DE102018208199A1 - Aktuator mit einem Spindelantrieb sowie steer-by-wire Lenkung - Google Patents

Aktuator mit einem Spindelantrieb sowie steer-by-wire Lenkung Download PDF

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Paul Felix Vähning
Gerrit Seevers
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    • F16H2025/2081Parallel arrangement of drive motor to screw axis

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aktuator mit einem Spindelantrieb einer steer-by-wire-Lenkung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Spindel (41) mit einem Spindelgewinde (41a) sowie eine Spindelmutter (42) mit einem Muttergewinde (42a), wobei das Spindelgewinde (41a) und das Muttergewinde (42a) als Bewegungsgewinde mit Selbsthemmung zur ausschließlich axialen Verlagerung der Spindel (41) gegenüber der ortsfest im Aktuator gelagerten Spindelmutter (42) ausgebildet sind, wobei das Spindelgewinde (41a) und das Muttergewinde (42a) in Längsrichtung der Spindel (41) mittels eines Gewinderings (45) gegeneinander verspannt sind, wobei zwischen Gewindering und Muttergewinde ein Hohlraum innerhalb der Spindelmutter zur Aufnahme von Schmierstoff vorgesehen ist. Die Erfindung ist gekennzeichnet dadurch, dass der Gewindering (45g) zumindest einen Innengewindegang (45g) aufweist, der zusätzlich zur Verspannung von Spindel und Spindelmutter bewirkt, dass der Schmierstoff in dem Hohlraum gehalten wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Aktuator mit einem Spindelantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine steer-by-wire-Lenkung gemäß Anspruch 10.
  • In der DE102015224775 A1 ist ein Spindelantrieb offenbart, bei welchem das Spindelgewinde und das Muttergewinde durch ein als lose Mutter ausgebildetes Spannelement in Längsrichtung gegeneinander verspannt sind, wobei die lose Mutter, über ein als Tellerfeder ausgebildetes Federelement gegenüber der Spindelmutter abgestützt ist. Durch die Tellerfeder wird eine ständige axiale Vorspannung erzeugt, welche zu einer Anlage der Flanken von Spindel- und Muttergewinde führt und ein Axialspiel minimiert. Ein solcher Spindelantrieb benötigt stirnseitig an der Spindelmutter angeordnete Dichtlippen damit der einmalig bei der Montage eingebrachte Schmierstoff für die gesamte Lebensdauer des Spindelantriebs zwischen Spindelmutter und Spindel zur Verfügung steht.
  • Die Erfindung bezweckt eine Vereinfachung des Spindeltriebs zumindest hinsichtlich Abdichtung und Spielminimierung.
  • Die Erfindung umfasst die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung betrifft einen Aktuator mit einem Spindelantrieb einer steer-by-wire-Lenkung für ein Kraftfahrzeug. Der Spindelantrieb umfasst eine Spindel mit einem Spindelgewinde sowie eine Spindelmutter mit einem Muttergewinde. Dabei sind das Spindelgewinde und das Muttergewinde als Bewegungsgewinde mit Selbsthemmung zur ausschließlich axialen Verlagerung der Spindel gegenüber der ortsfest im Aktuator gelagerten Spindelmutter ausgebildet. Das Spindelgewinde und das Muttergewinde sind in Längsrichtung der Spindel mittels eines Gewinderings gegeneinander verspannt. Dabei stützen sich die Flanken des Gewinderings axial gegen die Flanken der Spindel. Das bewirkt wiederum, dass die Flanken von Spindel und Spindelmutter einander permanent berühren. Dadurch wird ein Spiel zwischen diesen Bauteilen in vorteilhafter Weise minimiert. Es wird dadurch ein laufruhiger Betrieb des Spindelantriebs gewährleistet. Der Gewindering ist mit anderen Worten mit dem Spindelgewinde in Eingriff und sich stützt sich zumindest mittelbar gegenüber der Spindelmutter axial ab. Zwischen Gewindering und Muttergewinde ist ein Hohlraum innerhalb der Spindelmutter zur Aufnahme von Schmierstoff vorgesehen ist. Der Schmierstoff wird bei dem vorliegenden Spindelantrieb während der Montage eingebracht und ist für die gesamte Laufzeit des Spindelantriebs bzw. des Aktuators bemessen. Eine Nachschmierung ist nicht notwendig.
  • Die Spindelmutter weist einen ersten und einen zweiten Endbereich auf, welche sich in axialer Richtung gegenüberliegen und im Bereich beiden Stirnseiten der Spindelmutter liegen und die umfassen können. Im ersten Endbereich ist das Muttergewinde, angeordnet, welches mit dem Spindelgewinde in Eingriff steht. Im davon abgewandten zweiten Bereich ist der Gewindering axial beweglich innerhalb und konzentrisch zur Spindelmutter angeordnet.
  • Durch diese Anordnung ergibt sich zunächst als Vorteil ein Bauraumgewinn in axialer Richtung, weil der Gewindering innerhalb der Spindelmutter an einer Stelle positioniert wird, an welcher ansonsten ein Nadellager auf einem glatten Spindelabschnitt angeordnet ist. Es ergibt sich somit der zusätzliche Vorteil, dass das Nadellager zu Gunsten des Gewinderinges entfällt. Der Gewindering übernimmt - auch aufgrund seines Abstandes zum Muttergewinde - die Funktion einer Radiallagerung.
  • Die Spindel weist somit ein durchgehendes Spindelgewinde auf, welches sich mindestens über die gesamte Länge der Spindelmutter erstreckt. Die Breite des Spindelgewindes wird konstruktiv in Abhängigkeit von dem benötigten Verfahrweg der Spindel ausgelegt. Für die Herstellung der Spindel ergeben sich damit geringere Kosten, als wenn diese einen zylindrisch glatten Bereich aufweisen würde. Dieser glatte Bereich müssten nämlich zusätzlich nach dem Erstellen des Gewindes durch mechanisches Bearbeiten der Spindel erzeugt werden.
  • Der Aktuator ist mit einem Spindelantrieb ist, wie zuvor genannt, ausschließlich für die axiale Verlagerung ausgebildet, um mittelbar oder unmittelbar auf einen Radträger oder ein Lenkgestänge, vorzugsweise einer Hinterachslenkung eine Lenkbewegung zu übertragen. Ein solcher Spindelantrieb ist bevorzugt selbsthemmend auszulegen, weil hohe Rückstellkräfte durch die Räder eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs auf die Bauteile wirken, die zu der Lenkung gehören. Mit anderen Worten darf sich die Spindel durch seitliche Kräfte nicht passiv verschieben bzw. verlagern. Das gilt insbesondere bei Ausfall des motorischen Antriebs des Aktuators. Alternativ müsste bei einem nicht selbsthemmend ausgeführten Spindelantrieb, z.B. für eine Vorderachslenkung, zusätzlich eine Sperre vorgesehen werden, die eine selbsttätige Verstellung verhindert, wenn diese nicht erwünscht ist. Für den Spindelantrieb ist vorzugsweise innerhalb des Aktuators eine Verdrehsicherung für die Spindel vorgesehen. Diese verhindert, dass sich die Spindel mit der Spindelmutter dreht. Die ausschließlich axiale Verlagerung der Spindel ist somit sichergestellt.
  • Nach einem ersten Aspekt der Erfindung weist der Gewindering ein Innengewinde mit zumindest einen Innengewindegang auf, der zusätzlich zur Verspannung von Spindel und Spindelmutter bewirkt, dass der Schmierstoff in dem Hohlraum gehalten wird. In vorteilhafter Weise entfällt eine sonst übliche zusätzliche Dichtung, die in der Regel in Form einer radial einwärts zur Spindel weisenden Dichtlippe ausgebildet ist. Diese kann in bekannter Weise an der Stirnseite der Spindelmutter auf der Seite des Gewinderings angeordnet sein. Der Gewindering erfüllt neben seiner Funktion des Verspannens zur Spielminimierung somit auch die Funktion des Abdichtens und Abstreifens gleichermaßen. Der Schmierstoff gelangt nicht über die Grenzen der Spindelmutter hinaus in Bereiche, die keiner Schmierung bedürfen. Mit anderen Worten kann der vorhandene Schmierstoff gezielt innerhalb des Hohlraums gehalten werden und immer wieder auf dem Teil der Spindel zur Verfügung, der bei Drehbewegung der Spindelmutter in Eingriff mit dieser gelangt. Der Schmierstoff kann nicht auf die vom Gewindering bzw. dem Hohlraum abgewandte Seite austreten. Auf der anderen Seite kann die Spindelmutter ebenfalls einen erfindungsgemäßen Gewindering aufweisen. Alternativ kann auch ein herkömmliches Abstreif- und Dichtelement genutzt werden.
  • Ein Gewindegang ist nach allgemeinem Verständnis eine profilierte Einkerbung, die in einer Schraubenlinie fortlaufend wendelartig um eine oder in einer zylinderförmigen Wandung verläuft. Ein Gewinde macht sich damit das Prinzip der schiefen Ebene zu nutze. Nach einer kompletten Umdrehung (360grad) folgt quasi der nächste Gewindegang. Der dadurch erreichte axiale Versatz wird als Steigung des Gewindes bezeichnet.
  • Bevorzugt ist der zumindest eine Innengewindegang des Gewinderings aus einem festen und gleichzeitig tribologisch optimierten Werkstoff ausgebildet ist. Mit einem festen Werkstoff ist hier ein nicht elastischer Werkstoff gemeint, der nicht nachgiebig ist und damit eine Abstützung des Gewinderings für die Funktion des Verspannens zur Spielminimierung geeignet ist. Gleichzeitig wirkt der Gewindering auch als Dichtung und Abstreifelement, damit der Schmierstoff innerhalb des Hohlraums bzw. in den axialen Grenzen der in Eingriff stehenden Gewinde zur Verfügung steht. Ein bevorzugter Werkstoff ist PTFE (Polytetrafluoräthylen), der ein gutes Gleit- und Antihaftverhalten sowie chemische Beständigkeit sowie Festigkeit über einen großen Temperaturanwendungsbereich aufweist.
  • Sollte ein einzelner Werkstoff, wie der vorgenannte Kunststoff, nicht die geforderten oder die ausreichenden Eigenschaften aufweisen, ist auch eine Alternative möglich. In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Gewindering zumindest einen ersten Innengewindegang mit einem elastischen Werkstoff und einen weiteren Innengewindegang auf, der aus einem festen Werkstoff ausgebildet ist. Es kann so für den ersten Innengewindegang ein hochfester Werkstoff, z.B. aus einem Metall wie dem Spindelwerkstoff, für die Funktion der Verspannung gewählt werden. An diesen Teil kann sich ein weiterer Innengewindegang anschließen, der die Eigenschaften für die Abdichtung und die Funktion des Abstreifens aufweist. Vorzugsweise ist der elastische Werkstoff ein Elastomer und ist an den ersten Innengewindegang angespritzt. Der Gewindering ist bevorzugt einstückig aus zumindest zwei Werkstoffen ausgebildet.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der zumindest eine Innengewindegang einen Durchmesser auf, der dem Außendurchmesser des Spindelgewindes möglichst genau angepasst ist. Mit anderen Worten liegt zwischen dem Innengewinde des Gewinderings und dem Spindelaußengewinde eine Gewindepaarung mit Spielpassung vor. Diese ist vorzugsweise so eng toleriert, dass eine axiale Bewegung des Gewinderings auf der Spindel gerade noch möglich ist, weil der Ring nicht auf der Spindel klemmen darf, wie später noch erläutert wird. Dadurch liegt die Innenkante des zumindest einen Innengewindegangs umschließend auf dem Gewinde der Spindel an. Es ist somit eine sehr gute Abdichtung und Abstreifwirkung erzielbar.
  • Bevorzugt sind der Gewindering und die Spindelmutter mittels eines Kraftspeichers axial gegeneinander abgestützt, um permanent eine Spielminimierung zu bewirken. Nach einer weiteren Ausführungsform wird der Kraftspeicher, z.B. ein Federelement, über eine in die Spindelmutter eingesetzte Hülse abgestützt. Die Hülse lässt sich durch einen einfachen Arbeitsvorgang, nämlich kraftschlüssig mittels Einpressen in axialer Richtung, montieren, wobei die Stirnseiten von Einpresshülse und Spindelmutter vorzugsweise einen bündigen Abschluss bilden. Vorzugsweise werden Einpresshülse, Kraftspeicher und Gewindering als vormontierte Baueinheit in die Spindelmutter eingesetzt. Alternativ kann die Hülse auch formschlüssig mittels Verstemmen oder stoffschlüssig mittels Verkleben in der Spindelmutter fixieren.
  • Nach einer weiteren bevorzugten kann der als Federelement ausgebildete Kraftspeicher als metallische Feder, z. B. als Wellenfeder aus einem Stahldraht oder auch als Scheibe aus einem Elastomer ausgebildet sein. Durch den in Axialrichtung vorgespannten Gewindering werden Spindel- und Muttergewinde gegeneinander verspannt, wodurch die Flanken von Spindelgewinde und Muttergewinde permanent aneinander liegen. Ein Axial- oder Flankenspiel wird dadurch weitestgehend unterbunden. Es ergibt sich dadurch insbesondere bei Drehrichtungswechsel der Spindelmutter ein geräuscharmer Betrieb des Spindeltriebs.
  • Der Kraftspeicher kann bevorzugt als Teil des Gewinderings und/oder Teil der Hülse ausgebildet sein. Gewindering und Kraftspeicher bilden vorteilhafter Weise ein einstückiges Bauteil, welche sich besonders einfach montieren lässt. Bevorzugt kann ein Elastomer an den Gewindering und/oder die Hülse angespritzt sein.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen der Gewindering auf seinem Umfang eine Längs- oder Axialnut und die Hülse einen sich in axialer Richtung erstreckenden Finger auf, welcher in die Längsnut des Gewinderinges eingreift. Damit ist der Gewindering gegen Verdrehen gegenüber der Spindelmutter gesichert. Durch die Anordnung des Fingers auf einem definierten Umfangswinkel kann gleichzeitig die Ausrichtung des Gewinderinges bezüglich seines Gewindeeinlaufes festgelegt werden. Die Ausrichtung des Gewinderinges in Umfangsrichtung erfolgt in Bezug auf den Gewindeeinlauf des Muttergewindes, so dass die Spindel problemlos montiert, d. h. „durchgeschraubt“ werden kann.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Gewindering innerhalb der Spindelmutter zentriert, vorzugsweise über einen Gleitsitz in einer Zentrierbohrung der Spindelmutter aufgenommen. Der Gewindering kann somit bedingt die Funktion eines Radiallagers übernehmen oder dieses ersetzen.
  • Je nach Ausführung der Spindelmutter kann neben dem vorgenannten Gewindering, der im zweiten Bereich der Spindelmutter angeordnet ist, ein weiterer Gewindering vorgesehen sein, der abseits des Muttergewindes in einem ersten Bereich der Spindelmutter angeordnet ist. Es kann somit ganz auf übliche Dichtungen bzw. Abstreifelemente verzichtet werden. Bei zwei Gewinderingen kann zudem die Lagerung und eine radiale Abstützung auf beiden Seiten der Spindelmutter mittels der beiden Gewinderinge erfolgen.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren eine steer-by-wire-Lenkung, vorzugsweise Hinterachslenkung, aufweisend einen Aktuator mit einem Spindelantrieb, wie zuvor ausgeführt. In vorteilhafter Weise lässt sich ein fertigungsbedingt vorhandenes Spiel zwischen Spindel und Spindelmutter vermeiden. Dadurch wird ein geräuschminimierter Betrieb zusammen mit einer hohen Stellgenauigkeit der Hinterachslenkung ermöglicht, die ausreichend Radführungskräfte aufweist, die in einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges auftreten.
  • Steer-by-wire-Systeme sind mechanisch entkoppelte Lenkungen, bei denen eine mechanische Stellbewegung z.B. eines Lenkrades in ein elektrisches Stellsignal gewandelt und einem Steuergerät zugeführt wird, das dann die eigentliche Systemkomponente, z.B. einen Aktuator rein elektrisch ansteuert. Durch eine elektrische Verbindung zwischen Auswerteeinheit und Steuergeräte der steer-by-wire-Lenkung lässt sich somit sehr einfach ein Eingriff in die Fahrdynamik realisieren.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden 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 nach dem bekannten Stand der Technik,
    • 2 eine Detailansicht eines Spindelantriebs in einer ersten Ausführungsform
    • 3 eine Detailansicht eines Spindelantriebs in einer zweiten Ausführungsform
    • 4 eine Detailansicht eines Gewinderings
  • 1 zeigt einen bekannten Aktuator 20, der vorzugsweise für die Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges eingesetzt wird. Der Aktuator 20 weist einen Spindelantrieb 21 auf, welcher eine Spindel 22, eine Spindelmutter 23, Lager 24 sowie eine Riemenscheibe 25 umfasst, welche über einen Riemen 26 von einem Elektromotor 27 antreibbar ist. Durch Drehen der ortsfest gelagerten Spindelmutter 23 wird die Spindel 22 axial verschoben. Die Spindel weist eine nicht gezeigten Verdrehsicherung auf. Der Aktuator 20 weist ein Gehäuse 28 auf, welches über ein erstes Gelenk 29 am Fahrzeugaufbau befestigt ist. Die Spindel 22 ist an einem ihrer beiden Enden mit einem Aufschraubzapfen 30 fest verbunden, welcher gegenüber dem Gehäuse 28 axial gleitend geführt und an seinem äußeren, aus dem Gehäuse 28 herausragenden Ende mit einem zweiten Gelenk 31 verbunden ist. Der Aktuator 20 ist über das zweite Gelenk 31 mit einem nicht dargestellten Lenkgestänge, vorzugsweise einem Spurlenker einer Hinterachse oder einem Radträger eines Kraftfahrzeuges verbunden und kann somit auf die Lenkung eines Hinterrades einwirken, wobei er sich fahrzeugseitig über das erste Gelenk 29 abstützt.
  • 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Spindelantriebes in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung. Die schematische Darstellung zeigt eine Spindel 41, die mit ihrem Spindelgewinde 41a in Eingriff mit dem Muttergewinde 42a der Spindelmutter 42 ist. An der in der Zeichnung dargestellten rechten Seite weist die Spindelmutter 42 einen ersten Endbereich 43 auf. Die Stirnseite 43s des Endbereichs 43 weist ein Dichtungs- und Abstreifelement 49 auf, welches mit der radial nach innen gerichteten Dichtlippe 49d in Eingriff mit dem Spindelgewinde 41a der Spindel 41 ist. Es wird dadurch eine Abdichtung erreicht, so dass Schmierstoff nicht nach rechts über die Grenzen der Spindelmutter 42 austreten kann.
    Auf der linken Seite der Zeichnung gemäß 2 ist ein zweiter Endbereich 44 dargestellt, der den dem ersten Endbereich 43 gegenüberliegenden zweiten Ende bzw. Endbereich 44 der Spindelmutter 42 darstellt. Ausgehend von der Stirnseite 44s ist in den Endbereich 44 der Spindelmutter 42 eine Einpresshülse 47 in die Spindelmutter 42 eingepresst. Die Einpresshülse 47 drückt einen als einen aus einem Elastomer bestehenden Ring ausgebildeten Kraftspeicher 48 gegen die linke axiale Seite eines Gewinderings 45. Die Flanken des Gewinderings 45 des Innengewindegangs 45g werden gegen die Flanken des Spindelgewindes 41a der Spindel 41 gepresst. Aufgrund des Kraftspeichers 48 wird so gleichermaßen erreicht, dass die Flanken des Muttergewindes 42a der Spindelmutter 42 gegen die Flanken des Spindelgewindes 41a der Spindel 41 gedrückt werden. Es ergibt sich somit ein spielfreier Spindeltrieb, so dass insbesondere bei einem Drehrichtungswechsel des Spindelantriebs es zu keinen Geräuschen durch Flankenschlagen kommt.
  • Der Gewindering 45 weist eine nicht näher bezeichnete Aussparung auf, in die eine axiale Fortsetzung in Form eines Fingers 47f der Hülse 47 eingreift. Zwischen dem Gewindering 45 und dem Teil des Muttergewindes 42a der Spindelmutter 42, welcher in Eingriff mit dem Spindelgewinde 41a der Spindel 41 ist, befindet sich ein Hohlraum 50. Dieser Hohlraum 50 wird bei der Montage mit einem Schmierstoff, beispielsweise einem Fett gefüllt, wobei die Menge des Schmierstoffs so bemessen ist, dass diese über die komplette Lebensdauer des Spindelantriebs ausreichend ist. Der Innengewindegang 45g ist neben seiner Funktion der Spielminimierung ebenfalls für die Funktion als Dicht-/Abstreifelement ausgebildet. Der für den Spindelantrieb 40 vorgesehene Schmierstoff kann somit ebenfalls nicht nach links über die Grenze bzw. den Endbereich 44 der Spindelmutter 42 austreten. Damit ist gewährleistet, dass der Spindelantrieb zum einen spielfrei arbeitet und zum anderen über seine Lebensdauer mit Schmierstoff versorgt ist, da dieser innerhalb des Spindelantriebs verbleibt.
  • 3 zeigt einen Spindelantrieb, der an beiden Endbereichen einen Gewindering 45, 46 aufweist, der neben der zur 2 geschilderten Funktion der Spielminimierung ebenso die Funktion als Dicht-/Abstreifelement einnimmt. Anstatt des Dicht-/Abstreifelements ist im ersten Endbereich 43 der Gewindering 46 vorgesehen, der mittels eines Kraftspeichers 58, auch hier ausgebildet als aus einem Elastomer hergestellten Scheibe, gegenüber einer Einpresshülse 57 auf Vorspannung gehalten ist. Zwischen dem Gewindering 46 und dem Muttergewinde 42a der Spindelmutter 42 ist ein vom ersten Hohlraum 50 abgewandter zweiter Hohlraum 51 ausgebildet. Dieser ist ebenso wie der Hohlraum 50 mit einem Schmierstoff gefüllt, der bei der Montage des Spindelantriebs eingebracht wird. Bei der Auswahl der Kraftspeicher 48, 58 und/oder beim Einpressen der Einpresshülsen 47, 57 ist vorgesehen, dass die Vorspannung zwischen Spindelmutter 42 und der Spindel 41 derart eingestellt wird, dass eine Spielminimierung nur in eine Richtung gegeben ist. Hierzu ist beispielsweise eine der Einpresshülsen 47, 57 tiefer einzupressen, so dass die Vorspannung nur in eine Richtung entsteht und so die Flanken der Spindelmutter 42 sich in eine Richtung an die gegenüberliegenden Flanken der Spindel 41 anlegen.
  • 4 zeigt eine Detailansicht eines Gewinderings 45, 46. Der Gewindering 45 weist ein Innengewinde 45g auf, welches aus einem Innengewindegang 45g1 und einem Innengewindegang 45g2 besteht. Der Gewindering 45 ist vorliegend einstückig ausgebildet. Es sind jedoch die beiden Innengewindegänge 45g1, 45g2 aus unterschiedlichen Werkstoffen ausgebildet. Ein erster Innengewindegang 45g1 kann beispielsweise aus einem hochfesten Werkstoff wie einem Metall gefertigt sein, aus dem auch die Spindel gebildet ist. An diesen ersten Innengewindegang 45g1 kann ein Innengewindegang 45g2 aus einem Elastomer angespritzt sein. Es wird somit ein einstückiger Gewindering 45 gebildet, der zum einen mit Blick auf die Spielminimierung eine sehr gute Abstützwirkung aufweist. Der aus dem Elastomer gebildete Innengewindegang kann dabei eine besonders gute Dicht- und Abstreifwirkung haben. Alternativ können jedoch die beiden Innengewindegänge 45g1, 45g2 aus ein- und demselben Werkstoff bestehen.
  • Der Gewindering 45 gemäß 2 bzw. die Gewinderinge 45, 46 gemäß 3 sind aus einem einerseits festen Werkstoff mit guter Abstützwirkung gebildet. Ein solcher Wirkstoff ist beispielsweise PTFE (Polytetrafluorethylen). Bei diesem Werkstoff handelt es sich um einen Kunststoff, der zum einen temperaturfest ist und zum anderen über Festschmierstoffe verfügt, so dass sich gleichermaßen durch einen Gewindering aus diesem Werkstoff eine gute Dicht- bzw. Abstreifwirkung ergibt. Die Abstreifwirkung ist insbesondere durch die Vorspannung, die zur Spielminimierung durch die Einpresshülse 47, 57 bzw. den Ring 48, 58 erzeugt wird, gegeben.
    Bei Verwendung von zwei Gewinderingen ergibt sich zudem eine beidseitige radiale Abstützung, so dass auf eine weitere Lagerung in Form von Wälzlagern ggfs. verzichtet werden kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 20
    Aktuator
    21
    Spindelantrieb
    22
    Spindel
    23
    Spindelmutter
    24
    Lager
    25
    Riemenscheibe
    26
    Riemen
    27
    Elektromotor
    28
    Gehäuse
    29
    erstes Gelenk
    30
    Aufschraubzapfen
    31
    zweites Gelenk
    40
    Spindelantrieb
    41
    Spindel
    41a
    Spindelgewinde
    42
    Spindelmutter
    42a
    Muttergewinde
    43
    erster Endbereich
    43s
    erste Stirnseite
    44
    zweiter Endbereich
    44s
    zweite Stirnseite
    45
    Gewindering
    45b
    Längsnut
    45g
    Innengewinde, Innengewindegang
    45g1
    Innengewindegang
    45g2
    Innengewindegang
    46
    Gewindering
    46b
    Längsnut
    47
    Einpresshülse
    47f
    Finger
    48
    Kraftspeicher
    49
    Dicht-/Abstreifelement
    50
    Hohlraum
    51
    Hohlraum
    55
    Gewindering
    57
    Einpresshülse
    58
    Kraftspeicher
    a
    Spindelachse, Längsachse
  • 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 102015224775 A1 [0002]

Claims (11)

  1. Aktuator mit einem Spindelantrieb (40) einer steer-by-wire-Lenkung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Spindel (41) mit einem Spindelgewinde (41a) sowie eine Spindelmutter (42) mit einem Muttergewinde (42a), wobei das Spindelgewinde (41a) und das Muttergewinde (42a) als Bewegungsgewinde mit Selbsthemmung zur ausschließlich axialen Verlagerung der Spindel (41) gegenüber der ortsfest im Aktuator gelagerten Spindelmutter (42) ausgebildet sind, wobei das Spindelgewinde (41a) und das Muttergewinde (42a) in Längsrichtung der Spindel (41) mittels eines Gewinderings (45) gegeneinander verspannt sind, wobei zwischen Gewindering und Muttergewinde ein Hohlraum innerhalb der Spindelmutter zur Aufnahme von Schmierstoff vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindering (45g) zumindest einen Innengewindegang (45g) aufweist, der zusätzlich zur Verspannung von Spindel und Spindelmutter bewirkt, dass der Schmierstoff in dem Hohlraum gehalten wird.
  2. Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Innengewindegang (45g) des Gewinderings (45) aus einem festen und gleichzeitig tribologisch optimierten Werkstoff ausgebildet ist.
  3. Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindering (45) zumindest einen ersten Innengewindegang (45g1) einem elastischen Werkstoff und einen weiteren Innengewindegang (45g2) aufweist, der aus einem festen Werkstoff ausgebildet ist.
  4. Aktuator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Innengewindegang (45g, 45g1, 45g2) einen Durchmesser D1 und der Außendurchmesser des Spindelgewindes einen Durchmesser d1 aufweist, wobei diese eine Spielpassung zueinander aufweisen.
  5. Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Gewindering (45) und Spindelmutter (42) mittels eines Kraftspeichers axial gegeneinander abgestützt sind.
  6. Aktuator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindering (45g) über eine Hülse (47) axial abgestützt ist, welche form-, stoff- oder kraftschlüssig in der Spindelmutter (42) angeordnet ist.
  7. Aktuator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftspeicher (48) als Teil des Gewinderings (45g) und/oder Teil der Hülse (47) ausgebildet ist.
  8. Aktuator nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindering (45) umfangsseitig zumindest eine Längsnut (45b) aufweist und die Hülse (47) einen sich in axialer Richtung erstreckenden Finger (47a) aufweist und dass der Finger (47a) formschlüssig in die Längsnut (45b) eingreift.
  9. Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindering (45) gegenüber der Spindelmutter (42) zentriert ist.
  10. Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Gewindering (45), der im zweiten Bereich angeordnet ist, ein weiterer Gewindering (55) vorgesehen ist, der abseits des Muttergewindes (42a) in einem ersten Bereich der Spindelmutter angeordnet ist.
  11. Steer-by-wire Lenkung, vorzugsweise Hinterachslenkung, aufweisend einen Aktuator mit einem Spindelantrieb nach einem der vorgenannten Ansprüche.
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