DE102022100927A1

DE102022100927A1 - Winkelförmige Lagereinrichtung für Winkeltrieb, Winkeltrieb und Linearantrieb

Info

Publication number: DE102022100927A1
Application number: DE102022100927.0A
Authority: DE
Inventors: Martin Vornehm; Stefan Lenßen
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-01-17
Filing date: 2022-01-17
Publication date: 2023-07-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine winkelförmige Lagereinrichtung (13) für einen Winkeltrieb (2), aufweisend: einen ersten Winkelabschnitt (16), und einen zweiten Winkelabschnitt (17), wobei der erste Winkelabschnitt (16) und der zweite Winkelabschnitt (17) in einem Winkel zueinander und ineinander übergehend angeordnet sind, wobei der erste Winkelabschnitt (16) eine erste Lageraufnahmeöffnung (18) aufweist, und der zweite Winkelabschnitt (17) eine zweite Lageraufnahmeöffnung (19) aufweist. Ferner betrifft die Erfindung auch einen Winkeltrieb (2) mit einer erfindungsgemäßen winkelförmigen Lagereinrichtung (13) sowie einen Aktor (1) mit einem erfindungsgemäßen Winkeltrieb (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine winkelförmige Lagereinrichtung für einen Winkeltrieb, einen Winkeltrieb mit einer solchen winkelförmigen Lagereinrichtung und einen Linearantrieb mit eine solchen Winkeltrieb.
Stand der Technik
Winkeltriebe, oder auch Winkelgetriebe sind im Stand der Technik in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Dabei ist es bekannt, die Lager zur Lagerung der miteinander in Verzahnungseingriff stehenden Wellen direkt, und somit steif in ein Gehäuse des Winkeltriebs zu montieren, wie bspw. in der WO 2008/064836 A gezeigt. Eine solche steife Lagerung bedingt eine schlechte Geräuschisolation.
Ferner sind weitere Lagerkonzepte aus anderen Getriebekonzepten bekannt. So können bspw. bei achsparallelen Stirnradgetrieben Lagerbrillen eingesetzt werden (siehe z.B.
EP 2 118 524 B1 ), die eine verbesserte Geräuschisolation ermöglichen. Ferner sind Einzellager mit Isolationsfunktion bekannt. Die Isolationsfunktion wird durch Federelemente, bspw. Wellfedern, Tellerfeder, Elastomerringe etc., realisiert.
Ferner sind aus dem Bereich der Schneckengetriebe weitere Konzepte bekannt, welche die Geräuschübertragung reduzieren sollen (siehe z.B. EP 3 572 301 B1 ). So wird bspw. die Schneckenwelle durch elastische und/oder vorgespannte Lagerungen gegen das Schneckenzahnrad gedrückt. Dadurch kann eine Spielfreiheit erreicht werden, die die Geräuschentwicklung reduziert. Zusätzlich kann die Geräuschübertragung durch die Materialwahl der miteinander in Eingriff stehenden Fahrräder, bspw. ein Kunststoff-Zahnrad, weiter reduziert werden. Schneckengetriebe besitzen jedoch einen vergleichsweise geringen Wirkungsgrad und eine begrenzte Getriebeübersetzung.
Es hat sich nunmehr herausgestellt, dass ein weiterer Bedarf besteht, eine bekannte Lagereinrichtung für Winkeltriebe zu verbessern, insbesondere eine Lagereinrichtung bereitzustellen, die eine verbesserte Geräuschisolation ermöglicht.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Lagereinrichtung für einen Winkeltrieb bereitzustellen, die insbesondere eine verbesserte Geräuschisolation ermöglicht.
Offenbarung der Erfindung
Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
Die erfindungsgemäße winkelförmige Lagereinrichtung für einen Winkeltrieb weist einen ersten Winkelabschnitt, und einen zweiten Winkelabschnitt auf, wobei der erste Winkelabschnitt und der zweite Winkelabschnitt in einem Winkel zueinander und ineinander übergehend angeordnet sind, und wobei der erste Winkelabschnitt eine erste Lageraufnahmeöffnung aufweist, und der zweite Winkelabschnitt eine zweite Lageraufnahmeöffnung aufweist.
Insbesondere ist die winkelförmige Lagereinrichtung einteilig ausgeführt, d.h., der erste Winkelabschnitt und der zweite Winkelabschnitt sind integral einstückig, also einteilig ausgebildet.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass die winkelförmige Lagereinrichtung es ermöglicht Wellen des Winkeltriebs, die über Zahnräder miteinander in Eingriff sind, in der Nähe des Verzahnungseingriffs der Zahnräder zu lagern und realisiert so eine kurze Toleranzkette für die Lagerung der Wellen des Winkeltriebs. Somit ermöglicht die winkelförmige Lagereinrichtung eine genaue Positionierung der Wellen zueinander, sodass die Verzahnungen geräuscharm und im Wesentlichen ohne Störungen im Verzahnungseingriff, wie bspw. ein Versatz im Zahneingriff etc., miteinander in Eingriff sind. Die winkelförmige Lagereinrichtung ist in einem Gehäuse des Winkeltriebs montierbar und befestigbar, wodurch eine erste Geräuschentkopplung realisiert ist. Das bedeutet, dass die Lagerung der Wellen des Winkeltriebs in der winkelförmigen Lagereinrichtung, die an dem Gehäuse des Winkeltriebs befestigt ist, eine Reduzierung der Geräuschübertragung, und somit eine Verbesserung der sogenannten „noise-vibration-harshness“ (NVH), insbesondere aufgrund von Vibrationen im Betrieb, insbesondere gegenüber einer Lagerung der Wellen direkt im Gehäuse des Winkeltriebs, erreicht werden kann. Darüber hinaus kann die winkelförmige Lagereinrichtung die Positionierungsgenauigkeit der ineinandergreifenden Verzahnungen zueinander erhöhen und somit zu einer Verschleißreduzierung in dem Verzahnungseingriff beitragen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Wellen in unterschiedlichen Teilen eines mehrteiligen Gehäuses montiert werden.
Mit anderen Worten kann man sagen, dass die winkelförmige Lagereinrichtung es ermöglicht den Winkeltrieb derart in einem Gehäuse zu lagern, dass die Lager der Wellen zueinander steif, und somit präzise in der Lagereinrichtung aufgenommen sind, um einen präzisen Eingriff der beiden Verzahnungen zu gewährleisten und gleichzeitig ermöglicht, dass der Verzahnungseingriff im Betrieb geräuscharm und im Wesentlichen störungsfrei ist.
Die winkelförmige Lagereinrichtung kann für verschiedene Arten von Winkeltrieben eingesetzt werden, wie z.B. ein Kronrad-Winkeltrieb, ein Kegelrad-Winkeltrieb, ein hypoider Winkeltrieb, ein Schraubrad-Winkeltrieb, ein Schneckenrad-Winkeltrieb etc.
Insbesondere sind der erste Winkelabschnitt und der zweite Winkelabschnitt integral einstückig ausgebildet, das bedeutet, dass die winkelförmige Lagereinrichtung aus einem Stück gefertigt ist. Der erste Winkelabschnitt und der zweite Winkelabschnitt können auch als erster Winkelschenkel bzw. zweiter Winkelschenkel bezeichnet werden. Darüber hinaus sind der erste Winkelabschnitt und der zweite Winkelabschnitt insbesondere in einem Winkel von im Wesentlichen 90° zueinander angeordnet. Es sind aber auch Winkel von kleiner 90° denkbar, und/oder eine versetzte Anordnung der Lageraufnahmeöffnungen, die insbesondere für hypoide Winkeltriebe oder Verzahnungen auf windschiefen Wellen eingesetzt wird.
Gemäß einer Ausführungsform sind der erste Winkelabschnitt und der zweite Winkelabschnitt plattenartig, insbesondere massiv, ausgebildet. Dadurch kann für die winkelförmige Lagereinrichtung eine Steifigkeit erzielt werden, die erforderlich ist, um einen im Wesentlichen störungsfreien Eingriff der Verzahnungen im Betrieb, insbesondere unter allen Betriebspunkten, zu gewährleisten.
Alternativ sind der erste Winkelabschnitt und der zweite Winkelabschnitt als ein Blechteil ausgebildet, wobei der erste Winkelabschnitt und der zweite Winkelabschnitt einen mittels Blechumformung verstärkten im Wesentlichen umlaufenden Rand aufweisen. Die Herstellung der winkelförmigen Lagereinrichtung ist materialsparender und somit kostengünstiger und daher wirtschaftlicher in der Herstellung. Die erforderliche Steifigkeit wird zumindest teilweise durch den mittels Blechumformung erzeugten umlaufenden Rand realisiert. Darüber hinaus kann die mittels Blechumformung hergestellte winkelförmige Lagereinrichtung eingeprägte Sicken und/oder umgelegte Kanten aufweisen, um die Steifigkeit weiter zu erhöhen. Der umlaufende Rand kann insbesondere durch das Bördeln einer umlaufenden Außenkante der winkelförmigen Lagereinrichtung erzeugt werden. Der umlaufende Rand kann auch als umlaufender Bord bezeichnet werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist die erste Lageraufnahmeöffnung und/oder die zweite Lageraufnahmeöffnung einen umlaufenden Kragen auf, der dazu eingerichtet ist, einen axialen Endanschlag für ein aufzunehmendes Lager zu bilden. Der umlaufende Kragen erstreckt sich somit insbesondere nach radial innen der Lageraufnahmeöffnung. Somit weist die Lageraufnahmeöffnung einen Anschlag auf, der die Position des auszunehmenden Lagers in axialer Richtung begrenzt.
Gemäß einer Ausführungsform weist die erste Lageraufnahmeöffnung und/oder die zweite Lageraufnahmeöffnung eine umlaufende (Innen-) Fläche auf, die als eine, insbesondere harte, Laufbahnfläche, weiter insbesondere als eine Wälzfläche, für Lagerkörper des aufzunehmenden Lagers ausgebildet ist. Somit bildet die Lageraufnahmeöffnung einen Teil des Lagers, insbesondere eine radial äußere Laufbahnfläche, aus, wodurch bspw. ein Nadelkranz ohne separaten Außenring verwendet werden kann. Dadurch können der Bauraum und die Kosten reduziert werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist an einer Montagekontaktfläche der winkelförmigen Lagereinrichtung zumindest abschnittsweise eine Isolationsschicht angeordnet. Die Montagekontaktfläche ist die Fläche, die bei der Montage der winkelförmigen Lagereinrichtung in dem Gehäuse, dem Gehäuse zugewandt ist. Mit anderen Worten kann man sagen, dass die Montagekontaktfläche die der Verzahnungseingriffsseite abgewandte Fläche der winkelförmigen Lagereinrichtung ist. Die Isolationsschicht ist dazu eingerichtet, eine Geräuschübertragung von der winkelförmigen Lagereinrichtung zum Gehäuse zu reduzieren, insbesondere zu minimieren. Insbesondere ist die Isolationsschicht aus einem geräuschisolierenden oder einem geräuschabsorbierenden Material hergestellt. Insbesondere kann die Montagekontaktfläche der winkelförmigen Lagereinrichtung großflächig mit der Isolationsschicht versehen sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Isolationsschicht aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Elastomer, oder aus einem Verbundwerkstoff, wie bspw. ein Thermoplast, Duroplast, Elastomer, Harz etc., mit mindestens 10% eines Füllstoffes, wie bspw. Glasfasern, organische Fasern, Graphit, Schwerspat etc., ausgebildet. Unter einem Kunststoff ist hier sowohl ein sortenreiner Kunststoff als auch ein Kunststoffgemisch zu verstehen. Darüber hinaus kann die Isolationsschicht auch aus Filz, Papier oder einem Federblech hergestellt sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Isolationsschicht an der Montagekontaktfläche stoffschlüssig angeordnet/befestigt/aufgebracht. Insbesondere kann die Isolationsschicht durch den Befestigungsprozess an der Montagekontaktfläche hergestellt werden, bspw. indem die Isolationsschicht mittels Anspritzen oder Umspritzen an der Montagekontaktfläche angebracht wird, oder die Isolationsschicht kann als ein separates Zwischenbauteil hergestellt werden, welches an der Montagekontaktfläche angebracht wird. Zum Beispiel kann eine dünne Gummierung an der Montagekontaktfläche anvulkanisiert sein. Alternativ können die Gummierung, die Isolationsschicht aus Kunststoff, oder aus anderen Materialien auf die Montagekontaktfläche geklebt werden. Ferner ist es auch denkbar, die als Zwischenbauteil hergestellte Isolationsschicht bei der Montage der winkelförmigen Lagereinerichtung an dem Gehäuse lediglich zwischen das Gehäuse und die Montagekontaktfläche einzulegen und durch die Befestigung der winkelförmigen Lagereinrichtung an dem Gehäuse in seiner Position festzulegen.
Gemäß einer Ausführungsform weist die winkelförmige Lagereinrichtung ferner zumindest zwei Befestigungseinrichtungen, insbesondere Befestigungsaufnahmeöffnungen, die dazu eingerichtet sind, Befestigungselemente zur Befestigung der Lagereinrichtung an einem Winkeltrieb aufzunehmen. Befestigungselemente sind bspw. Schrauben, Bolzen, etc, die dazu eingerichtet sind, die winkelförmige Lagereinrichtung reib- und/oder formschlüssig an dem Gehäuse, insbesondere axial- und drehfest, zu befestigen. Die Befestigungselemente können aus einem Kunststoff oder einem isolierenden Sintermaterial hergestellt sein. Alternativ können auch herkömmliche Befestigungsmittel in Kombination mit separaten geräuschisolierenden Bauteilen, bspw. Kunststoffscheiben, Kunststoffhülsen etc., eingesetzt werden, um eine Geräuschübertragung zwischen der winkelförmigen Lagereinrichtung und dem Gehäuse zu entkoppeln, also zu reduzieren, insbesondere zu minimieren.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Winkeltrieb, insbesondere einen rotatorischen Winkeltrieb. Der Winkeltrieb weist eine erfindungsgemäße winkelförmige Lagereinrichtung, eine erste Welle mit zumindest einem ersten Zahnrad, und eine Achse mit zumindest einem zweiten Zahnrad auf, wobei das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad drehmomentübertragend in Eingriff miteinander sind. Das erste Zahnrad ist über zumindest ein erstes Lager relativ zur winkelförmigen Lagereinrichtung drehbar in der ersten Lageraufnahmeöffnung der winkelförmigen Lagereinrichtung aufgenommen, und das zweite Zahnrad ist über zumindest ein zweites Lager relativ zur winkelförmigen Lagereinrichtung drehbar in der zweiten Lageraufnahmeöffnung der winkelförmigen Lagereinrichtung aufgenommen.
Der Winkeltrieb weist eine genaue Positionierung der miteinander in Eingriff stehenden Verzahnungen der Zahnräder der beiden Wellen auf, wodurch ein Verschleiß des Verzahnungseingriffs im Betrieb des Winkeltriebs reduziert werden kann. Ferner weist die Lagerung des Winkeltriebs eine kurze Toleranzkette auf, die eine Geräuschreduzierung ermöglicht. Mit anderen Worten kann man sagen, dass der Winkeltrieb eine Geräuschreduzierung bzw. -isolation, d.h., eine Elastizität, bei gleichzeitig hoher Präzision der Verzahnungs- und Wellenpositionierung, d.h., eine insbesondere hohe, Steifigkeit, ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Lager und/oder das zweite Lager als ein Wälzlager, insbesondere als ein Kugellager, weiter insbesondere als ein 4-Punkt-Kugellager, ausgebildet. Insbesondere 4-Punkt-Kugellager ermöglichen eine im Wesentlichen spielfreie Lagerung in mehrere Kraftrichtungen. Das bedeutet, dass 4-Punkt-Kugellager in mehreren Kraftrichtungen, sowohl axial als auch radial, spielfrei sind. Darüber hinaus können Nadellager oder Zylinderrollenlager verwendet werden, insbesondere für Anwendungsfälle, in denen eine Verlagerungsrichtung bewusst freigestellt werden kann. Beispielsweise erlauben Kronradverzahnungen, dass die Ritzelwelle axial versetzbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Lager und/oder das zweite Lager als ein Gleitlager ausgebildet. Gleitlager werden insbesondere bei geringeren Drehzahlen und/oder bei geringen geforderten Wirkungsgraden eingesetzt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Aktor für ein Kraftfahrzeug, der einen erfindungsgemäßen Winkeltrieb, und ein Gehäuse aufweist, das den Winkeltrieb umgibt. Ferner weist der Aktor einen Lineartrieb auf, der mit der Achse des Winkeltriebs derart gekoppelt ist, dass eine Drehbewegung des zweiten Zahnrads in eine Linearbewegung eines zu aktuierenden Elements umgewandelt wird. Ein solcher Aktor kann insbesondere in Lenkeinheiten eingesetzt werden, beispielsweise für Vorderachslenkeinheiten, Hinterachslenkeinheiten, oder auch für Einzelradlenkeinheiten.
Figurenliste
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

1a bis 1c schematische Darstellungen eines Winkeltriebs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in verschiedenen Ansichten, wobei 1a eine perspektivische Ansicht, 1 b eine Längsschnittdarstellung, 1c eine perspektivische Darstellung mit ausschnittsweiser Schnittdarstellung des Winkeltriebs darstellt,
2a bis 2c schematische Darstellungen eines Winkeltriebs gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in verschiedenen Ansichten, wobei 2a eine perspektivische Ansicht von vorne, 2b eine perspektivische Ansicht mit ausschnittsweiser Schnittdarstellung, und 2c eine Schnittansicht eines Teilbereichs des Winkeltriebs darstellt,
3 eine schematische Darstellung einer Spindel für einen Winkeltrieb gemäß einer Ausführungsform in einer perspektivischen Darstellung, und
4 eine schematische Darstellung eines Winkeltriebs gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen Schnittdarstellung.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
1a bis 1c zeigen einen erfindungsgemäßen Aktor 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in verschiedenen Darstellungen. Der Aktor 1 wird insbesondere als Fahrwerksaktor eingesetzt und weist einen Winkeltrieb 2 auf, der hier beispielhaft als ein Kronradgetriebe 3 ausgebildet ist. Der Winkeltrieb 2 weist eine erste Welle 4 und eine als eine Spindel 5 ausgeführte Achse auf. Die erste Welle 4 ist dreh- und axialfest mit einem sogenannten Kronradritzel 6 gekoppelt, das wiederum mit einem Kronrad 7, das auch als Tellerrad 7 bezeichnet werden kann, drehmomentübertragend in Eingriff ist. Das Kronrad 7 weist ferner an einem Innendurchmesser ein Gewinde 8 auf, hier beispielhaft als ein Trapezgewinde, das mit einem Gewinde 28 der Spindel 5 (siehe auch 3) derart in Eingriff ist, dass sich die Spindel 5 durch Rotation des Kronrades 7 in axialer Richtung A (entlang ihrer Längsachse L) verschiebt. Die erste Welle 4 und das Kronradritzel 6 sind mit einem Elektromotor 9 gekoppelt und werden von diesem angetrieben.
Optional kann zwischen dem Elektromotor 9 und der ersten Welle 4 ein Getriebe, insbesondere ein Planetengetriebe, und/oder eine Rücklaufbremse angeordnet sein. Ferner kann zwischen dem Elektromotor 9 und dem Kronradritzel 6 eine Kupplung angeordnet, die dazu eingerichtet ist, einen axialen und/oder radialen Versatz zwischen dem Kronradritzel 6 und einer Motorwelle (hier beispielhaft die erste Welle 4) auszugleichen. Insbesondere sind Elastomer- oder Balgkupplungen denkbar.
Die Spindel 5 weist ferner eine Führungskontur 11 auf (siehe auch 3), über die die Spindel 5 in einem Gehäuse 10 axial verschiebbar aber drehfest gelagert. Die Führungskontur 11 weist hier beispielhaft einen quadratischen Querschnitt auf und ist dazu eingerichtet, radiale Kräfte, die im Betrieb auf die Spindel 5 wirken können, abzustützen. Gleichzeitig dient die Führungskontur 11 als eine Verdrehsicherung bzw. Momentabstützung der Spindel 5. Die in 1a links dargestellte Gabel 12 dient zur Verbindung der Spindel 5 mit einem zu aktuierenden Element, wie bspw. ein Fahrwerkslenker, eine Tür, ein Spoiler etc.
Bei dem Winkeltrieb 2, und allgemein bei allen gewinkelten Verzahnungseingriffen, ist eine möglichst steife Verbindung zwischen den miteinander in Eingriff sehenden Verzahnungen erforderlich, um einen im Wesentlichen störungsfreien Betrieb des Winkeltriebs 2 zu gewährleisten. Bei nicht ausreichender Steifigkeit der Verbindung kann es insbesondere bei hohen übertragenen Momenten dazu kommen, dass das Kronradritzel 6 über einen tolerierbaren Bereich hinaus vom Kronrad 7 weg verdrängt wird. Dadurch kann es zu Störungen im Verzahnungseingriff kommen, der zu einem erhöhten Verschleiß der Verzahnung und/oder einer erhöhten Geräuscherzeugung führen kann. Um dies zu reduzieren, und insbesondere zu unterbinden, sind das Kronradritzel 6 und das Kronrad 7 in einer gemeinsamen winkelförmigen Lagereinrichtung 13 über Lager 14, 15 gelagert bzw. montiert.
Die winkelförmige Lagereinrichtung 13 besitzt einen ersten Winkelabschnitt 16 und einen zweiten Winkelabschnitt 17, die in einem Winkel zueinander, hier beispielhaft im Wesentlichen 90°, und ineinander übergehend ausgebildet sind. Der erste Winkelabschnitt 16 weist eine erste Lageraufnahmeöffnung 18 zur Aufnahme des ersten Lagers 14 auf, und der zweite Winkelabschnitt 17 weist eine zweite Lageraufnahmeöffnung 19 zur Aufnahme des zweiten Lagers 15 auf. Mit anderen Worten kann man sagen, dass die winkelförmige Lagereinrichtung 13 als ein winkelartiges Bauteil ausgebildet ist, welches zumindest zwei in einem Winkel zueinander angeordnete Oberfläche aufweist, in denen jeweils Lageraufnahmeöffnungen zur Aufnahme der Lager zur Lagerung der Verzahnungen vorgesehen sind.
In der winkelförmigen Lagereinrichtung 13 sind die erste Welle 4 und die zweite Welle 5 nah an dem Kronradritzel 6 bzw. dem Kronrad 7 gelagert, wodurch eine Toleranzkette kurz gehalten werden kann. Die winkelförmige Lagereinrichtung 13 ist in den 1a bis 1c beispielhaft massiv ausgeführt, wodurch die erforderliche Steifigkeit erzielt werden kann, die notwendig ist, um eine Positionierungsgenauigkeit von Kronrad 7 zum Kronradritzel 6 zu verbessern und im Betrieb, insbesondere unter allen Betriebspunkten sicherstellen zu können. Durch eine großzügige und steife Auslegung der Lager 14, 15 kann die Positionierungsgenauigkeit weiter verbessert werden. Eine hohe Positionierungsgenauigkeit kann den Verschleiß der Verzahnungen reduzieren und entstehende Geräusche, bspw. Vibrationen, Körperschalle etc., die durch Positionsungenauigkeiten in dem Verzahnungseingriff erzeugt werden, reduzieren. Nichtsdestotrotz können im Betrieb des Winkeltriebs 2 Geräusche, Vibrationen und/oder Körperschall erzeugt werden, die sich über die weitere Konstruktion, wie beispielsweise das Gehäuse 10, ausbreiten können. Um eine Übertragung auf das Gehäuse 10 zu reduzieren, insbesondere zu vermeiden, ist zwischen der winkelförmigen Lagereinrichtung 13 und dem Gehäuse 10 eine Isolationsschicht 20 angeordnet, die dazu eingerichtet ist, Geräusche, Vibrationen etc., der winkelförmigen zu dämpfen, und insbesondere zu neutralisieren. Die Isolationsschicht 20 ist zwischen einer Montagekontaktfläche 21 der winkelförmigen Lagereinrichtung 13 und dem Gehäuse 10 angeordnet und ist insbesondere elastisch und/oder dämpfend ausgebildet. Insbesondere kann die Isolationsschicht 20 mit der winkelförmigen Lagereinrichtung 13 und/oder dem Gehäuse 10 verklebt sein. Die Materialeigenschaften der Isolationsschicht 20, bspw. Materialstärke, Geometrie, Kontaktfläche etc., sind so gewählt, dass einerseits eine ausreichend steife Verbindung zwischen dem Gehäuse 10 und der winkelförmigen Lagereinrichtung 13 ausgebildet ist, um die erforderliche Positionierungsgenauigkeit der zweiten Welle 5 unter denen im Betrieb vorhandenen Toleranzen und Kräften gewährleisten zu können, und andererseits eine vorgegebene Weichheit und/oder Dämpfung aufweist, die einen Schallweg von der winkelförmigen Lagereinrichtung 13 zum Gehäuse 10 ausreichend unterdrückt.
In 1a und 1c ist zu erkennen, dass die winkelförmige Lagereinrichtung 13 mit dem Gehäuse 10 verschraubt ist. Dadurch kann eine Übertragung von Kräften zwischen der winkelförmigen Lagereinrichtung 13 und dem Gehäuse 10 verbessert werden, d.h. es ist eine höhere Kräfteübertragung möglich. Die Schraubverbindungen 22 stellen jedoch einen möglichen Übertragungspfad für den Körperschall dar, weshalb entweder Schrauben aus absorbierenden Werkstoffen verwendet werden, oder eine Isolierung des Kontaktbereichs zwischen einem Schraubenkopf und der winkelförmigen Lagereinrichtung 13 vorgesehen wird. Eine solche Isolierung kann bspw. mittels geräuschisolierender bzw. geräuschdämpfender Bauteile 23, wie bspw. Kunststoffscheiben, Elastomerhülsen etc., umgesetzt werden.
2a bis 2c zeigen einen erfindungsgemäßen Aktor 1 gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in verschiedenen Darstellungen. Die in den 2a bis 2c gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den 1a bis 1c gezeigten Ausführungsform im Wesentlichen nur durch die winkelförmige Lagereinrichtung 13, weshalb nachfolgend lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird.
Die in den 2a bis 2c gezeigte winkelförmige Lagereinrichtung 13 ist mittels Blechumformung als ein Blechteil hergestellt. Die winkelförmige Lagereinrichtung 13 weist einen umlaufenden, gebördelten Rand 24 sowie mehrere Sicken 25 auf, die der winkelförmigen Lagereinrichtung 13 trotz der geringen Materialstärke, nämlich der Blechstärke, ausreichend Steifigkeit verleiht, um die Verzahnungen 6, 7, wie vorstehend beschrieben, ausreichend steif zueinander lagern zu können. Darüber hinaus weisen die Lageraufnahmeöffnungen 18, 19 einen zylindrischen Bund 26 mit einem radial nach innen vorstehenden Kragen 27 auf, der als ein axialer Endanschlag für das jeweilige aufzunehmende Lager 14, 15 dient. Eine zylindrische Innenfläche des Bunds 26 kann ferner als eine Lagerlaufbahn bzw. eine Wälzfläche für Lagerkörper des entsprechenden aufzunehmenden Lagers 14, 15 ausgebildet sind.
Die als ein Blechteil ausgeführte winkelförmige Lageranordnung 13 kann kostengünstiger hergestellt werden. Darüber hinaus kann gegenüber der in den 1a bis 1c gezeigten massiven Ausführungsform der winkelförmigen Lagereinrichtung 13 das Gewicht der Lagereinrichtung 13 erheblich reduziert werden.
4 zeigt einen erfindungsgemäßen Aktor 1 gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen Schnittdarstellung. Die in 4 gezeigte Ausführungsform des Aktors 1 entspricht überwiegend der in den 1a bis 1c gezeigten Ausführungsform, weshalb nachfolgend nur auf die Unterschiede eingegangen wird.
In 4 ist die Achse des Winkeltriebs 2 als eine Welle 29 (statt als die Spindel 5) ausgeführt. Die Welle 29 ist hier beispielhaft integral einstückig mit dem Kronrad 7 ausgebildet ist. Somit besitzt der Aktor 1 gemäß der in 4 gezeigten beispielhaften Ausführungsform keinen Lineartrieb, d.h., die Drehbewegung des Kronradritzels 6 bzw. die daraus resultierende Drehbewegung des Kronrades 7 wird nicht, wie in den in den 1a bis 1c und 2a bis 2c gezeigten Ausführungsformen in eine Linearbewegung umgewandelt. Die in 4 gezeigte Ausführungsform des Aktors 1 bzw. des Winkeltriebs 2 dient zur Übersetzung einer Drehzahl bzw. eines Drehmoments der ersten Welle 4 auf eine Drehzahl bzw. ein Drehmoment der zweiten Welle 29.
Der Winkeltrieb 2 in 4 ist, wie in 1a bis 1c, beispielhaft massiv ausgeführt. Es ist aber auch denkbar, den Winkeltrieb 2 als Blechumformteil, wie in 2a bis 2c gezeigt, auszuführen.
Bezugszeichenliste

1: Aktor
2: Winkeltrieb
3: Kronradgetriebe
4: erste Welle
5: zweite Welle
6: Kronradritzel
7: Kronrad
8: Lineartrieb
9: Elektromotor
10: Gehäuse
11: Führungskontur
12: Gabel
13: winkelförmige Lagereinrichtung
14: Lager
15: Lager
16: erster Winkelabschnitt
17: zweiter Winkelabschnitt
18: erste Laufaufnahmeöffnung
19: zweite Lageraufnahmeöffnung
20: Isolationsschicht
21: Montagekontaktfläche
22: Schraubverbindung
23: geräuschdämpfendes Bauteil
24: gebördelter Rand
25: Sicke
26: Bund
27: Kragen
28: Gewinde
29: Welle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2008064836 A [0002]
EP 2118524 B1 [0003]
EP 3572301 B1 [0004]

Claims

Winkelförmige Lagereinrichtung (13) für einen Winkeltrieb (2), aufweisend: einen ersten Winkelabschnitt (16), und einen zweiten Winkelabschnitt (17), wobei der erste Winkelabschnitt (16) und der zweite Winkelabschnitt (17) in einem Winkel zueinander und ineinander übergehend angeordnet sind, wobei der erste Winkelabschnitt (16) eine erste Lageraufnahmeöffnung (18) aufweist, und der zweite Winkelabschnitt (17) eine zweite Lageraufnahmeöffnung (19) aufweist.
Winkelförmige Lagereinrichtung (13) nach Anspruch 1, wobei die erste Lageraufnahmeöffnung (18) und/oder die zweite Lageraufnahmeöffnung (19) einen umlaufenden Kragen (27) aufweist, der dazu eingerichtet ist, einen axialen Endanschlag für ein aufzunehmendes Lager (14; 15) zu bilden.
Winkelförmige Lagereinrichtung (13) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Winkelabschnitt (16) und der zweite Winkelabschnitt (17) plattenartig ausgebildet sind.
Winkelförmige Lagereinrichtung (13) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Winkelabschnitt (16) und der zweite Winkelabschnitt (17) als ein Blechteil ausgebildet sind, und der erste Winkelabschnitt (16) und/oder der zweite Winkelabschnitt (17) einen mittels Blechumformung verstärkten im Wesentlichen umlaufenden Rand (24) aufweisen.
Winkelförmige Lagereinrichtung (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Lageraufnahmeöffnung (18) und/oder die zweite Lageraufnahmeöffnung (19) eine umlaufende Fläche aufweist, die als eine Laufbahnfläche, insbesondere als eine Wälzfläche, für Lagerkörper des aufzunehmenden Lagers (14; 15) ausgebildet ist.
Winkelförmige Lagereinrichtung (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei an einer Montagekontaktfläche (21) der winkelförmigen Lagereinrichtung (13) zumindest abschnittsweise eine Isolationsschicht (20) angeordnet ist.
Winkeltrieb (2), aufweisend: eine winkelförmige Lagereinrichtung (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eine erste Welle (4), die zumindest ein erstes Zahnrad (6) aufweist, eine Achse (5, 29), die zumindest ein zweites Zahnrad (7) aufweist, wobei das erste Zahnrad (6) und das zweite Zahnrad (7) drehmomentübertragend in Eingriff miteinander sind, wobei das erste Zahnrad (6) über ein erstes Lager (14) drehbar in der ersten Lageraufnahmeöffnung (18) der winkelförmigen Lagereinrichtung (13) aufgenommen ist, und wobei das zweite Zahnrad (7) über ein zweites Lager (15) drehbar in der zweiten Lageraufnahmeöffnung (19) der winkelförmigen Lagereinrichtung (13) aufgenommen ist.
Winkeltrieb (2) nach Anspruch 7, wobei das erste Lager (14) und/oder das zweite Lager (15) als ein Wälzlager, insbesondere als ein Kugellager, weiter insbesondere als ein 4-Punkt-Kugellager, ausgebildet ist.
Winkeltrieb (2) nach Anspruch 7, wobei das erste Lager (14) und/oder das zweite Lager (15) als ein Gleitlager ausgebildet ist.
Aktor (1) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: einen Winkeltrieb (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 9, ein Gehäuse (10), das den Winkeltrieb (2) umgibt, und einen Lineartrieb, der mit der Achse (5, 29) derart gekoppelt ist, dass eine Drehbewegung des zweiten Zahnrads (7) in einer Linearbewegung eines zu aktuierenden Elements umgewandelt wird.