DE102022203569A1

DE102022203569A1 - Support strut for attaching an actuator of a steer-by-wire steering system and arrangement and method

Info

Publication number: DE102022203569A1
Application number: DE102022203569.0A
Authority: DE
Inventors: Hubert Bialek; Andrea Schillmöller
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-04-08
Filing date: 2022-04-08
Publication date: 2023-10-12
Also published as: WO2023194088A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tragstrebe zur Befestigung eines Aktuators einer Steer-by-wire-Lenkung an einem Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeuges. Es wird vorgeschlagen, die Tragstrebe als ein einstückiges Schmiedebauteil auszubilden, wobei die Tragstrebe im Bereich ihrer Enden Anbindungspunkte zur festen Verbindung mit dem Aktuator der Steer-by-wire-Lenkung und zwischen den Anbindungspunkten zumindest einen weiteren Anbindungspunkt zur Befestigung an dem Fahrzeugaufbau aufweist.The invention relates to a support strut for attaching an actuator of a steer-by-wire steering system to a vehicle body of a motor vehicle. It is proposed to design the support strut as a one-piece forged component, with the support strut having connection points in the area of its ends for a firm connection to the actuator of the steer-by-wire steering and at least one further connection point between the connection points for attachment to the vehicle body.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragstrebe zur Befestigung eines Aktuators einer Steer-by-wire-Lenkung sowie eine Anordnung zur Verbindung eines Aktuators mit einem Fahrzeugaufbau und ein Verfahren nach den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a support strut for attaching an actuator of a steer-by-wire steering system as well as an arrangement for connecting an actuator to a vehicle body and a method according to the preambles of the independent claims.

Durch die DE 10 2014 206 934 A1 wurde ein Aktuator einer Steer-by-wire-Lenkung als Hinterachslenkung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Der Aktuator ist als ein sogenannter Zentralsteller, d. h. beidseitig auf die Räder einer Fahrzeugachse wirkender Aktuator ausgebildet. Er weist ein fahrzeugseitig, vorzugsweise am Fahrzeugaufbau, bevorzugt an einem Achsträger befestigtes Gehäuse auf, in welchem ein beidseitig wirkender Spindelantrieb angeordnet ist. Der Spindelantrieb weist eine längsbewegliche Spindel und eine über einen Zugmitteltrieb mittels eines Elektromotors antreibbare ortsfest gelagerte Spindelmutter auf. An den Enden der Spindel sind Gelenkverbindungsstücke, vorzugsweise Gelenkgabeln angeordnet, welche mit Spurlenkern der Hinterräder verbunden werden. Wenn möglich, wird der Aktuator, welcher entsprechende Befestigungspunkte aufweist, unmittelbar mit dem Hinterachsträger verbunden. Bei bestimmten Einbausituationen ist es aufgrund des geringen zur Verfügung stehenden Bauraums jedoch erforderlich, den Aktuator mittels eines geeigneten Bauteils mittelbar am Fahrzeugaufbau zu befestigen. Ein solches Bauteil wird in der DE 10 2017 215 140 A1 in Form eines Blechumformbauteils offenbart.Through the DE 10 2014 206 934 A1 An actuator for steer-by-wire steering became known as rear axle steering for a motor vehicle. The actuator is designed as a so-called central actuator, ie an actuator acting on both sides of the wheels of a vehicle axle. It has a housing that is attached to the vehicle side, preferably to the vehicle body, preferably to an axle support, in which a spindle drive acting on both sides is arranged. The spindle drive has a longitudinally movable spindle and a stationary spindle nut that can be driven via a traction drive using an electric motor. At the ends of the spindle there are articulated connecting pieces, preferably articulated forks, which are connected to track control arms of the rear wheels. If possible, the actuator, which has appropriate attachment points, is connected directly to the rear axle support. However, in certain installation situations, due to the limited installation space available, it is necessary to attach the actuator indirectly to the vehicle body using a suitable component. Such a component is in the DE 10 2017 215 140 A1 disclosed in the form of a sheet metal forming component.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Alternative zur bauraumgerechten Befestigung eines Aktuators einer Steer-by-wire-Lenkung am Fahrzeug, insbesondere an einem Fahrzeugaufbau des Fahrzeuges bereitzustellen.It is an object of the invention to provide an improved alternative for fastening an actuator of a steer-by-wire steering to the vehicle, in particular to a vehicle body of the vehicle, in a space-appropriate manner.

Die Erfindung umfasst die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der Beschreibung.The invention includes the features of the independent claims. Advantageous refinements result from the subclaims and from the description.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Tragstrebe zur Befestigung eines Aktuators einer steer-by-wire-Lenkung an einem Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeuges vorgesehen. Bei einem Kraftfahrzeug ist die Lenkung im Bereich des Fahrwerkes radführend. Der durch die Lenkung eingestellte Radlenkwinkel an der jeweiligen Achse muss trotz der hohen Seiten- und Querkräfte, welche im Fahrwerk auftreten, beibehalten werden. Die Lenkung ist daher mit dem Fahrzeugaufbau fest zu koppeln bzw. zu verbinden, sodass die vorgenannten Kräfte aufgenommen bzw. abgestützt werden können. Aufgrund des bei einer Fahrzeugachse geringen zur Verfügung stehenden Bauraums ist oftmals eine direkte, d. h. unmittelbare Befestigung der Lenkung bzw. des Aktuators nicht möglich. Für die mittelbare Befestigung muss daher ein Bauteil gewählt werden, das ebenfalls in der Lage ist, die hohen Kräfte aufnehmen zu können bzw. sich unter Einfluss dieser Kräfte nicht zu verformen. Eine Verformung kann nämlich zu Lenkfehlern führen. Es hat sich gezeigt, dass eine als ein einstückiges Schmiedebauteil ausgebildete Tragstrebe diesen Anforderungen in vorteilhafter Weise gerecht wird. Dabei nimmt die Tragstrebe weniger Bauraum ein und kann die vorgenannten Kräfte besser aufnehmen als ein mittels Tiefziehen umgeformtes Blechbauteil. Ein Schmiedebauteil ist gegen Biegung und Verwindung steifer als ein Blechbauteil gleicher Größe. Zudem ist es kostenseitig günstiger, ein Schmiedebauteil herzustellen. Die erfindungsgemäße Tragstrebe kann als Schmiedebauteil ein sehr schlankes Design aufweisen und es ist trotzdem in der Lage, eine ausreichend starre Verbindung des Aktuators mit dem Fahrzeugaufbau zu bewerkstelligen. Die Tragstrebe weist im Bereich ihrer Enden Anbindungspunkte zur festen und unmittelbaren Verbindung mit dem Aktuator der steer-by-wire-Lenkung auf. Zwischen den Anbindungspunkten ist zumindest ein weiterer Anbindungspunkt vorgesehen, welcher zur mittelbaren Befestigung an dem Fahrzeugaufbau dient. Mittels der Tragstrebe kann so eine zusätzliche mittelbare Verbindung zwischen Aktuator und Fahrzeugaufbau unter Verwendung der Tragstrebe ermöglicht werden.According to a first aspect of the invention, a support strut is provided for attaching an actuator of a steer-by-wire steering system to a vehicle body of a motor vehicle. In a motor vehicle, the steering is guided by the wheel in the area of the chassis. The wheel steering angle set by the steering on the respective axle must be maintained despite the high lateral and transverse forces that occur in the chassis. The steering must therefore be firmly coupled or connected to the vehicle body so that the aforementioned forces can be absorbed or supported. Due to the limited installation space available for a vehicle axle, a direct, i.e. H. Direct attachment of the steering or the actuator is not possible. For indirect fastening, a component must therefore be selected that is also able to absorb the high forces or not deform under the influence of these forces. Deformation can lead to steering errors. It has been shown that a support strut designed as a one-piece forged component meets these requirements in an advantageous manner. The support strut takes up less space and can absorb the aforementioned forces better than a sheet metal component formed by deep drawing. A forged component is stiffer against bending and torsion than a sheet metal component of the same size. In addition, it is cheaper in terms of cost to produce a forged component. The support strut according to the invention can have a very slim design as a forged component and is still able to achieve a sufficiently rigid connection of the actuator to the vehicle body. The support strut has connection points in the area of its ends for a firm and direct connection to the actuator of the steer-by-wire steering. At least one further connection point is provided between the connection points, which serves for indirect attachment to the vehicle body. By means of the support strut, an additional indirect connection between the actuator and the vehicle body can be made possible using the support strut.

Zum Fahrzeugaufbau zählt die Karosserie und auch etwaige Verbindungsbauteile, welche zur Verbindung mit der Karosserie verwendet werden. Hierzu zählen zum Beispiel Achsträger oder auch Hilfsrahmen. Oft werden Achsträger oder Hilfsrahmen zu einer Fahrzeugachse oder einem Fahrwerk bestückt, sodass der Hilfsrahmen anschließend mit der kompletten Achse oder sogar dem kompletten Fahrwerk mit der Karosserie verbunden werden können.The vehicle structure includes the body and also any connecting components that are used to connect to the body. These include, for example, axle supports or subframes. Axle supports or subframes are often assembled to form a vehicle axle or chassis, so that the subframe can then be connected to the body with the complete axle or even the complete chassis.

Die Tragstrebe als Schmiedebauteil ist bevorzugt aus einer Stahllegierung oder Leichtmetalllegierung hergestellt. Für die Tragstrebe geeignet ist zum Beispiel ein Vergütungsstahl, wie z.B. ein 30MnVS6 (+P). Für eine Tragstrebe in einer Variante aus einer Leichtmetalllegierung eignen sich Legierungen aus Aluminium oder Magnesium.The support strut as a forged component is preferably made from a steel alloy or light metal alloy. For example, a tempered steel such as 30MnVS6 (+P) is suitable for the support strut. Alloys made of aluminum or magnesium are suitable for a support strut made of a light metal alloy.

In Abhängigkeit des zur Verfügung stehenden Bauraumes wird die Tragstrebe hinsichtlich ihrer Formgebung entsprechend ausgelegt. Trotzdem kann es erforderlich sein, dass zur Befestigung des Aktuators an dem Fahrzeugaufbau mittels der Tragstrebe Distanzen zwischen Tragstrebe und Fahrzeugaufbau überbrückt werden müssen, weil der Formgebung eines Schmiedebauteils Grenzen gesetzt sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist daher zumindest der weitere Anbindungspunkt der Tragstrebe zumindest zum Teil als ein Distanzstück ausgebildet. Mit anderen Worten ist das Distanzstück in die Tragstrebe integriert und es kann auf ein separates Distanzstück verzichtet werden. Das in die Tragstrebe integrierte Distanzstück kann einen einbaubedingten Abstand zwischen Aktuator und einer Befestigungspunkte am Fahrzeugaufbau, z.B. einem Hinterachsträger, überbrücken und erlaubt eine form- und beanspruchungsgerechte Verschraubung der Tragstrebe mit dem Hinterachsträger. Zur Ausbildung des Distanzstückes kann im Bereich des jeweiligen Anbindungspunktes die Tragstrebe bei deren Herstellung mit einem, z.B. zylindrischen, Aufbau bzw. Aufmaß versehen werden, welche über die Materialstärke der Tragstrebe im Bereich des Anbindungspunktes hinausgeht. Dieses Aufmaß kann bei der Herstellung in Abhängigkeit der zu überbrückenden Distanz auf das benötigte Maß, zum Beispiel mittels maschineller Bearbeitung, wie zum Beispiel Fräsen oder Sägen, reduziert werden.Depending on the available installation space, the support strut is designed accordingly in terms of its shape. Nevertheless, in order to attach the actuator to the vehicle body using the support strut, it may be necessary to bridge distances between the support strut and the vehicle body because there are limits to the shape of a forged component. In a preferred embodiment Therefore, at least the further connection point of the support strut is at least partially designed as a spacer. In other words, the spacer is integrated into the support strut and there is no need for a separate spacer. The spacer integrated into the support strut can bridge an installation-related distance between the actuator and an attachment point on the vehicle body, e.g. a rear axle carrier, and allows the support strut to be screwed to the rear axle carrier in accordance with the shape and load. To form the spacer, the support strut can be provided with a structure or allowance in the area of the respective connection point during its production, for example cylindrical, which goes beyond the material thickness of the support strut in the area of the connection point. During production, this allowance can be reduced to the required size depending on the distance to be bridged, for example by means of machine processing such as milling or sawing.

Die Anbindungspunkte weisen bevorzugt eine Durchgangsöffnung auf. Mittels dieser Durchgangsöffnung kann eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung sowohl mit dem Aktuator der steer-by-wire-Lenkung als auch mit dem Fahrzeugaufbau erfolgen, zum Beispiel mittels einer Verschraubung. Die Durchgangsöffnung kann beispielsweise mittels Bohren erzeugt werden. Bevorzugt kann eine Durchgangsöffnung an zumindest einem Anbindungspunkt zumindest teilweise ein Innengewinde aufweisen. Bei der Verschraubung mit dem Aktuator oder dem Fahrzeugaufbau kann somit eine kostengünstigere kraftschlüssige Verbindung erreicht werden, da die zur Verschraubung ansonsten notwendige Mutter entfallen kann. Mit teilweise ist hier gemeint, dass sich das Innengewinde nicht über die gesamte Materialstärke der Durchgangsöffnung erstreckt. Die Länge und Ausbildung des Gewindes wird in Abhängigkeit des Schraubfalles und der zu erwartenden Kräfte an dem weiteren Anbindungspunkt ausgebildet. Das Gewinde kann in einer Ausführungsform als Feingewinde ausgebildet werden, um höhere Kräfte bei der Verspannung der Bauteile zueinander zu ermöglichen.The connection points preferably have a through opening. By means of this through opening, a non-positive and/or positive connection can be established both with the actuator of the steer-by-wire steering and with the vehicle body, for example by means of a screw connection. The through opening can be created, for example, by drilling. Preferably, a through opening can at least partially have an internal thread at at least one connection point. When screwing to the actuator or the vehicle body, a more cost-effective non-positive connection can be achieved, since the nut otherwise required for screwing can be omitted. What is meant here by partial is that the internal thread does not extend over the entire material thickness of the through opening. The length and design of the thread is formed depending on the screwing case and the expected forces at the further connection point. In one embodiment, the thread can be designed as a fine thread in order to enable higher forces when clamping the components to one another.

Die Position und Ausbildung der Durchgangsöffnungen an der Tragstrebe sind derart ausgebildet, dass diese mit den Befestigungspunkten am Aktuator bzw. dem Fahrzeugaufbau übereinstimmen bzw. fluchten. Wird beispielsweise der Aktuator in Fahrtrichtung parallel zur Fahrzeuglängsachse und orthogonal zur Querachse des Fahrzeugs befestigt, so liegen die Befestigungspunkte parallel beabstandet zur Längsachse des Fahrzeugs. Bevorzugt sind daher die Durchgangsöffnungen zu den vorgenannten Befestigungspunkten ausgerichtet. Zur Befestigung weisen die Befestigungspunkte ebenfalls Durchgangsöffnungen auf. An den Enden der Durchgangsöffnungen der Befestigungspunkte sind Flächen angeordnet, welche an geeigneten Flächen der Anbindungspunkte der Tragstrebe zur Anlage kommen. Bevorzugt weist daher zumindest eine Durchgangsöffnung eine annähernd orthogonal, bevorzugt orthogonal zu ihrer Längsachse verlaufende Anbindungsfläche auf. Diese Anbindungsfläche ist jeweils bevorzugt als Ringfläche ausgebildet und gelangt bei der Montage zur Befestigung mit dem Fahrzeugaufbau und dem Aktuator der Steer-by-wire-Lenkung in Anlage mit den dort ausgebildeten Anlageflächen. Bevorzugt verlaufen die Längsachsen der Anbindungspunkte nahezu parallel, vorzugsweise parallel zueinander. Auf diese Weise lässt sich eine bündige Montage zwischen Tragstrebe und Fahrzeugaufbau bzw. Aktuator sicherstellen.The position and design of the through openings on the support strut are designed such that they match or are aligned with the attachment points on the actuator or the vehicle body. For example, if the actuator is attached in the direction of travel parallel to the longitudinal axis of the vehicle and orthogonal to the transverse axis of the vehicle, the attachment points are spaced parallel to the longitudinal axis of the vehicle. The through openings are therefore preferably aligned with the aforementioned fastening points. The attachment points also have through openings for attachment. At the ends of the through openings of the fastening points, surfaces are arranged which come into contact with suitable surfaces of the connection points of the support strut. Therefore, at least one through opening preferably has a connecting surface that runs approximately orthogonally, preferably orthogonally, to its longitudinal axis. This connection surface is preferably designed as an annular surface and comes into contact with the contact surfaces formed there during assembly for attachment to the vehicle body and the actuator of the steer-by-wire steering. The longitudinal axes of the connection points preferably run almost parallel, preferably parallel to one another. In this way, flush mounting between the support strut and the vehicle body or actuator can be ensured.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Tragstrebe einen Korrosionsschutz in Form einer Beschichtung auf. Die Tragstrebe gehört zum Fahrwerk des Kraftfahrzeugs. Das Fahrwerk ist bekanntlich äußeren Einflüssen (Wasser, Schmutz, Salz etc.) extrem ausgesetzt. Ein Korrosionsschutz für die Tragstrebe ist somit hinsichtlich der Lebensdauer vorteilhaft.According to a further preferred embodiment, the support strut has corrosion protection in the form of a coating. The support strut is part of the chassis of the motor vehicle. As is well known, the chassis is extremely exposed to external influences (water, dirt, salt, etc.). Corrosion protection for the support strut is therefore advantageous in terms of service life.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine metallische Beschichtung, insbesondere aus Nickel und Zink vorgesehen, welche galvanisch aufgebracht wird. Die Tragstrebe wird hierzu z.B. in einem galvanischen Bad beschichtet.According to a further preferred embodiment, a metallic coating, in particular made of nickel and zinc, is provided, which is applied galvanically. For this purpose, the support strut is coated, for example, in a galvanic bath.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist für die Beschichtung ein kathodisch (an einer Kathode) abscheidbarer Elektrotauchlack vorgesehen, welcher z.B. in einem galvanischen Tauchbad aufgebracht wird und einen wirksamen Korrosionsschutz bildet.According to a further preferred embodiment, an electrophoretic paint that can be deposited cathodically (on a cathode) is provided for the coating, which is applied, for example, in a galvanic immersion bath and forms effective corrosion protection.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Anordnung zur Verbindung eines Aktuators einer Steer-by-wire-Lenkung mit einem Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeuges vorgesehen, wobei die erfindungsgemäße Tragstrebe zwischen Aktuator und Fahrzeugaufbau angeordnet ist. Die Tragstrebe ist einerseits mit dem Aktuator und andererseits mit dem Fahrzeugaufbau unmittelbar verbunden. Dabei sind an der Tragstrebe, wie oben zur Tragstrebe bereits gesagt, vorzugsweise zwei äußere Anbindungspunkte zur unmittelbaren Befestigung an dem Aktuator und ein zwischen diesen liegender weiterer Anbindungspunkt zur Befestigung unmittelbar am Fahrzeugaufbau vorgesehen. Mittels der Tragstrebe und zumindest einem in diese integrierten Distanzstück stellt die Tragstrebe somit eine feste Verbindung zwischen Aktuator und Fahrzeugaufbau, bevorzugt einem Hilfsrahmen oder Hinterachsträger, dar. Eine etwaige Distanz zwischen Tragstrebe und Fahrzeugaufbau, welche durch den Bauraum bedingt sein kann, kann durch das Distanzstück ausgeglichen werden. Dabei ist die Länge des Distanzstückes vorteilhaft für die Schraubverbindung, weil sich dadurch eine erhöhte Klemmlänge ergibt. Dieses ermöglicht eine hohe Vorspannkraft, sodass eine den betriebsbedingten Beanspruchungen angepasste, sichere Schraubverbindung ermöglicht wird.According to a further aspect of the invention, an arrangement is provided for connecting an actuator of a steer-by-wire steering system to a vehicle body of a motor vehicle, the support strut according to the invention being arranged between the actuator and the vehicle body. The support strut is directly connected to the actuator on the one hand and to the vehicle body on the other. There are preferably two external connection points on the support strut, as already mentioned above for the support strut, for direct attachment to the actuator and a further connection point between these for attachment directly to the vehicle body. By means of the support strut and at least one spacer integrated into it, the support strut thus represents a firm connection between the actuator and the vehicle body, preferably a subframe or rear axle support. Any distance between the support strut and the vehicle body, which may be due to the installation space, can be determined by the distance be balanced. The length of the spacer is advantageous for the screw connection because it results in an increased clamping length. This enables a high preload force, enabling a secure screw connection that is adapted to the operational demands.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Tragstrebe mittels Durchgangsöffnungen unmittelbar kraftschlüssig mit dem Fahrzeugaufbau und/oder Aktuator verbindbar. Wie oben bereits gesagt, kann zumindest eine der Durchgangsöffnungen zumindest zum Teil ein Innengewinde aufweisen. Zur Befestigung der Tragstrebe an dem Aktuator und/oder dem Fahrzeugaufbau kann mittels des Innengewindes eine Schraube oder ein Schraubbolzen unmittelbar mit der Tragstrebe verschraubt werden. Eine zusätzliche Mutter zur kraftschlüssigen Kopplung mit der Tragstrebe kann somit entfallen.According to a preferred embodiment, the support strut can be directly, non-positively connected to the vehicle body and/or actuator by means of through openings. As already said above, at least one of the through openings can at least partially have an internal thread. To attach the support strut to the actuator and/or the vehicle body, a screw or a screw bolt can be screwed directly to the support strut using the internal thread. An additional nut for a frictional connection to the support strut can therefore be omitted.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist schließlich ein Verfahren zur Herstellung einer zuvor beschriebenen Tragstrebe zur Befestigung eines Aktuators einer steer-by-wire-Lenkung an einem Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeuges. Die nachfolgend aufgeführten Verfahrensschritte verfolgen eine Reihenfolge, welche jedoch nicht bindend ist. Weitere hier nicht genannte Reihenfolgen sind somit ebenfalls Teil der Erfindung.Finally, a further aspect of the invention is a method for producing a previously described support strut for attaching an actuator of a steer-by-wire steering system to a vehicle body of a motor vehicle. The procedural steps listed below follow a sequence, which, however, is not binding. Other sequences not mentioned here are also part of the invention.

In einem ersten Schritt wird die Tragstrebe in Abhängigkeit des zur Verfügung stehenden Bauraums und der Kräfte, welche im Kraftfahrzeug an einer Fahrzeugachse in den Aktuator der Steer-by-wire-Lenkung eingeleitet werden, ausgelegt. Dabei wird sowohl die Form als auch die Materialstärke der Tragstrebe sowie die Position notwendiger Anbindungspunkte und Durchgangsöffnungen festgelegt. Auch wird je nach Auslegung unter Berücksichtigung der Kräfte, welche auf die jeweilige Steer-by-wire-Lenkung wirken, das Material und die Materialstärke der Tragstrebe festgelegt. Die Tragstrebe wird in einem nächsten Schritt in Abhängigkeit der Auslegung geschmiedet und erhält dabei ihre vorgesehene Form. In einem nächsten Schritt werden die Durchgangsöffnungen erstellt in Abhängigkeit der Lage der Befestigungspunkte des Aktuators und des Fahrzeugaufbaus. In einem weiteren Schritt werden die Anbindungsflächen an den jeweiligen Durchgangsöffnungen erstellt. Die Anbindungsflächen werden in Abhängigkeit der Anlageflächen an den jeweiligen Befestigungspunkten am Aktuator bzw. des Fahrzeugaufbaus erstellt, sodass es bei der Montage zu einer bündigen Anlage zwischen den genannten Flächen kommt. Die Durchgangsöffnungen können z.B. durch Bohren und die Anlageflächen durch Fräsen erstellt werden. In einem weiteren Schritt wird die Tragstrebe beschichtet, um einen Korrosionsschutz auszubilden. In einem weiteren Schritt wird in zumindest einer Durchgangsöffnung zumindest teilweise ein Innengewinde hergestellt. Dieses wird bevorzugt maschinell durch Gewindeschneiden bewerkstelligt. Das Innengewinde wird in Abhängigkeit von der benötigten kraftschlüssigen Verbindung zum sicheren Halten der Bauteile zueinander und dem notwendigen Abstützen der in dem jeweiligen Fahrzeug vorherrschenden Kräfte erstellt.In a first step, the support strut is designed depending on the available installation space and the forces that are introduced into the actuator of the steer-by-wire steering system on a vehicle axle in the motor vehicle. Both the shape and the material thickness of the support strut as well as the position of the necessary connection points and through openings are determined. Depending on the design, the material and material thickness of the support strut is also determined, taking into account the forces that act on the respective steer-by-wire steering. The support strut is forged in the next step depending on the design and is given its intended shape. In the next step, the through openings are created depending on the location of the attachment points of the actuator and the vehicle body. In a further step, the connection surfaces are created at the respective through openings. The connection surfaces are created depending on the contact surfaces at the respective attachment points on the actuator or the vehicle body, so that there is a flush contact between the surfaces mentioned during assembly. The through openings can be created, for example, by drilling and the contact surfaces by milling. In a further step, the support strut is coated to provide corrosion protection. In a further step, an internal thread is at least partially produced in at least one through opening. This is preferably accomplished mechanically by thread cutting. The internal thread is created depending on the frictional connection required to securely hold the components together and the necessary support of the forces prevailing in the respective vehicle.

Durch die Erfindung ergibt sich insgesamt eine kostengünstige mittelbare Verbindungsmöglichkeit zur Befestigung eines Aktuators einer Steer-by-wire-Lenkung an einem Fahrzeugaufbau, falls der Bauraum eine vollständige unmittelbare Befestigung des Aktuators der Steer-by-wire-Lenkung an dem Fahrzeugaufbau nicht zulässt.Overall, the invention results in a cost-effective indirect connection option for attaching an actuator of a steer-by-wire steering system to a vehicle body if the installation space does not allow a complete direct attachment of the actuator of the steer-by-wire steering system to the vehicle body.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zeichnerisch dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder den Zeichnungen weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben. Es zeigen

1 eine Fahrzeugachse in Draufsicht,
2 eine Steer-by-wire-Lenkung gemäß Stand der Technik,
2a eine Detailansicht gemäß 2,
3 eine Steer-by-wire-Lenkung mit Tragstrebe gem. Erfindung, und
3a die Tragstrebe in einer Detailansicht.

An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings and is described in more detail below, with further features and/or advantages emerging from the description and/or the drawings. Show it

1 a vehicle axle in plan view,
2 state-of-the-art steer-by-wire steering,
2a a detailed view according to 2 ,
3 a steer-by-wire steering with support strut according to the invention, and
3a the support strut in a detailed view.

1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Steer-by-wire-Lenkung 12 an einer Fahrzeugachse 1, hier dargestellt in Draufsicht als eine Hinterachse mit einem Hilfsrahmen 2, der an einem Fahrzeugaufbau befestigt ist bzw. diesem zuzurechnen ist und mit dem Chassis (Fahrwerk) der Karosserie eines Kraftfahrzeuges verbunden ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine Hinterachse beschränkt. Die Räder 5 und 6 sind mittels Lenkern 3, 4 an dem Hilfsrahmen 2 angelenkt. Die Lenker 3, 4 sind Teil der Radaufhängung für die Räder 5, 6. An dem Hilfsrahmen 2 ist ein Aktuator 10 einer steer-by-wire-Lenkung 12 angeordnet. Der Aktuator 10 ist mit seinem Gehäuse 21 an dem Hilfsrahmen 2 befestigt. Die Steer-by-wire-Lenkung 12 ist in der vorliegenden Ausführung als eine zentrale Lenkung ausgebildet, welche auf beide Räder 5, 6 der Achse wirkt. Sie weist eine durchgehende Lenkstange 27 auf, welche durch das Gehäuse 21 des Aktuators 10 hindurchgeführt ist. Der Antriebsmotor 22 ist achsparallel zur Lenkstange 27 angeordnet. An den Enden der als längsverschiebbaren Spindel ausgebildeten Lenkstange 27 sind Spurstangen 23, 24 angelenkt, welche mit dem von dem Aktuator 10 abgewandten Ende jeweils mit einem nicht dargestellten Radträger der Räder 5 und 6 gelenkig verbunden sind. Es ist offensichtlich, dass bei einer axialen Verlagerung, also einer Verlagerung der Lenkstange 27 entlang der Längsachse s in die eine oder andere Richtung eine Veränderung des Radlenkwinkels 8, 9 erfolgt, weil die Spurstangen 23, 24 eine Zwangsverbindung zwischen Rad 5, 6 bzw. Radträger und dem Aktuator 10 darstellen. Zur Lenkung der Räder 5, 6 sind diese um deren Hochachse drehbar mit den Radträgern verbunden. 1 shows a steer-by-wire steering system 12 known from the prior art on a vehicle axle 1, shown here in plan view as a rear axle with a subframe 2, which is attached to a vehicle body or is attributable to it and with the chassis (chassis ) is connected to the body of a motor vehicle. However, the invention is not limited to a rear axle. The wheels 5 and 6 are articulated to the subframe 2 by means of links 3, 4. The links 3, 4 are part of the wheel suspension for the wheels 5, 6. An actuator 10 of a steer-by-wire steering system 12 is arranged on the subframe 2. The actuator 10 is attached to the subframe 2 with its housing 21. In the present embodiment, the steer-by-wire steering 12 is designed as a central steering system which acts on both wheels 5, 6 of the axle. It has a continuous handlebar 27, which is guided through the housing 21 of the actuator 10. The drive motor 22 is arranged axially parallel to the handlebar 27. At the ends of the handlebar 27 designed as a longitudinally displaceable spindle, tie rods 23, 24 are articulated, which are each articulated with the end facing away from the actuator 10 to a wheel carrier, not shown, of the wheels 5 and 6. It is obvious that with an axial displacement, i.e. a displacement of the handlebar 27 along the longitudinal axis s in one direction or the other changes the wheel steering angle 8, 9 because the tie rods 23, 24 represent a forced connection between the wheel 5, 6 or wheel carrier and the actuator 10. To steer the wheels 5, 6, they are rotatably connected to the wheel carriers about their vertical axis.

2 zeigt in einer schematischen Darstellung in Heckansicht einen Aktuator 100 einer Steer-by-wire-Lenkung 112, welcher eine entlang einer Längsachse s verschiebbare Lenkstange 127 aufweist. Die Lenkstange 127 weist an ihren Enden Gelenkgabeln 115,116 auf, welche mittels nicht dargestellten Lenkern mittelbar oder unmittelbar mit Radträgern zum Lenken der Räder verbunden werden können (vergleiche wie zu 1 beschrieben). Der Aktuator 100 weist an seinen oberen beiden Enden Befestigungspunkte 113, 114 auf, welche zur unmittelbaren Befestigung mit dem als Hilfsrahmen 102 vorgesehen sind, welcher Teil des Fahrzeugsaufbaus ist. An seinen unteren beiden Enden weist der Aktuator 100 ebenfalls Befestigungspunkte 110b, 111b auf. In Abweichung der unmittelbaren Befestigung mit dem Fahrzeugaufbau oben können die unteren beiden Befestigungspunkte 11 0b, 111b aufgrund des vorhandenen Bauraumes jedoch nur mittels eines Halteblechs 101 und unter Verwendung einer Distanzhülse 104 mittelbar mit dem Hilfsrahmen102 verbunden werden. Das Halteblech 101 weist hierzu Anbindungspunkte 110, 111 auf an denen an den Befestigungspunkten 110b, 111b mit dem Aktuator 100 unmittelbar verschraubt ist. Die Notwendigkeit einer Distanzhülse 104 ergibt sich aus der 2a. Eine unmittelbare Verschraubung des Halteblechs 101 mit dem Fahrzeugaufbau 102 in Form eines Hilfsrahmens ist aufgrund des zur Verfügung stehenden Bauraumes nicht möglich. Zur Überbrückung der Distanz D wird die Distanzhülse 104 eingesetzt. Diese Distanzhülse 104 weist wie auch der Fahrzeugaufbau 102 eine Durchgangsöffnung 120 auf. Eine Schraube 122 durchgreift die Durchgangsöffnung 120, sodass mittels einer Mutter 124 und der Schraube 122 eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Halteblech 101 und dem Fahrzeugaufbau 102 entsteht. Es ergibt sich dadurch eine mittelbare Befestigung des Aktuators 100 mit dem Fahrzeugaufbau 102. 2 shows a schematic representation in rear view of an actuator 100 of a steer-by-wire steering 112, which has a handlebar 127 that can be moved along a longitudinal axis s. The handlebar 127 has joint forks 115, 116 at its ends, which can be connected directly or indirectly to wheel carriers for steering the wheels by means of handlebars (not shown) (see also 1 described). The actuator 100 has attachment points 113, 114 at its upper two ends, which are provided for direct attachment to the subframe 102, which is part of the vehicle body. The actuator 100 also has attachment points 110b, 111b at its lower two ends. In contrast to the direct attachment to the vehicle body at the top, the lower two attachment points 110b, 111b can only be indirectly connected to the subframe 102 by means of a holding plate 101 and using a spacer sleeve 104 due to the available installation space. For this purpose, the holding plate 101 has connection points 110, 111 to which the actuator 100 is directly screwed to the fastening points 110b, 111b. The need for a spacer sleeve 104 results from this 2a . A direct screw connection of the holding plate 101 to the vehicle body 102 in the form of a subframe is not possible due to the available installation space. The spacer sleeve 104 is used to bridge the distance D. This spacer sleeve 104, like the vehicle body 102, has a through opening 120. A screw 122 passes through the through opening 120, so that a non-positive connection is created between the holding plate 101 and the vehicle body 102 by means of a nut 124 and the screw 122. This results in an indirect attachment of the actuator 100 to the vehicle body 102.

3 zeigt einen Aktuator 200 einer steer-by-wire-Lenkung 212 in einer Bauweise gemäß 2. Bauteile und Positionen in gleicher Funktion sind im Vergleich zur 2 mit um 100 erhöhten Bezugszeichen angegeben und werden hier nicht noch einmal beschrieben. Durch die Lenkstange 227 verläuft eine Längsachse s1. Zur mittelbaren Befestigung des Aktuators 200 mit dem Fahrzeugaufbau 202 über den weiteren Anbindungspunkt 234 wird anstatt eines Halteblechs (101 gemäß 2) eine Tragstrebe 201 verwendet, welche als Schmiedebauteil ausgebildet ist. Die dem Bauraum angepasste Tragstrebe weist in Seitenansicht eine langgestreckte Form auf, welche zwei äußere Anbindungspunkte 210, 211 und einem zwischen diesen liegenden weiteren Anbindungspunkt 234 aufweist. Das rechte Ende der Tragstrebe 201 weist eine an den Bauraum angepasste Formgebung mittels einer zum Aktuator hinweisende Kröpfung auf. Die Anbindungspunkte 210, 211, 234 weisen jeweils Durchgangsöffnungen 21 0d, 211d, 234d auf, durch welche jeweils eine zugehörige Längsachse d1, d2, d3 verläuft. Orthogonal zu den Längsachsen d1, d2, d3 weist die Tragstrebe 201 gegenüberliegende Anbindungsflächen k1, k2, k3 auf, welche als Kreisringflächen ausgebildet sind. Die Tragstrebe 201 ist an den Anbindungspunkten 210, 211 mit dem Aktuator 200 verbunden. Die Verbindung des Aktuators 200 mittels des weiteren Anbindungspunktes 234 mit dem Fahrzeugaufbau 202 wird über die Tragstrebe 201 mittelbar bewerkstelligt. Hierzu ist der Anbindungspunkt 234 mittels einer Schraube 222 kraftschlüssig an dem Fahrzeugaufbau 202 festgelegt, wie aus 3a ersichtlich ist. 3a zeigt die Tragstrebe 201 in einer Draufsicht. Weiterhin ist ersichtlich, dass die Distanz D1 zwischen Fahrzeugaufbau 202 und Tragstrebe 201 durch ein in die Tragstrebe 201 integriertes Distanzstück 204 überbrückt wird. Aus 3a ist des Weiteren ersichtlich, dass die Anbindungsfläche k2 bündig an dem Fahrzeugaufbau 202 anliegt. Es ergibt sich somit an dieser Stelle ein flächiger Kontakt zwischen der Tragstrebe 201 und dem Fahrzeugaufbau 202. Auf der von dem Distanzstück 204 abgewandten Seite weist die Tragstrebe 201 in der Durchgangsöffnung 234d ein Innengewinde 226 über eine Distanz G auf, welches sich der Distanz D1 anschließt. In dem Anbindungspunkt 234 ist die Tragstrebe 201 kraftschlüssig mittels einer Schraube 222 mit dem Fahrzeugaufbau 202 fest verbunden. Für die Verbindung wird an dieser Stelle weder eine separate Distanzhülse (104, gem. 1) noch eine Mutter (124, gem. 1) benötigt. 3 shows an actuator 200 of a steer-by-wire steering system 212 in a design according to 2 . Components and positions with the same function are compared to the 2 indicated with reference numbers increased by 100 and will not be described again here. A longitudinal axis s1 runs through the handlebar 227. To indirectly attach the actuator 200 to the vehicle body 202 via the further connection point 234, instead of a holding plate (101 according to 2 ) a support strut 201 is used, which is designed as a forged component. The support strut, which is adapted to the installation space, has an elongated shape in side view, which has two external connection points 210, 211 and a further connection point 234 located between them. The right end of the support strut 201 has a shape adapted to the installation space by means of an offset pointing towards the actuator. The connection points 210, 211, 234 each have through openings 210d, 211d, 234d, through which an associated longitudinal axis d1, d2, d3 runs. Orthogonal to the longitudinal axes d1, d2, d3, the support strut 201 has opposite connecting surfaces k1, k2, k3, which are designed as circular ring surfaces. The support strut 201 is connected to the actuator 200 at the connection points 210, 211. The connection of the actuator 200 to the vehicle body 202 by means of the further connection point 234 is accomplished indirectly via the support strut 201. For this purpose, the connection point 234 is fixed non-positively to the vehicle body 202 by means of a screw 222, as shown 3a is visible. 3a shows the support strut 201 in a top view. Furthermore, it can be seen that the distance D1 between the vehicle body 202 and the support strut 201 is bridged by a spacer 204 integrated into the support strut 201. Out of 3a It can also be seen that the connection surface k2 rests flush against the vehicle body 202. This results in a flat contact between the support strut 201 and the vehicle body 202 at this point. On the side facing away from the spacer 204, the support strut 201 has an internal thread 226 in the through opening 234d over a distance G, which adjoins the distance D1 . In the connection point 234, the support strut 201 is firmly connected to the vehicle body 202 by means of a screw 222. Neither a separate spacer sleeve (104, acc. to.) is required for the connection at this point. 1 ) another mother (124, according to 1 ) needed.

Durch die Erfindung lässt sich mittels einer Tragstrebe 201 eine Bauraum-optimierte und kostengünstige mittelbare Verbindung zwischen dem Aktuator 200 der steer-by-wire-Lenkung 212 mit dem Fahrzeugaufbau 202 realisieren. Hinsichtlich der Montage ergibt sich durch den Entfall der Mutter ebenfalls eine Vereinfachung. Durch die in der Nähe der Anbindungspunkte 210, 211, 234 vorhandenen Spannflächen 232 lässt sich die in ihre endgültige Form geschmiedete Tragstrebe 201 für die mechanische Bearbeitung zur Erstellung der Durchgangsöffnungen 21 0d, 211d, 234d und den Anbindungsflächen k1, k2, k3 auf einem Bearbeitungszentrum einfach aufspannen. Dieses ermöglicht insgesamt eine kostengünstige Herstellung der Tragstrebe als Schm iedebauteil.The invention allows a space-optimized and cost-effective indirect connection between the actuator 200 of the steer-by-wire steering 212 and the vehicle body 202 to be realized by means of a support strut 201. With regard to assembly, the elimination of the nut also simplifies the assembly. Due to the clamping surfaces 232 present in the vicinity of the connection points 210, 211, 234, the support strut 201, which has been forged into its final shape, can be used for mechanical processing to create the through openings 210d, 211d, 234d and the connection surfaces k1, k2, k3 on a machining center simply clamp it up. Overall, this enables cost-effective production of the support strut as a forged component.

BezugszeichenReference symbols

11: FahrzeugachseVehicle axle
22: HilfsrahmenSubframe
33: LenkerHandlebars
44: LenkerHandlebars
55: Radwheel
66: Radwheel
88th: RadlenkwinkelWheel steering angle
99: RadlenkwinkelWheel steering angle
1010: Aktuatoractuator
1212: Steer-by-wire-LenkungSteer-by-wire steering
2121: GehäuseHousing
2222: Antriebsmotordrive motor
2323: Spurstangetie rod
2424: Spurstangetie rod
2727: Lenkstange Handlebar
100100: Aktuatoractuator
101101: Halteblechretaining plate
102102: Fahrzeugaufbau, HilfsrahmenVehicle body, subframe
104104: DistanzhülseSpacer sleeve
110110: Anbindungspunktconnection point
111111: Anbindungspunktconnection point
110b110b: BefestigungspunktAttachment point
111b111b: BefestigungspunktAttachment point
112112: Steer-by-wire-LenkungSteer-by-wire steering
113113: BefestigungspunktAttachment point
114114: BefestigungspunktAttachment point
115115: GelenkgabelJoint fork
116116: GelenkgabeJoint administration
120120: DurchgangsöffnungPassage opening
122122: Schraubescrew
124124: MutterMother
127127: Lenkstange Handlebar
200200: Aktuatoractuator
201201: Tragstrebesupport strut
202202: HilfsrahmenSubframe
204204: DistanzstückSpacer
210210: Anbindungspunktconnection point
210b210b: BefestigungspunktAttachment point
210d210d: DurchgangsöffnungPassage opening
211211: Anbindungspunktconnection point
211 b211 b: BefestigungspunktAttachment point
211d211d: DurchgangsöffnungPassage opening
212212: Steer-by-wire-LenkungSteer-by-wire steering
213213: BefestigungspunktAttachment point
214214: BefestigungspunktAttachment point
215215: GelenkgabelJoint fork
216216: GelenkgabelJoint fork
220220: DurchgangsöffnungPassage opening
222222: Schraubescrew
226226: Innengewindeinner thread
227227: LenkstangeHandlebar
232232: Spannflächenclamping surfaces
234234: weiterer Anbindungspunktanother connection point
234d234d: Durchgangsöffnung Passage opening
d1,d2,d3d1,d2,d3: LängsachsenLongitudinal axes
k1 ,k2,k3k1,k2,k3: AnbindungsflächenConnection surfaces
ss: LängsachseLongitudinal axis
s1s1: LängsachseLongitudinal axis
DD: Distanzdistance
D1D1: Distanzdistance
GG: Distanzdistance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014206934 A1 [0002]
DE 102017215140 A1 [0002]

Claims

Support strut (201) for attaching an actuator (10) of a steer-by-wire steering system (12, 112, 212) to a vehicle body (2, 102, 202) of a motor vehicle, characterized in that the support strut (201) as a a one-piece forged component is formed, the support strut (201) having connection points (210, 211) in the area of its ends for a firm connection to the actuator of the steer-by-wire steering and at least one further connection point (234) between the connection points (210, 211). ) for attachment to the vehicle body.

support strut (201). Claim 1 , characterized in that the support strut (201) is manufactured by forging a steel, aluminum or a magnesium alloy.

support strut (201). Claim 1 or 2 , characterized in that a spacer (204) is integrated at least in the further connection point (234) of the support strut (201).

Support strut (201) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the connection points (210, 211, 234) each have a through opening (220), the through opening of at least one connection point (234) having an internal thread (226).

Support strut (201) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one through opening (210d, 211d, 234d) has surfaces (k1, k2, k3) opposite each other approximately orthogonally, preferably orthogonally to its longitudinal axis (d1, d2, d3). , which are preferably designed as annular surfaces and are designed for attachment to the vehicle body (202) and / or the actuator of the steer-by-wire steering (212).

support strut (201). Claim 5 , characterized in that the longitudinal axes (d1, d2, d3) of the connection points (210, 211, 234) run almost parallel, preferably parallel, to one another.

Support strut (201) according to one of the preceding claims, characterized in that the support strut (201) has a coating that protects against corrosion.

support strut (201). Claim 7 , characterized in that the coating is applied galvanically as a metallic coating, preferably made of a combination of zinc and nickel.

Arrangement for connecting an actuator (10) of a steer-by-wire steering system (212) to a vehicle body (202) of a motor vehicle by means of a support strut (201) according to one of the preceding claims, characterized in that the support strut (201) between the actuator (10) and vehicle body (202) is arranged, on the one hand directly to the actuator (10) and on the other hand is firmly connected to the vehicle body (202) by means of a spacer (204) integrated into the support strut.

Arrangement according to Claim 9 , characterized in that the support strut (201) can be directly, non-positively connected to the actuator and / or the vehicle body (202) by means of through openings (210d, 211d, 234d).

Method for producing a support strut (201) for attaching an actuator (10) of a steer-by-wire steering system (212) to a vehicle body of a motor vehicle according to one of claims 1 to 8, characterized by the following steps - laying out the support strut ( 201) depending on the available installation space and the forces that are introduced into the actuator (200) of the steer-by-wire steering system (212) on a vehicle axle in the motor vehicle - forging the support strut (201) into a shape depending on of the installation space - creating through openings (220) - creating at least one connection surface (k1, k2, k3) at the respective through openings - coating the support strut (201) to provide corrosion protection

Procedure according to Claim 11 , characterized in that an internal thread (226) is partially produced in at least one through opening (210d, 211d, 234d).