle.

Aus DE 10201410019 A1 beispielsweise ist eine Hinterachslenkung bekannt geworden, die einen Linearaktuator weist, dessen Radführungselement die beiden Räder einer Achse anlenkt. Der Linearaktuator weist einen Gewindetrieb auf, der durch einen Kugelgewindetrieb gebildet ist. Dieser Linearaktuator weist ein Gehäuse auf, in dem der Gewindetrieb untergebracht ist, wobei die drehbeweglich in dem Gehäuse gelagerte Mutter von einem Elektromotor drehangetrieben ist. Die Mutter ist mittels eines Rillenkugellagers in dem Gehäuse gelagert. Die Mutter ist auf einer Gewindespindel angeordnet, die unter Betätigung der Mutter relativ zu der Mutter axial verschoben wird. Die Gewindespindel ist Teil des Radführungselementes, und ist an ihren beiden axialen Enden mit Spurlenkern verbunden, die die beiden Räder anlenken.Out DE 10201410019 A1 For example, rear-axle steering has become known which has a linear actuator, the wheel guide element of which links the two wheels of an axle. The linear actuator has a screw drive which is formed by a ball screw drive. This linear actuator has a housing in which the screw drive is accommodated, the nut rotatably mounted in the housing being driven in rotation by an electric motor. The nut is mounted in the housing by means of a deep groove ball bearing. The nut is arranged on a threaded spindle which is moved axially relative to the nut when the nut is actuated. The threaded spindle is part of the wheel guide element, and is connected at its two axial ends to track control arms which link the two wheels.

Da der Kugelgewindetrieb nicht selbsthemmend ausgeführt ist, ist eine Blockiereinrichtung vorgesehen, die eine axiale Verschiebung der Gewindespindel verhindert, wenn der Elektromotor stromlos ist. Diese Blockiereinrichtung umfasst eine Scheibe mit Ausnehmungen, einen Elektromagneten, sowie Bolzen, die von dem Elektromagneten betätigt werden, und die in dieser Ausnehmungen eingreifen können.Since the ball screw is not self-locking, a blocking device is provided which prevents axial displacement of the threaded spindle when the electric motor is de-energized. This blocking device comprises a disc with recesses, an electromagnet, and bolts which are actuated by the electromagnet and which can engage in these recesses.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen demgegenüber vereinfachten Gewindetrieb mit drehangetriebener Mutter anzugeben.The object of the present invention was to provide a, in contrast, simplified screw drive with a rotary nut.

Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch den Gewindetrieb gemäß Anspruch 1 gelöst. Die
Mutter ist drehbar auf einer gegenüber der Mutter axial verschieblich angeordneten Gewindespindel angeordnet. Der Gewindetrieb kann als Trapezgewindetrieb, Kugelgewindetrieb, Rollengewindetrieb und insbesondere als Planetenwälzgewindetrieb ausgebildet sein. Die Ausführungsart des Gewindetriebs, die Größe der Gewindesteigung und innere Reibung bestimmen dessen Fähigkeit, die Gewindespindel in einer axialen Position zu halten unter einer an der Gewindespindel angreifenden Axiallast, wenn keine aktive Umfangslast an der Mutter angreift.
According to the invention, this object was achieved by the screw drive according to claim 1. The
The nut is rotatably arranged on a threaded spindle which is axially displaceable relative to the nut. The screw drive can be designed as a trapezoidal screw drive, ball screw drive, roller screw drive and in particular as a planetary roller screw drive. The design of the lead screw, the size of the lead, and internal friction determine its ability to hold the lead screw in an axial position under an axial load applied to the lead screw when no active peripheral load is applied to the nut.

Ferner ist ein Lager zur drehbaren Lagerung der Mutter vorgesehen. Das Lager ist vorzugsweise als Axiallager, insbesondere als Axialwälzlager ausgeführt und überträgt an der Gewindespindel angreifende Axiallasten. Das Lager kann zusätzlich als Radiallager ausgeführt sein, um die Mutter in radialen Richtungen zu lagern. Der Gewindetrieb kann in einem Gehäuse gelagert sein, das die Lagerkräfte aufnimmt.A bearing for rotatably supporting the mother is also provided. The bearing is preferably designed as an axial bearing, in particular as an axial roller bearing, and transmits axial loads acting on the threaded spindle. The bearing can also be designed as a radial bearing to support the nut in radial directions. The screw drive can be mounted in a housing that absorbs the bearing forces.

Erfindungsgemäß ist eine mit der Mutter in Wirkverbindung angeordnete Reibeinrichtung vorgesehen, die ein um die Rotationsachse der Mutter wirkendes Reibmoment erzeugt, das abhängig ist von einer an der Gewindespindel angreifenden Axiallast. Die Reibeinrichtung ist so dimensioniert, dass der Gewindetrieb jedenfalls keine unerwünschte Drehbewegung der Mutter zulässt unter einer an der Gewindespindel angreifenden Axiallast.According to the invention, a friction device is provided that is operatively connected to the nut and that generates a frictional torque that acts around the axis of rotation of the nut and that is dependent on an axial load acting on the threaded spindle. The friction device is dimensioned in such a way that the screw drive does not permit any undesired rotary movement of the nut under an axial load acting on the threaded spindle.

Das Reibmoment kann gebildet sein aus dem Produkt der Reibkraft mit ihrem wirksamen Hebelarm um die Rotationsachse der Mutter. Die Reibkraft wirkt zwischen Reibflächen der Reibeinrichtung. Die eine Reibfläche ist der Mutter zugeordnet, die andere Reibfläche ist in Bezug auf die Mutter rotationsfest und kann einem Gehäuse zugeordnet sein, in dem der Gewindetrieb gelagert ist. Je größer die Axiallast ist, desto größer ist die Reibkraft, und demzufolge wird ein höheres Reibmoment bereitgestellt, das eine Rotation der Mutter verhindert.The frictional moment can be formed from the product of the frictional force with its effective lever arm about the axis of rotation of the nut. The frictional force acts between the friction surfaces of the friction device. One friction surface is assigned to the nut, the other friction surface is rotationally fixed with respect to the nut and can be assigned to a housing in which the screw drive is mounted. The greater the axial load, the greater the frictional force, and consequently a higher frictional torque is provided which prevents the nut from rotating.

Mit der Reibeinrichtung kann eine Selbsthemmung des Gewindetriebs sichergestellt werden. Die Reibeinrichtung kann derart dimensioniert sein, dass der Gesamtwirkungsgrad des Gewindetriebs auf höchstens 50 % begrenzt ist. Gewindetriebe sind unterhalb dieses Wirkungsgrades selbsthemmend (vgl Fachbuch Roloff Matek, „Maschinenelemente, 18. Auflage, Kap. 8.5.5.).Self-locking of the screw drive can be ensured with the friction device. The friction device can be dimensioned such that the overall efficiency of the screw drive is limited to a maximum of 50%. Screw drives are self-locking below this level of efficiency (see specialist book Roloff Matek, “Machine Elements, 18th Edition, Section 8.5.5.).

Jedenfalls stellt die Reibeinrichtung ein ausreichendes Reibmoment bereit, das ein Stillstehen der Mutter gegenüber der Gewindespindel gewährleistet, wenn Axiallasten an der Gewindespindel angreifen.In any case, the friction device provides a sufficient friction torque which ensures that the nut remains stationary with respect to the threaded spindle when axial loads act on the threaded spindle.

Wenn an der Gewindespindel eine kleinere äußere axiale Last angreift, mag der Gewindetrieb auch ohne zugeschaltete Reibeinrichtung aufgrund seiner Bauart und ausreichender innerer Reibung geeignet sein, eine Rotation der Mutter unter einer an der Gewindespindel angreifenden Axiallast zu verhindern. Wenn jedoch eine größere axiale Last an der Gewindespindel angreift, die eine axiale Grenzlast überschreitet, verhindert die erfindungsgemäße Reibeinrichtung eine unerwünschte Rotation der Mutter. Ohne diese Reibeinrichtung könnte diese größere Axiallast die Mutter in Drehbewegung versetzen.If a smaller external axial load acts on the threaded spindle, the screw drive may also be suitable, due to its design and sufficient internal friction, even without an engaged friction device, to prevent rotation of the nut under an axial load acting on the threaded spindle. However, if a larger axial load acts on the threaded spindle, which exceeds an axial limit load, the friction device according to the invention prevents an undesired rotation of the nut. Without this friction device, this larger axial load could cause the nut to rotate.

Die größere Axiallast erzeugt eine Reibkraft in der Reibeinrichtung, die ein Reibmoment um die Rotationsachse des Gewindetriebs erzeugt. Auf diese Weise kann eine Selbsthemmung gewährleistet werden, jedenfalls ausreichend große Reibungsverluste des Gewindetriebes, die ein Stillstehen der Mutter gegenüber der Gewindespindel gewährleistet, wenn die Mutter nicht aktiv drehangetrieben wird.The larger axial load generates a frictional force in the friction device, which generates a frictional moment about the axis of rotation of the screw drive. In this way, self-locking can be ensured, in any case sufficiently large friction losses of the screw drive, which cause the Nut against the threaded spindle guaranteed if the nut is not actively rotated.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Reibeinrichtung zugeschaltet ist unter einer größeren Axiallast, die größer ist als eine kritische Axiallast, und welche Reibeinrichtung abgeschaltet ist unter einer kleineren Axiallast, die kleiner als die kritische Axiallast ist. Die Reibeinrichtung kann auf die kritische Axiallast eingestellt sein, unter der die Mutter ohne Reibeinrichtung rotieren könnte, die also die inneren Verlustmomente überwindet. Unterhalb der kritischen Axiallast kann die Reibeinrichtung abgeschaltet sein, und erzeugt demzufolge keine Reibkraft und kein Reibmoment.A further development of the invention provides that the friction device is switched on under a larger axial load that is greater than a critical axial load, and which friction device is switched off under a smaller axial load that is smaller than the critical axial load. The friction device can be set to the critical axial load under which the nut could rotate without a friction device, which therefore overcomes the internal loss moments. Below the critical axial load, the friction device can be switched off and consequently generates no friction force and no friction torque.

Der Wirkungsgrad eines Gewindetriebes kann lastabhängig sein und bei geringen äu-ßeren axialen Lasten unterhalb der kritischen Axiallast ausreichend klein sein, um den Gewindetrieb im Bereich der Selbsthemmung zu halten, ohne die Reibeinrichtung einzuschalten.The efficiency of a screw drive can be load-dependent and at low external axial loads below the critical axial load it can be sufficiently small to keep the screw drive in the area of self-locking without switching on the friction device.

Vorzugsweise bilden die Reibeinrichtung und das Lager gemeinsam ein Reiblager, dessen zwei Reiblagerteile sowohl mit Lagerflächen zur drehbaren Lagerung der Mutter als auch mit Reibflächen der Reibeinrichtung versehen sind. Dieses Reiblager zeichnet sich in günstiger Weise dadurch aus, dass es einerseits eine drehbewegliche Lagerung der Mutter beispielsweise in einem Gehäuse ermöglicht, und andererseits sicherstellt, dass der Gesamtwirkungsgrad des Gewindetriebs oder einer diesen Gewindetrieb umfassenden Einrichtung auf höchstens 50 % begrenzt werden kann, selbst wenn sehr große axiale Lasten an der Gewindespindel angreifen. Ein weiterer Vorteil dieses Reiblagers kann darin gesehen werden, dass die Anzahl zusätzlicher Bauteile für die Reibeinrichtung minimiert werden kann, wie nachstehend weiter ausgeführt wird.Preferably, the friction device and the bearing together form a friction bearing, the two friction bearing parts of which are provided both with bearing surfaces for the rotatable mounting of the nut and with friction surfaces of the friction device. This friction bearing is characterized in a favorable manner in that on the one hand it enables the nut to be rotatably supported, for example in a housing, and on the other hand it ensures that the overall efficiency of the screw drive or a device comprising this screw drive can be limited to a maximum of 50%, even if very much attack large axial loads on the threaded spindle. Another advantage of this friction bearing can be seen in the fact that the number of additional components for the friction device can be minimized, as will be explained further below.

Die Reibeinrichtung weist vorzugsweise zwei Reiblagerteile auf, die unter elastischer Verformung wenigstens eines der beiden Reiblagerteile mit ihren Reibflächen in Reibkontakt kommen. Unter einer axialen Belastung der Gewindespindel werden die beiden Reiblagerteile mit ihren Reibflächen in Richtung gegeneinander gedrückt. Wenn diese axiale Last die axiale Grenzlast überschreitet ist die elastische Verformung so groß, dass die beiden Reibflächen der beiden Reiblagerteile in Reibkontakt miteinander kommen und eine Reibkraft bereitstellen, die ein ausreichend großes Reibmoment erzeugt, das eine unerwünschte Rotation der Mutter verhindert.The friction device preferably has two friction bearing parts, which come into frictional contact with their friction surfaces under elastic deformation of at least one of the two friction bearing parts. With an axial load on the threaded spindle, the two friction bearing parts are pressed against one another with their friction surfaces. If this axial load exceeds the axial limit load, the elastic deformation is so great that the two friction surfaces of the two friction bearing parts come into frictional contact with one another and provide a frictional force that generates a sufficiently large frictional torque that prevents an undesired rotation of the nut.

Insbesondere in Anwendungen mit hoher Sicherheitsstufe - beispielsweise Linearaktuatoren einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges - muss sichergestellt sein, dass bei antriebsfreier Mutter unerwünschte axiale Relativverschiebungen der Gewindespindel gegenüber der Mutter ausgeschlossen sind. Denn in der genannten Anwendung ist die Gewindespindel regelmäßig Teil eines Radführungselementes, das die Räder der Hinterachse anlenkt. Lenkbewegungen der Hinterräder müssen ausgeschlossen sein, wenn keine aktive Verstellung durch den Linearaktuator erfolgt. Aus diesem Grund kann der Federweg der beiden Reiblagerteile bis zum erforderlichen Reibkontakt und dem sich einstellenden Reibmoment so kurz bemessen sein, dass dieser Federweg keine störenden axialen Bewegungen des Radführungselementes zur Folge hat.In particular in applications with a high safety level - for example linear actuators of a rear axle steering system of a motor vehicle - it must be ensured that undesired axial relative displacements of the threaded spindle with respect to the nut are excluded in the case of a drive-free nut. Because in the application mentioned, the threaded spindle is regularly part of a wheel guiding element which links the wheels of the rear axle. Steering movements of the rear wheels must be excluded if there is no active adjustment by the linear actuator. For this reason, the spring travel of the two friction bearing parts up to the required frictional contact and the resulting frictional torque can be dimensioned so short that this spring travel does not result in any disruptive axial movements of the wheel guide element.

Diese Reiblagerteile sind vorzugsweise jeweils mit ersten kreisringförmigen Abschnitten versehen, an denen die einander zugewandten Lagerflächen ausgebildet sind. Ferner sind diese Reiblagerteile jeweils mit zu den ersten kreisringförmigen Abschnitten radial benachbart angeordneten zweiten kreisringförmigen Abschnitten versehen, an denen einander zugewandte Reibflächen der Reibeinrichtung ausgebildet sind. Die beiden Reiblagerteile bilden demzufolge wesentliche Bauteile sowohl des Lagers, als auch der Reibeinrichtung. Diese Doppelfunktion der Reiblagerteile reduziert die Anzahl der erforderlichen Bauteile deutlich und trägt zu einer erwünschten Reduzierung des Gesamtgewichts des Gewindetriebs bei.These friction bearing parts are preferably each provided with first annular sections on which the mutually facing bearing surfaces are formed. Furthermore, these friction bearing parts are each provided with second annular sections arranged radially adjacent to the first annular sections, on which mutually facing friction surfaces of the friction device are formed. The two friction bearing parts therefore form essential components of both the bearing and the friction device. This double function of the friction bearing parts significantly reduces the number of components required and contributes to a desired reduction in the total weight of the screw drive.

Das wenigstens eine Reiblagerteil kann einen radial zwischen dem ersten kreisringförmigen Abschnitt und dem zweiten kreisringförmigen Abschnitt angeordneten elastisch auslenkbaren Federabschnitt aufweisen. Dieser Federabschnitt ist so ausgelegt, dass eine elastische Verformung dieses Reiblagerteils ausreichend groß ist, um die Reibflächen in der beschriebenen Weise in Reibkontakt miteinander zu bringen.The at least one friction bearing part can have an elastically deflectable spring section arranged radially between the first annular section and the second annular section. This spring section is designed so that an elastic deformation of this friction bearing part is sufficiently large to bring the friction surfaces into frictional contact with one another in the manner described.

Vorzugsweise ist das Lager als Axialwälzlager ausgebildet, zwischen dessen Lagerflächen Wälzkörper angeordnet sind, die an den Laufbahnen bildenden Lagerflächen abwälzen und eine Axiallast der Gewindespindel übertragen.The bearing is preferably designed as an axial roller bearing, between the bearing surfaces of which rolling elements are arranged, which roll on the bearing surfaces forming the raceways and transmit an axial load of the threaded spindle.

Kleineren Axiallasten werden nur über das Axiallager, größere axiale Kräfte zusätzlich über die Reibeinrichtung unter Erzeugung einer Reibkraft übertragen. Der Kraftfluss erfolgt im Fall größerer axialer Lasten sowohl über das Axiallager als auch über die Reibeinrichtung.Smaller axial loads are only transmitted via the axial bearing, larger axial forces additionally via the friction device, generating a frictional force. In the case of larger axial loads, the force flow takes place both via the axial bearing and via the friction device.

Die beiden Reiblagerteile sind vorzugsweise derart geformt, dass bei lastfreiem Gewindetrieb die beiden Reibflächen beabstandet zueinander angeordnet sind, also kein Reibmoment übertragen wird. Unter zunehmender axialer Belastung und elastischer Verformung wenigstens einer der beiden Lagerscheiben reduziert sich der Abstand zwischen den beiden Reibflächen, bis diese schließlich in Reibkontakt kommen und die Reibeinrichtung zugeschaltet ist.The two friction bearing parts are preferably shaped such that the two friction surfaces are spaced apart from one another in the case of a load-free screw drive, that is to say no friction torque is transmitted. With increasing axial load and elastic deformation of at least one of the two bearing disks, the distance between the two friction surfaces is reduced until they finally in Friction come and the friction device is switched on.

Eine erfindungsgemäße Weiterbildung kann ein Reiblager aufweisen, dessen Reibeinrichtung immer zugeschaltet ist, also abweichend zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel auch bei geringen axialen Lasten ein Reibmoment erzeugt wird.A further development according to the invention can have a friction bearing, the friction device of which is always switched on, that is to say, in contrast to the exemplary embodiment described above, a friction torque is generated even with low axial loads.

Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Gewindetrieb durch einen Planetenwälzgewindetrieb mit axial vorgespannten Planeten gebildet, die zwischen der Mutter und der Gewindespindel über den Umfang verteilt angeordnet sind, wobei die Mutter eine Hülse und zwei quer zur Längsachse geteilte Mutterteile aufweist, zwischen denen eine Distanzscheibe angeordnet ist. Die Distanzscheiben halten die beiden Mutterteile auf eine vorbestimmte Distanz, in der eine Spielfreiheit des Planetenwälzgewindetriebes gewährleistet ist. Derartige, an sich bekannte Planetenwälzgewindetriebe zeichnen sich durch eine hohe Stellgenauigkeit aus. Derartige Planetenwälzgewindetriebe können einen Wirkungsgrad größer als 50 % aufweisen, sodass mittels der erfindungsgemäß vorgesehenen Reibeinrichtung der Wirkungsgrad auf höchstens 50 % begrenzt ist, jedenfalls die Reibungsverluste ausreichend groß sind auch bei großen axialen Lasten, so dass unerwünschte Rotation der Mutter gegenüber der Gewindespindel ausgeschlossen ist.The screw drive according to the invention is preferably formed by a planetary roller screw drive with axially preloaded planets, which are distributed over the circumference between the nut and the threaded spindle, the nut having a sleeve and two nut parts divided transversely to the longitudinal axis, between which a spacer is arranged. The spacers keep the two nut parts at a predetermined distance, in which a clearance of the planetary roller screw is guaranteed. Such known planetary roller screws are characterized by a high positioning accuracy. Such planetary roller screws can have an efficiency greater than 50%, so that the efficiency is limited to a maximum of 50% by means of the friction device provided according to the invention, in any case the friction losses are sufficiently large even with large axial loads, so that undesired rotation of the nut relative to the threaded spindle is excluded.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht einen Linearaktuator mit einem erfindungsgemäßen Gewindetrieb vor, mit einem die Mutter antreibenden Motor, und mit einem Gehäuse, in dem der Gewindetrieb mittels des Lagers drehbar gelagert ist. Die Reibeinrichtung kann in diesem Fall wirksam zwischen dem Gehäuse und der Mutter angeordnet sein. Im Fall des oben beschriebenen Reiblagers kann dessen eines Reiblagerteil an der Mutter und dessen anderes Reiblagerteil an dem Gehäuse abgestützt sein,A further development of the invention provides a linear actuator with a screw drive according to the invention, with a motor driving the nut, and with a housing in which the screw drive is rotatably mounted by means of the bearing. In this case, the friction device can be effectively arranged between the housing and the nut. In the case of the friction bearing described above, one of the friction bearing parts can be supported on the nut and the other friction bearing part can be supported on the housing,

Die Hülse der Mutter kann einen mit einem Antriebsrad - beispielsweise ein Riemenrad eines Zugmitteltriebs - versehenen Endabschnitt aufweisen, der axial benachbart zu einem die beiden Mutterteile aufnehmenden Mittelabschnitt der Hülse angeordnet ist.The sleeve of the nut can have an end section provided with a drive wheel, for example a belt wheel of a traction mechanism drive, which is arranged axially adjacent to a central section of the sleeve which receives the two nut parts.

In diesem Fall kann der die Mutter antreibende Elektromotor außerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Der Endabschnitt kann durch einen Ringspalt zwischen Gehäuse und Gewindespindel durchgeführt sein und das Gehäuse durchdringen. Das Antriebsrad ist in diesem Fall außerhalb des Gehäuses auf diesem Hülsenabschnitt drehfest angeordnet.In this case, the electric motor driving the nut can be arranged outside the housing. The end section can be passed through an annular gap between the housing and the threaded spindle and penetrate the housing. In this case, the drive wheel is arranged in a rotationally fixed manner outside of the housing on this sleeve section.

Vorzugsweise ist dieser Linearaktuator für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges weitergebildet, dessen Radführungselement zwei Räder einer Achse anlenkt, wobei die Gewindespindel Teil des Radführungselementes ist.This linear actuator is preferably developed for a rear axle steering of a motor vehicle, the wheel guide element of which links two wheels of an axle, the threaded spindle being part of the wheel guide element.

Bei derartigen Linearaktuatoren muss sichergestellt sein, dass eine eingestellte Lage der beiden Räder auch unter großen axialen Belastungen des Radführungselementes beibehalten wird. Die vorgeschlagene Erfindung ermöglicht auf einfache Art und Weise diese erforderliche Lageeinhaltung durch ausreichend große Reibungsverluste oder Selbsthemmung des Linearaktuators.With such linear actuators, it must be ensured that an adjusted position of the two wheels is maintained even under large axial loads on the wheel guide element. The proposed invention enables this required position to be maintained in a simple manner by means of sufficiently large friction losses or self-locking of the linear actuator.

Nachstehend wird die Erfindung eines in insgesamt neun Figuren abgebildeten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 einen erfindungsgemäßen Linearaktuator im Längsschnitt,
  • 2 einen erfindungsgemäßen Gewindetrieb des Linearaktuators aus 1 im Längsschnitt
  • 3 eine Ansicht des Gewindetriebs aus 2
  • 4 ein Reiblager des Gewindetriebs aus 2 als Einzelheit im Schnitt
  • 5 eine Ausschnittsvergrößerung des Reiblagers aus 4
  • 6 ein erstes Diagramm, Wirkungsgrad aufgetragen über die Axiallast
  • 7 zweites Diagramm, Kraft im Reiblager aufgetragen über die Axiallast
  • 8 eine Ansicht eines Kraftfahrzeuges mit einer Hinterachslenkung, die mit einem erfindungsgemäßen Linearaktuator versehen ist, in schematischer Darstellung und
  • 9 eine Ausschnittsvergrößerung aus 8.
The invention of an exemplary embodiment shown in a total of nine figures is explained in more detail below. Show it:
  • 1 a linear actuator according to the invention in longitudinal section,
  • 2 a screw drive according to the invention of the linear actuator 1 in longitudinal section
  • 3 a view of the screw drive 2
  • 4 a friction bearing of the screw drive 2 as a detail on average
  • 5 an enlarged section of the friction bearing 4
  • 6 a first diagram, efficiency plotted against the axial load
  • 7 second diagram, force in the friction bearing plotted against the axial load
  • 8th a view of a motor vehicle with a rear axle steering, which is provided with a linear actuator according to the invention, in a schematic representation and
  • 9 an enlarged section 8th ,

1 zeigt im Längsschnitt einen erfindungsgemäßen Linearaktuator, der für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges ausgebildet ist. Dieser Linearaktuator ist mit einem erfindungsgemäßen Gewindetrieb versehen. 1 shows in longitudinal section a linear actuator according to the invention, which is designed for rear axle steering of a motor vehicle. This linear actuator is provided with a screw drive according to the invention.

Der Gewindetrieb umfasst eine auf einer Gewindespindel 1 drehbar angeordnete Mutter 2.The lead screw includes one on a lead screw 1 rotatably arranged nut 2 ,

Unter Drehantrieb der Mutter 2 wird die drehfest angeordnete Gewindespindel 1 entlang ihrer Längsachse relativ zu der Mutter 2 verschoben.With the mother turning 2 becomes the non-rotatably arranged threaded spindle 1 along its longitudinal axis relative to the mother 2 postponed.

Zu beiden axialen Seiten der Mutter 2 ist jeweils ein Lager 3 angeordnet. Über diese beiden Lager 3 ist die Mutter 2 in einem Gehäuse 12 des Linearaktuators axial gelagert. Im vorliegenden Fall sind die beiden Lager 3 als Reiblager 4 ausgebildet, wie weiter unten näher erläutert wird.On both axial sides of the nut 2 is a warehouse 3 arranged. About these two camps 3 is the mother 2 in one housing 12 of the linear actuator mounted axially. In the present case, the two camps 3 as a friction bearing 4 trained, as will be explained in more detail below.

Der Gewindetrieb ist durch einen an sich bekannten Planetenwälzgewindetrieb mit axial vorgespannten Planeten 5 gebildet, die zwischen der Mutter 2 und der Gewindespindel 1 über den Umfang verteilt angeordnet sind. Die Mutter 2 umfasst eine Hülse 8 und zwei quer zur Längsachse geteilte Mutterteile 6, zwischen denen ein Distanzring 7 angeordnet ist. Die Planeten 5 sind in bekannter Weise mit einem nicht näher abgebildeten zahnförmigen Rillenprofil versehen, das mit zahnförmigen Rillenprofilen der Mutterteile 6 kämmt. Der Distanzring 7 drückt gegen die Mutterteile 6. Die Planeten 5 werden im Flankeneingriff mit der Mutter 2 radial in Richtung auf die Gewindespindel 1 gedrückt. Auf diese Weise ist ein spielfreier Planetenwälzgewindetrieb gebildet. The screw drive is through a known planetary roller screw drive with axially preloaded planet 5 formed between the mother 2 and the threaded spindle 1 are distributed over the circumference. The mother 2 includes a sleeve 8th and two nut parts divided transversely to the longitudinal axis 6 , between which a spacer 7 is arranged. The planets 5 are provided in a known manner with a tooth-shaped groove profile, not shown, which with tooth-shaped groove profiles of the mother parts 6 combs. The spacer ring 7 presses against the mother parts 6 , The planets 5 are flanked by the mother 2 radially in the direction of the threaded spindle 1 pressed. In this way, a play-free planetary roller screw drive is formed.

Die Hülse 8 weist einen hohlzylindrischen Mittelabschnitt 9 auf, an den axial zu beiden Seiten jeweils ein hohlzylindrischer Endabschnitt 10 anschließt, der gegenüber dem Mittelabschnitt 9 im Durchmesser verjüngt ist. Die beiden Endabschnitte 10 sind mit dem Mittelabschnitt 9 mittels Schultern 13 verbunden, die auch als Radialborde bezeichnet werden können. Auf beiden Endabschnitten 10 ist jeweils ein Radiallager 11 angeordnet. Der Gewindetrieb ist mittels dieser beiden Radiallager 11 in einem Gehäuse 12 des Linearaktuators radial gelagert.The sleeve 8th has a hollow cylindrical middle section 9 on, on the axially on both sides of a hollow cylindrical end portion 10 connects, which is opposite the central section 9 is tapered in diameter. The two end sections 10 are with the middle section 9 by means of shoulders 13 connected, which can also be referred to as radial rims. On both end sections 10 is a radial bearing 11 arranged. The screw drive is by means of these two radial bearings 11 in one housing 12 of the linear actuator mounted radially.

Der Linearaktuator umfasst neben dem Gewindetrieb das Gehäuse 12 und einen Zugmitteltrieb 14, über den die Mutter 2 drehangetrieben wird. Der Zugmitteltrieb 14 umfasst ein Riemenrad 15 das drehfest auf dem einen Endabschnitt 10 der Hülse 8 befestigt ist. Ein Riemen 16 umschlingt das Riemenrad 15. Nicht abgebildet ist hier ein Elektromotor, der mit seinem Antriebsrad von dem Riemen 16 umschlungen ist.In addition to the screw drive, the linear actuator also includes the housing 12 and a traction drive 14 about which the mother 2 is driven. The traction drive 14 includes a pulley 15 that rotatably on one end section 10 the sleeve 8th is attached. A strap 16 wraps around the pulley 15 , An electric motor is not shown here, with its drive wheel off the belt 16 is entwined.

Das als Einzelteil in der 4 abgebildete Reiblager 4 bildet einerseits ein Axialwälzlager 17 und andererseits eine Reibeinrichtung 18. Das Axialwälzlager 17 dient der axialen Lagerung des Gewindetriebs in dem Gehäuse 12. Die Reibeinrichtung 18 dient der Beaufschlagung der Mutter 2 mit einem Reibmoment, um eine gezielte Reibung zwischen der Mutter 2 und dem Gehäuse 12 zu erzeugen und ein unerwünschtes Drehen der Mutter 2 unter einer auf die Gewindespindel 1 wirkenden Axiallast zu verhindern, wenn der Linearaktuator nicht betätigt wird.That as a single part in the 4 friction bearing shown 4 forms an axial roller bearing 17 and on the other hand a friction device 18 , The axial roller bearing 17 is used for the axial mounting of the screw drive in the housing 12 , The friction device 18 serves to act upon the mother 2 with a moment of friction to create a targeted friction between the nut 2 and the housing 12 to generate and an unwanted turning of the nut 2 under one on the threaded spindle 1 prevent acting axial load when the linear actuator is not actuated.

Das Reiblager 4 weist zwei Reiblagerteile 19, 20 auf, die beide ringförmig ausgebildet sind und auf dem jeweiligen Endabschnitt 10 der Hülse 8 angeordnet sind. Das eine Reiblagerteil 19 ist axial an der Schulter 13 der Hülse 8 abgestützt mit dem überwiegenden Teil seiner radialen Erstreckung. Das Reiblagerteil 19 ist auf der Hülse 8 angeordnet und dreht gemeinsam mit der Hülse 8.. Das andere Reiblagerteil 20 ist axial an dem Gehäuse 12 ortsfest abgestützt.The friction bearing 4 has two friction bearing parts 19 . 20 on, which are both annular and on the respective end portion 10 the sleeve 8th are arranged. The one friction bearing part 19 is axially on the shoulder 13 the sleeve 8th supported with the major part of its radial extension. The friction bearing part 19 is on the sleeve 8th arranged and rotates together with the sleeve 8th .. The other friction bearing part 20 is axially on the housing 12 supported stationary.

Beide Reiblagerteile 19,20 sind an ihren einander zugewandten Stirnseiten mit Lagerflächen 21 versehen, die jeweils als Laufbahnen 23 des Axialwälzlagers 17 ausgebildet sind. Zwischen den beiden Reiblagerteilen 19,20 wälzen über den Umfang verteilt angeordnete Kugeln 25 an den Laufbahnen 23 des Axialwälzlagers 17 ab.Both friction bearing parts 19 . 20 are with bearing surfaces on their mutually facing end faces 21 provided, each as careers 23 of the thrust roller bearing 17 are trained. Between the two friction bearing parts 19 . 20 roll balls distributed over the circumference 25 on the careers 23 of the thrust roller bearing 17 from.

Beide Reiblagerteile 19,20 sind an ihren einander zugewandten Stirnseiten mit Reibflächen 26,27 der Reibeinrichtung 18 versehen. Unter einer ausreichend großen axialen Belastung der Gewindespindel 1 wird zwischen diesen beiden Reibflächen 26,27 eine Reibkraft, die ein Reibmoment um die Spindelachse erzeugt, das ausreichend groß ist, um eine unerwünschte Rotation der Mutter 2 gegenüber dem Gehäuse 12 zu verhindern, wenn der Linearaktuator nicht aktiv betätigt wird.Both friction bearing parts 19 . 20 are on their mutually facing end faces with friction surfaces 26 . 27 the friction device 18 Mistake. With a sufficiently large axial load on the threaded spindle 1 is between these two friction surfaces 26 . 27 a frictional force that generates a frictional torque about the spindle axis that is sufficiently large to prevent undesired rotation of the nut 2 towards the housing 12 to prevent if the linear actuator is not actively operated.

Beide Reiblagerteile 19,20 sind jeweils radial innen mit ersten kreisringförmigen Abschnitten 27 versehen, an denen die genannten Laufbahnen 23 des Axialwälzlagers 17 ausgebildet sind. Beide Reiblagerteile 19, sind jeweils radial außen mit zweiten kreisringförmigen Abschnitten 28 versehen, an denen die genannten Reibflächen 26 ausgebildet sind.Both friction bearing parts 19 . 20 are each radially on the inside with first annular sections 27 provided on which the mentioned careers 23 of the thrust roller bearing 17 are trained. Both friction bearing parts 19 , are each radially outside with second circular sections 28 provided on which the mentioned friction surfaces 26 are trained.

Die 2 und 3 zeigen den Gewindetrieb, losgelöst von dem Gehäuse 12 des Linearaktuators an den beiden axialen Enden der Gewindespindel 1 sind Anschlussköpfe 29 ausgebildet, an die Spurlenker 31 angebunden sind, wie sie in der 9 angedeutet sind.The 2 and 3 show the screw drive, detached from the housing 12 of the linear actuator at the two axial ends of the threaded spindle 1 are connection heads 29 trained to the track control arm 31 are connected as in the 9 are indicated.

Den 1 und 4 kann deutlich entnommen werden, dass das Reiblagerteil 20 radial außen mit dem zweiten kreisringförmigen Abschnitt 28 an dem Gehäuse 12 axial abgestützt ist und radial innen mit dem kreisringförmigen Abschnitt 27 Axialkräfte über die Kugeln 25 überträgt. Zwischen den beiden kreisringförmigen Abschnitten 27,28 des Reiblagerteils 20 ist ein Federabschnitt 29 ausgebildet, unter dessen federelastischer Auslenkung die beiden Reibflächen 26 der beiden Reiblagerteile 19,20 in Reibkontakt miteinander kommen.The 1 and 4 can be clearly seen that the friction bearing part 20 radially outside with the second annular section 28 on the housing 12 is axially supported and radially inside with the annular portion 27 Axial forces over the balls 25 transfers. Between the two annular sections 27, 28 of the friction bearing part 20 is a spring section 29 formed, under the resilient deflection of the two friction surfaces 26 of the two friction bearing parts 19, 20 come into frictional contact with one another.

5 zeigt in der Ausschnittsvergrößerung einen geringen axialen Abstand „s“ zwischen den beiden Reiblagerflächen 26 der beiden Reiblagerteile 19,20. Dieser axiale Abstand ist ausgebildet, wenn keine axiale Last oder lediglich axiale Betriebslasten unter der Betätigung des Linearaktuator an der Gewindespindel 1 anliegen. 5 shows a small axial distance "s" between the two friction bearing surfaces in the enlarged detail 26 of the two friction bearing parts 19.20. This axial distance is formed when there is no axial load or only axial operating loads when the linear actuator is actuated on the threaded spindle 1 issue.

Nachstehend wird die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Gewindetriebes und des mit diesem Gewindetrieb versehenen Linearaktuators anhand der 6 und 7 näher erläutert.The mode of operation of the screw drive according to the invention and of the linear actuator provided with this screw drive is described below 6 and 7 explained in more detail.

6 zeigt den Wirkungsgrad des Linearaktuators, aufgetragen über eine Axialkraft, die an der Gewindespindel 1 angreift. Parallel zur Abszisse ist bei etwa 50 % des Wirkungsgrades eine gestrichelte Linie eingezeichnet. Gewindetriebe sind im Allgemeinen selbsthemmend, wenn ihr Wirkungsgrad kleiner als 50 % ist. Das bedeutet, dass unter einer axialen Belastung der Gewindespindel eine Drehbewegung der Mutter nicht erfolgt. Da jedoch der Wirkungsgrad mit zunehmender Belastung günstiger wird, wie es im Ausführungsbeispiel mit dem vorgespannten Planetenwälzgewindetrieb der Fall ist, muss sichergestellt sein, dass bei größeren Axiallasten, die auf die Gewindespindel einwirken der Gesamtwirkungsgrad nicht größer als 50 % wird. 6 shows the efficiency of the linear actuator, plotted against an axial force, on the threaded spindle 1 attacks. A dashed line is drawn in parallel to the abscissa at about 50% of the efficiency. Screw drives are generally self-locking if their efficiency is less than 50%. This means that the nut does not rotate under an axial load on the threaded spindle. However, since the efficiency becomes more favorable with increasing load, as is the case in the exemplary embodiment with the preloaded planetary roller screw drive, it must be ensured that the overall efficiency does not exceed 50% with larger axial loads which act on the threaded spindle.

In der 6 ist mit einer gestrichelten Linie der Wirkungsgradverlauf ohne Reibeinrichtung angedeutet. Deutlich ist zu erkennen, dass der hier vorgestellte Planetenwälzgewindetrieb ohne die erfindungsgemäße Reibeinrichtung unter einer Axiallast von etwa 15 kN einen Wirkungsgrad erreicht, der die 50 % Grenze durchstößt. Das bedeutet, dass unter diesen größeren Axiallasten unerwünschte Drehbewegungen der Mutter möglich sind, also unerwünschte axiale Relativverschiebungen der Gewindespindel 1. Eine axiale Grenzlast kann definiert werden als die Kraft, bis zu der ein unerwünschtes Drehen der Mutter zuverlässig verhindert ist.In the 6 the efficiency curve without the friction device is indicated by a dashed line. It can be clearly seen that the planetary roller screw drive presented here achieves an efficiency without the friction device according to the invention under an axial load of approximately 15 kN, which breaks the 50% limit. This means that undesirable rotational movements of the nut are possible under these larger axial loads, that is to say undesired axial relative displacements of the threaded spindle 1 , An axial limit load can be defined as the force up to which an undesired turning of the nut is reliably prevented.

Der 6 kann entnommen werden, dass mit zunehmender axialer Belastung der Wirkungsgrad des Linearaktuators ansteigt. Der vorgestellte Linearaktuator einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges arbeitet in einem Stellbereich von etwa 1 bis 10 kN. Der erfindungsgemäße Linearaktuator arbeitet in diesem Stellbereich ohne zugeschaltete Reibeinrichtung 18. Das bedeutet, in diesem Stellbereich sind die wirkenden kleineren Axiallasten kleiner als die kritische Axiallast, ab der ein günstigerer Wirkungsgrad größer als 50% erzielbar ist.The 6 it can be seen that the efficiency of the linear actuator increases with increasing axial load. The linear actuator of a rear axle steering of a motor vehicle presented operates in a setting range of approximately 1 to 10 kN. The linear actuator according to the invention operates in this adjustment range without an engaged friction device 18 , This means that the effective smaller axial loads in this setting range are smaller than the critical axial load, from which a more favorable efficiency greater than 50% can be achieved.

Die erfindungsgemäße Reibeinrichtung 18 ist derart ausgelegt, dass vorliegend unter einer Axiallast von ca. 10 kN die Reibeinrichtung 18 zugeschaltet wird. In dieser Situation ist die elastische Verformung des Reiblagerteils 20 so groß, dass die beiden Reibflächen 26 der beiden Reiblagerteile 19,20 miteinander in Reibkontakt kommen und ein zusätzliches Reibmoment übertragen, das einen Wirkungsgrad des Linearaktuators sicherstellt, der auch bei weiter anwachsender Axiallast deutlich unter 50 % bleibt. In der 6 ist das daran zu erkennen, dass ab einer Axiallast von ca. 10 kN der Wirkungsgrad abnehmend ist. Der Wirkungsgrad ist ab dieser axialen Grenzlast abnehmend, weil das wirksame Reibmoment unter der wachsenden Reibkraft zunimmt.The friction device according to the invention 18 is designed in such a way that the friction device is under an axial load of approx. 10 kN 18 is switched on. In this situation there is the elastic deformation of the friction bearing part 20 so big that the two friction surfaces 26 of the two friction bearing parts 19 . 20 come into frictional contact with one another and transmit an additional frictional torque which ensures an efficiency of the linear actuator which remains well below 50% even with increasing axial load. In the 6 this can be recognized from the fact that the efficiency decreases from an axial load of approx. 10 kN. The efficiency decreases from this axial limit load because the effective friction torque increases with the increasing friction force.

7 zeigt die Belastung des Reiblagers 4. Aufgetragen ist der Kraftverlauf im Axialwälzlager 17 und in der Reibeinrichtung 18, über die Axiallast, die an der Gewindespindel angreift. Die gestrichelte Linie deutet den Kraftverlauf in der Reibeinrichtung 18 an. Die durchgezogene Linie deutet den Kraftverlauf im Axialwälzlager 17 an. Der 7 kann entnommen werden, dass bis zu einer Axiallast von ca. 10 kN die Reibeinrichtung lastfrei ist, also nicht zugeschaltet ist. Im Axialwälzlager 17 erfolgt dagegen ein proportionaler Anstieg der wirkenden Kraft bis zu einer Axiallast von ca. 10 kN. Ab dieser kritischen Axiallast von ca. 10 kN wird die Reibeinrichtung zugeschaltet, die ab dieser Belastung die weiter anwachsende Axiallast überträgt. Demgegenüber bleibt die Lagerbelastung auch bei weiter zunehmender Axiallast konstant bei ca. 10 kN. 7 shows the load on the friction bearing 4 , The force curve is plotted in the axial roller bearing 17 and in the grater 18 , via the axial load that engages the threaded spindle. The dashed line indicates the force curve in the friction device 18 on. The solid line indicates the force curve in the axial roller bearing 17 on. The 7 it can be seen that the friction device is load-free up to an axial load of approx. 10 kN, i.e. is not engaged. In the axial roller bearing 17 however, there is a proportional increase in the effective force up to an axial load of approx. 10 kN. From this critical axial load of approx. 10 kN, the friction device is switched on, which transfers the increasing axial load from this load. In contrast, the bearing load remains constant at approx. 10 kN even with increasing axial load.

Die Reibeinrichtung kann abhängig von der jeweiligen Anwendung auf einfache Art und Weise so ausgelegt werden, dass ein unerwünschtes Drehen der Mutter ausgeschlossen ist, wenn diese nicht aktiv angetrieben wird.Depending on the respective application, the friction device can be designed in a simple manner in such a way that an undesired turning of the nut is excluded if the nut is not actively driven.

Der 6 kann entnommen werden, dass mit zunehmender axialer Belastung der Wirkungsgrad des Linearaktuators ansteigt. Der hier vorgeschlagene Linearaktuator einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges arbeitet in einem Stellbereich, der im mittleren Bereich bei ca. 5-6 kN angesiedelt ist. Der erfindungsgemäße Linearaktuator arbeitet in diesem Stellbereich ohne zu geschaltete Reibeinrichtung 18. Das bedeutet, in diesem Stellbereich sind die wirkenden kleineren Axiallasten kleiner als die genannte axiale Grenzlast, die auf die Gewindespindel wirkt.The 6 it can be seen that the efficiency of the linear actuator increases with increasing axial load. The linear actuator of a rear axle steering of a motor vehicle proposed here works in a setting range which is located in the middle range at approx. 5-6 kN. The linear actuator according to the invention operates in this adjustment range without the friction device being switched on 18 , This means that the smaller axial loads acting in this setting range are smaller than the specified axial limit load which acts on the threaded spindle.

Die 7 und 8 zeigen eine Anwendung des Linearaktuators in einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges 30. Deutlich ist der zwischen den beiden Rädern 33 einer Achse angeordnete Linearaktuator zu erkennen, dessen Gewindespindel 1 an ihren beiden axialen Enden mit Spurlenkern 31 versehen ist, die die Räder 33 anlenken. In dieser Anwendung ist die Gewindespindel 1 Teil eines Radführungselementes 32.The 7 and 8th show an application of the linear actuator in a rear axle steering of a motor vehicle 30 , The one between the two wheels is clear 33 to recognize an axis arranged linear actuator, its threaded spindle 1 with steering arms at both axial ends 31 is provided which the wheels 33 are articulated. In this application the threaded spindle is 1 Part of a wheel guiding element 32 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Gewindespindelscrew
22
Muttermother
33
Lagercamp
44
Reiblagerfriction bearing
55
Planetplanet
66
Mutterteilfemale member
77
Distanzringspacer
88th
Hülseshell
99
Mittelabschnittmidsection
1010
Endabschnittend
11 11
Radiallagerradial bearings
1212
Gehäusecasing
1313
Schultershoulder
1414
Zugmitteltriebtraction drive
1515
Riemenradpulley
1616
Riemenbelt
1717
Axialwälzlagerthrust roller bearing
1818
Reibeinrichtungfriction device
1919
ReiblagerteilReiblagerteil
2020
ReiblagerteilReiblagerteil
2121
Lagerflächestorage area
2222
2323
Laufbahncareer
2424
2525
KugelBullet
2626
Reibflächefriction surface
2727
erster kreisringförmiger Abschnittfirst circular section
2828
zweiter kreisringförmiger Abschnittsecond annular section
2929
Federabschnittspring section
3030
Kraftfahrzeugmotor vehicle
3131
Spurlenkercontrol link
3232
Radführungselementwheel guide
3333
Radwheel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 10201410019 A1 [0002]DE 10201410019 A1 [0002]

Claims (11)

Gewindetrieb, dessen Mutter (2) drehbar auf einer gegenüber der Mutter (2) axial verschieblich angeordneten Gewindespindel (1) angeordnet ist, und mit einem Lager (3) zur drehbaren Lagerung der Mutter (2), gekennzeichnet durch eine mit der Mutter (2) zusammenwirkenden Reibeinrichtung (18), die ein um die Rotationsachse der Mutter (2) wirkendes Reibmoment erzeugt, das abhängig ist von einer an der Gewindespindel (1) angreifenden Axiallast.Screw drive, the nut (2) of which is rotatably arranged on a threaded spindle (1) which is axially displaceable relative to the nut (2), and with a bearing (3) for rotatably mounting the nut (2), characterized by a nut (2 ) interacting friction device (18) which generates a frictional torque acting around the axis of rotation of the nut (2), which is dependent on an axial load acting on the threaded spindle (1). Gewindetrieb nach Anspruch 1, dessen Reibeinrichtung (18) zugeschaltet ist unter einer größeren Axiallast, die größer ist als eine kritische Axiallast, und welche Reibeinrichtung (18) abgeschaltet ist unter einer kleineren Axiallast, die kleiner als die kritische Axiallast ist.Screw drive after Claim 1 , whose friction device (18) is switched on under a larger axial load that is greater than a critical axial load, and which friction device (18) is switched off under a smaller axial load that is smaller than the critical axial load. Gewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dessen Reibeinrichtung (18) und dessen Lager (3) gemeinsam ein Reiblager (4) bilden, dessen zwei Reiblagerteile (19, 20) sowohl mit Lagerflächen (21) zur drehbaren Lagerung der Mutter (2) als auch mit den Reibflächen (26) der Reibeinrichtung (18) versehen sind.Screw drive according to one of the Claims 1 to 2 , whose friction device (18) and its bearing (3) together form a friction bearing (4), the two friction bearing parts (19, 20) both with bearing surfaces (21) for the rotatable mounting of the nut (2) and with the friction surfaces (26) the friction device (18) are provided. Gewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dessen zwei Reiblagerteile (19, 20) unter elastischer Verformung wenigstens eines der beiden Reiblagerteile (19, 20) mit ihren Reibflächen (26) in Reibkontakt kommen.Screw drive according to one of the Claims 1 to 3 , whose two friction bearing parts (19, 20) come into frictional contact with their friction surfaces (26) with elastic deformation of at least one of the two friction bearing parts (19, 20). Gewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dessen Reiblagerteile (19, 20) jeweils mit ersten kreisringförmigen Abschnitten (27) versehen sind, an denen die einander zugewandten Lagerflächen (21) ausgebildet sind, und dessen Reiblagerteile (19, 20) jeweils mit zu den ersten kreisringförmigen Abschnitten (27) radial benachbart angeordneten zweiten kreisringförmigen Abschnitten (28) versehen sind, an denen einander zugewandte Reibflächen (26) der Reibeinrichtung (18) ausgebildet sind.Screw drive according to one of the Claims 1 to 4 , the friction bearing parts (19, 20) of which are each provided with first annular sections (27) on which the mutually facing bearing surfaces (21) are formed, and the friction bearing parts (19, 20) of which are each radial to the first annular sections (27) Adjacent second annular sections (28) are provided, on which mutually facing friction surfaces (26) of the friction device (18) are formed. Linearaktuator nach Anspruch 5, dessen wenigstens eines Reiblagerteil (20) einen radial zwischen dem ersten kreisringförmigen Abschnitt (27) und dem zweiten kreisringförmigen Abschnitt (28) angeordneten elastisch auslenkbaren Federabschnitt (29) aufweist.Linear actuator after Claim 5 , whose at least one friction bearing part (20) has an elastically deflectable spring section (29) arranged radially between the first annular section (27) and the second annular section (28). Gewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dessen Lager (3) als Axialwälzlager ausgebildet ist, zwischen dessen Lagerflächen (21) Wälzkörper angeordnet sind, die an den Laufbahnen (23) bildenden Lagerflächen (21) abwälzen und eine Axiallast der Gewindespindel (1) übertragen.Screw drive according to one of the Claims 1 to 6 , whose bearing (3) is designed as an axial roller bearing, roller elements are arranged between its bearing surfaces (21), which roll on the bearing surfaces (21) forming the raceways (23) and transmit an axial load of the threaded spindle (1). Gewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, der durch einen Planetenwälzgewindetrieb mit axial vorgespannten Planeten (5) gebildet ist, die zwischen der Mutter (2) und der Gewindespindel (1) über den Umfang verteilt angeordnet sind, wobei die Mutter (2) eine Hülse (8) und zwei quer zur Längsachse geteilte Mutterteile (6) aufweist, zwischen denen ein Distanzring (7) angeordnet ist.Screw drive according to one of the Claims 1 to 7 , which is formed by a planetary roller screw drive with axially preloaded planet (5), which are arranged between the nut (2) and the threaded spindle (1) distributed over the circumference, the nut (2) a sleeve (8) and two transverse to Has split longitudinal parts nut parts (6), between which a spacer ring (7) is arranged. Linearaktuator mit einem Gewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, und mit einem die Mutter (2) antreibenden Motor, und mit einem Gehäuse (12), in dem der Gewindetrieb mittels des Lagers (3) drehbar gelagert ist.Linear actuator with a screw drive according to one of the Claims 1 to 8th , and with a motor driving the nut (2), and with a housing (12) in which the screw drive is rotatably mounted by means of the bearing (3). Linearaktuator nach den Ansprüchen 8 und 9, dessen Hülse (8) einen mit einem Antriebsrad versehenen Endabschnitt (10) aufweist, der axial benachbart zu einem die beiden Mutterteile aufnehmenden Mittelabschnitt (9) der Hülse (8) angeordnet ist.Linear actuator according to the Claims 8 and 9 , whose sleeve (8) has an end section (10) provided with a drive wheel, which is arranged axially adjacent to a central section (9) of the sleeve (8) receiving the two nut parts. Linearaktuator nach einem der Ansprüche 9 bis 10 für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges (30), dessen Gewindespindel (1) Teil eines Radführungselementes (32) zum Anlenken der beiden Räder (33) einer Achse ausgebildet ist.Linear actuator according to one of the Claims 9 to 10 for rear axle steering of a motor vehicle (30), the threaded spindle (1) of which is part of a wheel guide element (32) for articulating the two wheels (33) of an axle.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021144184A1 (en) * 2020-01-14 2021-07-22 Thyssenkrupp Presta Ag Method for redundantly controlling an electrical steering system of a motor vehicle
DE102020131828A1 (en) 2020-12-01 2022-06-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Actuator for a steering device of a motor vehicle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014010019A1 (en) 2014-07-08 2016-01-14 Rwe Deutschland Ag Method for switching decentralized energy converters

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014010019A1 (en) 2014-07-08 2016-01-14 Rwe Deutschland Ag Method for switching decentralized energy converters

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021144184A1 (en) * 2020-01-14 2021-07-22 Thyssenkrupp Presta Ag Method for redundantly controlling an electrical steering system of a motor vehicle
CN114929556A (en) * 2020-01-14 2022-08-19 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 Method for redundantly controlling an electric steering system of a motor vehicle
DE102020131828A1 (en) 2020-12-01 2022-06-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Actuator for a steering device of a motor vehicle
DE102020131828B4 (en) 2020-12-01 2022-09-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Actuator for a steering device of a motor vehicle

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