DE102019127106B4 - Actuator for operating at least one switching device of a motor vehicle with torque support of a spindle shaft - Google Patents

Actuator for operating at least one switching device of a motor vehicle with torque support of a spindle shaft Download PDF

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Abstract

Aktor (1) zum Betätigen zumindest einer Schalteinrichtung eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse (2), einem in dem Gehäuse (2) aufgenommenen Elektromotor (3) und einem über den Elektromotor (3) antreibbaren Spindeltrieb (4), wobei der Spindeltrieb (4) eine durch den Elektromotor (3) drehend antreibbare Spindelmutter (5) sowie eine Spindelwelle (6) aufweist, und wobei die Spindelwelle (6) mit ihrem Außengewinde (7) derart in ein Innengewinde (8) der Spindelmutter (5) eingreift, dass durch ein Verdrehen der Spindelmutter (5) eine Verschiebebewegung der Spindelwelle (6) entlang ihrer Längsachse (9) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelwelle (6) derart ausgebildet ist, dass die Querschnittskontur (11) ihres mit der Spindelmutter (5) zusammenwirkenden Außengewindes (7) von einer Kreislinie abweicht, welche Querschnittskontur (11) zumindest abschnittsweise, unter Umsetzung einer verdrehgesicherten Abstützung der Spindelwelle (6), an einer Führungsfläche (12) eines gehäusefesten Bestandteils (13) anliegt.Actuator (1) for actuating at least one switching device of a motor vehicle, with a housing (2), an electric motor (3) accommodated in the housing (2) and a spindle drive (4) drivable via the electric motor (3), wherein the spindle drive (4) has a spindle nut (5) drivable in rotation by the electric motor (3) and a spindle shaft (6), and wherein the spindle shaft (6) engages with its external thread (7) in an internal thread (8) of the spindle nut (5) in such a way that a displacement movement of the spindle shaft (6) along its longitudinal axis (9) is generated by turning the spindle nut (5), characterized in that the spindle shaft (6) is designed in such a way that the cross-sectional contour (11) of its external thread (7) interacting with the spindle nut (5) deviates from a circular line, which cross-sectional contour (11) is at least partially supported on a guide surface (12) of a housing-fixed component (13).

Description

Die Erfindung betrifft einen Aktor (/ Linearaktor) zum Betätigen zumindest einer Schalteinrichtung eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges, vorzugsweise zum Betätigen einer Schalteinrichtung eines Getriebes, mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse aufgenommenen Elektromotor und einem über den Elektromotor antreibbaren Spindeltrieb, wobei der Spindeltrieb eine durch den Elektromotor drehend antreibbare Spindelmutter sowie eine Spindelwelle aufweist, und wobei die Spindelwelle mit ihrem Außengewinde derart in ein Innengewinde der Spindelmutter eingreift, dass durch ein Verdrehen der Spindelmutter eine Verschiebebewegung der Spindelwelle entlang ihrer Längsachse erzeugt wird.The invention relates to an actuator (/ linear actuator) for actuating at least one switching device of a motor vehicle, such as a car, truck, bus or other commercial vehicle, preferably for actuating a switching device of a transmission, with a housing, an electric motor accommodated in the housing and a spindle drive that can be driven via the electric motor, wherein the spindle drive has a spindle nut that can be driven in rotation by the electric motor and a spindle shaft, and wherein the spindle shaft engages with its external thread in an internal thread of the spindle nut in such a way that a displacement movement of the spindle shaft along its longitudinal axis is generated by turning the spindle nut.

Gattungsgemäße Aktoren sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2017 107 885 A1 eine Betätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem Gehäuse, einem Elektromotor und einem Betätigungsgetriebe mit einer axial verlagerbaren Spindelstange und einer axialfesten Spindelmutter.Actuators of this type are already well known from the state of the art. For example, the EN 10 2017 107 885 A1 an actuating device for a motor vehicle transmission, with a housing, an electric motor and an actuating gear with an axially displaceable spindle rod and an axially fixed spindle nut.

Ferner ist aus der DE 38 01 904 A1 ein Schraubgetriebe mit einer axial verlagerbaren Spindel bekannt. Zur Drehmomentabstützung weist hier die Spindel, zusätzlich zum Gewindebereich einen Bereich mit einem polygonförmigen Querschnitt auf, der einen entsprechenden polygonförmigen Querschnitt eines Gehäuses durchsetzt.Furthermore, the EN 38 01 904 A1 a helical gear with an axially displaceable spindle is known. To support the torque, the spindle has, in addition to the threaded area, an area with a polygonal cross-section that passes through a corresponding polygonal cross-section of a housing.

Des Weiteren ist der Anmelderin interner Stand der Technik bekannt, der anhand der 6 veranschaulicht ist. Zur Drehmomentabkürzung einer Spindelwelle seitens des Gehäuses 2' ist in dieser Ausführung an einem gehäusefesten Bestandteil 13' ein Langloch L vorgesehen, in das ein die Spindelwelle durchdringender und fest in der Spindelwelle aufgenommener Stift S hineinragt. Dadurch kommt es zwar bereits zu einer internen Drehmomentabstützung der Spindelwelle innerhalb des Gehäuses, diese Bauweise hat jedoch den Nachteil, dass ein relativ großer axialer Bauraum durch das Vorhalten des Langloches vorhanden ist. Des Weiteren ist die Fertigung der Spindelwelle relativ aufwändig, da diese mit einem Durchgangsloch versehen werden muss und anschließend der Stift S in der Spindelwelle separat befestigt werden muss.Furthermore, the applicant is aware of internal state of the art, which can be 6 is illustrated. In order to reduce the torque of a spindle shaft on the part of the housing 2', in this design an elongated hole L is provided on a housing-fixed component 13', into which a pin S extends, which penetrates the spindle shaft and is firmly held in the spindle shaft. This already results in an internal torque support of the spindle shaft within the housing, but this design has the disadvantage that a relatively large axial installation space is available due to the provision of the elongated hole. Furthermore, the manufacture of the spindle shaft is relatively complex, since it has to be provided with a through hole and then the pin S has to be attached separately in the spindle shaft.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere einen kompakteren und einfacher aufgebauten Aktor zur Verfügung zu stellen, der eine interne Drehmomentabstützung der Spindelwelle gewährleistet.It is therefore an object of the present invention to eliminate the disadvantages known from the prior art and in particular to provide a more compact and simply constructed actuator which ensures internal torque support of the spindle shaft.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Spindelwelle derart ausgebildet ist, dass ihre Außenseite eine von einer Kreislinie abweichende Querschnittskontur aufweist, welche Querschnittskontur zumindest abschnittsweise, unter Umsetzung einer verdrehgesicherten Abstützung der Spindelwelle, an einer Führungsfläche eines gehäusefesten Bestandteils anliegt.This is achieved according to the invention in that the spindle shaft is designed such that its outer side has a cross-sectional contour deviating from a circular line, which cross-sectional contour rests at least in sections on a guide surface of a component fixed to the housing, thereby implementing a rotationally secured support of the spindle shaft.

Dadurch wird die Spindelwelle unmittelbar mit einer Kontur versehen, die direkt an dem gehäusefesten Bestandteil anliegt. Der Aufbau des Aktors wird somit deutlich vereinfacht. Des Weiteren ist die Spindelwelle durch einfache Umformvorgänge in ihrer Querschnittskontur wählbar und der Herstellaufwand wird möglichst gering gehalten. Insbesondere durch die unmittelbare Ausbildung der Außenseite mit der speziellen Querschnittskontur ist eine deutlich kompaktere axiale Bauweise des Aktors ermöglicht.This means that the spindle shaft is immediately provided with a contour that lies directly against the component fixed to the housing. The structure of the actuator is thus significantly simplified. Furthermore, the spindle shaft can be selected in its cross-sectional contour through simple forming processes and the manufacturing effort is kept as low as possible. In particular, the direct formation of the outside with the special cross-sectional contour enables a significantly more compact axial design of the actuator.

Weitere vorteilhafte Ausführungen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous embodiments are claimed in the subclaims and explained in more detail below.

Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, wenn die Querschnittskontur der Spindelwelle polygonal, vorzugsweise dreieckig, weiter bevorzugt mit abgerundeten Ecken, umgesetzt ist. Alternativ zu einer polygonalen Form ist es jedoch auch von Vorteil, wenn die Querschnittskontur elliptisch realisiert ist. Ein für die Spindelwelle verwendeter Rohling kann beim Herstellverfahren dadurch auf einfache Weise, vorzugsweise über ein Drahtziehen, in Form gebracht werden. Dadurch ist der Herstellaufwand weiter reduziert.It has proven to be particularly useful if the cross-sectional contour of the spindle shaft is polygonal, preferably triangular, and more preferably with rounded corners. As an alternative to a polygonal shape, it is also advantageous if the cross-sectional contour is elliptical. A blank used for the spindle shaft can therefore be shaped in a simple manner during the manufacturing process, preferably by wire drawing. This further reduces the manufacturing effort.

Der Aufbau des gehäusefesten Bestandteils wird möglichst einfach gehalten, wenn dieser die Führungsfläche unmittelbar an einer Durchtrittsöffnung für die Spindelwelle aufweist. Dabei ist es auch vorteilhaft, wenn die Durchtrittsöffnung durch einen axial vorspringenden Napfbereich des gehäusefesten Bestandteils ausgebildet ist.The structure of the housing-fixed component is kept as simple as possible if it has the guide surface directly at a through-opening for the spindle shaft. It is also advantageous if the through-opening is formed by an axially projecting cup area of the housing-fixed component.

Ist die Führungsfläche durch eine in Umfangsrichtung durchgängig komplementär zu der Querschnittskontur der Spindelwelle ausgebildete Innenkontur des gehäusefesten Bestandteils / Napfbereiches gebildet, wird eine möglichst robuste Abstützung der Spindelwelle für höhere Drehmomente zur Verfügung gestellt.If the guide surface is formed by an inner contour of the housing-fixed component/cup area that is continuously complementary to the cross-sectional contour of the spindle shaft in the circumferential direction, the spindle shaft is supported as robustly as possible for higher torques.

Der Herstellaufwand wird weiter reduziert, wenn der gehäusefeste Bestandteil als ein (vorzugsweise plattenförmiges / scheibenförmiges) Deckelelement des Gehäuses ausgebildet ist.The manufacturing effort is further reduced if the housing-fixed component is designed as a (preferably plate-shaped / disc-shaped) cover element of the housing.

Von Vorteil ist es zudem, wenn der gehäusefeste Bestandteil aus einem Metallblech ausgeformt ist und/oder die Führungsfläche durch einen Umformvorgang, d. h. über einen entsprechenden Stempel, hergestellt ist.It is also advantageous if the housing-fixed component is formed from a metal sheet and/or the guide surface is produced by a forming process, ie by means of a corresponding stamp.

Ist die Spindelwelle aus einem Metallwerkstoff ausgebildet, ist es von Vorteil, wenn das Außengewinde eingedreht, eingeschliffen oder eingewalzt ist.If the spindle shaft is made of a metal material, it is advantageous if the external thread is screwed, ground or rolled.

In diesem Zusammenhang ist es jedoch auch von Vorteil, wenn die Spindelwelle aus einem Kunststoff ausgebildet ist und das Außengewinde weiter bevorzugt als urformtechnisch hergestellter Bereich der Spindelwelle umgesetzt ist.In this context, however, it is also advantageous if the spindle shaft is made of a plastic and the external thread is preferably implemented as a region of the spindle shaft produced by primary molding.

In anderen Worten ausgedrückt, wird somit erfindungsgemäß eine Drehmomentabstützung einer Spindel (Spindelwelle) an einem Aktuator / Aktor realisiert. Die Spindel und das Metallblech (gehäusefester Bestandteil) werden in einer passenden Weise ausgeformt, sodass eine Verdrehung der Spindel verhindert ist. Die Spindel durchgreift vorzugsweise eine Platte (gehäusefester Bestandteil), die ein entsprechend angepasstes Loch (Durchtrittsöffnung) für die Spindel aufweist, sodass eine relative Verdrehung der Spindel zur Platte nicht mehr möglich ist.In other words, according to the invention, a torque support of a spindle (spindle shaft) on an actuator is thus realized. The spindle and the metal sheet (housing-fixed component) are shaped in a suitable manner so that rotation of the spindle is prevented. The spindle preferably passes through a plate (housing-fixed component) which has a correspondingly adapted hole (through opening) for the spindle so that rotation of the spindle relative to the plate is no longer possible.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to figures.

Es zeigen:

  • 1 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Aktors nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei der Schnitt entlang einer Längsachse einer Spindelwelle umgesetzt ist,
  • 2 eine perspektivische Vollansicht des Aktors nach 1 im Bereich einer Durchtrittsöffnung der Spindelwelle in einem gehäusefesten Bestandteil,
  • 3 eine Vorderansicht der in den 1 und 2 eingesetzten Spindelwelle, wobei eine Querschnittskontur einer radialen Außenseite der Spindelwelle gut zu erkennen ist,
  • 4 eine Vorderansicht des in den 1 und 2 eingesetzten gehäusefesten Bestandteils, wobei eine komplementär zu der Querschnittskontur der Spindelwelle ausgebildete Innenkontur zur drehfesten Abstützung der Spindelwelle gut zu erkennen ist,
  • 5 eine perspektivische Darstellung der in der 1 bis 3 gezeigten Spindelwelle, sowie
  • 6 eine perspektivische Ansicht eines Aktors des Standes der Technik.
Show it:
  • 1 a longitudinal sectional view of an actuator according to the invention according to a preferred embodiment, wherein the section is implemented along a longitudinal axis of a spindle shaft,
  • 2 a perspective full view of the actuator after 1 in the area of a passage opening of the spindle shaft in a housing-fixed component,
  • 3 a front view of the 1 and 2 inserted spindle shaft, whereby a cross-sectional contour of a radial outer side of the spindle shaft is clearly visible,
  • 4 a front view of the 1 and 2 inserted housing-fixed component, whereby an inner contour complementary to the cross-sectional contour of the spindle shaft for the rotationally fixed support of the spindle shaft can be clearly seen,
  • 5 a perspective view of the 1 to 3 shown spindle shaft, as well as
  • 6 a perspective view of a prior art actuator.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and serve solely to understand the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.

Mit den 1 bis 5 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Aktors 1 veranschaulicht. Der Aktor 1 ist prinzipiell als ein Linearaktor realisiert und weist einen Elektromotor 3 auf, der in einem Gehäuse 2 fest aufgenommen ist. Der Elektromotor 3 weist wiederum einen Stator 18 und einen relativ zu dem Stator 18 verdrehbar angeordneten Rotor 19 auf, wobei der Rotor 19 über einen Spindeltrieb 4 mit einer Spindelwelle 6 zusammenwirkt. Auf typische Weise ist der Rotor 19 mit einer Spindelmutter 5 des Spindeltriebs 4 verdrehfest gekoppelt, wobei die Spindelmutter 5 mit einem Innengewinde 8 in ein Außengewinde 7 der Spindelwelle 6 eingreift. Somit kommt es bei einem Verdrehen der Spindelmutter 5 durch den Rotor 19 zu einer Längsverschiebung der Spindelwelle 6 entlang ihrer Längsachse 9.With the 1 to 5 a preferred embodiment of an actuator 1 according to the invention is illustrated. The actuator 1 is basically implemented as a linear actuator and has an electric motor 3 which is fixedly accommodated in a housing 2. The electric motor 3 in turn has a stator 18 and a rotor 19 arranged to rotate relative to the stator 18, wherein the rotor 19 interacts with a spindle shaft 6 via a spindle drive 4. Typically, the rotor 19 is coupled in a rotationally fixed manner to a spindle nut 5 of the spindle drive 4, wherein the spindle nut 5 engages with an internal thread 8 in an external thread 7 of the spindle shaft 6. Thus, when the spindle nut 5 is rotated by the rotor 19, the spindle shaft 6 is longitudinally displaced along its longitudinal axis 9.

Der Aktor 1 ist auf typische Weise zum Betätigen einer Schalteinrichtung, etwa zum Schalten einer Getriebeübersetzung und/oder einer Parksperre innerhalb eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges eingesetzt. Dabei ist eine hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellte Betätigungsaktorik mit der Spindelwelle 6 bewegungsgekoppelt, sodass die Verschiebebewegung der Spindelwelle 6 entlang ihrer Längsachse 9 in entsprechende Schaltbewegungen der Schalteinrichtung gewandelt wird.The actuator 1 is typically used to operate a switching device, for example to switch a gear ratio and/or a parking lock within a drive train of a motor vehicle. An actuating actuator (not shown here for the sake of clarity) is coupled in motion to the spindle shaft 6, so that the displacement movement of the spindle shaft 6 along its longitudinal axis 9 is converted into corresponding switching movements of the switching device.

Wie in Zusammenschau der 2 bis 4 übersichtlich gezeigt, weist eine radiale Außenseite 10 der Spindelwelle 6 erfindungsgemäß zum Umsetzen einer verdrehgesicherten Abstützung relativ zum Gehäuse 2 eine spezielle Querschnittskontur 11 auf. Diese Querschnittskontur 11 wird unmittelbar durch die radialen Außenseiten der einzelnen Gewindegänge des Außengewindes 7 gebildet. In dieser Ausführungsform ist die Querschnittskontur 11, abweichend von einer Kreislinie (mit konstantem Durchmesser), in einer polygonalen Form realisiert. Diese polygonale Form ist in dieser Ausführung ein Dreieck mit entsprechend abgerundeten Ecken. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass die Querschnittskontur 11 in weiteren Ausführungen auch auf andere Weise ausgebildet ist, wobei sie stets von einer Kreislinie mit gleichbleibendem Durchmesser abweicht.As can be seen from the 2 to 4 As shown clearly, a radial outer side 10 of the spindle shaft 6 has a special cross-sectional contour 11 according to the invention for implementing a rotationally secured support relative to the housing 2. This cross-sectional contour 11 is formed directly by the radial outer sides of the individual threads of the external thread 7. In this embodiment, the cross-sectional contour 11 is implemented in a polygonal shape, deviating from a circular line (with a constant diameter). In this embodiment, this polygonal shape is a triangle with correspondingly rounded corners. In this context, it should be noted that the cross-sectional contour 11 is also designed in other ways in other embodiments, whereby it always deviates from a circular line with a constant diameter.

In dieser Ausführung handelt es sich um eine Spindelwelle 6, die aus einem Metallwerkstoff hergestellt ist. Demnach ist das Außengewinde 7 bevorzugt eingedreht, alternativ eingeschliffen oder eingewalzt. Zunächst wird ein Drahtrohling durch Drahtziehen so verformt, dass er bereits die polygonale Querschnittskontur 11 aufweist. Im Anschluss daran wird in diesen Drahtrohling das Außengewinde 7 eingedreht und die Spindelwelle 6 fertiggestellt. Folglich ergibt sich an den Ecken des Polygons eine größere Höhe des jeweiligen Gewindegangs des Außengewindes 7 als an den zwischen den Ecken verlaufenden Verbindungsbereichen, wie in 3 zu erkennen.In this version, the spindle shaft 6 is made of a metal material. Accordingly, the external thread 7 is preferably screwed in, alternatively ground or rolled in. First, a wire blank is deformed by wire drawing so that it already has the polygo nal cross-sectional contour 11. The external thread 7 is then screwed into this wire blank and the spindle shaft 6 is completed. Consequently, the respective thread pitch of the external thread 7 is greater at the corners of the polygon than at the connecting areas running between the corners, as shown in 3 to recognize.

Alternativ zu der Herstellung der Spindelwelle 6 aus einem Metallwerkstoff ist es auch von Vorteil, die Spindelwelle 6 aus einem Kunststoff herzustellen, wobei das Außengewinde 7 dann bevorzugt unmittelbar urformtechnisch hergestellt wird.As an alternative to producing the spindle shaft 6 from a metal material, it is also advantageous to produce the spindle shaft 6 from a plastic, wherein the external thread 7 is then preferably produced directly by primary molding.

Die Spindelwelle 6 ist zu ihrer verdrehsicheren Abstützung an einer Führungsfläche 12 des gehäusefesten Bestandteils 13 abgestützt. Diese Führungsfläche 12 ist besonders gut in 4 zu erkennen. Die Führungsfläche 12 ist unmittelbar durch eine komplementär zu der Querschnittskontur 11 (Außenkontur) der Spindelwelle 6 ausgebildete Innenkontur 15 eines axial vorspringenden Napfbereiches 17 des gehäusefesten Bestandteils 13 realisiert. Die Führungsfläche 12 ist so auf die Querschnittskontur 11 / Außenseite 10 der Spindelwelle 6 abgestimmt, dass die Spindelwelle 6 bei einem Verdrehen der Spindelmutter 5 vor einem Verdrehen relativ zu dem Gehäuse 2 gesichert ist. In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Innenkontur 15 in Umfangsrichtung / entlang eines Innenumfangs auch nur abschnittsweise der Querschnittskontur 11 folgen.The spindle shaft 6 is supported on a guide surface 12 of the housing-fixed component 13 to prevent it from twisting. This guide surface 12 is particularly well suited to 4 The guide surface 12 is realized directly by an inner contour 15 of an axially projecting cup region 17 of the housing-fixed component 13, which is complementary to the cross-sectional contour 11 (outer contour) of the spindle shaft 6. The guide surface 12 is matched to the cross-sectional contour 11 / outer side 10 of the spindle shaft 6 in such a way that the spindle shaft 6 is secured against rotation relative to the housing 2 when the spindle nut 5 is rotated. In further embodiments, the inner contour 15 can also follow the cross-sectional contour 11 only in sections in the circumferential direction / along an inner circumference.

Der die Führungsfläche 12 ausbildende gehäusefeste Bestandteil 13 weist folglich eine zentrale Durchtrittsöffnung 14 auf, die die Innenkontur 15 ausbildet. Wie wiederum in den 1 und 2 gezeigt, ist der gehäusefeste Bestandteil 13 als Deckelelement 16 realisiert, das fest an dem Gehäuse 2 befestigt ist. Der gehäusefeste Bestandteil 13 ist vorzugsweise aus einem Metallblech ausgeformt, wobei die Innenkontur 15 / der Napfbereich 17 weiter bevorzugt durch einen Stempel umformtechnisch ausgeformt ist.The housing-fixed component 13 forming the guide surface 12 consequently has a central passage opening 14 which forms the inner contour 15. As can be seen in the 1 and 2 As shown, the housing-fixed component 13 is implemented as a cover element 16 which is firmly attached to the housing 2. The housing-fixed component 13 is preferably formed from a metal sheet, wherein the inner contour 15/the cup region 17 is further preferably formed by a stamp.

In anderen Worten ausgedrückt, wird eine einfach herzustellende Spindelaußengeometrie (synonym als Querschnittskontur 11 bezeichnet) verwendet, die gleichzeitig das Drehmoment abstützt.In other words, an easy-to-manufacture spindle outer geometry (synonymously referred to as cross-sectional contour 11) is used, which at the same time supports the torque.

Die Spindel (synonym als Spindelwelle 6 bezeichnet) wird erfindungsgemäß in der Art ausgeformt, dass der Rohling durch einfaches Drahtziehen in eine Form gebracht wird, die das Drehmoment abstützen kann. Solche Formen sind Vielecke mit abgerundeten Ecken (z.B. ein Polygonprofil). Das Gegenstück bildet ein Blechteil (Bestandteil 13), welches auch sehr einfach durch einen Stempel in die Polygonform gebracht werden kann. Das Rohteil der Spindel wird in einem zweiten Schritt mit dem Gewinde (synonym als Außengewinde 7 bezeichnet) für den Spindeltrieb versehen. Es kommen Drehen oder Schleifen in Frage, aber auch ein klassisches Schraubenherstellungsverfahren kann verwendet werden. Dabei wird das Gewinde wie bei einer selbst furchenden Schraube gewalzt. Die Spindel ist alternativ auch aus Kunststoff gefertigt, womit diese Form noch einfacher gefertigt werden kann. Die Prozessschritte zur fertigen Spindel werden damit um die Fertigung der Querbohrung vereinfacht und die Länge der Abstützung durch das Polygon ist deutlich geringer, da die komplette Spindelaußenkontur als Drehmomentabstützung verwendet werden kann. Durch die Spindelaußenkontur der Spindel wird die Tragfähigkeit an den abgeschnittenen Flanken verringert, dies kann durch eine Hochverzahnung kompensiert werden.According to the invention, the spindle (synonymously referred to as spindle shaft 6) is formed in such a way that the blank is brought into a shape that can support the torque by simply drawing wire. Such shapes are polygons with rounded corners (e.g. a polygon profile). The counterpart is a sheet metal part (component 13), which can also be very easily formed into the polygon shape using a stamp. In a second step, the blank of the spindle is provided with the thread (synonymously referred to as external thread 7) for the spindle drive. Turning or grinding are possible, but a classic screw manufacturing process can also be used. The thread is rolled like a self-tapping screw. The spindle is alternatively made of plastic, which makes this shape even easier to manufacture. The process steps for the finished spindle are thus simplified by the production of the cross hole and the length of the support provided by the polygon is significantly shorter, since the entire spindle outer contour can be used as torque support. Due to the spindle's outer contour, the load-bearing capacity is reduced on the cut flanks; this can be compensated by high gearing.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
AktorActuator
22
GehäuseHousing
33
ElektromotorElectric motor
44
SpindeltriebSpindle drive
55
SpindelmutterSpindle nut
66
SpindelwelleSpindle shaft
77
AußengewindeExternal thread
88th
Innengewindeinner thread
99
LängsachseLongitudinal axis
1010
AußenseiteOutside
1111
QuerschnittskonturCross-sectional contour
1212
FührungsflächeGuide surface
1313
gehäusefester Bestandteilhousing-fixed component
1414
DurchtrittsöffnungPassage opening
1515
InnenkonturInner contour
1616
DeckelelementCover element
1717
NapfbereichBowl area
1818
Statorstator
1919
Rotorrotor

Claims (8)

Aktor (1) zum Betätigen zumindest einer Schalteinrichtung eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse (2), einem in dem Gehäuse (2) aufgenommenen Elektromotor (3) und einem über den Elektromotor (3) antreibbaren Spindeltrieb (4), wobei der Spindeltrieb (4) eine durch den Elektromotor (3) drehend antreibbare Spindelmutter (5) sowie eine Spindelwelle (6) aufweist, und wobei die Spindelwelle (6) mit ihrem Außengewinde (7) derart in ein Innengewinde (8) der Spindelmutter (5) eingreift, dass durch ein Verdrehen der Spindelmutter (5) eine Verschiebebewegung der Spindelwelle (6) entlang ihrer Längsachse (9) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelwelle (6) derart ausgebildet ist, dass die Querschnittskontur (11) ihres mit der Spindelmutter (5) zusammenwirkenden Außengewindes (7) von einer Kreislinie abweicht, welche Querschnittskontur (11) zumindest abschnittsweise, unter Umsetzung einer verdrehgesicherten Abstützung der Spindelwelle (6), an einer Führungsfläche (12) eines gehäusefesten Bestandteils (13) anliegt.Actuator (1) for actuating at least one switching device of a motor vehicle, with a housing (2), an electric motor (3) accommodated in the housing (2) and a spindle drive (4) drivable via the electric motor (3), wherein the spindle drive (4) has a spindle nut (5) drivable in rotation by the electric motor (3) and a spindle shaft (6), and wherein the spindle shaft (6) with its external thread (7) engages in an internal thread (8) of the spindle nut (5) in such a way that a displacement movement of the spindle shaft (6) along its longitudinal axis (9) is generated by rotating the spindle nut (5), characterized in that the spindle shaft (6) is designed in such a way that the cross-sectional contour (11) of its external thread (7) interacting with the spindle nut (5) deviates from a circular line, which cross-sectional contour (11) at least in sections rests on a guide surface (12) of a component (13) fixed to the housing, thereby implementing a rotation-proof support of the spindle shaft (6). Aktor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittskontur (11) der Spindelwelle (6) polygonal umgesetzt ist.Actuator (1) to Claim 1 , characterized in that the cross-sectional contour (11) of the spindle shaft (6) is polygonal. Aktor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gehäusefeste Bestandteil (13) die Führungsfläche (12) unmittelbar an einer Durchtrittsöffnung (14) für die Spindelwelle (6) aufweist.Actuator (1) to Claim 1 or 2 , characterized in that the housing-fixed component (13) has the guide surface (12) directly at a passage opening (14) for the spindle shaft (6). Aktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (12) durch eine in Umfangsrichtung durchgängig komplementär zu der Querschnittskontur (11) der Spindelwelle (6) ausgebildete Innenkontur (15) des gehäusefesten Bestandteils (13) gebildet ist.Actuator (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the guide surface (12) is formed by an inner contour (15) of the housing-fixed component (13) which is continuously complementary in the circumferential direction to the cross-sectional contour (11) of the spindle shaft (6). Aktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der gehäusefeste Bestandteil (13) als ein Deckelelement (16) des Gehäuses (2) ausgebildet ist.Actuator (1) according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the housing-fixed component (13) is designed as a cover element (16) of the housing (2). Aktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der gehäusefeste Bestandteil (13) aus einem Metallblech ausgeformt ist und/oder die Führungsfläche (12) durch einen Umformvorgang hergestellt ist.Actuator (1) according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the housing-fixed component (13) is formed from a metal sheet and/or the guide surface (12) is produced by a forming process. Aktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelwelle (6) aus einem Metallwerkstoff ausgebildet ist, wobei das Außengewinde (7) eingedreht, eingeschliffen oder eingewalzt ist.Actuator (1) according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the spindle shaft (6) is made of a metal material, wherein the external thread (7) is screwed, ground or rolled. Aktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelwelle (6) aus einem Kunststoff ausgebildet ist.Actuator (1) according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the spindle shaft (6) is made of a plastic.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3801904A1 (en) 1988-01-23 1989-08-03 Gestra Ag Screw mechanism
DE3911300C1 (en) 1989-04-07 1990-08-16 Peri Gmbh, 7912 Weissenhorn, De Spindle unit, in particular for shuttering construction work
DE10328538A1 (en) 2002-06-24 2004-02-05 Smc K.K. Electrical actuator
DE102016204133A1 (en) 2016-03-14 2017-09-14 Zf Friedrichshafen Ag Linear actuator
DE102017107885A1 (en) 2016-04-21 2017-10-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Actuating device for a vehicle transmission

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3801904A1 (en) 1988-01-23 1989-08-03 Gestra Ag Screw mechanism
DE3911300C1 (en) 1989-04-07 1990-08-16 Peri Gmbh, 7912 Weissenhorn, De Spindle unit, in particular for shuttering construction work
DE10328538A1 (en) 2002-06-24 2004-02-05 Smc K.K. Electrical actuator
DE102016204133A1 (en) 2016-03-14 2017-09-14 Zf Friedrichshafen Ag Linear actuator
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