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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aktuator für eine Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Aktuator einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges.
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Aus der
DE 10 2018 115 788 A1 ist ein Aktuator einer Hinterachslenkung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt geworden. Dieser Aktuator ist mit einem Gehäuse, und mit einem in dem Gehäuse angeordneten, eine Gewindespindel und eine Mutter aufweisenden Gewindetrieb versehen, der in axialer Richtung mittels eines Wälzlagers drehbar in dem Gehäuse gelagert ist. Die Rollen des als Axialwälzlager ausgebildeten Wälzlagers sind über den Umfang verteilt um eine Wälzlagerachse herum angeordnet und wälzen an Laufbahnen des Wälzlagers ab. Diese Laufbahnen sind an Anlaufscheiben ausgebildet. Einige dieser Rollen sind so angeordnet, dass ihre Rotationsachse radial beabstandet zur Wälzlagerachse angeordnet ist. Mit diesem sogenannten Reibwälzlager wird ein Reibmoment in Umfangsrichtung des Gewindetriebs zwischen Gewindetrieb und Gehäuse erzeugt, wenn von außen eine axiale Kraft auf die Gewindespindel einwirkt.
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Die Druckschrift
DE 10 2018 115 787 A1 offenbart einen Gewindetrieb und einen mit diesem Gewindetrieb versehenen Linearaktuator insbesondere einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges, mit einer Mutter die drehbar auf einer gegenüber der Mutter axial verschieblich angeordneten Gewindespindel angeordnet ist, und einem Lager zur drehbaren Lagerung der Mutter. Eine mit der Mutter zusammenwirkende Reibeinrichtung erzeugt ein um die Rotationsachse der Mutter wirkendes Reibmoment, das abhängig ist von einer an der Gewindespindel angreifenden Axiallast.
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Die Druckschrift
DE 10 2018 205 047 A1 offenbart eine Anlaufscheibe zum Einsatz in Getrieben wie z.B. Planetengetrieben mit einer axialen Anlauffläche und einer durchgehenden Öffnung, welche für ein Aufschieben auf einen Außendurchmesser eines Bauteils vorgesehen ist. Die Öffnung ist durch mehrere, jeweils radial nach innen ragende Segmente definiert, die dabei jeweils radial federnd und zumindest teilweise konkav ausgestaltet sind. Dies bewirkt eine Selbsthemmung und damit Fixierung der Anlaufscheibe auf dem Bauteil.
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Die Druckschrift
DE 10 2018 130 612 A1 offenbart einen Planetenwälzgewindetrieb für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeugs mit einem Gehäuse sowie eine Mutter, die auf einer gegenüber der Mutter axial verlagerbaren Gewindespindel angeordnet ist, wobei die Mutter gegenüber dem Gehäuse über zumindest eine Axiallageranordnung axial gelagert ist, wobei die Axiallageranordnung einen axial zwischen zwei Anlaufscheiben angeordneten Käfig umfasst, der eine Vielzahl von umlaufend verteilten Taschen zur Aufnahme von Wälzkörpern aufweist, wobei in den Taschen des Käfigs in Umfangsrichtung abwechselnd Hohlrollen und Vollrollen aufgenommen sind, wobei die Hohlrollen einen größeren Außendurchmesser aufweisen als die Vollrollen. Wird der Planetenwälzgewindetrieb nicht drehangetrieben, so wird eine auf eine Schubstange bzw. Gewindespindel des Planetenwälzgewindetriebs wirkende äußere Axiallast in die Axiallageranordnung übertragen. Je größer diese Axiallast ist, desto größer ist auch eine resultierende Reibkraft innerhalb der Axiallageranordnung. Diese Reibkraft verhindert eine unerwünschte Rotation.
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Die Druckschrift
DE 10 2018 110 175 A1 offenbart ein Axial-Wälzlager, mit zwei parallel zueinander ausgerichteten Axiallagerscheiben, zwischen denen eine Vielzahl an Wälzkörpern angeordnet ist, wobei an einer der beiden Lagerscheiben eine Anlaufscheibe mit konvexer Wölbung angeordnet ist, die mit einer Lagerscheibe derart korrespondiert, dass ein Winkelversatz am Axial-Wälzlager ausgleichbar ist.
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Im Betrieb des Aktuators wird der Gewindetrieb elektromotorisch betätigt und die mit der Schubstange des Aktuators verbundene Gewindespindel des Gewindetriebs wird axial verschoben, um die Hinterräder an zu lenken. Der Gewindetrieb soll einen möglichst guten Wirkungsgrad aufweisen, zugunsten der erforderlichen Antriebsleistung durch den Elektromotor. Wenn der Aktuator ausfällt oder äußere Kräfte an den Fahrzeugrädern angreifen und auf die Gewindespindel wirken, soll je nach Anwendung eine unerwünschte Verstellung der Gewindespindel als Teil der Schubstange unterbleiben. Das beschriebene Reibwälzlager soll dazu beitragen, diese unerwünschten Stellbewegungen der Gewindespindel zu vermeiden, also die Lage der Gewindespindel einzufrieren.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen Aktuator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, der ein verbessertes Einfrieren des Aktuators ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch den Aktuator gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Dieser Aktuator ist für eine Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für eine Hinterachslenkung vorgesehen. In einem Gehäuse ist ein Gewindetrieb angeordnet, der eine Gewindespindel und eine Mutter aufweist. Diese Gewindetriebe sind Rotation-Translation-Getriebe und wandeln eine Rotation in eine translatorische Bewegung um.
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Der Gewindetrieb ist vorzugsweise als Planetenwälzgewindetrieb ausgebildet. Sie ermöglichen einen sehr wirtschaftlichen Antrieb bei einer großen axialen Tragfähigkeit durch hohe Anzahl von Wälzkontakten; sie sind spielfrei vorspannbar, ermöglichen sehr kleine Steigungen, sind sehr laufruhig, da keine Rückführung von Wälzkörpern erforderlich ist.
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Die Kraftübertragung erfolgt über die Flanken der Rollen, Spindel und Mutter. Durch die große Anzahl an Kontaktstellen ergibt sich eine sehr hohe axiale Tragfähigkeit. Ein wirtschaftlicher Antrieb ist aufgrund der kleinen Steigung möglich. Es sind vergleichsweise geringe Antriebsmomenten eines Motors erforderlich.
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Je nach Anwendung sind Weiterbildungen möglich, die einen Trapezgewindetrieb, Kugelgewindetrieb oder Rollengewindetrieb als Gewindetrieb einsetzen.
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Die Ausführungsart des Gewindetriebs, die Größe der Gewindesteigung und innere Reibung bestimmen dessen Fähigkeit, die Gewindespindel in einer axialen Position zu halten unter einer an der Gewindespindel angreifenden Axiallast, wenn der Gewindetrieb nicht aktiv angetrieben ist. Die Mutter kann drehangetrieben sein. Vorzugsweise ist im Fall des an sich bekannten Planetenwälzgewindetriebes dessen Planetenrollenkäfig drehangetrieben, in dessen Käfigtaschen Planetenrollen angeordnet sind. Diese Planetenwälzgewindetriebe sind steigungstreu, eine volle Umdrehung des Planetenrollenkäfigs entspricht einer axialen Verschiebung der Gewindespindel um den Betrag der Steigung des Gewindes der Gewindespindel.
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Für den Drehantrieb des Gewindetrieb kann ein Elektromotor an dem Gehäuse gehaltert sein, der über ein Rotation-Rotation-Getriebe den Gewindetrieb antreibt. Vorzugsweise ist ein Zahnriemengetriebe vorgesehen, dessen Zahnriemen ein Motorritzel sowie ein Antriebsrad umschlingt, das drehfest mit dem drehangetriebenen Bauteil des Gewindetriebs verbunden ist.
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Der Gewindetrieb ist in dem Gehäuse in axialer Richtung mittels eines Wälzlagers drehbar gelagert. Zwischen der Gewindespindel und der Mutter wirkende axiale Kräfte werden über diese Wälzlager in das Gehäuse eingeleitet, das am Fahrzeug gehaltert ist. Jeweils eines dieser Wälzlager kann zu den beiden axialen Seiten des Gewindetriebes zwischen Gehäuse und Gewindetrieb vorgesehen sein, um axiale Kräfte in beiden axialen Richtungen zu übertragen.
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Die Rollen dieses Wälzlagers sind über den Umfang verteilt um eine Wälzlagerachse herum angeordnet und wälzen an Laufbahnen des Wälzlagers ab. Wenigstens eine der Rollen ist mit ihrer Rotationsachse radial beabstandet zur Wälzlagerachse angeordnet. In anderen Worten ausgedrückt, ist diese Rolle deachsiert angeordnet, denn ihre Rotationsachse tangiert einen Kreis, der koaxial um die Wälzlagerachse herum gedacht wird und schneidet nicht die Wälzlagerachse.
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Wenigstens eine dieser Laufbahnen ist im Längsschnitt durch das Wälzlager gesehen konvex geformt und an einer federelastisch verformbaren Anlaufscheibe ausgebildet. Die konvexe Laufbahn an sich ist demzufolge elastisch verformbar. Im Betrieb des Aktuators wirkt eine axiale Stellkraft auf den Gewindetrieb, die über dieses Wälzlager in das Gehäuse übertragen wird. Unter dieser Stellkraft ist eine elastische Verformung der Anlaufscheibe so gering, das die Rollen dieses Wälzlagers mehr oder weniger lediglich eine Scheitellinie der konvexen Laufbahn kontaktieren, so dass ein eher punktförmiger Kontakt zwischen Rolle und Laufbahn eingerichtet ist, diese Rolle also sehr reibungsarm an den Laufbahnen abwälzt.
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Der Kontakt zwischen den Rollen des Wälzlagers und der Scheitellinie kann mit deren mittleren Rollenabschnitten der Rollen hergestellt werden. Es können sämtliche Rollen dieses Wälzlagers auf die beschriebene Weise deachsiert sein, denn aufgrund des eher punktförmigen Kontakts ist dieses Wälzlager unter Betriebsbedingungen - also unter den wirkenden axialen Kräften während einer aktiven Betätigung des Aktuators - sehr reibungsarm.
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Unter zunehmender äußerer axialer Belastung der Gewindespindel setzt eine zunehmende elastische Verformung der Anlaufscheibe ein und eine damit einhergehende Einebnung der konvexen Laufbahn. Der anfangs etwa punktförmige Kontakt zwischen Rolle und Laufbahn wird zu einem etwa linienförmigen Kontakt der Rollen mit den und der Laufbahn der Anlaufscheibe.
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Auf diese Weise wird eine Reibung erzeugt zwischen diesen deachsierten Rollen und den die Laufbahnen tragenden Anlaufscheiben, wenn diese Rollen als Reibwälzkörper an den Laufbahnen abwälzen und rutschen.
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In Richtung entlang der Wälzlagerachse gesehen bildet der Reibwälzkörper mit seiner Rotationsachse einen ersten Schenkel eines Winkels alpha und eine gerade Linie, die ausgehend von der Wälzlagerachse die Rotationsachse des Reibwälzkörpers in dessen axialer Mitte schneidet, bildet einen zweiten Schenkel des Winkels alpha. Der zwischen den beiden Schenkeln gebildete Winkel alpha wird abhängig von der gewünschten Reibung eingestellt.
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Die Erfindung hat erkannt, dass für eine Hemmung des Aktuators in Verbindung mit einem Planetenwälzgewindetrieb als Gewindetrieb ein Winkel alpha etwa zwischen 2 Grad und 10 Grad ausreichend sein kann, wenn sämtliche Rollen des Wälzlagers deachsiert angeordnet sind.
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Je größer dieser Winkel alpha ist, desto höher ist der Gleitreibungsanteil im Reibkontakt zwischen Reibwälzkörper und Laufbahn. Die Reibkraft ist abhängig von der axialen Belastung der Gewindespindel. Der Winkel wird so eingestellt, dass bei einer bestimmten Anzahl von Reibwälzkörpern eine Hemmung des Aktuators sichergestellt ist, wenn äußere axiale Kräfte in die Schubstange eingeleitet werden.
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In dem Wälzlager wird ein Reibmoment erzeugt als Produkt der Reibkraft mit ihrem wirksamen Hebelarm um die Rotationsachse des drehangetriebenen Teils des Gewindetriebs. Die Reibkraft wirkt zwischen den Laufbahnen und den Reibwälzkörpern.
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Insbesondere im Zusammenhang mit einem steigungstreu angetriebenen Planetenwälzgewindetrieb sorgt ein derart eingerichtetes Wälzlager für eine gewünschte Hemmung des Aktuators, wenn dieser nicht aktiv betrieben wird und axiale Kräfte beispielsweise über eine Schubstange - also auch über die Gewindespindel - in die Mutter und schließlich über das Wälzlager in das Gehäuse eingeleitet werden. Wenn der Gewindetrieb nicht drehangetrieben - ein antreibender Elektromotor abgeschaltet - ist, und eine äußere Axiallast an der Gewindespindel angreift, wird diese Axiallast in das Wälzlager übertragen. Je größer diese Axiallast ist, desto größer ist die elastische Einebnung der konvexen Laufbahn und somit auch eine resultierende Reibkraft in dem Wälzlager. Diese zwischen der Mutter und dem Gehäuse wirkende Reibkraft hemmt eine unerwünschte Verstellung der Schubstange und verhindert eine unerwünschte Rotation der Mutter oder eines drehangetriebenen Planetenrollenkäfigs.
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Mit dem Aktuator kann eine Selbsthemmung sichergestellt werden, wenn äußere axiale Kräfte in die Gewindespindel eingeleitet werden.
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Das Wälzlager kann als Axialrollenlager ausgeführt sein. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung ist jedoch durch ein Axialschrägrollenlager angegeben, das sowohl die üblicherweise geringen radialen Kräfte als auch die größeren axialen Kräfte überträgt. Ein separates Radiallager kann in diesem Fall entfallen.
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Vorzugsweise weisen beide Anlaufscheiben zwischen deren Außenumfang und Innenumfang an einander zugewandten Stirnseiten jeweils die konvex geformte Laufbahn und an ihren voneinander abgewandten Stirnseiten jeweils eine konkav geformte Stirnfläche auf. Unter angreifenden äußeren axialen Kräften werden beide konvexen Laufbahnen zunehmend eingeebnet unter elastischer Verformung der Anlaufscheiben, wie weiter oben bereits ausgeführt wurde.
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In dieser zuletzt beschriebenen Weiterbildung kann es vorteilhaft sein, sämtliche Rollen zu deachsieren, also als Reibwälzkörper in der beschriebenen Weise einzusetzen, um die gewünschte Reibung einzustellen.
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Die Rollen dieses Wälzlagers sind in Käfigtaschen eines vorzugsweise aus Stahl gebildeten Rollenkäfigs geführt. Der Rollenkäfig kann so verschleißfest ausgeführt sein, dass er die von den deachsierten Rollen in den Käfig eingeleiteten Kräfte betriebssicher aufnehmen kann. Die deachsierten Rollen üben ein Kippmoment in den Käfigtaschen aus. Die Reibung zwischen den Rollen und dem Rollenkäfig vergrößert die Reibleistung und fördert die gewünschte Selbsthemmung, wenn große axiale Kräfte auf die Gewindespindel einwirken.
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Vorzugsweise sind beide Anlaufscheiben an ihren voneinander abgewandten Stirnseiten jeweils mit einer Stützfläche zur Abstützung des Wälzlagers versehen, die radial außerhalb einer Scheitellinie der konvex geformten Laufbahn liegen. Entsprechend der konvexen Formgebung können die beiden Anlaufscheiben an ihren voneinander abgewandten Stirnseiten eine konkav geformte Stirnfläche aufweisen.
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Die eine Anlaufscheibe kann verdrehsicher an dem Gehäuse und die andere Laufscheibe kann drehfest an dem Gewindetrieb abgestützt sein, vorzugsweise an dem drehangetriebenen Planetenrollenkäfig des Planetenwälzgewindetriebes.
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Die konkaven Stirnseiten bieten ausreichend Raum für eine elastische Verformung der Anlaufscheiben, wenn große axiale Kräfte über das Wälzlager übertragen werden. Die elastische Verformung kann lediglich im Zehntel mm Bereich liegen.
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Das als Axialschrägrollenlager weitergebildete Wälzlager kann zwei schräg zur Spindelachse des Gewindetriebs angeordnete Anlaufscheiben aufweisen, von denen die eine an dem drehangetriebenen Maschinenteil des Gewindetriebs und die andere an dem Gehäuse abgestützt ist, wobei ein kreisringförmiger Rollenkäfig zwischen die beiden Anlaufscheiben eingesetzt ist, in dessen über den Umfang verteilt angeordneten Käfigtaschen die Rollen geführt sind.
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Sämtliche Rollen dieses Axialschrägrollenlagers können mit zur Wälzlagerachse radial beabstandet angeordneten Rotationsachsen angeordnet und in den Käfigtaschen geführt sein, wobei eine Spindelachse des Gewindetriebs mit der Wälzlagerachse zusammenfällt. Mit diesem Schrägrollenlager sind ausreichend große Reibleistungen erzielbar, im Fall von unerwünscht großen axialen Kräften.
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Die eine Anlaufscheibe kann an ihrem radial inneren Umfang mit einem koaxial zur Wälzlagerachse angeordneten hülsenförmigen Ansatz versehen sein, auf dem der mit den Rollen bestückte Rollenkäfig und die andere Anlaufscheibe angeordnet sind. Diese Weiterbildung ermöglicht einen einfachen Zusammenbau der einzelnen Teile des Wälzlagers und dessen einfache Montage in den Aktuator.
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Vorzugsweise ist der Gewindetrieb durch den oben erwähnten Planetenwälzgewindetrieb mit axial vorgespannten Planetenrollen gebildet, die zwischen der Mutter und der Gewindespindel über den Umfang verteilt angeordnet sind, wobei die Mutter zwei quer zur Längsachse geteilte Mutterteile aufweist, die miteinander verschraubt und durch eine Kontermutter gesichert sein können. Die Verschraubung hält die beiden Mutterteile auf eine vorbestimmte Distanz, in der eine Spielfreiheit des Planetenwälzgewindetriebes gewährleistet ist. Vorzugsweise sind die Planetenrollen in Käfigtaschen eines Planetenrollenkäfigs geführt, der drehfest mit einem Antriebsrad verbunden ist für einen Drehantrieb dieses steigungstreu arbeitenden Planetenwälzgewindetriebes. Die Planetenrollen stehen mit ihrem planetenseitigen Rillenprofil mit einem Gewinde der Gewindespindel und mit einem mutterseitigen Rillenprofil der Mutter in Eingriff.
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Derartige, an sich bekannte Planetenwälzgewindetriebe zeichnen sich durch eine hohe Stellgenauigkeit aus. Derartige Planetenwälzgewindetriebe sind im Betrieb leichtgängig, wobei mittels des bevorzugten Axialschrägrollenlagers mit den deachsierten Rollen eine Hemmung erreicht wird, wenn äußere axiale Kräfte an der Gewindespindel angreifen. Betriebsbedingte axiale Kräfte sind ausreichend klein, so dass die Rollen des Wälzlagers in der beschriebenen Weise mehr oder weniger in punktförmigen Kontakt mit den konvex geformten Laufbahnen stehen und einen leichtgängigen Antrieb ermöglichen. Jedenfalls können ausreichend hohe Reibungsverluste bereitgestellt werden, so dass bei großen axialen Lasten eine unerwünschte axiale Verstellung der Gewindespindel ausgeschlossen ist.
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Vorzugsweise ist dieser Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges weitergebildet, dessen das Gehäuse durchdringende Schubstange über Lenker zwei Räder einer Achse anlenkt, wobei die Gewindespindel Teil der Schubstange ist.
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Nachstehend wird die Erfindung eines in insgesamt sieben Figuren abgebildeten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
- 1 einen erfindungsgemäßen Aktuator in perspektivischer Darstellung,
- 2 einen Längsschnitt durch den Aktuator, wobei lediglich ein Abschnitt dargestellt ist,
- 3 ein Axialschrägrollenlager dieses Aktuators,
- 4 eine Ausschnittvergrößerung der 3
- 5 eine weitere Ausschnittvergrößerung der 3,
- 6 ein Rollenkranz des Axialschrägrollenlagers und
- 7 eine Ausschnittvergrößerung der 6.
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1 zeigt einen Aktuator einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges, dessen Gehäuse 1 am Fahrzeug gehaltert ist. Eine Motorwelle eines Elektromotors 2 greift in das Gehäuse 1 ein und ist mit einem nicht abgebildeten Motorritzel versehen. Eine Schubstange 3 durchdringt mit ihren axialen Enden das Gehäuse 1, die beide mit Gabelköpfen 4 versehen sind, die an nicht abgebildete Lenker angeschlossen werden, um die Hinterräder anzulenken. Die Schubstange 3 wird entlang ihrer Längsachse verschoben, wenn der Aktuator betätigt wird.
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2 zeigt einen Abschnitt dieses Aktuators im Längsschnitt. Der Elektromotor 2 treibt über einen Zahnriemen 5 einen Gewindetrieb 31 an, der im Ausführungsbeispiel durch einen Planetenwälzgewindetrieb 6 gebildet ist. Der Planetenwälzgewindetrieb 6 ist mittels zweier Wälzlager 32 drehbar in dem Gehäuse 1 gelagert, die im Ausführungsbeispiel durch Axialschrägrollenlager 9 gebildet sind ist. Der Zahnriemen 5 umschlingt das oben genannte Motorritzel des Elektromotors 2 und ein hülsenförmiges Antriebsrad 7, das an seinem zylindrischen Mantel mit einem Zahnprofil 8 für den Zahnriemen 5 versehen ist.
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Der Planetenwälzgewindetrieb 6 ist gebildet durch eine in dem Gehäuse 1 drehfest angeordnete Gewindespindel 10, die Teil der Schubstange 3 ist, sowie durch eine auf der Gewindespindel 10 drehbar gelagerte - im Ausführungsbeispiel aus miteinander verschraubten Mutterteilen gebildete - Mutter 11, sowie durch über den Umfang verteilt angeordnete Planetenrollen 12, die in Käfigtaschen 13 eines Planetenrollenkäfigs 14 drehbar gelagert sind. Die Mutter 11 ist über Axialwälzlager 33 an dem Planetenrollenkäfig 14 drehbar gelagert.
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Die Planetenrollen 12 greifen mit ihrem planetenseitigen Rillenprofil 15 sowohl in ein Gewinde 16 der Gewindespindel 10 als auch in ein mutterseitiges Rillenprofil 30 ein. Der Planetenrollenkäfig 14 ist drehfest mit dem hülsenförmigen Antriebsrad 7 verbunden, die die Mutter 11 umschließt. Der Planetenrollenkäfig 14 ist im Ausführungsbeispiel mehrteilig ausgeführt und an seiner dem Axialschrägrollenlager 9 zugewandten Stirnseite mit einer Anlage für das Axialschrägrollenlager 9 versehen.
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Die 3 bis 7 zeigen das Axialschrägrollenlager 9, das zwei aus Blech gebildete Anlaufscheiben 17, 18 sowie einen zwischen den beiden Anlaufscheiben 17, 18 angeordneten Rollenkranz 19 aufweist, der einen aus Stahl gebildeten, kreisringförmigen Rollenkäfig 20 und in Käfigtaschen 21 des Rollenkäfigs 20 drehbar geführte Rollen 22 aufweist. Die über den Umfang verteilt angeordneten Käfigtaschen 21 sind deutlich in den 6 und 7 erkennbar.
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Die Anlaufscheiben 17, 18 weisen zwischen deren Außenumfang und Innenumfang an einander zugewandten Stirnseiten jeweils eine konvex geformte Laufbahn 23,24 und an ihren voneinander abgewandten Stirnseiten jeweils eine konkav geformte Stirnfläche 25, 26 auf. Die konvex geformten Laufbahnen 24, 23 sind im Ausführungsbeispiel ballig geformt.
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Die Anlaufscheiben 17, 18 weisen an ihren voneinander abgewandten Stirnseiten jeweils eine Stützfläche 27, 28 zur Abstützung des Axialschrägrollenlager 9 an dem Gehäuse 1 und an dem Planetenrollenkäfig 14 auf. Diese Stützflächen 27, 28 sind radial versetzt - hier außerhalb und innerhalb - zu einer Scheitellinie der konvex geformten Laufbahn 23, 24 angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht eine elastische Verformung und Einebnung der konvexen Laufbahnen 23, 24, denn die Anlaufscheiben haben an ihrer dem Gehäuse 1 zugewandten Stirnseite ausreichend Platz für eine elastische Auslenkung.
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Die eine Anlaufscheibe 17 weist an ihrem radial inneren Umfang einen koaxial zur Wälzlagerachse angeordneten hülsenförmigen Ansatz 29 auf, der einstückig an die Anlaufscheibe 17 angeformt ist. Auf dem hülsenförmigen Ansatz 29 sind der Rollenkranz 19 und die andere Anlaufscheibe 18 angeordnet.
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Den 6 und 7 kann entnommen werden, dass sämtliche Rollen 22 mit ihren Rotationsachsen deachsiert sind um einen Winkel alpha. Die Rotationsachse schneidet nicht die Wälzlagerachse A. Die Rotationsachse tangiert einen Kreis, der koaxial um die Wälzlagerachse A herum gedacht ist. Der Winkel alpha wird eingeschlossen von einem Schenkel, der zusammenfällt mit der Rotationsachse der Rolle 22, sowie einem Schenkel, der die Rotationsachse in Rollenmitte und die Wälzlagerachse A schneidet. Die Wälzlagerachse A fällt mit der Spindelachse des Planetenwälzgewindetriebs 6 zusammen.
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Im Betrieb des Aktuators sind die Stellkräfte in axialer Richtung ausreichend gering, so dass in den Axialschrägrollenlagern 9 ein mehr oder weniger punktförmiger Kontakt zwischen den Rollen 22 und den Scheitellinien der konvexen Laufbahnen 23, 24 der Anlaufscheiben 17, 18 besteht. (4). Wenn große äußere axiale Kräfte auf die Gewindespindel ausgeübt werden, verformen sich die Anlaufscheiben 17, 18 elastisch und die konvexen Laufbahnen 23, 24 werden zunehmend eingeebnet (5). Es stellt sich ein eher linienförmiger Kontakt zwischen den Rollen 22 und den Laufbahnen 23, 24 ein. Die deachsierten Rollen 22 rollen und gleiten über die Laufbahnen 23, 24 und erzeugen ein Reibmoment, das eine Rotation des Planetenrollenkäfigs 14, wenn dieser rückwärts über die Gewindespindel 10 und die Planetenrollen 12 belastet wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass eine rückwärtige Betätigung des Planetenwälzgewindetriebes 6 unterbleibt, der Aktuator also gehemmt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Elektromotor
- 3
- Schubstange
- 4
- Gabelkopf
- 5
- Zahnriemen
- 6
- Planetenwälzgewindetrieb
- 7
- Antriebrad
- 8
- Zahnprofil
- 9
- Axialschrägrollenlager
- 10
- Gewindespindel
- 11
- Mutter
- 12
- Planetenrolle
- 13
- Käfigtasche
- 14
- Planetenrollenkäfig
- 15
- planetenseitiges Rillenprofil
- 16
- Gewinde
- 17
- Anlaufscheibe
- 18
- Anlaufscheibe
- 19
- Rollenkranz
- 20
- Rollenkäfig
- 21
- Käfigtasche
- 22
- Rolle
- 23
- konvexe Laufbahn
- 24
- konvexe Laufbahn
- 25
- konkave Stirnfläche
- 26
- konkave Stirnfläche
- 27
- Stützfläche
- 28
- Stützfläche
- 29
- hülsenförmiger Ansatz
- 30
- mutterseitiges Rillenprofil
- 31
- Gewindetrieb
- 32
- Wälzlager
- 33
- Axialwälzlager
