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Die Erfindung betrifft einen eine Verdrehsicherung aufweisenden Spindeltrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein derartiger Spindeltrieb ist beispielsweise aus der
DE 10 2008 051 544 B4 bekannt. Der bekannte Spindeltrieb umfasst eine drehbare Spindelmutter und eine mittels einer Linearführung an einem Bezugskörper drehfest und axial verschiebbar gelagerte Gewindespindel, wobei die Linearführung eine Nut und ein in die Nut eingreifendes Führungselement aufweist, das einen elastischen Bereich umfasst, dessen Breite größer als die maximale Nutbreite ist. Hierdurch steht das Führungselement stets mit den Nutflanken in Berührung, wodurch eine spielfreie Linearführung und eine Schwingungsdämpfung erzielt wird.
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Aus der
DE 10 2016 200 102 A1 ist ein Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs bekannt. Mit einer Spindel dieses Aktuators ist ein Aufschraubzapfen fest verbunden. Der Aufschraubzapfen beschreibt ein Polygonprofil, womit er verdrehgesichert in einem umgebenden Bauteil geführt ist.
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Ein weiterer Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs ist in der
DE 10 2016 206 576 B3 offenbart. In diesem Fall ist ein Gleitlager als Schiebelager und zugleich als Verdrehsicherung ausgebildet.
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Weist eine Verdrehsicherung eines linearen Stellsystems, welches ein Stellgetriebe in Form eines Rotativ-Linear-Getriebes umfasst, Spiel in Umfangsrichtung auf, so kann eine Richtungsänderung, das heißt eine Änderung der Rotationsrichtung eines Antriebselements, verbunden mit einer axialen Richtungsänderung eines angetriebenen Elements, zu einem hörbaren Anschlagsgeräusch führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterentwickelten Spindeltrieb mit Verdrehsicherung anzugeben, welcher sich durch einen kompakten, fertigungsfreundlichen Aufbau auszeichnet, wobei zugleich ein besonders günstiges akustisches Verhalten gegeben ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Spindeltrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Spindeltrieb umfasst in an sich bekannter Grundkonzeption eine verdrehgesichert verschiebbare Gewindespindel, wobei ein mit der Gewindespindel verbundenes Verdrehsicherungselement als dämpfendes, mehrteilig aufgebautes Element ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß weist das Verdrehsicherungselement einen Halteabschnitt auf, welcher ein mit der Gewindespindel verbundenes Ansatzstück zumindest partiell formschlüssig umgreift. Mit dem Halteabschnitt ist ein in einem Gehäuse geführter Sicherungsabschnitt einstückig verbunden. Der Sicherungsabschnitt, welcher in Zusammenwirkung mit dem Gehäuse die gewünschte Verdrehsicherungsfunktion erfüllt, weist mindestens einen elastisch nachgiebigen Verformungsabschnitt auf. Weiter ist eine den Sicherungsabschnitt durchdringende, den Halteabschnitt in Längsrichtung der Gewindespindel am Ansatzstück festlegende Schraube vorgesehen.
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Bei dem Ansatzstück, auf welches das Verdrehsicherungselement derart aufgesetzt ist, dass ein in der Gewindespindel wirkendes Drehmoment abgestützt wird, kann es sich um einen integralen Bestandteil der Gewindespindel handeln. Ansonsten ist eine Verbindung zwischen dem Ansatzstück und der Gewindespindel beispielsweise durch eine Verschraubung hergestellt. Die formschlüssige Verbindung zwischen dem Ansatzstück und dem Halteabschnitt des Verdrehsicherungselements bezieht sich auf die Umfangsrichtung des Ansatzstücks und damit auch der Gewindespindel. Die Längenrelation zwischen der Gewindespindel und dem Ansatzstück unterliegt keinen Beschränkungen. Der Durchmesser des Ansatzstückes stimmt nicht notwendigerweise mit dem Durchmesser der Gewindespindel überein. Insbesondere kann das Ansatzstück einen größeren Durchmesser als die Gewindespindel aufweisen. Auch eine Stufung des Durchmessers des Ansatzstückes ist möglich. In diesem Fall umgibt beispielsweise ein Bereich größeren Durchmessers des Ansatzstücks die Gewindespindel, während ein verjüngter Bereich des Ansatzstückes, das heißt ein Bereich geringeren Durchmessers, über die Gewindespindel hinausragt. Das Verdrehsicherungselement ist vorzugsweise auf den letztgenannten Bereich des Ansatzstückes aufgesetzt.
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Die Schraube, welche eine Verschiebung des Halteabschnitts auf dem Ansatzstück verhindert, ist vorzugsweise in Radialrichtung des Ansatzstücks ausgerichtet. Bei der Schraube handelt es sich beispielsweise um eine Innensechskantschraube oder eine Innensechsrundschraube. In bevorzugter Ausgestaltung ist die Schraube in einen metallischen Gewindeeinsatz eingeschraubt, welcher fest in den Sicherungsabschnitt eingefügt ist. Im Übrigen ist das Verdrehsicherungselement vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Insbesondere ist das Verdrehsicherungselement im Spritzgussverfahren herstellbar.
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Unabhängig von dem Werkstoff oder den Werkstoffen, aus welchen das Verdrehsicherungselement gefertigt ist, ist der Kopf der Schraube vorzugsweise vollständig im Sicherungsabschnitt versenkt. Das Eindrehen der Schraube in den Sicherungsabschnitt führt zur Ausübung einer Druckkraft auf eine Umfangsfläche des Ansatzstücks, sobald die Schraube das Ansatzstück kontaktiert. Die Oberfläche des Ansatzstücks, welche von der Schraube kontaktiert wird, kann als glatte Oberfläche ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass zwischen der Schraube und dem Ansatzstück eine kraftschlüssige Verbindung, was Belastungen in Längsrichtung der Gewindespindel betrifft, hergestellt ist.
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Alternativ kann eine Strukturierung der Oberfläche des Ansatzstücks vorgesehen sein, womit eine in Längsrichtung des Spindeltriebs formschlüssige Verbindung zwischen der in diesem Fall bevorzugt spitzen Schraube und dem Ansatzstück herstellbar ist. Ein Einschrauben der Schraube in das Ansatzstück ist dagegen vorzugsweise nicht vorgesehen. Das Anziehen der Schraube ist gleichbedeutend damit, dass auf derjenigen Seite des Ansatzstücks, welcher der Schraube diametral gegenüberliegt, Oberflächenbereiche des Halteabschnitts gegen die Oberfläche des Ansatzstücks gezogen werden. Dies gilt unabhängig davon, ob der Halteabschnitt das Ansatzstück vollumfänglich oder nur teilweise umgreift.
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Unabhängig davon, ob der Halteabschnitt eine geschlossene oder eine offene Ringform beschreibt, kann die in Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung zwischen dem Halteabschnitt und dem Ansatzstück beispielsweise durch eine Polygonform des Ansatzstücks sowie eine entsprechende, eventuell unvollständig ausgebildete Form des Halteabschnitts hergestellt sein. Insbesondere kann es sich bei der Polygonform um eine hexagonale Form handeln. Was die Außenumfangsfläche des Halteabschnitts betrifft, ist dagegen keine Form, welche eine Drehmomentabstützung ermöglicht, gefordert. Insbesondere kann die Außenkontur des Halteabschnitts zumindest partiell kreisbogenförmig gestaltet sein.
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Der einstückig mit dem Halteabschnitt ausgebildete, die Verdrehsicherungsfunktion übernehmende Sicherungsabschnitt weist vorzugsweise zwei Verformungsabschnitte auf, welche spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sein können. Hierbei kann jeder Verformungsabschnitt eine Mehrzahl elastisch verformbarer Lamellen aufweisen. Insgesamt erinnert die Form des Sicherungsabschnitts damit an einen Tannenbaum.
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Der Spindeltrieb mit Verdrehsicherung ist beispielsweise zur Verwendung in einem Aktuator einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs geeignet. Als Rotativ-Linear-Getriebe zur Umwandlung einer Rotationsbewegung eines Antriebselements in einen Vorschub der Gewindespindel sind bekannte Getriebe geeignet, die bei elektromechanischen Aktuatoren, insbesondere Fahrwerksaktuatoren, zum Einsatz kommen.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
- 1 ausschnittsweise in perspektivischer, geschnittener Ansicht einen Aktuator einer Hinterachslenkung einschließlich eines Spindeltriebs,
- 2 bis 4 in verschiedenen Ansichten ein Verdrehsicherungselement des Spindeltriebs nach 1.
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Ein mit dem Bezugszeichen
1 gekennzeichneter Spindeltrieb ist einem elektromechanischen Aktuator einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs zuzurechnen. Der Spindeltrieb
1 umfasst ein nicht dargestelltes Getriebe, bei welchem es sich um ein Rotativ-Linear-Getriebe handelt. Hinsichtlich einer möglichen Bauform eines Rotativ-Linear-Getriebes wird beispielhaft auf die
DE 10 2010 011 820 A1 hingewiesen.
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Das Rotativ-Linear-Getriebe des Spindeltriebs 1 wird über ein Umschlingungsgetriebe durch einen Elektromotor angetrieben und weist eine Gewindespindel 3 als Abtriebselement auf. Mit der Gewindespindel 3 fest verbunden sind ein Ansatzstück 4, ein Zwischenstück 7 und ein Verlängerungsstück 8, welches über ein nicht dargestelltes Gabelstück gelenkig mit einem ebenfalls nicht dargestellten Fahrwerkselement verbunden ist, womit Lenkbewegungen an der Hinterachse des zweiachsigen Kraftfahrzeugs, nämlich Personenkraftwagens, durchführbar sind. Das fest mit der Gewindespindel 3 verbundene Verlängerungsstück 8 ist mittels eines Gleitlagers 12 in einem Gehäuse 11, welches am Fahrzeugaufbau befestigt ist, gelagert. Das Gleitlager 12 hat keine Verdrehsicherungsfunktion.
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Eine Verdrehung der Gewindespindel 3 im Gehäuse 11 wird durch ein Verdrehsicherungselement 5 verhindert, welches im Ausführungsbeispiel am Ansatzstück 4 befestigt ist und direkt mit einer Führungskontur 6 des Gehäuses 11 zusammenwirkt. Hierbei ist die Führungskontur 6 als Nut ausgebildet, in welcher ein Sicherungsabschnitt 14 des Verdrehsicherungselements 5 verschiebbar geführt ist. Der Sicherungsabschnitt 14 liegt permanent an der Führungskontur 6 an, wobei eine Dämpfung in Umfangsrichtung des Ansatzstücks 4 und damit auch der Gewindespindel 3 gegeben ist. In Längsrichtung des Spindeltriebs 1 ist der Sicherungsabschnitt 14 reibungsarm in der Führungskontur 6 verschiebbar.
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Einzelheiten des Verdrehsicherungselements 5 gehen aus den 2 bis 4 hervor. Vom Sicherungsabschnitt 14, der in direkter Zusammenwirkung mit dem Gehäuse 11 die gewünschte Verdrehsicherungsfunktion übernimmt, ist ein Bogenabschnitt 13 des Verdrehsicherungselements 5 zu unterscheiden. Der Bogenabschnitt 13, welcher auch als Halteabschnitt des Verdrehsicherungselements 5 bezeichnet wird, bildet zusammen mit dem Sicherungsabschnitt 14 ein einstückiges Kunststoffteil, welches im Spritzgussverfahren hergestellt ist.
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In Blickrichtung längs der Gewindespindel 3 beschreibt der Bogenabschnitt 13 eine offene Ringform, das heißt Zangenform, mit zwei Armen 15, 16, die das Ansatzstück 4 teilweise umgreifen. An der Innenumfangsfläche des Bogenabschnitts 13 ist eine unvollständige Sechskantkontur 18 erkennbar, die dem hexagonalen Profil des Ansatzstücks 4 angepasst ist. Im Unterschied hierzu ist die Außenkontur des Bogenabschnitts 13 kreisbogenförmig.
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Der an den Bogenabschnitt 13 anschließende Sicherungsabschnitt 14 umfasst zwei Verformungsabschnitte 19, 20, die jeweils durch eine Mehrzahl an Lamellen 21, im Ausführungsbeispiel jeweils vier Lamellen 21, gebildet sind. Im Unterschied zu den Verformungsabschnitten 19, 20, die dämpfend wirken, ist der zwischen den Lamellen 21 liegende, mit 22 bezeichnete Mittelabschnitt des Sicherungsabschnitts 14 praktisch nicht elastisch verformbar.
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Im Mittelabschnitt 22 befindet sich eine gestufte Bohrung 23. In den engeren Abschnitt der Bohrung 23 ist ein Gewindeeinsatz 24 eingesetzt, welcher ein Innengewinde 25 aufweist. In den Gewindeeinsatz 24 ist eine in 1 erkennbare Schraube 17 eingeschraubt. Durch das Festziehen der Schraube 17 wird der Sicherungsabschnitt 14 tendenziell von der Oberfläche des Ansatzstücks 4 abgehoben, wobei zugleich die Arme 15, 16 an das Ansatzstück 4 herangezogen werden. Mit Hilfe der Schraube 17 ist damit eine in Längsrichtung des Spindeltriebs 1 kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Verdrehsicherungselement 5 und dem Ansatzstück 4 hergestellt.
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Zusätzlich schlägt das Verdrehsicherungselement 5 in der Anordnung nach 1 in einer Axialrichtung an einem ringförmig umlaufenden Absatz des Ansatzstücks 4 an, sodass in der entsprechenden Richtung auch ein Formschluss zwischen dem Verdrehsicherungselement 5 und dem Ansatzstück 4 gegeben ist. In der Gegenrichtung, das heißt in Richtung zum Gabelstück, wird ein Abziehen des Verdrehsicherungselements 5 vom Ansatzstück 4 ausschließlich durch die festgezogene Schraube 17 verhindert. Eine geringfügige elastische Verformung des Bogenabschnitts 13 beim Anziehen der Schraube 17 unterstützt die dauerhaft stabile Halterung des Verdrehsicherungselements 5 auf dem Ansatzstück 4.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spindeltrieb
- 2
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- 3
- Gewindespindel
- 4
- Ansatzstück
- 5
- Verdrehsicherungselement
- 6
- Führungskontur
- 7
- Zwischenstück
- 8
- Verlängerungsstück
- 9
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- 10
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- 11
- Gehäuse
- 12
- Gleitlager
- 13
- Bogenabschnitt, Halteabschnitt
- 14
- Sicherungsabschnitt
- 15
- Arm
- 16
- Arm
- 17
- Schraube
- 18
- Sechskantkontur
- 19
- Verformungsabschnitt
- 20
- Verformungsabschnitt
- 21
- Lamelle
- 22
- Mittelabschnitt
- 23
- Bohrung
- 24
- Gewindeeinsatz
- 25
- Innengewinde
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008051544 B4 [0002]
- DE 102016200102 A1 [0003]
- DE 102016206576 B3 [0004]
- DE 102010011820 A1 [0017]
