DE102019214848A1 - Fahrwerksaktuator sowie Verwendung eines Fahrwerkaktuators in einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Fahrwerksaktuator 10 für ein Kraftfahrzeug, aufweisend ein Gehäuse 6 mit einem darin angeordneten Getriebe 62, wobei das Getriebe zumindest aus einer Spindel 63 und diese umgreifende Spindelmutter 64 gebildet ist, wobei die Spindel 63 axial verlagerbar ist, wenn die ortsfest in dem Gehäuse 6 gelagerte Spindelmutter 64 mittels eines Elektromotors 7 in Drehung versetzt wird, wobei der Elektromotor mittels eines Steuergerätes 68 gesteuert wird und das Steuergerät und/oder der Elektromotor 7 mit einer Strom- und/oder Signalleitung verbunden ist, welche von außen in das Gehäuse 6 eingeführt ist.Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Strom- und Signalleitung 70, 71 aus einem Kabelsatz 80 besteht, der an seinen Enden jeweils ein Verbindungsende 81, 82 aufweist. Dabei sind das lenkungsseitige Verbindungsende 81 und das fahrzeugseitige Verbindungsende 82 mittels ausschließlich eines Kabelschlauchs 85 verbunden.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Fahrwerksaktuator sowie die Verwendung eines solchen in einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
• Aktuatoren in Fahrwerken von Kraftfahrzeugen, wie z.B. Steer-by-wire-Lenkungen sind mechanisch nicht mit einer Handhabe wie einem Lenkrad gekoppelt. Die Lenkeingaben eines Fahrzeugführers werden vielmehr auf dem Signalwege zu der Steer-by-wire-Lenkung übertragen, welche dann die eigentliche Änderung der Radlenkwinkel an den Rädern bzw. Radträgern vornehmen. Weitere Fahrwerksaktuatoren wie z.B. ein Wankstabilisator werden ausschließlich auf dem Signalwege gesteuert. Um die elektrischen Signale mittels einer Signalleitung als auch die Versorgung mit elektrischem Strom sicherzustellen werden Signal- und Stromleitungen benötigt.
• Aus der EP 2 808 230 B1 geht ein Fahrwerksaktuator in Form einer Steer-by-wire-Lenkung hervor, bei der ein Elektromotor eine Spindelmutter in Rotation versetzt. Diese ist mit ihrem Innengewinde in Eingriff mit dem Außengewinde einer Spindel, so dass bei Drehung der Spindelmutter eine lineare Verlagerung ermöglicht wird. Das einseitig wirkende lineare Stellaggregat wird mit mehreren Kabeln sowohl mit einer Versorgungsspannung bzw. einem -strom als auch mit Signalen per Signalleitung versorgt. Sowohl die Signalleitung als auch die beiden Stromleitungen durchlaufen eine Halteklammer und werden an dieser mittels eines Schrumpfschlauches gehalten. Die Halteklammer ist mit dem Gehäuse des Stellaggregates verschraubt. Das Ende der Signalleitung weist einen Stecker auf, welches in eine Buchse auf einer Platine eingesteckt werden muss. Die Enden der Stromleitungen weisen Ösen auf, welche mit den entsprechenden Polen innerhalb des Stellaggregates verschraubt werden müssen. In einem vorhergehenden Schritt werden sowohl die Stromleitungen als auch die Signalleitungen durch vorgesehene Öffnungen in der Halteklammer geführt. Es wird dann ein Schmelzklebstoff auf die Leitungen appliziert, so dass diese die Leitung umgeben und der Schmelzkleber in die Öffnung der Halteklammer eindringt, so dass eine Abdichtung der Leitung gegenüber dem Stecker ermöglicht wird. Zusätzlich werden Schrumpfschläuche eingesetzt, die die Signal- und Stromleitungen im Bereich der Halteklammer umgreifen. Der bzw. die Schrumpfschläuche und der Schmelzkleber werden dann erhitzt, so dass sich der Schrumpfschlauch bzw. die Schrumpfschläuche zum einen zusammenziehen und zum anderen der Schmelzkleber die Leitungen in der Halteklammer umgibt. Nach einem Abkühlprozess wird die Halteklammer nach Einführen der Leitung durch ein vorgesehenes Loch im Gehäuse mit dem Gehäuse verschraubt. Insgesamt ist ein beträchtlicher Montageaufwand für den Anschluss der Versorgungs- und Signalleitung notwendig.
• Die Erfindung befasst sich mit dem Problem die Montage der Strom- und Signalleitungen mit einer Steer-by-wire-Lenkung zu vereinfachen und die Verbindung sicherer gegen Ausfall zu gestalten.
• Die Erfindung betrifft nach einem ersten Aspekt einen Fahrwerksaktuator für ein Kraftfahrzeug aufweisend ein Gehäuse mit einem darin angeordneten Getriebe, wobei das Getriebe mittels eines Elektromotors in Drehung versetzt wird. Der Elektromotor wird mittels eines Steuergerätes gesteuert und das Steuergerät und/oder der Elektromotor sind mit einer Strom- und/oder Signalleitung verbunden, welche von außen in das Gehäuse eingeführt ist. Abtriebsseitig bewirkt das Getriebe eine Stellbewegung, die rotatorisch oder linear sein kann. Derartige Aktuatoren werden bevorzugt in Lenkungen zur Änderungen des Radlenkwinkel an einer Fahrzeugachse oder in Wankstabilisatoren zur Anpassung des Wankwinkels eingesetzt.
• Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung insbesondere eine Steer-by-wire-Lenkung, welche ein Gehäuse mit einem darin angeordneten Getriebe in Form eines Spindelantriebs aufweist. Der Spindelantrieb ist zumindest aus einer Spindel und diese umgreifende Spindelmutter gebildet, wobei die Spindel ein Außengewinde und die Spindelmutter ein Innengewinde aufweisen, welche miteinander in Eingriff sind und somit ein Bewegungsgewinde bilden. Durch Drehen der ortsfest in dem Gehäuse gelagerten Spindelmutter ist die Spindel axial verlagerbar. Die Spindelmutter wird mittels eines Elektromotors in Drehung versetzt, wobei der Elektromotor mittels eines Steuergerätes gesteuert wird.
• Bei einem Wankstabilisator oder weiteren Fahrwerksaktuatoren wird als Getriebe ein Planetengetriebe eingesetzt. Hier kann aufgrund der hohen Übersetzung ein kleiner Elektromotor eingesetzt werden, der wenig Bauraum beansprucht.
• Das Steuergerät und/oder der Elektromotor sind in den vorgenannten Fällen mit einer Strom- und/oder Signalleitung verbunden, welche von außen in das Gehäuse eingeführt ist.
• Lenkungen als auch Wankstabilisatoren für Kraftfahrzeuge sind im Fahrwerk eines Fahrzeuges im Bereich zwischen den Rädern einer Achse angeordnet. Sie sind großen Belastungen ausgesetzt, weil die Lenkungen radführend ausgebildet sein müssen oder die Wankstabilisatoren mit der Karosserie und den Rädern gekoppelt sind. Hohe Seitenkräfte, die insbesondere aufgrund von Querbeschleunigungen bei Kurvenfahrten auftreten, müssen von einer Lenkung abgestützt werden, so dass sich die Räder aufgrund der hohen Seitenkräfte nicht selbsttätig verstellen, sondern den eingestellten Radlenkwinkel beibehalten. Eine Lenkung ist daher stets radführend ausgelegt.
• Fahrwerksaktuatoren, insbesondere Steer-by-wire-Lenkungen und Wankstabilisatoren, welche per Strom- und Signalleitungen versorgt und ohne mechanische Kopplung gesteuert werden, benötigen eine sehr feste und sehr sichere Verbindung. Für diese elektrische Verbindung sind Kabelsätze vorgesehen, welche zum einen mit dem Fahrwerksaktuator, insbesondere der Steer-by-wire-Lenkung und zum anderen mit der Fahrzeugelektronik karosserie- oder fahrzeugaufbauseitig verbunden sind. Selbst bei widrigen Straßenverhältnissen wie bspw. dem Geländeeinsatz oder auch bei Fahrten durch Schlechtwegstrecken mit Schlaglöchern etc. muss gewährleistet sein, dass die elektrische Verbindung nicht durch Abreißen einzelner Leitungen oder des ganzen Kabelsatzes unterbrochen wird. Dies hätte zur Folge, dass z.B. eine Achse mit Steer-by-wire-Lenkung nicht mehr lenkbar wäre. Im Falle einer Wankstabilisierung könnte es passieren, dass das Fahrzeug mit einer Neigung zum Kurvenäußeren aus der Kurve herausfährt.
• Es ist die Strom- und Signalleitung aus einem Kabelsatz gebildet, der an seinen Enden jeweils ein Verbindungsende hat. Je weniger Kabelstränge ein Kabelsatz aufweist, desto geringer ist dessen Anfälligkeit für Abrisse, welche aufgrund von widrigen Straßenverhältnissen oder in Offroad-Geländeverhältnissen möglich sind. Das Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs und somit die Lenkung wie auch die Räder sind aufgrund der Nähe zur Fahrbahn des Weiteren extrem den Straßenverhältnissen und Witterungsverhältnissen ausgesetzt. Daher ist eine sehr gute Abdichtung gegen Korrosion, welche z.B. durch Feuchtigkeit und Staubpartikel auftreten kann, vorzusehen. Feuchtigkeit in einem Fahrwerksaktuator kann zu Kurzschlüssen führen, die sich aufgrund der Verbindung der Aktuatoren bzw. der Steuergeräte mittels CAN-Bus oder dergleichen auf die gesamte Fahrzeugelektrik bzw. -elektronik negativ auswirken kann und diese im ungünstigsten Fall unbrauchbar machen kann.
• Der erfindungsgemäße Kabelsatz zeichnet sich dadurch aus, dass das lenkungsseitige Verbindungsende und das fahrzeugseitige Verbindungsende mittels ausschließlich eines Kabelschlauchs verbunden sind. Zwischen Fahrwerksaktuator, z.B. der Steer-by-wire-Lenkung und dem Fahrzeugaufbau bzw. der Karosserie mit an diesem vorgesehenen Verbindungsende zur elektrischen Verbindung der Lenkung mit der Fahrzeugelektronik ist mit anderen Worten nur ein Kabelstrang vorgesehen. Ein solcher Kabelschlauch wird auch als Mantelkabel oder englisch sheathed cable bezeichnet. Der erfindungsgemäße Kabelsatz mit nur einem Kabelschlauch lässt sich einfacher montieren und auch einfacher am Fahrwerk bzw. an der Karosserie bzw. am Fahrzeugaufbau befestigen. Aufgrund der Befestigung nur eines Kabelschlauchs ist die Möglichkeit des Verfangens geringer als mit mehreren Kabelschläuchen oder einem Kabelsatz, welcher sich über dessen Länge in weitere Kabelschläuche aufteilt.
• In vorteilhafter Weise lässt sich der erfindungsgemäße Kabelsatz einfacher und bevorzugt vorkonfiguriert herstellen, so dass dieser für die jeweilige Fahrzeugachse bzw. Fahrzeug passend hergestellt wird. Des Weiteren ergibt sich eine einfachere und kostengünstigere Herstellung, weil gegenüber Kabelsätzen aus dem Stand der Technik keine Kabeldurchführungen verwendet werden müssen, um an dieser Stelle eine Aufteilung in weitere Kabelschläuche auszuführen. Ein derartiger Kabelsatz, wie in 2 gezeigt, ist insbesondere hinsichtlich der Dichtigkeit an der Kabeldurchführung aufwändiger herzustellen.
• Bevorzugt weist das aktuatorseitige Verbindungsende des Kabelsatzes ein Verbindungsstück auf, welches nach der Montage des lenkungsseitigen Verbindungsendes mit dem Fahrwerksaktuator, z.B. der Steer-by-wire-Lenkung eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Kabelschlauch und dem Gehäuse der Steer-by-wire-Lenkung ausbildet. Der Kabelschlauch ist als ein einziger Strang in das Verbindungsstück eingeführt und mit diesem fluiddicht verbunden. An dem Verbindungsstück, also auf der von dem Kabelschlauch abgewandten Seite, liegen Strom- und/oder Signalleitungen separat vor. Zur weiter vereinfachten Montage weist die Signalleitung an Ihrem Ende einen Stecker oder eine Steckdose auf. Die stromführenden Leitungen sind bevorzugt ebenfalls mit einem Stecker bzw. einer Steckdose oder Steckkontakten oder Steckbuchsen ausgebildet. Bevorzugt wird das aktuator- bzw. lenkungsseitige Verbindungsende durch eine vorgesehene Öffnung in das Gehäuse des Fahrwerkaktuators, z.B. der Steer-by-wire-Lenkung eingeführt und durch Einschieben mit den in dem Gehäuse vorliegenden Steckern bzw. Steckdosen bzw. Kontakten verbunden. Nach der Stoff- und/oder Kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung des Verbindungsstücks mit dem Gehäuse des Fahrwerkaktuators ist die Montage des aktuator- bzw. lenkungsseitigen Verbindungsendes des Kabelsatzes abgeschlossen. Gegebenenfalls weist der Kabelschlauch des Kabelsatzes zwischen dem lenkungsseitigen Verbindungsende und dem fahrzeugseitigen Verbindungsende Befestigungsmittel wie z.B. Halteringe auf, welche form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig mit Halterungen an der Außenseite des Gehäuses des Fahrwerkaktuators und/oder der Karosserie oder dem Fahrwerk oder dem Fahrzeugaufbau zusammenwirken. Durch eine derart sorgfältige und stabile bzw. feste Verlegung mit zuvor genannter Fixierung des Kabelsatzes ist gewährleistet, dass dieser geringstmöglich anfällig für das Abreißen des Kabelsatzes ist.
• In einer bevorzugten Ausführungsform ist das fahrzeugseitige Verbindungsende durch ein Steckgehäuse gebildet. Das Steckgehäuse befindet sich somit am fahrzeugseitigen Ende des Kabelschlauchs. Das Steckgehäuse weist an seinem einen Ende eine Kabelaufnahme zur Aufnahme des Endes des Kabelschlauchs auf. An dieser Stelle ist der Kabelschlauch fluiddicht mit dem Ende des Steckgehäuses verbunden. An dem von der Kabelaufnahme abgewandten Ende des Steckgehäuses sind zumindest zwei voneinander separat ausgebildete Stecker- und/oder Steckdosen zur Verbindung mit einer fahrzeugseitigen Verbindungseinheit vorgesehen. Bei der Montage des Kabelsatzes kann somit auf einfache Weise durch Einstecken des Steckgehäuses in eine fahrzeugseitige Verbindungseinheit eine Verbindung mit der Signal- und Stromleitung vorgenommen werden. Durch ein derartiges Steckgehäuse ist auch eine Fehlmontage ausgeschlossen. In einer bevorzugten Ausführungsform führt in dem Steckgehäuse fahrzeugseitig ein Stecker oder eine Steckdose die Signalleitung und ein zumindest weiterer Stecker oder eine weitere Steckdose führt die Stromleitung. Die Stecker und/oder Steckdosen können hierbei unterschiedliche Formen aufweisen. Durch diese Kodierung ist eine Fehlmontage ausgeschlossen. Der Kontakt zwischen Stromleitung und Signalleitung wird mit der fahrzeugseitigen Verbindungseinheit durch simples Einstecken des Steckgehäuses ermöglicht.
• In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das in fahrzeugseitiger Anschlussrichtung, mit anderen Worten das in Steckrichtung betrachtete Ende des zumindest einen Steckers oder der zumindest einen Steckdose, welche zumindest eine Strom- oder Signalleitung führt, beabstandet von dem Ende des Steckers oder der Steckdose, welcher die Signal- oder Stromleitung führt. Zusätzlich zu der vorgenannten Codierung und somit der vereinfachten Montage wird hiermit erreicht, dass beim Herstellen der elektrischen Verbindung mittels Einstecken des Steckgehäuses in die vorgesehene fahrzeugseitige Verbindungseinheit zunächst eine Verbindung der Stromleitung mit dem Stromanschluss ermöglicht wird und erst bei weiterem Einschieben des Steckgehäuses die Signalleitung in Kontakt mit der zumindest einen fahrzeugseitigen Signalleitung gelangt. Soll zunächst eine Verbindung mit der Signalleitung ermöglicht werden, so ist entsprechend der Stecker bzw. die Steckdose von dem Stecker der stromführenden Leitung in Steckrichtung beabstandet.
• Zur weiteren Sicherung des Kabelsatzes und damit Sicherung der elektrischen Verbindung ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung das Steckgehäuse mit zumindest einer Montagestelle versehen. Diese Montagestelle in dem Steckgehäuse ist vorzugsweise als zumindest ein Loch und/oder eine Rastnase ausgeführt. Dabei können auch eine Mehrzahl von Löchern oder Rastnasen vorgesehen sein, um eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung mit dem Fahrzeugaufbau bzw. der Karosserie bzw. dem Fahrwerk vorzusehen. Ein Loch oder mehrere Löcher können bspw. mittig in dem Steckgehäuse orthogonal zu dessen Längsachse angeordnet sein, so dass das Steckgehäuse nach Einstecken in die fahrzeugseitige Verbindungseinheit mit dem Fahrzeugaufbau mittels Schrauben verschraubt werden kann. Alternativ oder zusätzlich können die vorgenannten Rastnasen radial an den Enden des Steckgehäuses angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können diese an den Steckern oder Steckdosen des Steckgehäuses angeordnet sein. Nach dem Einstecken des Steckgehäuses in die fahrzeugseitige Verbindungseinheit ergibt sich somit eine sichere formschlüssige Verbindung, die zum einen ein Herausgleiten des Steckgehäuses aus der fahrzeugseitigen Verbindungseinheit verhindert. Nach dem Einstecken wird mittels einer separaten Verrastung und/oder durch eine Verschraubung durch das oder die Löcher des Steckgehäuses die Endmontage durchgeführt, so dass das Steckgehäuse unverrückbar mit der fahrzeugseitigen Verbindungseinheit verbunden bleibt.
• Anstelle oder zusätzlich zu der zuvor genannten steer-by-wire-Lenkung kann als Fahrwerksaktuator in einem Kraftfahrzeug auch ein elektronisch geregelter Wankstabilisator an zumindest einer Fahrwerksachse eingesetzt werden. Ein solcher Wankstabilisator kann einen Wankausgleich beim Überfahren von Hindernissen oder Schlaglöchern vornehmen, so dass der Fahrer mit einem erhöhten Fahrkomfort quasi kein solches Hindernis bemerkt. Ein Wankstabilisator weist vorzugsweise einen Antrieb mit einem Elektromotor und einem Planetengetriebe auf, um die Stabilisatorarme gegeneinander zu verdrehen und so die Wankneigung zu ändern. Aufgrund der dabei notwendigen schnellen Stellbewegungen sind die zuvor genannten Maßnahmen zur Fixierung von Steckgehäusen und des nur einen Kabelschlauches ebenfalls erforderlich und sind für den sicheren und dauerhaften Betrieb sehr vorteilhaft.
• Die Erfindung kann somit als Vorder- und/oder Hinterachslenkung in einem Kraftfahrzeug und/oder als Wankstabilisator an zumindest einer Achse in einem Kraftfahrzeug verwendet werden. Es lassen sich damit vorteilhaft autonom fahrende Fahrzeuge ausstatten, so dass Komfortsteigerungen möglich sind. Des Weiteren können autonome Funktionen wie z.B. Lenkfunktionen zum Einparken und/oder Halten der vorgewählten oder vorberechneten Trajektorie während des autonomen Fahrens ermöglicht werden.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit Vorder- und Hinterachslenkung
• 2 eine Darstellung eines Fahrwerkaktuators als Steer-by-wire-Lenkung mit Kabelsatz gem. Stand der Technik
• 3 ein erfindungsgemäßer Kabelsatz für einen Fahrwerksaktuator
• 4 eine Befestigung eines Steckgehäuses
• 5 eine alternative Befestigung eines Steckgehäuses
• 6 eine weitere alternative Befestigung eines Steckgehäuses
• 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1 mit einer lenkbaren Vorderachse 21 und einer lenkbaren Hinterachse 31. Zum Lenken der Räder 2 an der Vorderachse 21 ist eine Lenkung 4 vorgesehen, welche an den Rädern 2 über ein Lenkgestänge 41 den Radlenkwinkel δ_v vorne einstellen bzw. ändern kann. Dieser Winkel δ_v ist am rechten Rad 2 in der 1 beispielhaft eingezeichnet. An der Hinterachse 31 sorgt eine Lenkung 5 über ein Lenkgestänge 51 für das Einstellen bzw. Ändern des Radlenkwinkels δ_h an den hinteren Rädern 3. In der gezeigten Ausführung sind die Vorderachslenkung 4 und die Hinterachslenkung 5 über ein Steuergerät SG elektrisch miteinander verbunden bzw. gekoppelt. Das Fahrzeug 1 folgt einer Trajektorie T, die in der 1 am vorderen Ende des Fahrzeugs in dessen Fahrtrichtung schematisch dargestellt ist. Die Lenkvorrichtungen an den beiden Achsen sind als Fahwerksaktuatoren in Form von Steer-by-wire-Lenkungen ausgebildet. Das bedeutet, dass keine mechanische Verbindung zwischen einem etwaigen Lenkrad und der Lenkung der einen oder anderen Achse vorgesehen ist. Das Steuergerät SG wertet eine Eingabe des Fahrers aufgrund einer Bewegung an einer Lenkhandhabe (Lenkrad oder Joystick oder ähnliches) aus und steuert auf dem Signalwege, also rein elektrisch, die steer-by-wire-Lenkungen zur Änderung der Radlenkwinkel an der Vorder- und/oder der Hinterachse. Dabei kann das Steuergerät zur Verbesserung der Fahrdynamik in Abhängigkeit von den Radlenkwinkeln, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs sowie weiteren Parametern auch selbsttätig z.B. den Radlenkwinkel an der Hinterachse ändern. Sowohl gegensinnige als auch gleichsinnige Lenkbewegung an der Vorder- und Hinterachse sind möglich.
• 2 zeigt eine Darstellung einer Steer-by-wire-Lenkung 4, 5 mit einer Darstellung eines Kabelsatzes 8 gemäß dem Stand der Technik. Die Steer-by-wire-Lenkung ist hier dargestellt als ein Aktuator mit einem Spindeltrieb 62. Der Spindeltrieb beinhaltet hier eine axial verlagerbare Spindel 63, welche mit ihrem Außengewinde im Eingriff mit dem Innengewinde der Spindelmutter 64 ist. Die beiden Gewinde bilden ein Bewegungsgewinde, so dass durch Drehantrieb der Spindelmutter 64 mittels des Elektromotors 7 eine axiale Verlagerung der Spindel 63 erfolgt. An den Enden der Spindel 63 sind mittelbar Lenkgestänge 41, 51 angeordnet, welche schlussendlich auf Räder 2, 3 bzw. Radträger zur Veränderung des Radlenkwinkels an der jeweiligen Achse 21, 31 eingesetzt werden. Der Kabelsatz 8 besteht aus einem fahrzeugseitigen Verbindungsende 8.2, welches in der Zeichnung links dargestellt ist. Rechts in der Zeichnung dargestellt ist das lenkungsseitige Verbindungsende 8.1 des Kabelsatzes 8. Etwa mittig dargestellt ist eine Kabeldurchführung 8.5d. Der vorliegende Kabelsatz ist mehrstrangig ausgeführt. Ausgehend vom lenkungsseitigen Verbindungsende 8.1 setzt sich zunächst ein Kabelstrang bzw. Kabelschlauch in Richtung Kabeldurchführung 8.5d fort. In der Kabeldurchführung 8.5d trennt sich der eine Kabelschlauch jedoch auf und setzt sich in drei separaten Kabelschläuchen 8.5a,b,c fort bis zum fahrzeugseitigen Verbindungsende 8.2. Zur Verbindung der einzelnen Kabelschläuche über die endseitig montierten Stecker 8.2_s1 , 8.2_s2 und 8.2_s3 am fahrzeugseitigen Verbindungsende 8.2 mit einer fahrzeugseitigen Verbindungseinheit sind drei separate Steckvorgänge notwendig. Dabei muss zum einen die Reihenfolge bei dem Einstecken der Stecker in die fahrzeugseitige Verbindungseinheit beachtet werden, zum anderen sind die drei separaten Kabelstränge mit entsprechenden Mitteln fahrzeugseitig zu sichern. Die Sicherung der Kabelstränge bzw. Kabelschläuche 8.5a,b,c ist über Halteringe 8.2r formschlüssig in karosserieseitige Gabelaufnahmen, welche bspw. hinterher mit zusätzlichem Haltedraht gesichert werden, möglich. Die Kabeldurchführung 8.5d muss ebenso separat befestigt und gegen Abreißen gesichert werden. Dieses erfolgt ebenfalls formschlüssig über einen Haltering 8.5r, der ebenso wie das lenkungsseitige Verbindungsende 8.1 mittels eines Halterings 8.5r an der Lenkvorrichtung befestigt und somit gegen Abreißen gesichert werden muss.
• 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Kabelsatz 80 für eine Steer-by-wire-Lenkung, welcher lediglich einen einzigen Kabelschlauch 85 zwischen dem lenkungsseitigen Verbindungsende 81 und dem fahrzeugseitigen Verbindungsende 82 aufweist. Der Kabelsatz lässt sich insgesamt einfacher befestigen und somit montieren, da der lediglich eine Kabelschlauch weniger Montageaufwand erfordert wie mehrere einzelne Kabelstränge. Die Befestigung des Kabelschlauchs 85 erfolgt über Halteringe 85r welche form- und kraftschlüssig mit der Lenkvorrichtung 4, 5 und dem Fahrzeugaufbau bzw. der Karosserie des Fahrzeugs 1 z. B. mittels verdrillen an einer Halterung nach Einstecken in die Halterung befestigt wird. Das lenkungsseitige Verbindungsende 81 weist ein Verbindungsstück 83 auf, welches am Ende des Kabelschlauchs 85 angeordnet ist. Vom Kabelschlauch 85 abgewandt ragen Steckkontakte für die Stromleitungen 70, sowie ein Stecker 71 für die Signalleitungen ab. Diese sind in einer schematischen Seitenansicht des lenkungsseitigen Verbindungsendes 81 sa ebenfalls dargestellt. Am anderen Ende des Kabelschlauchs ist das fahrzeugseitige Verbindungsende 82 ausgebildet. Das Ende des Kabelschlauchs 85 mündet in einer Kabelaufnahme 82a in ein Steckgehäuse 82s. Auf der von der Kabelaufnahme 82a abgewandten Seite sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel des Steckgehäuses 82s drei Stecker bzw. Steckdosen 8_{sd1, 2, 3} angeordnet. Die in der Draufsicht auf das Steckgehäuse 82s außen angeordneten Stecker 82_{sd1, 2} sind in Steckrichtung axial beabstandet von dem Stecker 82_sd2 . Mit anderen Worten sind die Stirnseiten der Stecker 82_{sd1, 3} vom Ende der Kabelaufnahme 82a weiter distanziert als die Stirnseite des dritten Steckers 82_sd2 . Diese Distanzen sind mit d_{1, 3} für die Stirnseiten der äußeren Stecker 82_{sd1, 3} vom Ende der Kabelaufnahme angegeben. Mit d₂ ist die Distanz der Stirnseite des mittleren Steckers 82_sd2 vom Ende der Kabelaufnahme 82a angegeben. Hierdurch wird erreicht, dass die beiden äußeren die Stromleitung 70 führenden Stecker 82_{sd1, 3} beim Einstecken in die fahrzeugseitige Verbindungseinheit zunächst einen Kontakt mit den dortigen Stromleitungen herstellen. Erst bei weiterem Einstecken erhalten die Signalleitungen mit dem Stecker 82_sd2 einen Kontakt Es lässt sich somit gezielt erreichen, wie bzw. in welcher Reihenfolge die Kontaktierung mit der fahrzeugseitigen Elektrik bzw. Bordelektronik erfolgen soll. Eine Fehlmontage bzw. fehlerhafte Kontaktierung von elektrischen Bauteilen ist somit ausgeschlossen.
• Die Befestigung des Kabelschlauchs an der Steer-by-wire-Lenkung 4, 5 bzw. den Fahrzeugaufbau bzw. der Karosserie oder dem Fahrwerk wurde bereits beschrieben. Die nachfolgenden 4, 5 und 6 befassen sich mit der Befestigung des fahrzeugseitigen Verbindungsendes 90, genauer Befestigung des Steckgehäuses 82s an dem Fahrzeug 1 bzw. dessen Karosserie oder Fahrzeugaufbaus.
  Links in der 4 ist ein Steckgehäuse 82s in perspektivischer Darstellung gezeigt. Das Steckgehäuse 82s weist wie in der 3 zuvor beschrieben eine Kabelaufnahme 82a auf, in die das Ende des Kabelschlauchs 85 mündet. An der gegenüberliegenden Seite sind drei Stecker 82_sd1,2,3 angeordnet. Das Steckgehäuse 82s weist etwa mittig an dem Steckgehäuse 82s angeordnete Montagestellen 82m auf. In der rechts in der 4 dargestellten Schnittansicht sind die Montagestellen 82m als Bohrungen 82b erkennbar. Das Steckgehäuse 82s ist an der Karosserie bzw. dem Fahrzeugaufbau 101 befestigt. Die form- und kraftschlüssige Befestigung wird mittels Verschraubung sichergestellt. Hierzu sind Schrauben 87 vorgesehen, mit welchen das Steckgehäuse 82s über Schweißmuttern 86 mit dem Fahrzeugaufbau 101 verschraubt sind. Die Schweißmuttern 86 werden bspw. mittels Widerstandsschweißen an einem Halteblech des Fahrzeugaufbaus bzw. der Karosserie 101 stoffschlüssig befestigt. Nach der Montage der Lenkvorrichtung an der Karosserie oder dem Fahrzeugaufbau 101 wird die elektrische Verbindung durch Montieren des Kabelsatzes vorgenommen, in dem die lenkungsseitigen und fahrzeugseitigen Verbindungsenden 81, 82 mit dem Kabelsatz 80 durch Einstecken des Steckgehäuses 82s und auf der gegenüberliegenden Seite durch Einstecken des Verbindungsstücks 83 in die Lenkvorrichtung vorgenommen werden. Zur Befestigung und Sicherung wird das Steckgehäuse 82s dann mittels Verschraubung, wie gemäß 4 gezeigt, befestigt und gesichert. Gemäß 5 und 6 wird jeweils eine formschlüssige Befestigung und Sicherung des Steckgehäuses 82s gegenüber der schematisch dargestellten Karosserie 101 vorgenommen.
• In 6 ist eine alternative Befestigung bzw. Sicherung des Steckgehäuses 82s gezeigt. Eine fahrzeugseitige Halterung 92 wird mit Stiften 92s an der schematisch dargestellten Karosserie 101 bzw. des Fahrzeugaufbaus befestigt. Die aus Kunststoff oder Metall gefertigte Halterung 92 kann bspw. auf zuvor mit der Karosserie an der hierzu vorgesehenen Stelle aufgeschweißten Stiften 92s kraft- und formschlüssig verbunden werden. Es ergibt sich somit eine dauerhafte kraftschlüssige Verbindung der Halterung 92 mit der Karosserie 101. An seinen Längsseiten weist das Steckgehäuse 82s eine Befestigung mit Montagestelle 82m auf. An diesen Orten sind Klipse bzw. Klipslaschen 82k vorgesehen, welche formschlüssig mit den Ausnehmungen 92a der Flansche 92f verrasten, wenn das Steckgehäuse 82s nach bzw. während des Verbindens mit der fahrzeugseitigen Verbindungseinheit montiert wird.
  Eine ähnliche ebenfalls formschlüssige Befestigung ist in 6 dargestellt. In 6 wird zusätzlich ein Haltebügel 88 in Form eines Bleches mit endseitig umgebogenen Flanschen 88f genutzt. Die endseitig umgebogenen Flansche 88f enthalten Ausnehmungen 88a, welche mit Rastnasen 82r des Steckgehäuses 82s formschlüssig zusammenwirken. Hierzu wird das Steckgehäuse 82s zwischen Halterungen 91 an der Karosserie 101 gehalten und sodann mit der Haltebügel 88 befestigt und gesichert. Die Ausnehmungen 88a verrasten dabei mit den Rastnasen 82r.
• Die Verbindung des Steckgehäuses 82s mit der fahrzeugseitigen Verbindungseinheit 90 ist beispielhaft in 5 dargestellt. Aus den aufgezeigten Befestigungsmöglichkeiten gemäß den Ausführungsbeispielen in den 4, 5 und 6 ergibt sich eine einfach zu montierende und dauerhafte feste Befestigung des Steckgehäuses 82s an der Karosserie bzw. dem Fahrzeugaufbau 101. Ein unbeabsichtigtes Lösen des Steckgehäuses 82s aus der fahrzeugseitigen Verbindungseinheit 90 ist somit wirkungsvoll vermieden. Ein Ausreißen des Kabelschlauches 85 ist somit quasi ebenfalls nicht möglich, das die Sicherung des Steckgehäuses 82s dieses zusätzlich zu den Halteringen 85r verhindert.
• Die Vorteile des Kabelsatzes mit nur einem Kabelschlauch sind hier anhand einer steer-by-wire-Lenkung gezeigt. Ein Einsatz bei einem elektronisch geregelten Wankstabilisator ist ebenso möglich. Verbindung und Sicherung des Kabelsatzes bzw. Kabelschlauchs ist in gleicher Weise ausführbar.
• Bezugszeichenliste

1

Fahrzeug

2

Vorderrad

3

Hinterrad

4

Vorderachslenkung, steer-by-wire-Lenkung

5

Hinterachslenkung, steer-by-wire-Lenkung

6

Gehäuse

7

Elektromotor

8

Kabelsatz

8.1

lenkungsseitiges Verbindungsende

8.2

fahrzeugseitiges Verbindungsende

8.2s1

Stecker

8.2s2

Stecker

8.2s3

Stecker

8.2r

Ring für Halterung

8.3

Verbindungsstück

8.3r

Ring für Halterung

8.5a

Kabelschlauch

8.5b

Kabelschlauch

8.5c

Kabelschlauch

8.5d

Kabeldurchführung

8.5e

Kabelschlauch

8.5r

Haltering

21

Vorderachse

31

Hinterachse

41

Lenkgestänge

51

Lenkgestänge

ESC

Elektronische Stabilitäts Kontrolle

SG

Steuergerät

SG

Schwerpunkt

S

Sensorik

T

Trajektorie

δv

Radlenkwinkel vorne

δh

Radlenkwinkel hinten

62

Spindeltrieb

63

Spindel

64

Spindelmutter

68

Steuergerät

70

Stromleitung

71

Signalleitung

80

Kabelsatz

81

lenkungsseitiges Verbindungsende

81sa

lenkungsseitiges Verbindungsende

82

fahrzeugseitiges Verbindungsende

82a

Kabelaufnahme

82s

Steckgehäuse

82sd1

Stecker/Steckdose

82sd2

Stecker/Steckdose

82sd3

Stecker/Steckdose

82b

Loch, Bohrung Steckgehäuse

82m

Montagestelle

82r

Rastnase

82k

Klips

83

Verbindungsstück

85

Kabelschlauch

85r

Haltering für Halterung

86

Schweißmutter

87

Schraube

88

Haltebügel

88a

Ausnehmungen

88f

Flansch

90

fahrzeugseitige Verbindungseinheit

91

Halterung, fahrzeugseitig

92

Halterung, fahrzeugseitig

92a

Ausnehmung

92s

Stifte

101

Karosserie, Fahrzeugaufbau

• 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
• EP 2808230 B1 [0003]

Claims (9)

1. Fahrwerksaktuator 10 für ein Kraftfahrzeug, aufweisend ein Gehäuse 6 mit einem darin angeordneten Getriebe 62, wobei das Getriebe mittels eines Elektromotors 7 in Drehung versetzt wird, wobei der Elektromotor mittels eines Steuergerätes 68 gesteuert wird und das Steuergerät und/oder der Elektromotor 7 mit einer Strom- und/oder Signalleitung verbunden ist, welche von außen in das Gehäuse 6 eingeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Strom- und Signalleitung 70, 71 aus einem Kabelsatz 80 besteht, der an seinen Enden jeweils ein Verbindungsende 81, 82 aufweist, wobei das lenkungsseitige Verbindungsende 81 und das fahrzeugseitige Verbindungsende 82 mittels ausschließlich eines Kabelschlauchs 85 verbunden sind.
2. Fahrwerksaktuator 10 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere nach Anspruch 1, ausgebildet als Steer-by-wire-Lenkung 10, aufweisend ein Gehäuse 6 mit einem darin angeordneten Spindeltrieb 62, wobei der Spindeltrieb zumindest aus einer Spindel 63 und diese umgreifende Spindelmutter 64 gebildet ist, wobei die Spindel 63 axial verlagerbar ist, wenn die ortsfest in dem Gehäuse 6 gelagerte Spindelmutter 64 mittels eines Elektromotors 7 in Drehung versetzt wird, wobei der Elektromotor mittels eines Steuergerätes 68 gesteuert wird und das Steuergerät und/oder der Elektromotor 7 mit einer Strom- und/oder Signalleitung verbunden ist, welche von außen in das Gehäuse 6 eingeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Strom- und Signalleitung 70, 71 aus einem Kabelsatz 80 besteht, der an seinen Enden jeweils ein Verbindungsende 81, 82 aufweist, wobei das lenkungsseitige Verbindungsende 81 und das fahrzeugseitige Verbindungsende 82 mittels ausschließlich eines Kabelschlauchs 85 verbunden sind.
3. Fahrwerksaktuator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das lenkungsseitige Verbindungsende 81 ein Verbindungsstück 83 aufweist, welches eine fluiddichte Verbindung zwischen Kabelschlauch 85 und dem Gehäuse 6 ausbildet.
4. Fahrwerksaktuator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das fahrzeugseitige Verbindungsende 82 durch ein Steckgehäuse 82s gebildet wird, welches kabelseitig den Kabelschlauch 85 in einer Kabelaufnahme 82a aufnimmt und das Steckgehäuse 82s dort fluiddicht mit dem Kabelschlauch 85 verbunden ist, und dass an dem von der Kabelaufnahme 82a abgewandten Ende des Steckgehäuses 82s zumindest zwei voneinander separat ausgebildete Stecker- und/oder Steckdosen 82_sd1,2,3 zur Verbindung mit einer fahrzeugseitigen Verbindungseinheit 90 aufweist.
5. Fahrwerksaktuator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Steckgehäuse 82s fahrzeugseitig ein Stecker oder eine Steckdose 82_sd1,2,3 die Signalleitung 71 führt und ein zumindest weiterer Stecker oder eine weitere Steckdose 82_sd1,2,3 die Stromleitung 70 führt.
6. Fahrwerksaktuator nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das in fahrzeugseitiger Anschlussrichtung betrachtete Ende zumindest des einen Steckers oder der einen Steckdose 82sd_1,2,3, welches zumindest eine Stromleitung 70 führt, beabstandet von dem Ende des Steckers oder der Steckdose 82sd_1,2,3, welcher die Signalleitung 71 führt, ausgebildet ist, so dass die Stromleitung 70 beim Anschluss des Steckgehäuses 82s an die fahrzeugseitige Verbindungseinheit 90 in Kontakt mit dem Stromanschluss gelangen kann, bevor die Signalleitung 71 in Kontakt mit der zumindest einen fahrzeugseitigen Signalleitung gelangen kann, oder dass die Signalleitung 71 beim Anschluss des Steckgehäuses 82s an die fahrzeugseitige Verbindungseinheit 90 in Kontakt mit dem Signalleitungsanschluss gelangen kann, bevor die Stromleitung 70 in Kontakt mit der zumindest einen fahrzeugseitigen Stromleitung gelangen kann.
7. Fahrwerksaktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche von 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckgehäuse 82s zumindest eine Montagestelle 82m aufweist, welche als Loch 82b und/oder Rastnase 82r zur form- und/oder kraftschlüssigen Befestigung mit dem Fahrzeugaufbau 101 vorgesehen ist.
8. Verwendung eines Fahrwerksaktuator als Vorder- und/oder Hinterachslenkung in einem Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche.
9. Verwendung eines Fahrwerksaktuators nach einem der vorherigen Ansprüche von 2 bis 7 als Wankstabilisator an zumindest einer Achse in einem Kraftfahrzeug.

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