DE102021111646A1

DE102021111646A1 - Linear actuator for an axle steering, method of assembling the linear actuator and axle steering

Info

Publication number: DE102021111646A1
Application number: DE102021111646.5A
Authority: DE
Inventors: Tobias Kirchgäßner; Kathrin Gumbrecht
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-05-05
Filing date: 2021-05-05
Publication date: 2022-11-10

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Linearaktuator (2) für eine Achslenkung (1) eines Fahrzeugs, umfassend einen Gewindetrieb (3) mit einer drehantreibbaren Gewindemutter (4) und einer gegenüber der Gewindemutter (4) longitudinal verlagerbaren Gewindespindel (5), wobei der Gewindetrieb (3) über wenigstens eine Lageranordnung (6) zumindest mittelbar gegenüber einem Gehäuse (7) wenigstens axial gelagert ist, wobei räumlich zwischen der jeweiligen Lageranordnung (6) und dem Gehäuse (7) eine Stelleinheit (8), umfassend einen erste Vorspannring (9) und einen zweiten Vorspannring (10), angeordnet ist, wobei die Vorspannringe (9, 10) an einander zugewandten Stirnflächen (11, 12) komplementär ausgebildete, stufenförmige Rampenkonturen (13, 14) aufweisen, wobei die Vorspannringe (9, 10) mit den Rampenkonturen (13, 14) ausgehend von einer Nominalposition derart relativ zueinander verdreht angeordnet sind, dass ein axiales Spiel zwischen dem Gehäuse (7) und dem Gewindetrieb (3) eingestellt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines solchen Linearaktuators (2). Außerdem betrifft die Erfindung eine Achslenkung (1).The invention relates to a linear actuator (2) for an axle steering system (1) of a vehicle, comprising a threaded drive (3) with a threaded nut (4) that can be driven in rotation and a threaded spindle (5) that can be longitudinally displaced relative to the threaded nut (4), the threaded drive (3 ) is mounted at least axially at least indirectly relative to a housing (7) via at least one bearing arrangement (6), with an actuating unit (8) spatially between the respective bearing arrangement (6) and the housing (7), comprising a first preload ring (9) and a second preload ring (10), the preload rings (9, 10) having complementary, stepped ramp contours (13, 14) on mutually facing end faces (11, 12), the preload rings (9, 10) having the ramp contours (13, 14) are arranged rotated relative to each other starting from a nominal position such that an axial play between the housing (7) and the screw drive (3) is adjusted. The invention also relates to a method for assembling such a linear actuator (2). The invention also relates to an axle steering system (1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Linearaktuator für eine Achslenkung, umfassend einen Gewindetrieb mit einer drehantreibbaren Gewindemutter und einer gegenüber der Gewindemutter longitudinal verlagerbaren Gewindespindel, wobei der Gewindetrieb über wenigstens eine Lageranordnung zumindest mittelbar gegenüber einem Gehäuse wenigstens axial gelagert ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines solchen Linearaktuators. Außerdem betrifft die Erfindung eine Achslenkung.The invention relates to a linear actuator for an axle steering, comprising a threaded drive with a rotatably drivable threaded nut and a threaded spindle that can be displaced longitudinally relative to the threaded nut, the threaded drive being at least indirectly mounted at least axially relative to a housing via at least one bearing arrangement. Furthermore, the invention relates to a method for assembling such a linear actuator. The invention also relates to axle steering.

Aus der DE 10 2019 103 383 A1 ist ein Planetenwälzgewindetrieb mit einer Gewindespindel, mit einem auf der Gewindespindel angeordneten Mutterelement und mit über den Umfang der Gewindespindel verteilt angeordneten Planeten bekannt, wobei die Planeten einerseits mit der Gewindespindel und andererseits mit dem Mutterelement kämmen. Das Mutterelement ist in beiden axialen Richtungen jeweils mittels eines ersten Lagers an einem die Planeten aufnehmenden drehangetriebenen Planetenträger drehbar gelagert, der mittels eines zweiten Lagers an einem Gehäuse drehbar gelagert ist. Der Planetenträger weist eine das Mutterelement umgreifende Hülse auf, an deren axialen Enden jeweils ein Flansch mit jeweils einem ersten Lagersitz des ersten Lagers sowie mit einem zweiten Lagersitz des zweiten Lagers angeordnet ist. Die Flansche sind mittels der Hülse drehfest miteinander und axial mit einem Stellspiel spielbehaftet verbunden.From the DE 10 2019 103 383 A1 discloses a planetary roller screw drive with a threaded spindle, with a nut element arranged on the threaded spindle and with planets distributed over the circumference of the threaded spindle, the planets meshing with the threaded spindle on the one hand and with the nut element on the other. The nut element is rotatably mounted in both axial directions in each case by means of a first bearing on a rotationally driven planetary carrier which receives the planets and is rotatably mounted on a housing by means of a second bearing. The planetary carrier has a sleeve surrounding the nut element, at the axial ends of which a flange is arranged, each with a first bearing seat of the first bearing and with a second bearing seat of the second bearing. The flanges are non-rotatably connected to one another by means of the sleeve and axially connected with play.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Linearaktuator für eine Achslenkung weiterzuentwickeln, und insbesondere dessen Montage zu vereinfachen.The object of the present invention is to further develop a linear actuator for an axle steering and in particular to simplify its assembly.

Diese Aufgabe wird durch einen Linearaktuator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Montage des Linearaktuators mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.This object is achieved by a linear actuator having the features of claim 1 and a method for assembling the linear actuator having the features of claim 7 . Preferred or advantageous embodiments of the invention result from the dependent claims, the following description and the attached figures.

Ein erfindungsgemäßer Linearaktuator für eine Achslenkung eines Fahrzeugs umfasst einen Gewindetrieb mit einer drehantreibbaren Gewindemutter und einer gegenüber der Gewindemutter longitudinal verlagerbaren Gewindespindel, wobei der Gewindetrieb über wenigstens eine Lageranordnung zumindest mittelbar gegenüber einem Gehäuse wenigstens axial gelagert ist, wobei räumlich zwischen der jeweiligen Lageranordnung und dem Gehäuse eine Stelleinheit, umfassend einen erste Vorspannring und einen zweiten Vorspannring, angeordnet ist, wobei die Vorspannringe an einander zugewandten Stirnflächen komplementär ausgebildete, stufenförmige Rampenkonturen aufweisen, wobei die Vorspannringe mit den Rampenkonturen ausgehend von einer Nominalposition derart relativ zueinander verdreht angeordnet sind, dass ein axiales Spiel zwischen dem Gehäuse und dem Gewindetrieb eingestellt wird.A linear actuator according to the invention for an axle steering of a vehicle comprises a screw drive with a threaded nut that can be driven in rotation and a threaded spindle that can be displaced longitudinally relative to the threaded nut, the screw drive being mounted at least axially via at least one bearing arrangement, at least indirectly with respect to a housing, with the space between the respective bearing arrangement and the housing an actuating unit, comprising a first preload ring and a second preload ring, is arranged, wherein the preload rings have step-shaped ramp contours of complementary design on end faces facing one another, the preload rings with the ramp contours being arranged rotated relative to one another, starting from a nominal position, such that there is axial play is adjusted between the housing and the screw drive.

Der Linearaktuator ist dazu vorgesehen, durch Drehantrieb der Gewindemutter, insbesondere durch Betätigung mit einem Antrieb, ein axiales Verlagern der Gewindespindel relativ zur Gewindemutter zu initiieren. Dabei erfolgt eine longitudinale Bewegung der Gewindespindel relativ zum Gehäuse, wodurch ein Lenkwinkel eines Rades, das zumindest mittelbar mit der Gewindespindel verbunden ist, einstellbar ist. Vorzugsweise erfolgt durch Axialbewegung der Gewindespindel eine Lenkwinkeleinstellung der Räder einer Achse des Fahrzeugs, vorzugsweise dessen Hinterachse. Dadurch wird beispielsweise eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs eingeleitet oder durchgeführt. Die Gewindespindel bzw. die damit verbundene Schubstange weist an dessen freien Enden vorzugsweise eine jeweilige Gabelanbindung auf, an der jeweils ein Gabelelement angeschlossen ist, wobei das jeweilige Fahrzeugrad an dem jeweiligen Gabelelement zumindest mittelbar aufgenommen ist. Die Gewindespindel bzw. die Schubstange kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein, wobei die Gewindemutter unmittelbar oder über ein Getriebe mit einem Antrieb, insbesondere einem Elektroantrieb, antriebswirksam verbunden ist. Zwischen dem Antrieb und dem Gewindetrieb kann ferner eine Übersetzungsstufe angeordnet sein.The linear actuator is intended to initiate an axial displacement of the threaded spindle relative to the threaded nut by rotating the threaded nut, in particular by actuation with a drive. In this case, the threaded spindle moves longitudinally relative to the housing, as a result of which a steering angle of a wheel that is at least indirectly connected to the threaded spindle can be adjusted. The steering angle of the wheels on one axle of the vehicle, preferably its rear axle, is preferably adjusted by axial movement of the threaded spindle. As a result, cornering of the vehicle is initiated or carried out, for example. The threaded spindle or the push rod connected thereto preferably has a respective fork connection at its free end, to which a respective fork element is connected, the respective vehicle wheel being accommodated at least indirectly on the respective fork element. The threaded spindle or the connecting rod can be designed in one or more parts, with the threaded nut being directly or via a gear mechanism connected to a drive, in particular an electric drive, in a drivingly effective manner. Furthermore, a transmission step can be arranged between the drive and the screw drive.

Unter einer „Wirkverbindung“ ist entweder eine unmittelbare oder zumindest mittelbare Verbindung zwischen zwei Elementen zu verstehen. Mithin können die beiden miteinander wirkverbundenen Elemente entweder direkt oder über weitere Elemente miteinander verbunden sein. Unter dem Begriff „zumindest mittelbar“ ist zu verstehen, dass beispielsweise zwei Bauteile oder Elemente über mindestens ein weiteres Bauteil oder Element, das zwischen den beiden Bauteilen oder Elementen angeordnet ist, miteinander (wirk-)verbunden sind oder direkt und somit unmittelbar miteinander verbunden sind.An "operative connection" is to be understood as meaning either a direct or at least indirect connection between two elements. Consequently, the two elements that are operatively connected to one another can be connected to one another either directly or via further elements. The term "at least indirectly" is to be understood as meaning that, for example, two components or elements are (actively) connected to one another via at least one other component or element that is arranged between the two components or elements or are directly and thus directly connected to one another .

Die Vorspannringe der Stelleinheit werden während der Montage des Linearaktuators mit einer bestimmten Verdrehung zueinander im Gehäuse positioniert. Dabei kann einer der Vorspannringe grundsätzlich in dessen Lage und rotativen Position festgelegt sein und entsprechend im Gehäuse und/oder an der jeweiligen Lageranordnung ortsfest angeordnet sein, wohingegen der jeweils andere Vorspannring relativ dazu, das heißt mit einem Verdrehung relativ zum ersten Vorspannring, angeordnet wird. Durch entsprechende Ausgestaltung der Rampenkonturen an den Vorspannringen wird durch Verdrehung der Vorspannringe zueinander ein bestimmtes Axialmaß der Stelleinheit eingestellt, dass je nach Verdrehwinkel der Vorspannringe stufenweise einstellbar ist. Das Axialmaß ist zwischen einem Minimum und einem Maximum einstellbar, wobei die genannte Nominalposition vorteilhafterweise zwischen dem Minimum und dem Maximum liegt, um trotz auftretender Fertigungstoleranzen ein gewünschtes axiales Spiel bzw. eine axiale Vorspannung zwischen dem Gewindetrieb und dem Gehäuse des Linearaktuators einzustellen. Die Nominalposition ist somit bevorzugt derart gewählt, dass durch entsprechende Verdrehung der Vorspannringe ein davon ausgehend höheres oder niedrigeres Axialmaß der Stelleinheit einstellbar ist. Durch Einstellung des Axialmaßes ist insbesondere in Abhängigkeit der Fertigungstoleranzen des Gehäuses, der jeweiligen Lageranordnung, der Gewindemutter, der Gewindespindel oder weiterer Bauteile des Linearaktuators ein axiales Spiel einstellbar. Mit anderen Worten wird durch Einstellung des Axialmaßes eine wenigstens axiale Vorspannung des Gewindetriebs gegenüber dem Gehäuse eingestellt.During assembly of the linear actuator, the preload rings of the actuating unit are positioned in the housing with a specific rotation relative to one another. In principle, one of the preload rings can be fixed in terms of its position and rotational position and can be arranged in a stationary manner in the housing and/or on the respective bearing arrangement, whereas the respective other preload ring is arranged relative to it, i.e. with a twist relative to the first preload ring. By appropriate design of the ramp contours on the preloading rings, a specific axial dimension of the actuating unit is set by twisting the preloading rings relative to one another, which can be adjusted in stages depending on the twisting angle of the preloading rings. The axial dimension can be adjusted between a minimum and a maximum, with said nominal position advantageously lying between the minimum and the maximum in order to set a desired axial play or axial preload between the threaded drive and the housing of the linear actuator despite manufacturing tolerances. The nominal position is thus preferably selected in such a way that a higher or lower axial dimension of the actuating unit can be set by turning the preload rings accordingly. By adjusting the axial dimension, an axial play can be adjusted, in particular as a function of the manufacturing tolerances of the housing, the respective bearing arrangement, the threaded nut, the threaded spindle or other components of the linear actuator. In other words, by adjusting the axial dimension, at least an axial preload of the threaded drive relative to the housing is adjusted.

Die Nominalposition der Vorspannringe kann beispielsweise durch eine Toleranzanalyse bestimmt werden, in dem ermittelt wird, mit welchen Toleranzen die Bauteile des Linearaktuators herstellbar oder hergestellt sind. Dies kann durch entsprechende Simulationen oder stichprobenartig durch Ausmessung der Bauteile des Linearaktuators erfolgen. Mithin kann mittels der Toleranzanalyse eine Normalverteilung des Axialma-ßes der Stelleinheit bestimmt werden, anhand derer die Festlegung der Nominalposition erfolgt. Anhand dieser Analyse werden die Vorspannringe ausgelegt, insbesondere die Schrittweiten, die Anzahl der Abstufungen oder die Winkelbereiche der Rampenkonturen gewählt.The nominal position of the preload rings can be determined, for example, by means of a tolerance analysis, in which it is determined with which tolerances the components of the linear actuator can be manufactured or are manufactured. This can be done by appropriate simulations or randomly by measuring the components of the linear actuator. Consequently, a normal distribution of the axial dimension of the actuating unit can be determined by means of the tolerance analysis, on the basis of which the nominal position is determined. Based on this analysis, the preload rings are designed, in particular the increments, the number of steps or the angular ranges of the ramp contours are selected.

Die Schritte des einstellbaren Axialmaßes der Stelleinheit, also dem axialen Abstand zwischen dem ersten und zweiten Vorspannring, wird somit durch die Ausbildung der stufenförmigen Rampenkontur des jeweiligen Vorspannrings bestimmt. Die jeweils komplementär zueinander ausgebildeten Rampenkonturen der Vorspannringe sind vorzugsweise in Umfangsrichtung gegenläufig ausgebildet, sodass lediglich einer der Vorspannringe relativ zum anderen verdreht werden kann, um das Axialmaß zu vergrößern oder zu verkleinern. Jede einzelne Stufe der jeweiligen Rampenkontur des ersten Vorspannrings kann an jeder beliebigen Stufe der jeweiligen Rampenkontur des zweiten Vorspannrings wirksam zur Anlage kommen, und umgekehrt. Mit anderen Worten wird bei jeder beliebigen rotativen Position der Vorspannringe zueinander ein sicheres Anliegen gewährleistet. Vorteilhafterweise sind die Rampenkonturen der Vorspannringe spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet.The steps of the adjustable axial dimension of the actuating unit, ie the axial distance between the first and second preload ring, is thus determined by the formation of the stepped ramp contour of the respective preload ring. The ramp contours of the preloading rings, which are designed to be complementary to one another, are preferably designed to run in opposite directions in the circumferential direction, so that only one of the preloading rings can be rotated relative to the other in order to increase or decrease the axial dimension. Each individual step of the respective ramp contour of the first preload ring can operatively abut against any step of the respective ramp contour of the second preload ring, and vice versa. In other words, a secure fit is guaranteed in any rotational position of the preload rings relative to one another. Advantageously, the ramp contours of the prestressing rings are mirror-symmetrical to one another.

Eine Stufe der Rampenkontur des ersten Vorspannrings ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass ein vollflächiges Abstützen dieser Stufe an einer jeweils in axialer Richtung gegenüberliegen Stufe der Rampenkontur des zweiten Vorspannrings erfolgt, und umgekehrt.A step of the ramp contour of the first preload ring is preferably designed in such a way that this step is supported over its entire surface on a step of the ramp contour of the second preload ring that is opposite in the axial direction, and vice versa.

Unter eine stufenförmigen Rampenkontur ist zu verstehen, dass die Höhe bzw. die axiale Länge des jeweiligen Vorspannrings in Umfangsrichtung zwischen einem Minimum und einem Maximum in Form von Stufen oder treppenartig zunimmt bzw. zwischen einem Maximum und einem Minimum stufenweise oder treppenartig abnimmt. Die einzelnen Stufen können dabei grundsätzlich beliebig ausgebildet sein. Jedenfalls sind diese komplementär zueinander ausgebildet. Am Beispiel von vier Rampenkonturen für den ersten Vorspannring und vier komplementär dazu ausgebildeten Rampenkonturen für den zweiten Vorspannring stehen jeder Rampenkontur je 90° des Winkelbereichs des Umfangs des jeweiligen Vorspannrings zur Verfügung. Dieser Winkelbereich kann in eine beliebige Vielzahl von Abstufungen unterteilt werden. So ist denkbar, 26 Abstufungen je Rampenkontur vorzusehen, wobei jede Abstufung einen Sprung im Axialmaß von 0,05 mm realisiert. Auf den Gesamtwinkelbereich von 90° für jede Rampenkontur ergibt sich ein Einzelwinkelbereich pro Stufe in Umfangsrichtung von etwa 3,5°. Für einen beispielhaften Durchmesser des jeweiligen Vorspannrings von 48 mm weist jede Stufe folglich eine Länge von etwa 1,5 mm auf. Mit anderen Worten kommen die Vorspannringe bei je vier Rampenkonturen über eine Gesamtumfangslänge von etwa 6 mm aneinander zur Anlage. Durch Anpassung der Abstufungsanzahl, der Abstufungshöhe sowie der Anzahl der Rampenkonturen kann ein realisierbares Axialmaß zur Einstellung eines wenigstens axialen Spiels zwischen dem Gewindetrieb und dem Gehäuse verändert werden.A stepped ramp contour is to be understood as meaning that the height or the axial length of the respective prestressing ring increases in the circumferential direction between a minimum and a maximum in the form of steps or in a stair-like manner or decreases in steps or in a stair-like manner between a maximum and a minimum. In principle, the individual stages can be configured in any way. In any case, these are designed to be complementary to one another. Using the example of four ramp contours for the first preload ring and four ramp contours designed to complement them for the second preload ring, each ramp contour is available for 90° of the angular range of the circumference of the respective preload ring. This angular range can be subdivided into any number of gradations. It is conceivable to provide 26 gradations per ramp contour, with each gradation realizing a jump in the axial dimension of 0.05 mm. The total angular range of 90° for each ramp contour results in an individual angular range per step in the circumferential direction of approximately 3.5°. For an exemplary diameter of the respective preload ring of 48 mm, each step consequently has a length of approximately 1.5 mm. In other words, with four ramp contours each, the prestressing rings come into contact with one another over a total circumferential length of approximately 6 mm. By adapting the number of gradations, the gradation height and the number of ramp contours, a realizable axial dimension can be changed for setting at least an axial play between the screw drive and the housing.

Unter dem Begriff „komplementär“ ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die Rampenkontur des ersten Vorspannrings und die Rampenkontur des zweiten Vorspannrings in ihren geometrischen Bemaßungen so vorgesehen sind, dass sie unabhängig ihrer relativen rotativen Position zueinander in Eingriff bzw. zur Anlage gelangen können.The term "complementary" is to be understood in this context that the ramp contour of the first preload ring and the ramp contour of the second preload ring are provided in their geometric dimensions such that they can engage with one another or come to rest independently of their relative rotational position.

Nach einem Ausführungsbeispiel ist die jeweilige Rampenkontur der Vorspannringe sägezahnförmig ausgebildet. Jede Stufe der Rampenkontur des jeweiligen Vorspannrings weist demnach eine Spitze und ein Tal auf, wobei die jeweilige Spitze der Rampenkontur als Hinterschnitt zur Sicherung der rotativen Position der Vorspannringe zueinander fungiert. Denn die Spitze der jeweiligen Stufe der Rampenkontur des ersten Vorspannrings greift in ein komplementäres Tal der gegenüberliegenden Stufe der Rampenkontur des zweiten Vorspannrings ein. Gleichzeitig nimmt das Tal der jeweiligen Stufe der Rampenkontur des ersten Vorspannrings eine komplementäre Spitze der gegenüberliegenden Stufe der Rampenkontur des zweiten Vorspannrings auf. Dadurch wird verhindert, dass sich die Vorspannringe ungewollt gegeneinander verdrehen können.According to one exemplary embodiment, the respective ramp contour of the prestressing rings is sawtooth-shaped. Accordingly, each step of the ramp contour of the respective preload ring has a peak and a valley, with the respective peak of the ramp contour acting as an undercut to secure the rotational position of the preload rings relative to one another. Because the tip of the respective step of the ramp contour of the first preload ring engages in a complementary valley of the opposite step the ramp contour of the second preload ring. Simultaneously, the valley of each step of the ramp contour of the first preload ring receives a complementary peak of the opposite step of the ramp contour of the second preload ring. This prevents the preload rings from twisting against each other unintentionally.

Alternativ kann die Verdrehsicherung der Vorspannringe durch andere Mittel realisiert werden, beispielsweise durch Nuten und/oder Vorsprünge am Außenumfang eines oder beider Vorspannringe, die mit komplementären Vorsprüngen und/oder Nuten am Gehäuse oder am Gewindetrieb in Eingriff stehen. Nicht zuletzt in einem solchen Fall kann die jeweilige Rampenkontur der Vorspannringe alternativ auch treppenförmig ausgebildet sein. Treppenförmige Rampenkonturen sind einfacher herzustellen, wobei die Anlagefläche jeder Stufe der jeweiligen Rampenkontur sich im Wesentlichen radial erstreckend ausgebildet ist.Alternatively, the preload rings can be secured against rotation by other means, for example by grooves and/or projections on the outer circumference of one or both preload rings, which engage with complementary projections and/or grooves on the housing or on the screw drive. Last but not least, in such a case, the respective ramp contour of the prestressing rings can alternatively also be designed in the form of steps. Stepped ramp contours are easier to produce, with the contact surface of each step of the respective ramp contour being designed to extend essentially radially.

An einem der Vorspannringe oder beiden Vorspannringen sind vorzugsweise Mittel zur Aufnahme eines Montagewerkzeugs ausgebildet. Diese Mittel können lediglich als Markierung ausgeführt sein. Alternativ können am Vorspannring Nuten oder Ausnehmungen vorgesehen sein. Diese sind bevorzugt am Außenumfang des jeweiligen Vorspannrings ausgebildet bzw. angeordnet.Means for receiving an assembly tool are preferably formed on one of the prestressing rings or on both prestressing rings. These means can only be implemented as a marking. Alternatively, grooves or recesses can be provided on the preload ring. These are preferably formed or arranged on the outer circumference of the respective preload ring.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der erste Vorspannring mehrere über den Umfang verteilte und identisch ausgebildete erste Rampenkonturen aufweist, wobei der zweite Vorspannring die gleiche Anzahl komplementär dazu ausgebildeter zweiter Rampenkonturen aufweist. Mit anderen Worten sind an den zugewandten Stirnflächen der Vorspannringe mehrere Rampenkonturpaare ausgebildet. Die Rampenkonturpaare können prinzipiell beliebig ausgebildet sein. Von Vorteil ist jedoch, alle Rampenkonturpaare bzw. die Rampenkonturen des jeweiligen Vorspannrings identisch auszubilden. Damit wird sichergestellt, dass je nach rotativer Position der Vorspannringe zueinander mehrere, gleichzeitige Kontaktpunkte zwischen den Vorspannringen realisierbar sind. Die Anzahl der Kontaktpunkt richtet sich dabei maßgeblich nach der Anzahl der Rampenkonturpaare. Damit wird eine gleichmäßige Lastverteilung bzw. -übertragung sichergestellt und die Vorspannringe können schlanker und somit platzsparend, insbesondere axialen Bauraum sparend, gestaltet werden.The invention includes the technical teaching that the first preload ring has a plurality of identically designed first ramp contours distributed over the circumference, with the second preload ring having the same number of second ramp contours designed to complement them. In other words, several pairs of ramp contours are formed on the facing end faces of the preload rings. In principle, the pairs of ramp contours can be configured in any way. However, it is advantageous to design all pairs of ramp contours or the ramp contours of the respective prestressing ring to be identical. This ensures that, depending on the rotational position of the preload rings relative to one another, multiple, simultaneous contact points can be realized between the preload rings. The number of contact points depends primarily on the number of ramp contour pairs. This ensures an even load distribution or transmission and the preload rings can be designed to be slimmer and thus space-saving, in particular axial space-saving.

Die Vorspannringe können jeweils als Ringscheibe oder, wenn mehr axialer Bauraum zur Verfügung steht, als Hülse ausgebildet sein, wobei aneinander zugewandten Stirnfläche der Vorspannringe die komplementären, stufenförmigen Rampenkonturen ausgeformt sind. Die Vorspannringe sind zumindest axial zwischen der jeweiligen Lageranordnung und einem sich im Wesentlichen radial erstreckenden Flansch des Gehäuses angeordnet. Je nach Ausgestaltung der Lageranordnung und/oder des Gehäuses kann die Stelleinheit mit den beiden Vorspannringen auch teilweise radial zwischen dem Gehäuse und der jeweiligen Lageranordnung angeordnet sein.The preloading rings can each be designed as an annular disk or, if more axial space is available, as a sleeve, with the complementary, stepped ramp contours being formed on the end faces of the preloading rings that face one another. The preload rings are arranged at least axially between the respective bearing assembly and a substantially radially extending flange of the housing. Depending on the configuration of the bearing arrangement and/or the housing, the actuating unit with the two preload rings can also be arranged partially radially between the housing and the respective bearing arrangement.

Die jeweilige Lageranordnung ist vorzugsweise ein Axiallager. Alternativ ist die jeweilige Lageranordnung ein Schrägrollenlager. Der der jeweiligen Lageranordnung zugewandte Vorspannring weist eine entsprechend der Ausgestaltung der Lageranordnung komplementäre Anlagefläche auf. Dies kann eine sich im Wesentlichen radial erstreckende Stirnfläche sein, wobei folglich der entsprechende Vorspannring wie auch der dem Vorspannring zugewandte Ring der Lageranordnung eine sich im Wesentlichen radial erstreckende Stirnfläche aufweisen. Im Fall einer als Schrägrollenlager ausgebildeten Lageranordnung kann der dem Vorspannring zugewandte Ring der Lageranordnung eine schräge Anlagefläche aufweisen, die entsprechend an einer schräg ausgebildeten Anlagefläche des der jeweiligen Lageranordnung zugewandten Vorspannrings zur Anlage kommt.The respective bearing arrangement is preferably an axial bearing. Alternatively, the respective bearing arrangement is an angular roller bearing. The preload ring facing the respective bearing arrangement has a complementary contact surface corresponding to the configuration of the bearing arrangement. This can be a substantially radially extending end face, with the corresponding preload ring and the ring of the bearing arrangement facing the preload ring consequently having a substantially radially extending end face. In the case of a bearing arrangement designed as an angular roller bearing, the ring of the bearing arrangement facing the preload ring can have an inclined contact surface which accordingly comes into contact with an inclined contact surface of the preload ring facing the respective bearing arrangement.

Nach einer Ausführungsform des Linearaktuators ist der Gewindetrieb ein Planetenwälzgewindetrieb, wobei zwischen der Gewindespindel und der Gewindemutter mehrere an einem Planetenträger gelagerte Planeten angeordnet sind, die mit der Gewindespindel sowie der Gewindemutter in Eingriff stehen. Anders gesagt sind räumlich zwischen der Gewindespindel und der Gewindemutter eine Vielzahl von Planeten angeordnet, die einerseits mit der Gewindespindel und andererseits mit der Gewindemutter kämmen. Die Gewindemutter ist dabei vorzugsweise in beiden axialen Richtungen jeweils mittels zwei Lagerelementen an einem die Planeten aufnehmenden drehangetriebenen Planetenträger drehbar gelagert. Der Planetenträger ist wiederum mittels der jeweiligen Lageranordnung, vorzugsweise mittels zwei Lageranordnungen am Gehäuse drehbar gelagert. Die Stelleinheit ist räumlich zwischen einer der Lageranordnungen und dem Gehäuse angeordnet. In diesem Fall ist durch vorherige Gruppierung der Vorspannringe zueinander mit entsprechender Einstellung der rotativen Position der Vorspannringe ein Axialmaß der Stelleinheit und somit eine axiale Vorspannung des Planetenträgers gegenüber dem Gehäuse einstellbar. Unabhängig davon ob sich der Planetenträger oder die Gewindemutter über die jeweilige Lageranordnung und die Stelleinheit gegenüber dem Gehäuse abstützt, erfolgt jedenfalls über die Stelleinheit eine wenigstens axiale Vorspannung des Gewindetriebs gegenüber dem Gehäuse.According to one embodiment of the linear actuator, the screw drive is a planetary roller screw drive, with several planets mounted on a planet carrier being arranged between the threaded spindle and the threaded nut, which are in engagement with the threaded spindle and the threaded nut. In other words, a plurality of planets are spatially arranged between the threaded spindle and the threaded nut, which mesh on the one hand with the threaded spindle and on the other hand with the threaded nut. The threaded nut is preferably rotatably mounted in both axial directions in each case by means of two bearing elements on a rotary-driven planet carrier receiving the planets. The planet carrier is in turn rotatably mounted on the housing by means of the respective bearing arrangement, preferably by means of two bearing arrangements. The actuating unit is spatially arranged between one of the bearing arrangements and the housing. In this case, an axial dimension of the control unit and thus an axial preload of the planet carrier relative to the housing can be adjusted by prior grouping of the preload rings relative to one another with appropriate adjustment of the rotational position of the preload rings. Irrespective of whether the planet carrier or the threaded nut is supported relative to the housing via the respective bearing arrangement and the actuating unit, the threaded drive is at least axially prestressed relative to the housing via the actuating unit.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird nach einem Verfahren zur Montage eines Linearaktuators, umfassend einen Gewindetrieb mit einer drehantreibbaren Gewindemutter und einer gegenüber der Gewindemutter longitudinal verlagerbaren Gewindespindel, wobei die Gewindemutter über zumindest eine Lageranordnung gegenüber einem Gehäuse wenigstens axial gelagert ist, wobei räumlich zwischen der jeweiligen Lageranordnung und dem Gehäuse eine Stelleinheit, umfassend einen erste Vorspannring und einen zweiten Vorspannring, angeordnet ist, wobei die Vorspannringe an einander zugewandten Stirnflächen komplementär ausgebildete, stufenförmige Rampenkonturen aufweisen, wobei ein Soll-Axialspiel zwischen dem Gehäuse und dem Gewindetrieb bestimmt wird, wobei anschließend die Vorspannringe der Stelleinheit gruppiert werden, wobei die Vorspannringe ausgehend von einer Nominalposition entsprechend dem Soll-Axialspiel zueinander verdreht angeordnet werden und über die einander zugewandten Rampenkonturen aneinander zur Anlage kommen, wobei nachfolgend die gruppierten Vorspannringe zusammen mit der jeweiligen Lageranordnung am Gewindetrieb montiert werden, wobei die jeweilige Lageranordnung räumlich zwischen der Stelleinheit und dem Gewindetrieb angeordnet wird, und wobei der Gewindetrieb zusammen mit der jeweiligen Lageranordnung und der Stelleneinheit im Gehäuse wird. Mithin sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, eine wenigstens axiale Vorspannung des Gewindetriebs gegenüber dem Gehäuse einzustellen. Unter einer wenigstens axialen Vorspannung ist zu verstehen, dass in jedem Fall ein axiales Spiel zwischen dem Gewindetrieb und dem Gehäuse eingestellt wird.According to a second aspect of the invention, according to a method for assembling a linear actuator, comprising a threaded drive with a threaded nut that can be driven in rotation and a threaded spindle that can be displaced longitudinally relative to the threaded nut, the threaded nut being mounted at least axially relative to a housing via at least one bearing arrangement, with spatially between the respective bearing arrangement and the housing, an actuating unit is arranged, comprising a first preload ring and a second preload ring, the preload rings having complementary, stepped ramp contours on end faces facing one another, with a target axial play between the housing and the screw drive being determined, with then the preload rings of the actuating unit are grouped, the preload rings being arranged rotated relative to one another, starting from a nominal position corresponding to the target axial play, and via the ramp contours facing one another n come into contact with one another, with the grouped preload rings then being mounted on the screw drive together with the respective bearing arrangement, with the respective bearing arrangement being arranged spatially between the actuating unit and the screw drive, and with the screw drive being placed in the housing together with the respective bearing arrangement and the actuating unit . Consequently, the method according to the invention provides for setting an at least axial preload of the screw drive relative to the housing. Under an at least axial preload is to be understood that in any case an axial play between the screw drive and the housing is adjusted.

Insbesondere mittels einer Toleranzanalyse kann bestimmt werden, welches Axialspiel zwischen dem Gewindetrieb und dem Gehäuse einzustellen ist, um die gewünschte Funktionsweise zu erreichen. Dies kann näherungsweise durch Bestimmung einer Normalverteilung oder dergleichen erfolgen. Anhand einer solchen Analyse kann die Stelleinheit mit den Vorspannringen und insbesondere die jeweilige Rampenkontur hergestellt werden. In einer Nominalposition der Vorspannringe ist die Wahrscheinlichkeit für ein Anpassung der rotativen Position der Vorspannringe statistisch am geringsten. Zusätzlich kann ein Nachmessen der äußeren Abmessungen des Gewindetriebs und/oder der Abmessungen des Gehäuses und/oder der Abmessungen der Vorspannringe erfolgen, um das Soll-Axialspiel zu bestimmen.In particular, by means of a tolerance analysis, it can be determined which axial play is to be set between the threaded drive and the housing in order to achieve the desired function. This can be done approximately by determining a normal distribution or the like. Based on such an analysis, the control unit with the preload rings and in particular the respective ramp contour can be produced. In a nominal position of the preload rings, the probability of an adjustment of the rotational position of the preload rings is statistically lowest. In addition, the outer dimensions of the threaded drive and/or the dimensions of the housing and/or the dimensions of the preload rings can be remeasured in order to determine the target axial play.

Anhand des Soll-Axialspiels erfolgt ein Gruppieren der Vorspannringe, wobei die Vorspannringe, wenn erforderlich, ausgehend von der Nominalposition gegeneiner verdreht werden und miteinander gruppiert werden, wobei die stufenförmigen Rampenkonturen der Vorspannringe derart ausgebildet sind, dass das Axialmaß mit zunehmender Verdrehung ausgehend von der Nominalposition schrittweise zunimmt oder abnimmt. Mithin sind die Vorspannringe in der Nominalposition mit einem ersten Abstand zueinander angeordnet, wobei die Vorspannringe durch Verdrehen zueinander an einer höheren oder tieferen Stufe der jeweiligen Rampenkontur des jeweiligen Vorspannrings zur Anlage kommen und so den axialen Abstand der Vorspannringe zueinander vergrößern oder verkleinern. Die so gruppierten Vorspannringe werden anschließend am Gewindetrieb montiert. Dazu können an der Gewindemutter oder gegebenenfalls an einem Planetenträger des Gewindetriebs entsprechende Aufnahmemittel für die Vorspannringe vorgesehen sein. Abschließend wird diese Baugruppe, umfassend den Gewindetrieb, die jeweilige Lageranordnung sowie die Stelleinheit, am oder im Gehäuse montiert bzw. darin eingesetzt.The preload rings are grouped based on the target axial play, with the preload rings, if necessary, being twisted against one another starting from the nominal position and grouped together, with the step-shaped ramp contours of the preload rings being designed in such a way that the axial dimension increases with increasing twist starting from the nominal position gradually increases or decreases. Consequently, the preloading rings are arranged at a first distance from one another in the nominal position, with the preloading rings coming to rest on a higher or lower step of the respective ramp contour of the respective preloading ring by rotating each other and thus increasing or reducing the axial distance between the preloading rings. The preload rings grouped in this way are then mounted on the screw drive. For this purpose, corresponding receiving means for the preload rings can be provided on the threaded nut or possibly on a planet carrier of the screw drive. Finally, this assembly, comprising the screw drive, the respective bearing arrangement and the actuating unit, is mounted on or in the housing or inserted therein.

Um die Einbaulage der zusammengefügten Baugruppe zu kontrollieren, erfolgt nach der Montage der gruppierten Vorspannringe zusammen mit der jeweiligen Lageranordnung am Gewindetrieb vorzugsweise eine Kontrollmessung der Baugruppe, um ein axiales Ist-Maß der Baugruppe mit einem axialen Soll-Maß der Baugruppe zu vergleichen. Dies dient dazu, eine Abweichung des Ist- vom Sollmaß vor der finalen Montage des Linearaktuators zu erkennen. Wird eine zu große Abweichung zwischen dem Ist-Maß und dem Soll-Maß erkannt, erfolgt eine erneute Gruppierung der Vorspannringe zueinander. Dieser Schritt kann so oft wiederholt werden, bis das Ist-Maß und das Soll-Maß übereinstimmt, oder zumindest innerhalb eines Toleranzbereichs liegt.In order to check the installation position of the assembled assembly, after assembly of the grouped preload rings together with the respective bearing arrangement on the screw drive, a control measurement of the assembly is preferably carried out in order to compare an actual axial dimension of the assembly with a nominal axial dimension of the assembly. This serves to detect a deviation of the actual from the target dimension before the final assembly of the linear actuator. If the discrepancy between the actual dimension and the target dimension is too large, the preload rings are grouped together again. This step can be repeated until the actual size and the target size match, or at least are within a tolerance range.

Eine erfindungsgemäße Achslenkung für ein Fahrzeug umfasst einen Linearaktuator gemäß den vorherigen Ausführungen. Insofern gilt das für den Linearaktuator und dessen Montageverfahren Gesagte auch für die Achslenkung. Die Achslenkung kann an einer Heckachse und/oder einer Frontachse des Fahrzeugs angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Achslenkung als Hinterachslenkung zur Unterstützung einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs ausgebildet. Das Fahrzeug kann auch mehrere Vorderachsen bzw. Frontachsen und Hinterachsen bzw. Heckachsen aufweisen, wobei eine, vorzugsweise mehrere, besonders bevorzugt alle Achsen eine Achslenkung mit einem Linearaktuator gemäß der zuvor beschriebenen Art aufweisen.An axle steering according to the invention for a vehicle includes a linear actuator according to the previous statements. In this respect, what was said about the linear actuator and its assembly method also applies to the axle steering. The axle steering can be arranged on a rear axle and/or a front axle of the vehicle. The axle steering is preferably designed as a rear axle steering to support cornering of the vehicle. The vehicle can also have several front axles or front axles and rear axles or rear axles, one, preferably several, particularly preferably all axles having axle steering with a linear actuator of the type described above.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen

1 eine vereinfachte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Achslenkung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform,
2 eine schematische Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Linearaktuators der Achslenkung gemäß 1,
3 eine detaillierte Längsschnittdarstellung des Linearaktuators der Achslenkung gemäß 1 und 2, und
4 eine schematische Längsschnittdarstellung einer Stelleinheit des Linearaktuators gemäß 2 und 3.

Further measures improving the invention are presented in more detail below together with the description of a preferred exemplary embodiment of the invention with reference to the figures. Show it

1 a simplified schematic view of an axle steering according to the invention according to a preferred embodiment,
2 a schematic longitudinal sectional view of a linear actuator of the axle steering according to the invention 1 ,
3 according to a detailed longitudinal section view of the linear actuator of the axle steering 1 and 2 , and
4 a schematic longitudinal sectional view of an actuating unit of the linear actuator according to FIG 2 and 3 .

Gemäß 1 ist eine Achslenkung 1 für ein - hier nicht dargestelltes - Fahrzeug gezeigt. Die Achslenkung 1 ist vorliegend eine Hinterachslenkung des Fahrzeugs und umfasst einen Linearaktuator 2 mit einem Gehäuse 7, in dem ein in 2 und 3 näher dargestellter Gewindetrieb 3 mit einer mehrteilig ausgebildeten Gewindemutter 4 und einer entlang der Gewindemutter 4 longitudinal verschieblichen, drehfesten Gewindespindel 5 angeordnet ist. Mittels der Gewindespindel 5, die beispielsweise ein- oder mehrteilig mit einer Schubstange verbunden sein kann, ist ein Lenkwinkel von jeweiligen - hier ebenfalls nicht gezeigten - Fahrzeugrädern, welche an Gabelelementen 19 der Achslenkung 1 angeordnet sind, zumindest mittelbar einstellbar. Ferner weist die Achslenkung 1 einen Antrieb 16 auf, der die Gewindemutter 4 drehantreibt und damit die Gewindespindel 5 mittelbar in eine Längsverlagerung versetzt.According to 1 is an axle steering 1 for a - shown vehicle - not shown here. The axle steering 1 is presently a rear axle steering of the vehicle and comprises a linear actuator 2 with a housing 7 in which a 2 and 3 screw drive 3 shown in more detail is arranged with a multi-part threaded nut 4 and a non-rotatable threaded spindle 5 that is longitudinally displaceable along the threaded nut 4 . By means of the threaded spindle 5, which can be connected in one or more parts to a connecting rod, for example, a steering angle of the vehicle wheels (also not shown here) which are arranged on fork elements 19 of the axle steering 1 can be adjusted at least indirectly. Furthermore, the axle steering 1 has a drive 16 which drives the threaded nut 4 in rotation and thus indirectly causes the threaded spindle 5 to be longitudinally displaced.

Der Gewindetrieb 3 ist, wie in 2 und 3 gezeigt ist, als Planetenwälzgewindetrieb ausgebildet, und weist Planeten 15 auf, die räumlich zwischen der Gewindemutter 4 und der Gewindespindel 5 über den Umfang der Gewindespindel 5 verteilt angeordnet sind. Die Planeten 15 sind an einem Planetenträger 17 drehbar gelagert und stützen sich axial daran ab. Die Gewindemutter 4 ist beidseitig am Planetenträger 17 über ein jeweiliges Axiallager 20 axial abgestützt. Der Planetenträger 17 wiederum ist beidseitig über je eine als Schrägrollenlager ausgebildete Lageranordnung 6, 21 gegenüber dem in 1 gezeigten Gehäuse 7 des Linearaktuators 2 axial und radial abgestützt.The screw drive 3 is, as in 2 and 3 is shown, designed as a planetary roller screw drive, and has planets 15 which are spatially distributed between the threaded nut 4 and the threaded spindle 5 over the circumference of the threaded spindle 5. The planets 15 are rotatably mounted on a planet carrier 17 and are supported axially on it. The threaded nut 4 is supported axially on both sides of the planetary carrier 17 via a respective axial bearing 20 . The planetary carrier 17, in turn, is supported on both sides by a bearing assembly 6, 21 designed as an angular roller bearing relative to the in 1 shown housing 7 of the linear actuator 2 is supported axially and radially.

Räumlich zwischen der ersten Lageranordnung 6 und dem Gehäuse 7 ist, wie in 3 deutlich zu sehen ist, eine Stelleinheit 8 angeordnet, die einen erste Vorspannring 9 und einen zweiten Vorspannring 10 umfasst. Die Ausbildung der Stelleinheit 8 ist in 4 näher gezeigt. Und zwar weisen die Vorspannringe 9, 10 aneinander zugewandten Stirnflächen 11, 12 umlaufende, stufenförmige Rampenkonturen 13, 14 auf. Vorliegend sind je zwei solcher Rampenkonturen 13, 14 dargestellt. Je eine erste Rampenkontur 13 des ersten Vorspannrings 9 bildet mit einer zweiten Rampenkontur 14 des zweiten Vorspannrings 10 ein Rampenkonturpaar mit einer komplementären Kontur aus, wobei alle erste Rampenkonturen 13 und alle Rampenkonturen 14 jeweils identisch ausgebildet sind. Je höher die Anzahl der Rampenkonturpaare, desto gleichmäßiger ist die Kraftverteilung zwischen dem Gewindetrieb 3 und dem Gehäuse 7. Die Rampenkonturen 13, 14 sind vorliegend sägezahnförmig ausgebildet, sodass ein ungewolltes Verdrehen der Vorspannringe 9, 10 im montierten Zustand des Linearaktuators 2 verhindert wirdSpatially between the first bearing arrangement 6 and the housing 7, as in 3 is clearly visible, an adjusting unit 8 is arranged, which comprises a first preload ring 9 and a second preload ring 10 . The design of the control unit 8 is in 4 shown closer. Specifically, the prestressing rings 9, 10 have end faces 11, 12 that face one another and have circumferential, stepped ramp contours 13, 14. Two such ramp contours 13, 14 are shown here. A first ramp contour 13 of the first preload ring 9 forms a pair of ramp contours with a complementary contour with a second ramp contour 14 of the second preload ring 10, with all first ramp contours 13 and all ramp contours 14 being identical in design. The higher the number of ramp contour pairs, the more even the force distribution between the screw drive 3 and the housing 7. The ramp contours 13, 14 are sawtooth-shaped in the present case, so that an unintentional twisting of the preload rings 9, 10 is prevented when the linear actuator 2 is installed

In einem Verfahren zur Montage des Linearaktuators 2 wird zunächst ein Soll-Axialspiel zwischen dem Gehäuse 7 und dem Gewindetrieb 3 ermittelt. Anhand dieses Soll-Axialspiels kann, wenn nicht vorher bereits durch Simulationen oder Toleranzanalysen erfolgt, eine Nominalposition der Vorspannringe 9, 10 zueinander bestimmt werden. Da die Abmessungen der Bauteile des Linearaktuators 2, insbesondere der Vorspannringe 9, 10, der Gewindemutter 4, des Planetenträgers 17, der Planeten 15, der Lageranordnungen 6, 21 und des Gehäuses 7 inklusive etwaiger Toleranzen bekannt sind, können die Vorspannringe 9, 10 anhand des Soll-Axialspiels zwischen dem Gehäuse 7 und dem Gewindetrieb 3 zueinander verdreht und gruppiert, also ineinandergreifend, angeordnet werden. Darunter ist zu verstehen, dass der erste Vorspannring 9 ausgehend von einer Nominalposition relativ zum ortsfest gehaltenen zweiten Vorspannring 10 im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht und anschließend auf den zweiten Vorspannring 10 zubewegt wird, bis sie miteinander in Eingriff kommen. Je nach rotativer Position des ersten Vorspannrings 9 zum zweiten Vorspannring 10, oder umgekehrt, wird aufgrund der stufenartigen Ausbildung der Rampenkonturen 13, 14 ein Axialmaß 22 der Stelleinheit 8 eingestellt. Das Axialmaß 22 ist vorliegend die axiale Länge der Stelleinheit 8 in Abhängigkeit der rotativen Position der Vorspannringe 9, 10 zueinander, wobei das Axialmaß 22 derart eingestellt wird, dass in Abhängigkeit der Abmessungen der Bauteile des Linearaktuators 2 ein axiales Spiel zwischen dem Gehäuse 7 und dem Gewindetrieb 3 eingestellt wird. In a method for assembling the linear actuator 2, a target axial play between the housing 7 and the screw drive 3 is first determined. A nominal position of the preload rings 9, 10 in relation to one another can be determined on the basis of this target axial play, if simulations or tolerance analyzes have not already been carried out beforehand. Since the dimensions of the components of the linear actuator 2, in particular the preload rings 9, 10, the threaded nut 4, the planet carrier 17, the planets 15, the bearing assemblies 6, 21 and the housing 7, including any tolerances, are known, the preload rings 9, 10 can be of the target axial play between the housing 7 and the screw drive 3 are rotated and grouped relative to one another, i.e. interlocking. This means that the first preload ring 9 is rotated clockwise or counterclockwise from a nominal position relative to the stationary second preload ring 10 and then moved towards the second preload ring 10 until they engage. Depending on the rotational position of the first preload ring 9 relative to the second preload ring 10 or vice versa, an axial dimension 22 of the actuating unit 8 is set due to the step-like formation of the ramp contours 13, 14. In the present case, axial dimension 22 is the axial length of actuating unit 8 as a function of the rotational position of preload rings 9, 10 relative to one another, with axial dimension 22 being set in such a way that, depending on the dimensions of the components of linear actuator 2, there is axial play between housing 7 and the Screw drive 3 is set.

Die Rampenkonturen 13, 14 kommen vorliegend an mehreren Stufen aneinander zur Anlage, wobei je nach Verdrehrichtung zum einen das Axialmaß 22 der Stelleinheit 8 vergrößert oder verkleinert wird sowie die Anlagefläche zwischen den Rampenkonturen 13, 14 vergrößert oder verkleinert wird. Ein Maximum des Axialmaßes 22 liegt insbesondere dann vor, wenn lediglich eine Stufe oder ein Zahn der ersten Rampenkontur 13 an einer Stufe bzw. einem Zahn der zweiten Rampenkontur 14 zur Anlage kommt. Ein Minimum des Axialmaßes 22 liegt demgegenüber insbesondere dann vor, wenn die Rampenkonturen 13, 14 über ihrer gesamte Erstreckung in Umfangsrichtung ineinandergreifen bzw. aneinander axial zur Anlage kommen. Durch Einstellung des Axialmaßes 22 wird ein Ist-Axialspiel zwischen dem Gehäuse 7 und dem Gewindetrieb 3 eingestellt, welches im Optimalfall identisch zum vorab bestimmten Soll-Axialspiel zwischen dem Gehäuse 7 und dem Gewindetrieb 3 ist.The ramp contours 13, 14 come into contact with one another at several stages, with the axial dimension 22 of the actuating unit 8 being increased or decreased, depending on the direction of rotation, and the contact surface between the ramp contours 13, 14 being increased or decreased. A maximum of the axial dimension 22 is present in particular when only one step or one tooth of the first ramp contour 13 comes into contact with a step or one tooth of the second ramp contour 14 . In contrast, a minimum of the axial dimension 22 is present in particular when the ramp contours 13, 14 mesh over their entire extent in the circumferential direction or come to rest against one another axially. By setting the axial dimension 22, an actual axial play between the housing 7 and the screw drive 3 is set, which in the optimal case is identical to the predetermined target axial play between the housing 7 and the screw drive 3.

Nach der Gruppierung der Vorspannringe 9, 10 erfolgt eine Montage der Stelleinheit 8 zusammen mit der ersten Lageranordnung 6 am Gewindetrieb 3, wodurch eine Baugruppe 18 erzeugt wird, die anschließend im Gehäuse 7 montiert wird. Als Zwischenschritt kann zur besseren Qualitätskontrolle nach der Montage der gruppierten Vorspannringe 9, 10 zusammen mit der jeweiligen Lageranordnung 6 am Gewindetrieb 3 eine Kontrollmessung der Baugruppe 18 erfolgen, bei der die Ist-Abmessungen der Baugruppe 18 mit vorab bestimmten Soll-Abmessungen der Baugruppe 18 gegenübergestellt werden. Insbesondere wird ein axiales Ist-Maß der Baugruppe 18 mit einem axialen Soll-Maß der Baugruppe 18 verglichen. Stimmt das Ist-Maß nicht mit dem Soll-Maß überein oder liegt es außerhalb eines Toleranzbereichs, kann eine Neugruppierung der Vorspannringe 9, 10 erfolgen, bei der ein erneutes Verdrehen der Vorspannringe 9, 10 zueinander zur Einstellung des axialen Maßes 22 entsprechend der Differenz zwischen dem axialen Ist-Maß und Soll-Maß der Baugruppe 18 erfolgt. Dieser Vorgang kann beliebig oft wiederholt werden, um das gewünschte axiale Spiel zwischen dem Gehäuse 7 und dem Gewindetrieb 3 einzustellen. Erst nach Erreichen der gewünschten Ist-Abmessung der Baugruppe 18 erfolgt eine finale Montage der Baugruppe 18, insbesondere des Gewindetriebs 3 zusammen mit der jeweiligen Lageranordnung 6 und der Stelleneinheit 8, im Gehäuse 7.After the grouping of the preload rings 9 , 10 , the actuating unit 8 is assembled together with the first bearing arrangement 6 on the screw drive 3 , as a result of which an assembly 18 is produced which is then assembled in the housing 7 . As an intermediate step, for better quality control, after the assembly of the grouped preload rings 9, 10 together with the respective bearing arrangement 6 on the screw drive 3, a control measurement of the assembly 18 can be carried out, in which the actual dimensions of the assembly 18 are compared with the previously determined target dimensions of the assembly 18 will. In particular, an actual axial dimension of the assembly 18 is compared to a nominal axial dimension of the assembly 18 . If the actual size does not match the target size or if it is outside a tolerance range, the preload rings 9, 10 can be regrouped, in which case the preload rings 9, 10 have to be rotated again relative to one another to adjust the axial dimension 22 according to the difference between the axial actual dimension and target dimension of the assembly 18 takes place. This process can be repeated as often as desired in order to set the desired axial play between the housing 7 and the screw drive 3. Only after the desired actual dimensions of the assembly 18 have been reached is the assembly 18, in particular the screw drive 3 together with the respective bearing arrangement 6 and the control unit 8, finally assembled in the housing 7.

BezugszeichenlisteReference List

11: Achslenkungaxle steering
22: Linearaktuatorlinear actuator
33: Gewindetriebscrew drive
44: Gewindemutterthreaded nut
55: Gewindespindellead screw
66: Erste LageranordnungFirst bearing arrangement
77: GehäuseHousing
88th: Stelleinheitactuator
99: Erster VorspannringFirst preload ring
1010: Zweiter VorspannringSecond preload ring
1111: Erste StirnflächeFirst face
1212: Zweite StirnflächeSecond Face
1313: Erste RampenkonturFirst ramp contour
1414: Zweite RampenkonturSecond ramp contour
1515: Planetplanet
1616: Antriebdrive
1717: Planetenträgerplanet carrier
1818: Baugruppemodule
1919: Gabelelementfork element
2020: Axiallagerthrust bearing
2121: Lageranordnungbearing arrangement
2222: Axialmaß der StelleinheitAxial dimension of the actuator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102019103383 A1 [0002]

Claims

Linear actuator (2) for an axle steering (1) of a vehicle, comprising a screw drive (3) with a rotatably drivable threaded nut (4) and a threaded spindle (5) that can be longitudinally displaced relative to the threaded nut (4), the screw drive (3) having at least one Bearing arrangement (6) is mounted at least axially at least indirectly relative to a housing (7), wherein spatially between the respective bearing arrangement (6) and the housing (7) there is an actuating unit (8) comprising a first preload ring (9) and a second preload ring ( 10). ) starting from a nominal position are arranged rotated relative to each other in such a way that an axial play between the housing (7) and the screw drive (3) is adjusted.

Linear actuator (2) after claim 1 , characterized in that the screw drive (3) is a planetary roller screw drive, with several planets (15) mounted on a planet carrier (17) being arranged between the threaded spindle (1) and the threaded nut (4), which are connected to the threaded spindle (1) and of the threaded nut (4) are engaged.

Linear actuator (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the respective ramp contour (13, 14) of the prestressing rings (9, 10) is sawtooth-shaped.

Linear actuator (2) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the respective ramp contour (13, 14) of the prestressing rings (9, 10) is stepped.

Linear actuator (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the first preload ring (9) has a plurality of identically designed first ramp contours (13) distributed over the circumference, the second preload ring (10) having the same number of second ramp contours designed to complement it (14).

Linear actuator (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the respective bearing arrangement (6) is an axial bearing or an angular roller bearing.

A method for assembling a linear actuator (2), comprising a screw drive (3) with a rotatably drivable threaded nut (4) and a threaded spindle (5) that can be displaced longitudinally relative to the threaded nut (4), the threaded nut (4) being mounted via at least one bearing arrangement (6) is mounted at least axially relative to a housing (7), with an actuating unit (8) comprising a first preload ring (9) and a second preload ring (10) being arranged spatially between the respective bearing arrangement (6) and the housing (7), wherein the preload rings (9, 10) have complementary, stepped ramp contours (13, 14) on mutually facing end faces (11, 12), comprising the steps: - Determining a target axial play between the housing (7) and the screw drive (3); - Grouping of the preload rings (9, 10) of the setting unit (8), the preload rings (9, 10) starting from a nominal position corresponding to the target axial play being arranged twisted relative to one another and via the ramp contours (13, 14) facing one another to rest against one another come; - Assembly of the grouped preload rings (9, 10) together with the respective bearing arrangement (6) on the screw drive (3), the respective bearing arrangement (6) being spatially arranged between the actuating unit (8) and the screw drive (3); - Assembly of the screw drive (3) together with the respective bearing arrangement (6) and the control unit (8) in the housing (7).

procedure after claim 7 , characterized in that after the assembly of the grouped preload rings (9, 10) together with the respective bearing arrangement (6) on the screw drive (3), a control measurement of the assembly (18) produced therefrom is carried out in order to determine an actual axial dimension of the assembly (18 ) with an axial target dimension of the assembly (18) to compare.

Axle steering (1) for a vehicle, comprising a linear actuator (2) according to one of Claims 1 until 6 .