DE102022121851A1 - Lageranordnung mit schaltbarem Freilauf, Linearaktuator und Verfahren zum Betrieb eines Linearaktuators - Google Patents

Lageranordnung mit schaltbarem Freilauf, Linearaktuator und Verfahren zum Betrieb eines Linearaktuators Download PDF

Info

Publication number
DE102022121851A1
DE102022121851A1 DE102022121851.1A DE102022121851A DE102022121851A1 DE 102022121851 A1 DE102022121851 A1 DE 102022121851A1 DE 102022121851 A DE102022121851 A DE 102022121851A DE 102022121851 A1 DE102022121851 A1 DE 102022121851A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
freewheel
bearing
linear actuator
cage
bearing arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022121851.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Andreas Krome
Mario KREUTZER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102022121851.1A priority Critical patent/DE102022121851A1/de
Publication of DE102022121851A1 publication Critical patent/DE102022121851A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/08Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members

Abstract

Eine Lageranordnung (1) mit schaltbarem Freilauf, insbesondere für einen Linearaktuator (25), umfasst ein Wälzlager (3) mit Wälzkörpern (7), welche in einem Käfig (8) geführt sind, sowie eine einen Schaltmechanismus (12) aufweisende, am Käfig (8) des Wälzlagers (3) angreifende Freilaufkupplung (10).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung mit schaltbarem Freilauf. Ferner betrifft die Erfindung einen Linearaktuator mit Freilauffunktion sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Linearaktuators.
  • Die EP 1 971 791 B1 offenbart eine elektromechanische Fahrzeugbremse mit einem schaltbaren Freilauf. Der Freilauf umfasst hierbei Sperrelemente, die zwischen einer Welle und einem Außenring angeordnet sind. In einer sogenannten Einschaltstellung ist eine Relativverdrehung zwischen der Welle und dem Außenring in Sperrrichtung gesperrt. Ferner existiert eine Ausschaltstellung, in der die Sperrelemente außer Funktion sind. Zum Umschalten zwischen der Einschaltstellung und der Ausschaltstellung ist ein Sperrelementekäfig vorgesehen. Die EP 1 971 791 B1 sieht vor, dass der Sperrelementekäfig und der Außenring nach Art eines Elektromotors als Rotor und als Stator ausgebildet sind. Ferner weist der bekannte schaltbare Freilauf ein Rückstellfederelement für den Sperrelementekäfig auf.
  • Eine in der EP 1 912 840 B1 beschriebene elektromechanische Bremse weist unter anderem einen Elektromotor und ein Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe auf. Ein Reibbremsbelag ist zur Betätigung der Bremse mit dem Elektromotor über das Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe gegen einen Bremskörper drückbar. Ferner umfasst die elektromechanische Bremse nach der EP 1 912 840 B1 einen schaltbaren Freilauf, der mit Klemm- oder Sperrelementen arbeitet. Der Freilauf gestattet in einer eingeschalteten Stellung ein Drehen der Motorwelle des Elektromotors in Zuspannrichtung der Bremse. Dagegen ist in derselben Stellung des Freilaufs ein Drehen in Löserichtung der Bremse gesperrt. Ein Deckel, welcher an einem Stirnende der Motorwelle angebracht ist, bildet ein Lagerschild für die Motorwelle, wobei der schaltbare Freilauf am oder im Deckel angeordnet ist.
  • Weitere mögliche Ausgestaltungen elektromechanischer Bremsen sind zum Beispiel in den Dokumenten EP 2 715 181 B1 , US 10,167,914 B2 , US 11,209,060 B2 und JP 6862115 B2 beschrieben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterentwickelte schaltbare Lager-Freilauf-Anordnungen anzugeben, welche insbesondere für die Verwendung in elektromechanischen Aktuatoren geeignet sind und sich durch einen kompakten, robusten Aufbau sowie eine hohe Betriebssicherheit, auch bei Belastungen, die typischerweise in Fahrzeugen auftreten, unter anderem Vibrationsbelastungen, auszeichnen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine einen schaltbaren Freilauf umfassende Lageranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Lageranordnung ist insbesondere zur Verwendung in einem Linearaktuator nach Anspruch 8 geeignet und umfasst ein Wälzlager mit Wälzkörpern, beispielsweise Kugeln, Rollen oder Nadeln, welche in einem Käfig geführt sind. In vielen Fällen handelt es sich dabei um Wälzkörper einheitlicher Form. Abweichend hiervon können in dem Käfig auch Wälzkörper unterschiedlicher Typen, zum Beispiel sowohl Rollen als auch Kugeln, geführt sein. In jedem Fall ist der Lageranordnung eine einen Schaltmechanismus aufweisende, am Käfig des Wälzlagers angreifende Freilaufkupplung zuzurechnen.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch gelöst durch ein gemäß Anspruch 9 gestaltetes Verfahren zum Betrieb eines Linearaktuators. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Betriebsverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Vorrichtungen, das heißt die einen Freilauf umfassende Lageranordnung sowie den Linearaktuator, und umgekehrt.
  • Die anmeldungsgemäße Lageranordnung mit schaltbarem Freilauf, welche insgesamt auch als Lager-Freilauf-Anordnung bezeichnet wird, entwickelt die in der DE Patentanmeldung Nr. 10 2021 122 104 vom 26.08.2021 beschriebene Lageranordnung weiter. Gemeinsamkeiten mit der genannten älteren, zum Prioritätszeitpunkt der vorliegenden Anmeldung noch unveröffentlichten Patentanmeldung sind insoweit gegeben, als die in dem Käfig geführten Wälzkörper zwei gegeneinander verdrehbare Lagerelemente, beispielsweise einen Innenring und einen Außenring, kontaktieren, wobei zumindest der sperrende Teil des Käfigs in sich starr ist. Als Material zur Herstellung des Käfigs kommt insbesondere Metall, beispielsweise Stahl oder eine Buntmetalllegierung, in Betracht.
  • Eine Schaltfunktion eines Freilaufs ist in der genannten älteren, nachveröffentlichten Patentanmeldung nicht erwähnt. Stattdessen setzt die ältere Patentanmeldung darauf, dass bei Belastung der Freilaufkupplung in Sperrrichtung eine Überwindung des durch den blockierten Käfig erzeugten Haltemoments möglich ist, sodass die Freilaufkupplung in einem bestimmten Betriebsbereich, nämlich bei hohen Momenten, als Bremse wirken kann. Die in Sperrrichtung gegebene Bremswirkung ist bei dem in der älteren Patentanmeldung beschriebenen Freilauf unaufhebbar, wobei die Verwendung des Freilaufs insbesondere in einem Aktuator einer elektromechanischen Feststellbremse vorgesehen ist.
  • Im vorliegenden Fall kann dagegen die Sperrfunktion des Freilaufs bei Bedarf durch einen Schaltmechanismus aufgehoben werden. Bei aufgehobener Sperrfunktion, das heißt deaktiviertem Freilauf, fungiert die anmeldungsgemäße Anordnung nur noch als Wälzlagerung. Dieser reine Lagerungsmodus kommt beispielsweise in Phasen der Nutzung der Lager-Freilauf-Anordnung als Lager eines Aktuators einer Betriebsbremse eines Fahrzeugs in Betracht. Wird dieselbe Lager-Freilauf-Anordnung dagegen zur Feststellbremsbetätigung genutzt, so kann der Freilauf dagegen sowohl beim Vorwärtshub des Aktuators, das heißt beim Anziehen der Feststellbremse, als auch beim Rückwärtshub, das heißt beim Lösen der Feststellbremse, im aktivierten Zustand verbleiben, wobei für den Rückwärtshub eine ausreichende Leistung, insbesondere eines Elektromotors, zur Verfügung zu stellen ist. Ein Umschalten des Freilaufs in die deaktivierte Einstellung kann in einem solchen Fall insbesondere bei komplett geöffneter Feststellbremse, wenn ein Kolben der Bremse nur noch eine geringe Belastung aus dem Bremssystem des Fahrzeugs erfährt und Komponenten des Freilaufs der Lager-Freilauf-Anordnung demzufolge im Vergleich zum voll angezogenen Zustand der Feststellbremse mechanisch relativ gering belastet sind, erfolgen.
  • Der Schaltmechanismus des Freilaufs der anmeldungsgemäßen Lageranordnung kann unabhängig von der Anwendung insbesondere als elektromagnetischer Mechanismus ausgebildet sein.
  • Gemäß verschiedener möglicher Ausgestaltungen handelt es sich bei dem Wälzlager der Lager-Freilauf-Anordnung um ein Axiallager, nämlich ein Axialkugellager, Axialrollenlager oder Axialnadellager. Ebenso kann das Wälzlager als Radiallager oder als Lager, welches sowohl zur Aufnahme radialer Lasten als auch zur Aufnahme axialer Lasten geeignet ist, ausgebildet ist. Beispielhaft sind hierfür Schrägkugellager sowie Schrägrollenlager zu nennen.
  • In Fällen, in denen das Wälzlager ausschließlich oder überwiegend zur Aufnahme axialer Belastungen ausgelegt ist, existieren verschiedene Möglichkeiten der Anordnung des Freilaufs: Beispielsweise ist der Freilauf zwischen dem Käfig einerseits und einer Gehäusescheibe oder Wellenscheibe des Wälzlagers andererseits wirksam. Alternativ kann der Freilauf zwischen den Käfig des Wälzlagers und ein Gehäuse der Lageranordnung geschaltet sein. In allen Fällen kann das Wälzlager zusätzlich zu den Wälzkörpern, welche in dem Käfig, der Teil der Freilaufkupplung ist, geführt sind, weitere Wälzkörper aufweisen, welche in einem gesonderten Käfig geführt sein können. Dies ermöglich insbesondere eine gezielte Verteilung radialer und axialer Lasten innerhalb der Lager-Freilauf-Anordnung.
  • Bei der Freilaufkupplung handelt es sich insbesondere um einen formschlüssigen Freilauf, das heißt einen Freilauf, der beispielsweise mit Klinken oder anderen sperrenden Elementen arbeitet. Der Vorteil einer solchen Freilaufkupplung liegt generell darin, dass jegliches Rückdrehen in Sperrrichtung bauartbedingt ausgeschlossen ist.
  • Auf der anderen Seite kann grundsätzlich die beim beginnenden Rückdrehen, das heißt Drehen in Sperrrichtung, im Fall eines formschlüssigen Freilaufs schlagartig auftretende Sperrwirkung zu hohen mechanischen Belastungen führen. Derartige Belastungen werden im vorliegenden Fall dadurch gemindert, dass der Freilauf am Käfig des Wälzlagers greift. Dies gilt sowohl für Anwendungen, in welchen durch den in Sperrrichtung belasteten Freilauf eine Drehbewegung endgültig gestoppt werden soll, als auch in Anwendungen, insbesondere bei Fahrzeugbremsen, in welchen das Sperren des Freilaufs in der bereits erläuterten Weise den Übergang zu einer mechanische Widerstände überwindenden Betriebsphase, wie dem Öffnen der Parkbremse, bedeutet. In jeder dieser unterschiedlichen Anwendungen kann, abhängig von den jeweiligen Betriebsparametern, ein kurzzeitiges, geringfügiges Durchrutschen der Wälzkörper auf einer Wälzkörperlaufbahn auftreten. Dies stellt sowohl im Fall des Stoppens einer Drehbewegung als auch im Fall des Übergangs zu einer kontrollierten, durch den Freilauf gebremsten Drehbewegung ein weiches Ansprechen des Freilaufs dar, wodurch Drehmomentspitzen geglättet werden.
  • Alternativ zu einem formschlüssig wirkenden Freilauf, beispielsweise in Form einer schaltbaren Klinkensperre, kommt die Verwendung eines reibschlüssig arbeitenden Freilaufs in der Lager-Freilauf-Anordnung in Betracht. Als Beispiel hierfür sind Schlingfederfreiläufe zu nennen, wie sie prinzipiell unter anderem aus den Dokumenten DE 10 2012 204 279 A1 und DE 10 2011 075 158 A1 bekannt sind.
  • Der anmeldungsgemäße Linearaktuator umfasst allgemein einen Spindeltrieb, insbesondere in Form eines Kugelgewindetriebs, sowie eine zur Lagerung einer rotierbaren Spindeltriebskomponente des Spindeltriebs vorgesehene, nach Anspruch 1 ausgebildete Lageranordnung mit schaltbarem Freilauf.
  • Was Gestaltungsmöglichkeiten von Freiläufen, insbesondere in schaltbarer Ausführung, wie im vorliegenden Fall gefordert, betrifft, wird ergänzend auf die Dokumente FR 2 861 442 A1 , FR 2 846 063 A1 und DE 10 2004 023 331 A1 hingewiesen. Im letztgenannten Fall sind Klemmrollen des Freilaufs in einem Klemmrollenkäfig aufgenommen, wobei eine Umschaltung zwischen einer Ab- und einer Einschaltstellung durch Schwenken des Klemmrollenkäfigs möglich ist. Die Schwenkbewegung des Klemmrollenkäfigs erfolgt mittels eines Aktuators, der an einem vom Klemmrollenkäfig radial abstehenden Käfig angreift.
  • Im vorliegenden Fall kann eine Umschaltung zwischen den verschiedenen Schaltstellungen des Freilaufs beispielsweise mittels eines Hubmagneten oder durch einen Rotationsantrieb, welcher einen Käfig des Freilaufs verschwenkt, erfolgen. Grundsätzlich kommt auch eine pneumatische oder hydraulische Betätigung des Schaltmechanismus der Freilaufkupplung in Betracht. In allen Fällen zeichnet sich die Lager-Freilauf-Anordnung durch einen besonders kompakten Aufbau und - bei Verwendung in Fahrzeugen - durch geringe ungefederte Massen aus.
  • Bei dem Linearaktuator handelt es sich insbesondere um einen elektromechanischen Bremsaktuator für ein Fahrzeug. Insbesondere ist der Bremsaktuator zur ausschließlich elektromechanischen, nicht hydraulischen Betätigung einer Betriebs- und Parkbremse vorgesehen. Bei Betätigung des Aktuators als Linearaktuator einer Betriebsbremse ist die Freilaufkupplung deaktiviert. Dies bedeutet, dass Verschiebungen des Abtriebselements des Spindeltriebs ungehindert in beide Richtungen möglich sind.
  • Auch eine Ausbildung des Linearaktuators für andere Zwecke innerhalb eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise zur Niveauverstellung, ist möglich. In allen Fällen ist das Wälzlager der Lager-Freilauf-Anordnung zur Abstützung des antreibenden Elements des Spindeltriebs in axialer Richtung vorgesehen.
  • Das Abtriebselement des Spindeltriebs ist insbesondere als Spindelmutter ausgebildet. Alternativ kann die Gewindespindel des Spindeltriebs als Abtriebselement fungieren, wobei in diesem Fall die Spindelmutter das antreibende Element darstellt. Unabhängig davon, ob die Spindelmutter oder die Gewindespindel zum Antrieb des Spindeltriebs vorgesehen ist, wird das entsprechende Element allgemein als rotierbare Spindeltriebskomponente bezeichnet. Das jeweils andere Element des Spindeltriebs stellt als Abtriebselement die verschiebbare Spindeltriebskomponente dar.
  • Die Sperrfunktion des Freilaufs in vorgegebener Drehrichtung, gleichbedeutend mit einer axialen Verlagerung des Abtriebselements des Spindeltriebs in einer bestimmten Axialrichtung, wird erst aktiviert, wenn der Aktuator als Parkbremsaktuator genutzt wird. Eine Umkehrung der Sperrfunktion, dass heißt eine Sperrfunktion, die ein Öffnen der Bremse ermöglicht, jedoch ein Anziehen der Bremse verhindern würde, ist im Anwendungsfall Fahrzeugbremse nicht erforderlich. Somit sind bei Anwendungen in Fahrzeugbremsen zwei Betriebsmodi des Linearaktuators ausreichend: Ein erster Modus, in welchem die Freilaufkupplung aktiv ist, sowie ein Leerlaufmodus, in welchem die Freilaufkupplung komplett außer Funktion gesetzt ist. Für andere Anwendungen, zum Beispiel in industriellen Anlagen, kann es von Vorteil sein, zusätzlich eine Richtungsumkehr der Freilauffunktion vorzusehen.
  • Allgemein bedeutet die Aktivierung des ersten Betriebsmodus der schaltbaren Freilaufkupplung, dass eine Rotation der genannten rotierbaren Spindeltriebskomponente ausschließlich in einer ersten Drehrichtung freigegeben wird, wogegen ein zweiter Betriebsmodus eine Rotation der genannten Spindeltriebskomponente in beliebiger Drehrichtung ermöglicht. Der zweite Betriebsmodus, welcher auch als Leerlaufmodus bezeichnet wird, ermöglicht einen reibungsarmen, energiesparenden Vorwärts- oder Rückwärtshub. In einem optionalen dritten Betriebsmodus des Linearaktuators wird eine Rotation der antriebsseitigen Spindeltriebskomponente ausschließlich in derjenigen Drehrichtung ermöglicht, welche der im ersten Betriebsmodus freigegebenen Drehrichtung entgegengerichtet ist.
  • Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
    • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Lageranordnung mit schaltbarer Freilauffunktion in schematisierter Schnittdarstellung,
    • 2 und 3 weitere Lageranordnungen mit schaltbarer Freilauffunktion in Darstellungen analog 1,
    • 4 einen Linearaktuator einschließlich einer Lageranordnung mit schaltbarem Freilauf in grob schematisierter Schnittdarstellung.
  • Die folgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf sämtliche Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Eine schaltbare Lager-Freilauf-Anordnung 1, welche kurz auch als Lageranordnung bezeichnet wird, ist in ein Gehäuse 2 eingebaut und umfasst ein Wälzlager 3, welches als Axialwälzlager, nämlich als Axialrollen oder -nadellager, ausgebildet ist und eine Freilauffunktion aufweist. In den Ausführungsbeispielen handelt es sich bei dem Gehäuse 2 um ein nicht rotierendes Maschinenelement. Ebenso sind Ausführungsformen mit rotierendem Gehäuse 2 realisierbar.
  • In das Gehäuse 2 ist eine Gehäusescheibe 4 eingesetzt, welche dem Axialwälzlager 3 zuzurechnen ist. Weiter ist dem Axialwälzlager 3 eine Wellenscheibe 5 zuzurechnen, die mit einer antreibbaren Welle 6 verbunden ist. Die Mittelachse der Welle 6 und damit der gesamten Lageranordnung 1 ist mit MA bezeichnet. Beim Betrieb der Lageranordnung 1 kann auf die Wellenscheibe 5 eine Axialkraft Fax wirken. Die Wälzkörper, das heißt Nadeln oder Rollen, des Axialwälzlagers 3 sind mit 7 bezeichnet und in Taschen eines Käfigs 8 geführt, welcher zugleich ein inneres Kupplungsteil einer Freilaufkupplung 10 darstellt. Ein zugehöriges äußeres Kupplungsteil der Freilaufkupplung 10 ist mit 11 bezeichnet.
  • Im Ausführungsbeispiel nach 1 ist das äußere Kupplungsteil 11 im Gehäuse 2 befestigt. Die funktional gleiche Anordnung des äußeren Kupplungsteils 11 ist in der Anordnung nach 2 gegeben, wobei in diesem Fall das äußere Kupplungsteil 11 an der Gehäusescheibe 4 befestigt ist. Im Unterschied zu den Ausführungsformen nach den 1 und 2 ist im Ausführungsbeispiel nach 3 das äußere Kupplungsteil 11 drehfest mit der Wellenscheibe 5 verbunden und stellt damit eine rotierbare Komponente der Lageranordnung 1 dar.
  • Der Freilaufkupplung 10 ist ein Schaltmechanismus 12 zuzurechnen, welcher eine Aktivierung und Deaktivierung der Freilaufkupplung 10, die kurz auch als Freilauf bezeichnet wird, ermöglicht. In den vorliegenden Fällen handelt es sich beim dem Schaltmechanismus 12 um eine elektromechanische Aktuatorik. In den Ausführungsbeispielen ist die Freilaufkupplung 10 als formschlüssig wirkende Kupplung ausgebildet, welche direkt mit dem Käfig 8 als innerem Kupplungsteil zusammenwirkt.
  • Die 4 zeigt einen insgesamt mit 25 bezeichneten Linearaktuator, welcher zur Betätigung einer Betriebs- und Parkbremse in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommt. Der Linearaktuator 25 umfasst die Lageranordnung 1 nach 1. Ebenso könnte die Lageranordnung 1 nach 2 oder die Lageranordnung nach 3 im Linearaktuator 25 zum Einsatz kommen. Anders als in 4 schematisch dargestellt, kontaktiert die Lageranordnung 1 das Gehäuse 2, welches ein- oder mehrteilig aufgebaut sein kann. Als Komponente der Freilaufkupplung 10 ist in 4 lediglich der Schaltmechanismus 12 angedeutet.
  • Bei mittels des Schaltmechanismus 12 aktivierter Freilaufkupplung 10 wird ein reibungsarmer Vorwärtshub des Linearaktuators 25 zugelassen. Ein Rückwärtshub des Linearaktuators 25 ist mit der Belastung der Freilaufkupplung 10 in Sperrrichtung gleichbedeutend. Im vorliegenden Fall kann die Sperrwirkung der Freilaufkupplung 10 bei Bedarf überwunden werden. Insofern ist bei aktivierter Freilaufkupplung 10 die bereits in der DE-Patentanmeldung Nr. 102021 122 104 beschriebene Funktionalität gegeben. Zusätzlich ist im vorliegenden Fall eine Deaktivierung der Freilaufkupplung 10 möglich, was den Übergang in den Leerlaufmodus, das heißt reinen Lagermodus, der Lager-Freilauf-Anordnung 1 bedeutet.
  • Der Linearaktuator 25 umfasst ein Rotativ-Rotativ-Getriebe, welches im vorliegenden Fall als Umschlingungsgetriebe 13, nämlich Riementrieb, aufgebaut ist. Das Umschlingungsgetriebe 13 wird durch einen Elektromotor 14 betätigt, der, wie aus 4 hervorgeht, in das Gehäuse 2 eingebaut sein kann. Die mit 15 bezeichnete Motorwelle des Elektromotors 14 ist fest mit einer Riemenscheibe 16 verbunden, über die ein Riemen 17 läuft. Der Riemen 17 läuft weiterhin über eine Riemenscheibe 18, welche auf der auch in den 1 bis 3 erkennbaren Welle 6 befestigt ist.
  • Die Welle 6 ist darüber hinaus drehfest mit einer Gewindespindel 19 verbunden, welche ein eingangsseitiges Element eines Kugelgewindetriebs 9, das heißt eines Rotativ-Linear-Getriebes, darstellt. Zwischen der Gewindespindel 19, die optional einstückig mit der Welle 6 ausgebildet ist, und einer zugehörigen Spindelmutter 21 des Kugelgewindetriebs 9, das heißt Spindeltriebs, rollen Kugeln als Wälzkörper 20 ab. Eine optionale Wälzkörperrückführung des Kugelgewindetriebs 9 ist nicht dargestellt.
  • Die Spindelmutter 21 ist fest verbunden mit einem Kolben 22, welcher in einem Hohlraum 24 des Gehäuses 2 verschiebbar ist. Eine Befüllung des Hohlraums 24 mit einem Hydraulikmedium ist nicht vorgesehen. Ein mittels des Kolbens 22 verschiebbarer Bremsbelag ist mit 23 bezeichnet.
  • Befindet sich der Linearaktuator 25 im Betriebsbremsmodus, so ist der Freilauf 10 deaktiviert. Eine Umschaltung auf den Parkbremsmodus ist gleichbedeutend damit, dass die Freilaufkupplung 10 aktiviert wird, das heißt ein Rückdrehen der Welle 6 und damit ein Lösen der Bremse blockiert wird, solange keine Drehmomenteinleitung mittels des Elektromotors 14 erfolgt. Bei Ausfall der Energiezufuhr zum Schaltmechanismus 12 verbleibt dieser in seiner momentanen Einstellung. Somit ist eine unbeabsichtigte Umschaltung zwischen dem Betriebsbremsmodus und dem Parkbremsmodus des Linearaktuators 25 prinzipbedingt ausgeschlossen. Der Linearaktuator 25 ist zur Kombination mit beliebigen an sich bekannten Assistenzsystemen, wie ABS (Antiblockiersystem), ASR (Antischlupfregelung) oder Bremsassistenten, geeignet. Eine hydraulische Bremsbetätigung ist in keinem der skizzierten Fälle vorgesehen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Lageranordnung
    2
    Gehäuse
    3
    Wälzlager mit Freilauffunktion
    4
    Lagerelement, Gehäusescheibe
    5
    Lagerelement, Wellenscheibe
    6
    Welle
    7
    Wälzkörper
    8
    Käfig, inneres Kupplungsteil
    9
    Kugelgewindetrieb, Spindeltrieb
    10
    Freilaufkupplung
    11
    äußeres Kupplungsteil
    12
    Schaltmechanismus
    13
    Umschlingungsgetriebe
    14
    Elektromotor
    15
    Motorwelle des Elektromotors
    16
    Riemenscheibe
    17
    Riemen
    18
    Riemenscheibe
    19
    Gewindespindel
    20
    Wälzkörper
    21
    Spindelmutter
    22
    Kolben
    23
    Bremselement
    24
    Hohlraum
    25
    Linearaktuator
    Fax
    Axialkraft
    MA
    Mittelachse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1971791 B1 [0002]
    • EP 1912840 B1 [0003]
    • EP 2715181 B1 [0004]
    • US 10167914 B2 [0004]
    • US 11209060 B2 [0004]
    • JP 6862115 B2 [0004]
    • DE 102021122104 [0008, 0032]
    • DE 102012204279 A1 [0016]
    • DE 102011075158 A1 [0016]
    • FR 2861442 A1 [0018]
    • FR 2846063 A1 [0018]
    • DE 102004023331 A1 [0018]

Claims (10)

  1. Lageranordnung (1) mit schaltbarem Freilauf, umfassend ein Wälzlager (3) mit Wälzkörpern (7), welche in einem Käfig (8) geführt sind, sowie mit einer einen Schaltmechanismus (12) aufweisenden, am Käfig (8) des Wälzlagers (3) angreifenden Freilaufkupplung (10).
  2. Lageranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (3) als Axialwälzlager ausgebildet ist.
  3. Lageranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (3) rollen- oder nadelförmige Wälzkörper (7) aufweist.
  4. Lageranordnung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (10) zwischen dem Käfig (8) und einer Gehäusescheibe (4) des Wälzlagers (3) wirksam ist.
  5. Lageranordnung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (10) zwischen dem Käfig (8) und einer Wellenscheibe (5) des Wälzlagers (3) wirksam ist.
  6. Lageranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (10) zwischen dem Käfig (8) und einem Gehäuse (2) wirksam ist.
  7. Lageranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilaufkupplung (10) als formschlüssiger Freilauf ausgebildet ist.
  8. Linearaktuator (25), umfassend einen Spindeltrieb (9) sowie eine zur Lagerung einer rotierbaren Spindeltriebskomponente (19, 21) des Spindeltriebs (9) vorgesehene, nach Anspruch 1 ausgebildete Lageranordnung (1) mit schaltbarem Freilauf (10).
  9. Verfahren zum Betrieb eines Linearaktuators (25) nach Anspruch 8, wobei mittels der schaltbaren Freilaufkupplung (10) in einem ersten Betriebsmodus eine Rotation der genannten Spindeltriebskomponente (19, 21) ausschließlich in einer ersten Drehrichtung freigegeben wird, wogegen ein zweiter Betriebsmodus eine Rotation der genannten Spindeltriebskomponente (19, 21) in beliebiger Drehrichtung ermöglicht.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zusätzlichen, dritten Betriebsmodus eine Rotation der Spindeltriebskomponente (19, 21) ausschließlich in derjenigen Drehrichtung ermöglicht wird, welche der im ersten Betriebsmodus freigegebenen Drehrichtung entgegengerichtet ist.
DE102022121851.1A 2022-08-30 2022-08-30 Lageranordnung mit schaltbarem Freilauf, Linearaktuator und Verfahren zum Betrieb eines Linearaktuators Pending DE102022121851A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022121851.1A DE102022121851A1 (de) 2022-08-30 2022-08-30 Lageranordnung mit schaltbarem Freilauf, Linearaktuator und Verfahren zum Betrieb eines Linearaktuators

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022121851.1A DE102022121851A1 (de) 2022-08-30 2022-08-30 Lageranordnung mit schaltbarem Freilauf, Linearaktuator und Verfahren zum Betrieb eines Linearaktuators

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022121851A1 true DE102022121851A1 (de) 2024-02-29

Family

ID=89844434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022121851.1A Pending DE102022121851A1 (de) 2022-08-30 2022-08-30 Lageranordnung mit schaltbarem Freilauf, Linearaktuator und Verfahren zum Betrieb eines Linearaktuators

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022121851A1 (de)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19955851A1 (de) 1999-11-20 2001-05-23 Continental Teves Ag & Co Ohg Spreizeinrichtung
FR2846063A1 (fr) 2002-07-31 2004-04-23 Bosch Gmbh Robert Frein electromecanique
FR2861442A1 (fr) 2003-10-22 2005-04-29 Bosch Gmbh Robert Frein a friction electromecanique
DE102004023331A1 (de) 2004-05-12 2005-12-08 Robert Bosch Gmbh Schaltbarer Freilauf und elektromechanische Fahrzeugbremse mit einem schaltbaren Freilauf
DE102011075158A1 (de) 2011-05-03 2012-11-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellen- oder Nockenverstellmechanismus mit kraftschlüssig in einen Freilauf eingebundenen Schlingfedern
EP1971791B1 (de) 2006-01-04 2013-03-20 Robert Bosch Gmbh Schaltbarer freilauf und elektromechanische fahrzeugbremse mit dem schaltbaren freilauf
DE102012204279A1 (de) 2012-03-19 2013-09-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Schlingfederfreilauf
EP1912840B1 (de) 2005-07-29 2014-10-22 Robert Bosch Gmbh Elektromechanische bremse
EP2715181B1 (de) 2011-05-31 2016-08-10 Lucas Automotive GmbH Elektromechanisch betätigbare kraftfahrzeugbremse mit wahlweiser selbsthemmung
US10167914B2 (en) 2016-04-29 2019-01-01 Hyundai Motor Company Electromechanical brake
JP6862115B2 (ja) 2016-07-13 2021-04-21 Ntn株式会社 電動ブレーキ装置
US11209060B2 (en) 2018-04-25 2021-12-28 Mando Corporation Electromechanical brake caliper with rolling friction motion converters
DE102021122104B3 (de) 2021-08-26 2022-09-29 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Lageranordnung mit Freilauffunktion, Linearaktuator und Verfahren zum Betrieb eines Linearaktuators

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19955851A1 (de) 1999-11-20 2001-05-23 Continental Teves Ag & Co Ohg Spreizeinrichtung
FR2846063A1 (fr) 2002-07-31 2004-04-23 Bosch Gmbh Robert Frein electromecanique
FR2861442A1 (fr) 2003-10-22 2005-04-29 Bosch Gmbh Robert Frein a friction electromecanique
DE102004023331A1 (de) 2004-05-12 2005-12-08 Robert Bosch Gmbh Schaltbarer Freilauf und elektromechanische Fahrzeugbremse mit einem schaltbaren Freilauf
EP1912840B1 (de) 2005-07-29 2014-10-22 Robert Bosch Gmbh Elektromechanische bremse
EP1971791B1 (de) 2006-01-04 2013-03-20 Robert Bosch Gmbh Schaltbarer freilauf und elektromechanische fahrzeugbremse mit dem schaltbaren freilauf
DE102011075158A1 (de) 2011-05-03 2012-11-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellen- oder Nockenverstellmechanismus mit kraftschlüssig in einen Freilauf eingebundenen Schlingfedern
EP2715181B1 (de) 2011-05-31 2016-08-10 Lucas Automotive GmbH Elektromechanisch betätigbare kraftfahrzeugbremse mit wahlweiser selbsthemmung
DE102012204279A1 (de) 2012-03-19 2013-09-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Schlingfederfreilauf
US10167914B2 (en) 2016-04-29 2019-01-01 Hyundai Motor Company Electromechanical brake
JP6862115B2 (ja) 2016-07-13 2021-04-21 Ntn株式会社 電動ブレーキ装置
US11209060B2 (en) 2018-04-25 2021-12-28 Mando Corporation Electromechanical brake caliper with rolling friction motion converters
DE102021122104B3 (de) 2021-08-26 2022-09-29 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Lageranordnung mit Freilauffunktion, Linearaktuator und Verfahren zum Betrieb eines Linearaktuators

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2377736B1 (de) Kugelgewindetrieb für eine Kraftfahrzeugbremse und Kraftfahrzeugbremse
EP1169581B1 (de) Teilbelagscheibenbremse mit elektromechanischer betätigungseinheit
DE102012217275A1 (de) Scheibenbremsvorrichtung
EP1971791B1 (de) Schaltbarer freilauf und elektromechanische fahrzeugbremse mit dem schaltbaren freilauf
EP1025372B1 (de) Bremsenanordnung für ein landfahrzeug
WO2001021974A1 (de) Betätigungseinheit für eine elektromechanisch betätigbare scheibenbremse
EP1530528A1 (de) Verfahren zur betätigung einer elektromechanischen feststellbremsvorrichtung
WO2009141265A1 (de) Aktuator mit einer lastmomentsperre
EP1347910A1 (de) Elektromechanische bremszuspanneinrichtung
EP1339588B1 (de) Bremsaktuator
DE102014221090A1 (de) Planetenwälzgetriebe und Aktor mit diesem
EP1345801A1 (de) Bremsaktuator mit energiespeicher und schwungmasse
EP2510255B1 (de) Radnabenantriebseinheit
EP1623137B1 (de) Fahrzeugbremse und verfahren zum betätigen einer fahrzeugbre mse
DE102011086152B4 (de) Bremseinrichtung
DE102020208077A1 (de) Elektrische feststellbremse mit einem eine drehmomentbegrenzungsvorrichtung umfassendes getriebe
DE102019201952A1 (de) Parksperre
DE102019203100A1 (de) Reibungsbremse für ein Fahrzeug
DE102022121851A1 (de) Lageranordnung mit schaltbarem Freilauf, Linearaktuator und Verfahren zum Betrieb eines Linearaktuators
DE102021122104B3 (de) Lageranordnung mit Freilauffunktion, Linearaktuator und Verfahren zum Betrieb eines Linearaktuators
DE10106377C2 (de) Elektromechanische Bremszuspanneinrichtung
DE10227828B4 (de) Elektrisch betätigbare Kraftfahrzeug-Scheibenbremse
WO2002063177A1 (de) Beschreibung
DE102022212923A1 (de) Elektrische bremse für ein fahrzeug
DE102017214284A1 (de) Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F16D0041000000

Ipc: F16D0041080000

R016 Response to examination communication