-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Spindeltriebes einer steer-by-wire-Lenkung für ein Kraftfahrzeug mit lenkbarer Vorder- und/oder Hinterachse sowie eine steer-by-wire-Lenkung nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
-
Aus dem Stand der Technik ist eine steer-by-wire-Lenkung gemäß der
DE 10 2014 206 934 A1 bekannt, welche mit dem Fahrzeugaufbau verbunden wird und zentral auf beide Räder bzw. Radträger einer Fahrzeugachse wirkt, um den Radlenkwinkel der Räder zu verändern. Die
DE 10 2017 211 672 A1 zeigt ebenfalls eine gattungsgemäße Lenkvorrichtung. Hierbei wird ein Verlängerungsstück zur Verlängerung der Spindel des Aktuators vorgesehen, um die Spindel in axialer Richtung zu verlängern. Die Verlängerung der Spindel bzw. des Spindeltriebes ist von Vorteil, da hierdurch der Aktuator für verschiedene Fahrzeuge und die dortig vorhandenen Bauräume mit geringen Änderungen genutzt werden kann. Das Verlängerungsstück benötigt aufgrund seiner konstruktiven Ausbildung ein zusätzliches Gleit- oder Schublager, welches innerhalb eines zusätzlichen Lagerbocks angeordnet ist. Das Verlängerungsstück ist über den Lagerbock karosserieseitig abgestützt. Diese zusätzliche Lagerung bzw. Abstützung verhindert zwar wirkungsvoll ein Knicken des Verlängerungsstückes, jedoch bedingt dieses ein zusätzliches Gewicht der Lenkung an einer Fahrzeugachse und ist aufwändiger hinsichtlich Fertigung und Montage.
-
Aus der
DE 10 2016 201 699 A1 ist des Weiteren ein Gleitzapfen bekannt, welcher durch Kaltumformung hergestellt wird. Der Gleitzapfen wird, wie auch bei den beiden vorgenannten Dokumenten aus dem Stand der Technik ähnlich gelöst, mit den Enden der Spindel gekoppelt, so dass die Spindel in dem Gehäuse der Lenkung axial geführt und für eine reibungsarme Verschiebung dort gelagert wird.
-
Durch die Verlängerung der Spindel kann eine steer-by-wire-Lenkung an den vorhandenen Bauraum im Bereich einer Achse des jeweiligen Fahrzeuges angepasst werden. Zur Lösung der vorgenannten Probleme ist es somit eine Aufgabe der Erfindung, eine einfache Möglichkeit zur Anpassung eines Spindeltriebes sowie einer steer-by-wire-Lenkung anzugeben, so dass je nach zur Verfügung stehendem Bauraum bei einer Fahrzeugachse die steer-by-wire-Lenkung mit geringem Aufwand angepasst werden kann. Es soll dabei eine kostengünstige Möglichkeit gefunden werden, welche mit geringem Aufwand realisierbar ist. Des Weiteren kann auf einfache Weise der Forderung nach einem geringen Gesamtgewicht der steer-by-wire-Lenkung Rechnung getragen werden.
-
Die Erfindung befasst sich mit den Aspekten der Verlängerung sowie einem geringen Gewicht der Lenkung. Es wird hierzu ein Verfahren zur Herstellung eines Spindeltriebes einer steer-by-wire-Lenkung sowie eine steer-by-wire-Lenkung nach den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Bevorzugte Ausführungsvarianten sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Nach einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Spindeltriebes einer steer-by-wire-Lenkung für ein Kraftfahrzeug mit lenkbarer Vorder- und/oder Hinterachse, wobei der Spindeltrieb zumindest aus einer Spindel, einer ortsfest gelagerten Spindelmutter sowie zumindest einer Lagerhülse zur Lagerung der Spindel in einem Gehäuse der Lenkung gefertigt wird. Die Spindel ist durch axiale Verlagerung zum Ändern eines Radlenkwinkels zumindest eines zu lenkenden Rades an einer Fahrzeugachse vorgesehen. Mittels eines Bewegungsgewindes, gebildet durch das Außengewinde der Spindel sowie ein Innengewinde der Spindelmutter, wird durch Drehung der Spindelmutter, bevorzugt durch mittelbaren oder unmittelbaren Drehantrieb mittels eines Elektromotors, eine axiale Verlagerung der Spindel vorgenommen. Hierzu ist an zumindest einem Ende der Spindel zumindest eine Lagerhülse als Lager- und Verbindungsbauteil zwischen der axial verlagerbaren Spindel und dem zu lenkenden Rad bzw. Radträger vorgesehen. Die Spindel ist als massives Bauteil ausgebildet, welches aus einem Halbzeug wie z.B. einem Rundstahl gefertigt wird. Hierzu wird ein Rundstahl mittels Umformen wie z.B. durch Rollen und/oder spanender Bearbeitung wie z.B. Drehen und/oder Fräsen zu einer Spindel gefertigt. Die Spindel erhält dabei ein Außengewinde, welches in Abhängigkeit von dessen Steigung und dem gewünschten axialen Verstellweg vorzugsweise durch Rollen erzeugt wird. Um einen reibungsarmen und möglichst geräuscharmen Betrieb der Lenkung zu ermöglichen, sind sowohl Spindelmutter als auch Spindel mit engen Toleranzen und somit als Präzisionsbauteile herzustellen. Auch hinsichtlich des Gewichts ist somit günstig, die Spindel von ihrer axialen Erstreckung möglichst kurz und mit möglichst geringem Durchmesser, vorzugsweise 10 bis 20mm auszubilden. Die Spindellänge ist abhängig vom Einsatzzweck. Bei einem pro Rad wirkenden Einzelsteller ist bevorzugt 100 bis 140mm lang. Bei einem auf beide Räder einer Achse wirkenden Zentralsteller ist eine Länge von 190 bis 300mm zu bevorzugen. Die Weitergabe der Lenkbewegung an die Radträger, ggf. unter Zwischenschaltung von Lenkern, erfolgt somit nicht unmittelbar durch Kopplung von Gelenkgabeln an die Enden der Spindel. Vielmehr werden hierzu Lagerhülsen zwischen die Gelenkgabeln und die Spindelenden eingebaut, um die Lagerung und Führung der Spindel im Gehäuse der Lenkung entlang ihrer Längsachse zu gewährleisten.
-
Eine steer-by-wire-Lenkung weist vorzugsweise ein zumindest zweiteiliges Gehäuse auf, welches eine etwa orthogonal zur Längsachse der Spindel ausgebildete Trennebene aufweist. Das Gehäuse weist im Bereich des Bewegungsgewindes den größten Bauraumbedarf auf. Dieses ist beispielsweise durch den Durchmesser der Spindelmutter und zusätzlich durch den Antrieb, z.B. einen parallel zur Längsachse angeordneten Antriebsmotor und einem Getriebe, z.B. einen notwendigen Riementrieb bedingt. Ist der vorhandene Bauraum begrenzt, beispielsweise bei Fahrzeugen mit üblicherweise achsnahem und mittig angeordnetem Getriebe oder Elektroantrieb, so ist die Anordnung der steer-by-wire-Lenkung nicht zentral mittig zwischen den Rädern möglich. In diesem Fall muss die Lenkung mit ihrem Gehäuse im Bereich der Trennebene stark außermittig, d. h. radnah angeordnet werden. Dadurch ergibt es sich, dass das eine Ende der Spindel relativ radnah angeordnet ist, wobei das gegenüberliegende Ende relativ weit von dem gegenüberliegenden Rad entfernt ist. Zu diesem weiter von der Trennebene des Gehäuses entfernten Rad muss nun eine Spindelverlängerung vorgesehen werden. Würde man einen zentralen Aktuator lediglich außermittig anordnen, und die Distanz zwischen der Gelenkgabel und dem entfernten Rad bzw. Radträger durch einen Lenker überbrücken, so ergäbe sich in nachteiliger Weise eine unterschiedliche Stellbewegung auf das linke und das rechte Rad der zu lenkenden Achse. Dieses ist kinematisch bedingt und es sind die Unterschiede an den Radlenkwinkeln so groß, dass ein gleichmäßiges Ändern der Radlenkwinkel in akzeptablem Maße nicht realisierbar ist. Aus diesem Grunde ist die Verlängerung der Spindel so zu wählen, dass die Gelenkgabeln am Ende der steer-by-wire-Lenkung jeweils den gleichen Abstand zum jeweiligen Radträger bzw. Rad aufweisen.
-
Eine bekannte Form einer Spindelverlängerung ist in 2 angegeben. Die Verlängerung 20v ist dabei aus einem massiven runden Stab ausgebildet. Dieser ist zwischen der vorhandenen Lagerhülse 10 und dem Ende der Spindel 5 angeordnet. Die Kopplung der Bauteile erfolgt üblicherweise durch Verschraubung. Es ist aus der 2 ersichtlich, dass zur Führung der Spindel zum einen eine erste Gleitbuchse 20d und am Ende des Gehäuses 12 eine stirnseitige Gleitbuchse 10b vorzusehen ist. Die vorgenannte Konstruktion muss jedoch an der Fügestelle 10f, 20f über eine zusätzliche Gleitbuchse 20z abgestützt und geführt werden. Andernfalls ist ein Rundlauf nicht möglich, weil eine solche Verbindung nicht ausreichend biegesteif ausgebildet werden kann. Zum einen ist in dem Gehäuse 12 eine zusätzliche Abstützmöglichkeit für die zusätzliche Gleitbuchse 20z vorzusehen. Des Weiteren ist die vorgenannte Konstruktion aufgrund der massiven Ausbildung des Rundstabes der Verlängerung 20v aufwändig zu fertigen. Einen weiteren Nachteil bildet das zusätzliche Gewicht, welches durch eine solche massive Verlängerung einhergeht. Die Konstruktion ist ebenfalls hinsichtlich der auftretenden Biegekräfte aufgrund der abzustützenden hohen Quer- und Seitenkräfte der Räder im Fahrbetrieb problematisch.
-
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Lagerhülse aus zumindest zwei Hülsenbauteilen zu fertigen, wobei die Hülsenbauteile mittelbar oder unmittelbar stoff- und/oder kraft- und/oder formschlüssig miteinander gefügt werden. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass sich ab etwa einer Gesamtlänge der Lagerhülse von 150 mm bereits ein Gewichtsvorteil einstellt, wenn die Lagerhülse aus zwei Hülsenbauteilen gefertigt wird. Die gesamte axiale Erstreckung, also der Gesamtlänge der Lagerhülse, ergibt sich somit aus der Länge der verwendeten Hülsenbauteile.
-
Die Erfindung kann sowohl für einen sogenannten Einzelsteller als auch einen Zentralsteller verwendet werden. Ist die steer-by-wire-Lenkung als Einzelsteller ausgebildet, so kann mit diesem Einzelsteller an einer Achse eine Veränderung des Radlenkwinkels an einem Rad bewirkt werden. Für eine Achse werden somit bevorzugt zwei Einzelsteller verwendet. Bei einem Einzelsteller wird lediglich eine Lagerhülse an einem Ende der Spindel benötigt. Die vorgenannte Gelenkgabel ist in dem Fall an dem einen Ende der Spindel mit der Lagerhülse verbunden. Bei einem Zentralsteller, welcher auf beide Räder einer Achse gleichzeitig wirkt, wäre an jedem Ende der Spindel eine Lagerhülse angeordnet und endseitig mit den Lagerhülsen wäre jeweils eine Gelenkgabel mit der Spindel gekoppelt.
-
Bei einer unmittelbar gefügten Lagerhülse sind im Wesentlichen lediglich zwei Hülsenbauteile miteinander verbunden, so dass sich daraus eine einstückige Lagerhülse ergibt. Zur Herstellung einer unmittelbar gefügten Lagerhülse wird zunächst zumindest ein Hülsenbauteil aus einem Rohbauteil durch ein Umformverfahren, vorzugsweise Kaltfließpressen, erstellt. Das weitere Hülsenbauteil kann wie vorgenannt erstellt werden, alternativ kann dieses jedoch aus einem Rundstab als Drehteil, d. h. mittels mechanischer Bearbeitung hergestellt werden. An ihrem einen Ende werden die Hülsenbauteile jeweils rohrartig ausgebildet, so dass diese ein zylindrisches Rohrende aufweisen. Dieses Rohrende hat vorzugsweise eine Wandstärke von 2 bis 5 mm, vorzugsweise 3 bis 4 mm. Das davon abgewandte Ende der Hülsenbauteile wird mit einem konzentrisch zur Längsachse des Hülsenbauteiles angeordneten Innengewinde versehen. Das Innengewinde kann dabei mittels Umformung oder in einem weiteren Schritt spangebend ausgebildet werden. Bevorzugt wird das Innengewinde durch ein Umformverfahren, wie z. B. Rollen erstellt. Hierdurch erhält das Gewinde eine höhere Festigkeit aufgrund der Materialverdichtung durch das Umformverfahren. Zur Herstellung der Lagerhülse werden die Hülsenbauteile mit ihren Rohrenden stirnseitig einander gefügt. Vorzugsweise werden die Hülsenbauteile miteinander verschweißt, höchst vorzugsweise durch Reibschweißen. Hierzu werden die Hülsenbauteile mit aufeinander liegenden Längsachsen unter Druck relativ zueinander bewegt, wobei sich die Stirnseiten der Hülsenbauteile berühren, durch die entstehende Reibung kommt es zur Erwärmung und Plastifizierung des Materials. Der Vorteil des Reibschweißens ist, dass die sogenannte Wärmeeinflusszone deutlich kleiner ist, als bei herkömmlichen Schweißverfahren. Es kommt nicht zur Bildung von Schmelze in der Fügezone. Man erhält hiermit eine formgerechte Lagerhülse, bei der nach dem Reibschweißvorgang keine weitere Bearbeitung notwendig ist.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Lagerhülse mittelbar aus zwei Hülsenbauteilen sowie einem zwischenliegenden Rohrkörper gefertigt. Die Hülsenbauteile werden hierbei wie bei der vorgenannten Ausführungsform hergestellt. Die Hülsenbauteile werden nun jedoch nicht unmittelbar an ihren Stirnseiten miteinander gefügt. Je nach benötigter Spindelverlängerung wird in einem Zwischenschritt ein Rohrkörper aus einem Rohr-Halbzeug gemäß der benötigten Länge der Verlängerung abgelängt. Anschließend wird der Rohrkörper im Bereich seiner Enden zwischen den Hülsenbauteilen mit deren Rohrenden zu einer Lagerhülse gefügt. In bevorzugter Weise werden dabei die Stirnseiten des Rohrkörpers mit den jeweils vom Gewinde der Hülsenbauteile abgewandten Stirnseiten gefügt. Dieses erfolgt vorzugsweise durch Schweißen, höchst vorzugsweise durch Reibschweißen, wie bereits zu den mittelbar gefügten Lagerhülsen mit den dort genannten Vorteilen angegeben.
-
Als Rohr-Halbzeug wird beispielsweise ein nahtloses Stahlrohr, bevorzugt warmgewalzt, gewählt. Ein solches Rohr-Halbzeug beispielsweise mit der Bezeichnung „E355“ ist als günstige Halbzeug-Massenware erhältlich. Es ist offensichtlich, dass ein Rohr, also ein zylindrischer Rohrkörper, ein deutlich geringeres Gewicht wie ein Rundstab gleicher Länge aufweist. Wird für die Spindel ein Durchmesser von etwa 10 bis 20 mm vorgesehen, so ist für die Lagerhülse von einem Außendurchmesser von 25 bis 35 mm auszugehen. Es ist somit offensichtlich, dass bei derartigen Durchmessern die Verwendung eines nahtlosen Stahlrohres als Rohrkörper zur Verlängerung des Spindeltriebes bzw. der Spindel deutliche Gewichtsvorteile für den gesamten Spindeltrieb mit sich bringt. Des Weiteren zeichnet sich ein Rohrkörper durch ein hohes Widerstandsmoment gegen Biegung aus. Die steer-by-wire-Lenkung kann somit selbst bei Verwendung einer sehr langen Verlängerung mit einem geringeren Gesamtgewicht hergestellt werden, als wenn für die Verlängerung ein massiver Rundstab verwendet würde.
-
Zur vereinfachten Herstellung der Lagerhülse werden die Rohrenden der Hülsenbauteile derart gefertigt, dass diese dem Innen- und/oder Außendurchmesser des RohrHalbzeuges angenähert entsprechen, vorzugsweise die gleichen Innen- sowie Außendurchmesser aufweisen. Dadurch ist sichergestellt, dass sich für das Reibschweißen ein größtmöglicher Kontakt durch die übereinstimmenden Ringflächen ergeben.
-
Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die Durchmesser der Rohrenden der Hülsenbauteile und die Durchmesser des Rohrkörpers auch derart ausgebildet sein, dass diese zumindest eine Spielpassung oder sogar eine Übermaßpassung zueinander aufweisen. Damit könnten die Rohrenden beispielsweise in die stirnseitigen Enden des Rohrkörpers eingepresst werden. Alternativ können diese eingeschoben werden, um diese anschließend miteinander zu verschweißen. Hier eignet sich beispielsweise Laserschweißen, welches ebenfalls einen sehr geringen Wärmeeintrag bedingt. Alternativ können die Enden des Rohrkörpers einen geringeren Durchmesser aufweisen, so dass diese in die Rohrenden jeweils des Hülsenbauteils eingepresst oder eingeschoben werden können, um diese zu fügen. Hierbei ergäbe sich der Vorteil, dass die Gesamtlänge der Lagerhülse variabel gehalten werden kann, und zwar auch noch nach Ablängen des Rohrkörpers.
-
Wie bereits weiter oben gesagt, wird durch die Lagerhülsen sichergestellt, dass die Spindel entlang ihrer Längsachse gegenüber dem Gehäuse gelagert und somit auch geführt wird. Die Lagerhülsen werden über in dem Gehäuse der steer-by-wire-Lenkung eingelassene, vorzugsweise eingepresste Gleitbuchsen gelagert und geführt. Hierzu ist für die Gleitbuchsen ein entsprechender Lagersitz im Gehäuse vorgesehen und nach dem Einpressen ergibt sich eine dauerhafte form- und kraftschlüssige Verbindung. In einer bevorzugten Ausführungsform wird nach Herstellung der Hülsenbauteile im Bereich der Enden abseits der Fügestellen bzw. von den Fügestellen abgewandt jeweils eine Gleitlagerfläche erstellt. Vorzugsweise ist diese zylindrisch ausgebildet und wird mittels spanender Bearbeitung und einem anschließenden Schleifprozess erstellt. Alternativ kann die Gleitlagerfläche auch nach Herstellen der Lagerhülse erstellt werden.
-
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine steer-by-wire-Lenkung für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorder- und/oder Hinterachslenkung mit einem Gehäuse und darin aufgenommenem Spindeltrieb mit gehäusefester Spindelmutter und axial gegenüber dem Gehäuse verschiebbaren Spindel. Das zumindest eine Ende ist mit einer Lagerhülse gekoppelt und mittels der Lagerhülse gegenüber dem Gehäuse verschiebbar gelagert. Wird die ortsfest gelagerte Spindelmutter mit ihrem Innengewinde beispielsweise durch einen Elektromotor drehangetrieben, so wird die mit ihrem Außengewinde im Eingriff mit der Spindelmutter befindliche Spindel entlang ihrer Längsachse verlagert.
-
Die Lagerhülse ist dabei mehrteilig ausgebildet und gemäß dem vorgenannten Verfahren in einzelnen oder mehreren Schritten hergestellt.
-
Zur Erfindung werden nachfolgend bevorzugte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine mit Spindelantrieb ausgebildete steer-by-wire-Lenkung,
- 2 eine Detailansicht des Spindelantriebs gem. 1,
- 3 eine mit Spindelantrieb ausgebildete steer-by-wire-Lenkung nach der Erfindung
-
1 zeigt eine bekannte und eingangs dieser Anmeldung genannte steer-by-wire-Lenkung 1, auch Aktuator oder kurz Steller genannt, welcher an einem Fahrzeugaufbau 2, z.B. an einem Achsträger mittig eines Kraftfahrzeuges befestigt ist. Aufgrund des vorhandenen Bauraumes ist die Anordnung hier mittig möglich. Der gezeigte Zentralsteller 1 ist in der Lage beide Räder 17r, 18r einer Achse gleichzeitig zu lenken und weist zwei diametral zueinander angeordnete Anlenkpunkte, nämlich Gelenkgabeln 3, 4 auf, die mit Radträgern 17, 18 unter Zwischenschaltung von Spurlenkern 14, 15gekoppelt sind. Der Steller 1 ist mit einem Spindelantrieb ausgebildet und weist eine axial verschiebbare Spindel 5 auf, welche über eine Spindelmutter 6 von einem Elektromotor 7 axial verlagerbar bzw. verstellbar ist. Die Spindel 5 weist im Bereich der Spindelmutter 6 ein als Außengewinde ausgebildetes selbsthemmendes Gewinde 5a auf, welches mit einem entsprechenden Innengewinde 6a der Spindelmutter 6 in Eingriff steht und somit ein Bewegungsgewinde bilden. Bei Rotation der Spindelmutter 6 führt die Spindel 5, welche auf nicht dargestellte Weise gegen Verdrehen gehindert ist, eine Axialbewegung (in der Zeichnung) nach rechts oder links entlang ihrer Längsachse s aus. Die Spindel 5 weist zwei entgegengesetzte Spindel- oder Befestigungsenden 8, 9 auf, welche ihrerseits fest mit Lagerhülsen 10, 11 verbunden sind. Die Lagerhülsen 10, 11 sind gehäuseseitig in Gleitlagern mittels Gleitbuchsen 10b, 11b radial geführt und bilden mit den Gelenkgabeln 3, 4 die beiden Anlenkpunkte 3, 4. Die Lagerhülsen 10, 11 sind aus Gussrohbauteilen oder Rundstäben spangebend hergestellt und weisen bei gegebener Länge aufgrund der Wandstärke ein hohes Gewicht auf.
-
2 zeigt eine Spindelverlängerung 20v, welche aus einem massiven Rundstab gefertigt ist. Nähere Details zur 2 sind weiter oben zu entnehmen und werden hier nicht nochmals aufgeführt.
-
3 zeigt einen Zentralsteller 100, welcher ein zweiteiliges Gehäuse 12 mit einem linken Gehäuseteil 121 und einem rechten Gehäuseteil 12r aufweist. Die Gehäuseteile 121, 12r sind entlang einer orthogonal zur Längsachse der Spindel 5 ausgebildeten Trennebene ET miteinander verbunden. Mit Blick auf den benötigten Bauraum für einen derartigen Steller bzw. eine steer-by-wire-Lenkung 100 ergeben sich auch hier die gleichen Bauraumanforderungen wie bei dem Steller 1, der in 1 gezeigt ist. Ist bei der gelenkten Achse im Bereich der Fahrzeugmitte (angedeutet durch die Längsachse m) kein Bauraum vorhanden, so muss ein Aggregat wie eine steer-by-wire-Lenkung 100 so angeordnet werden bzw. gebaut sein, dass ein Einbau in das vorhandene Achskonzept bzw. den vorhandenen Bauraum ohne teure Änderungen des Fahrzeugs am Einbauort im Bereich der Achse möglich ist. Bedingt durch den Durchmesser des Spindeltriebes mit auf dem Spindelmutter 6 aufgepresstem Triebrad 6t weist das Gehäuse 12 im Bereich der Trennebene ET den größten Durchmesser des gesamten Stellers 100 auf. Auch hier kommt der benötigte Bauraum für den angeflanschten Elektromotor 7 zum Tragen, welcher in der 3 in der gezeigten Darstellung hinter dem rechten Gehäuseteil 12r angeordnet ist. In 3 ist schematisch eine Antriebseinheit 200 der Achse gestrichelt dargestellt, welche sich um die Längsachse m des nicht dargestellten Fahrzeuges im Bereich des hinteren Teils des Fahrzeuges erstreckt. Bei den vorliegenden Bauraumverhältnissen wäre es nicht möglich, einen Steller gemäß 1 einzusetzen bzw. zu verbauen. Aus diesem Grund ist der Zentralsteller 100 wie in der 3 dargestellt ausgebildet. In Bezug auf die Längsachse s der Spindel 5 ist der Spindeltrieb und somit auch die Trennebene ET stark außermittig anzuordnen. Die hier gezeigte Anordnung bzw. Ausbildung des Stellers 100 bedingt, dass zur Verlängerung der Spindel eine Lagerhülse 30 eingesetzt wird, welche neben den Hülsenenden links 30l und Hülsenende rechts 30r zwischenliegend eine Verlängerung 30v aufweist. Auf der anderen Seite der Spindel ist die Lagerhülse 31 ebenfalls aus einem linken Hülsenende 311 und einem rechten Hülsenende 31r ausgeführt. Hier ist Lagerhülse 31 jedoch aufgrund der Nähe zum Rad lediglich als kurze Lagerhülse ohne eine Verlängerung ausgeführt. Beide Lagerhülsen 30, 31 besitzen sogenannte Fügestellen 31f, 30f1 , 30f2 . Es ist die links dargestellte Lagerhülse 31 derart hergestellt, dass zunächst das linke Hülsenende 311 und das rechte Hülsenende 31r hergestellt wurden. Das linke Hülsenende 311 wurde als Fließpressteil durch Kaltumformung hergestellt. Das rechte Hülsenende 31r ist ein Drehteil, welches aus einem hochfesten Stahl hergestellt wurde. Die beiden Hülsenenden sind mittels einer Reibschweißung im Bereich der Fügestelle 31f miteinander dauerhaft zu einer einstückigen Lagerhülse 31 gefertigt. Die Lagerhülse 31 ist im Bereich ihres äußeren Endes, also von der Fügestelle abgewandt, mittels Gleitbuchsen 11b, 31b radial im Gehäuseteil 121 geführt und gelagert. Die auf der anderen Seite zwischen dem Ende der Spindel 5 und der Gabel 4 eingesetzte Lagerhülse wurde hingegen aus drei Teilen gefertigt. In Analogie zu der zuvor erklärten Lagerhülse 31 ist auch hier ein mit der Spindel 5 verbundenes linkes Hülsenende 30l gefertigt worden, welches als Drehteil hergestellt wurde. Auf der gegenüberliegenden Seite ist ein Hülsenende 30r gezeigt, welches als Fließpressteil, also mittels Umformung, hergestellt wurde. Zwischen diesen Hülsenenden 30l, 30r ist vorliegend jedoch eine Verlängerung 30v in Form eines Rohrkörpers angeordnet. Der Rohrkörper weist den gleichen Außendurchmesser und Innendurchmesser wie die zu dem Rohrkörper zugewandten Enden der Hülsenenden 30l, 30r auf. Die Verbindung zwischen den Hülsenenden 30l, 30r mit dem Rohrkörper 30v wurde in Analogie zu der Lagerhülse 31 ebenfalls mittels Reibschweißen ausgeführt. Die Reibschweißungen wurden an den mit 30f1 , 30f2 gezeigten Fügestellen vorgenommen. Die Lagerhülse 30 ist im Bereich ihres äußeren Endes, also von der Fügestelle abgewandt mittels Gleitbuchsen 11b, 31b radial im Gehäuseteil 12r geführt und gelagert. Trotz der Verlängerung 30v bedarf es keiner weiteren Lagerung, da der Rohrkörper 30v eine hohe und somit ausreichende Biege-Steifigkeit besitzt und die Lagerung in äußeren Bereichen ausreichend ist.
-
Mit dem in 3 gezeigten Steller 100 ist es auch bei schwierigen Bauraumsituationen möglich, eine steer-by-wire-Lenkung in eine Fahrzeugachse zu integrieren. Durch eine Verlängerung der Lagerhülse 30 bzw. der Spindel 5 durch einen Rohrkörper 30v lässt sich eine kostengünstige und im Vergleich zu einem massiven Rundstab leichtgewichtige bzw. gewichtsoptimierte Verlängerung ausbilden. Es können damit auch größere Distanzen überbrückt werden, wenn der gering vorhandene Bauraum bei einer Fahrzeugachse dieses erforderlich macht. Die Herstellung ist selbst bei großen Verlängerungen einfach realisierbar, wobei insbesondere die zylindrische Form des verlängernden Rohrkörpers 30v bereits durch das Rohbauteil gegeben ist. Somit lässt sich eine vorhandene steer-by-wire-Lenkung einfach an die vorhandene Bauraumsituation anpassen. Die gezeigte linke Seite mit dem Spindeltrieb muss nicht angepasst werden. Lediglich die rechte Seite ist entsprechend einfach zu verlängern.
-
Aber auch bei herkömmlich mittig angeordneten Spindeltrieben, wie dieses in der 1 aus dem Stand der Technik gezeigt ist, kann mittels des vorgenannten Verfahrens ein Vorteil - nämlich eine Gewichtsersparnis erreicht werden. Durch die Verwendung von Hülsenenden bzw. Hülsenbauteilen zur Herstellung einer Lagerhülse kann diese Gewichtsersparnis auf einfache Weise erreicht werden. Die in modernen Fahrzeugen geforderte Gewichtsoptimierung ist also auch bei einer steer-by-wire-Lenkung durch die erfindungsgemäße Ausbildung einer Lagerhülse aus Hülsenbauteilen möglich.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Steer-by- wire-Lenkung
- 2
- Fahrzeugaufbau
- 3
- Gelenkgabel
- 4
- Gelenkgabel
- 5
- Spindel
- 5a
- Spindelgewinde
- 6
- Spindelmutter
- 6a
- Spindelmuttergewinde
- 6t
- Triebrad
- 7
- Elektromotor
- 8
- Spindelende (rechts)
- 9
- Spindelende (links)
- 10
- Lagerhülse (rechts)
- 10b
- Gleitbuchse
- 10f
- Fügestelle
- 11
- Lagerhülse (links)
- 11b
- Gleitbuchse
- 12
- Gehäuse
- 121
- linker Gehäuseteil
- 12r
- rechter Gehäuseteil
- 13
- Riementrieb
- 14
- Lenker
- 15
- Lenker
- 17
- Radträger
- 18
- Radträger
- 20v
- Verlängerung
- 20f
- Fügestelle
- 20b
- Gleitbuchse
- 20z
- Gleitbuchse
- 100
- Zentralsteller
- 30
- Lagerhülse
- 30l
- Hülsenende links
- 30r
- Hülsenende links
- 30v
- Verlängerung, Rohrkörper
- 30f1
- Fügestelle
- 30f2
- Fügestelle
- 30a
- Gleitbuchse
- 31
- Lagerhülse
- 311
- Hülsenende links
- 31r
- Hülsenende links
- 31f
- Fügestelle
- 31b
- Gleitbuchse
- a
- Längsachse Achse
- A
- Hinterachse
- s
- Längsachse Spindel
- F
- Fahrtrichtung
- ET
- Trennebene Gehäuse
- m
- Längsachse (Fahrzeugmitte)
-
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 102014206934 A1 [0002]
- DE 102017211672 A1 [0002]
- DE 102016201699 A1 [0003]
