WO2014202076A1 - Stellsystem mit einer verriegelungseinheit - Google Patents

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WO2014202076A1
WO2014202076A1 PCT/DE2014/200263 DE2014200263W WO2014202076A1 WO 2014202076 A1 WO2014202076 A1 WO 2014202076A1 DE 2014200263 W DE2014200263 W DE 2014200263W WO 2014202076 A1 WO2014202076 A1 WO 2014202076A1
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WO
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securing
actuator
component
adjusting system
recesses
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PCT/DE2014/200263
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen Rosenfeld
Hartmut Krehmer
Simon Mersmann
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D63/00—Brakes not otherwise provided for; Brakes combining more than one of the types of groups F16D49/00 - F16D61/00
    • F16D63/006—Positive locking brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/005—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles by locking of wheel or transmission rotation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/02—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
    • B60T1/06—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels acting otherwise than on tread, e.g. employing rim, drum, disc, or transmission or on double wheels
    • B60T1/062—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels acting otherwise than on tread, e.g. employing rim, drum, disc, or transmission or on double wheels acting on transmission parts

Definitions

  • the invention relates to a control system with a component, with a relative to the component relatively movable actuator and with a locking unit having a securing element and a securing recess, wherein in the unlocked state, the securing element with the securing recess out of engagement and a relative movement of the actuator to the component is possible and wherein in the locked state, the securing element engages in the securing recess.
  • a locking pin can be provided.
  • a locking or latching element spring-loaded against a latching recess as a locking unit has the disadvantage that it does not lock without play.
  • An actuating system is known from DE 10 2008 024 910 A1.
  • an actuator will be described, which can be used as an element in a steering system of a vehicle.
  • the actuator comprises a spindle-nut system in order to generate a linear movement can.
  • a wrap In order to prevent the relative rotation between the spindle and the nut temporarily, is a wrap
  • the mechatronic control system of the rear axle steering actuator can be locked in the event of overload, in the event of a power failure and also in the idle state. Although this results in restrictions in handling, the vehicle can be safely controlled.
  • the wrap spring brake is a frictionally engaged brake system, which consequently has a power loss.
  • the present invention has for its object to provide a generic control system that prevents relative movement between the housing and the actuator in a simple and low-friction manner and so at least temporarily establishes a rotationally fixed connection between the housing and the actuator. Finally, the blocking of the relative movement should be able to be made quickly. It is also an object of the invention to provide a method for securing an actuator against movement, which can reliably secure the actuator to external requirement, even at high speeds of movement.
  • a positioning system with a component, with an actuator which is relatively movable relative to the component, and with a locking unit which has a securing element and a securing recess, wherein in the unlocked state the securing element is in contact with the locking element.
  • the locking element engages in the locking recess in the locked state
  • the first of the securing recess or Sichroissausneh- measures engaging security elements considered the relative mobility only limited and is formed by engagement of a further securing element in the securing recess or one of the securing recesses a fixation of the component to the actuator.
  • the first securing element merely restricts the relative movement to an interval, and a plurality of securing elements together form a positive connection in the securing recesses.
  • the second sub-task is solved by a method for securing a control system with a component and a relative to the movable member in the unlocked position against movement, wherein in a first step by a first pair of backups a restriction of the relative movability takes place on an interval and in one second, the first temporally subsequent step, a second fuse pair locks the actuator.
  • the mobility of the actuator is limited to a partial interval of the original travel. Due to the fact that in the first step, no positive connection but only a limitation of the movement interval, there is sufficient space available, which can be swept over during rapid movement to allow a securing element such as a bolt to engage in this space. If the engaging securing element reaches the interval ends, the movement of the actuator stops. The thus stopped actuator can be positively secured in a second step.
  • the invention makes use of the recognition that the stopping either takes place abruptly, because it is so burdened by an external actuator, for example, that is no longer functioning, or by external influences, that the system
  • the replacement blade want to maintain the original direction of movement.
  • the securing element and thus the actuator remains at the end of the interval, so that sufficient time is available to make a final motion security such as a lock at this or another location.
  • the external load is eliminated, then act on the end stop no forces on the actuator, so that it moves only minimally and also easily secured.
  • a secure locking is possible because the actuator due to its inertia and the system to the reversal point only travels short distances and thus sufficient time for the movement of the Fuse element is available.
  • the adjusting system has in its simplest embodiment, two relatively movable components.
  • the one component is usually arranged stationary and is referred to as a component.
  • This may be a housing or a housing component, wherein it is not necessary for the housing component to completely or partially surround the actuator.
  • the component and the actuator can also be two mutually displaceable components, which are secured to one another and then can only be moved together in relation to third components.
  • the actuator is a component that is movable to the device. It may be a translatory or rotary movement with one degree of freedom. But also conceivable are several degrees of freedom. In this case, in the first step of the method according to the invention, the number of degrees of freedom may first be reduced, for example from a movement in two dimensions to a linear movement, in order to limit the linear movement in an optional second step and only then to perform a backup ,
  • the actuator may for example be a spindle of a spindle-nut system.
  • the locking unit consists of securing elements and securing recesses.
  • the securing elements are preferably embodied as embodied, mechanical components and can engage, for example, as pins, bolts, pawls, balls, locking elements in one or more of the securing recesses.
  • the securing elements may be formed with a tapered end to facilitate immersion in the Sich ceremoniessaus- recesses.
  • the fuse elements are pre-clamped, so that tripping is possible even without external power supply.
  • mechanical securing elements which preferably form a part of a lock in the secured state and thus effect a form-fitting securing, reliably secure the adjusting system without further action and are therefore particularly suitable for positioning systems that are part of safety-relevant products or modules.
  • the required biasing force is determined not by the maximum external forces acting on the system, but the size ratio of the securing elements and the securing recesses in order to ensure a secure engagement in a certain time window. In comparison to form-fitting fuses from the prior art, therefore, the biasing force can be reduced as a rule.
  • At least one first securing recess is formed larger than the area occupied by a first securing element in the direction of movement.
  • the fuse element in the Sich ceremoniessausANSung neither lock nor produce a positive connection in her alone.
  • the entire surface of the securing recess is available for engagement of the securing element.
  • replacement blade restricts elements for securing recess and thus allows movement of the actuator only in an interval.
  • one or more securing recesses additionally engage in force at least temporarily with the first securing element.
  • the movement of the actuator is then braked so far that the second fuse element is sufficient time for a lock available.
  • wedge or ramp shapes are conceivable for at least some of the securing recesses and the securing elements. These can possibly also facilitate a Einspuren.
  • the securing recesses only limit the movement on one side and thus restrict the movement to a half-open interval.
  • the securing recesses are formed in the simplest case as slots, so that the movement is possible only in a closed interval.
  • the securing elements provided in the elongated holes for engagement are then preferably pins or bolts.
  • the securing recesses can also be realized as free space, which is bounded by walls or stops.
  • the securing elements can be arranged on the actuator or on the component. Accordingly, the securing recess or the securing recesses is then arranged on the complementary component component or actuator. Also, a mutual arrangement that both the actuator and the component each have a securing recess and a
  • the securing recesses and securing elements need not be arranged directly on the actuator or on the component; they can also be arranged on other components which are firmly connected to the actuator or the component in the direction of movement.
  • the securing elements together form a positive connection in the one or more securing recesses.
  • there is at least one securing element which is not fixed in a securing recess, but basically enjoys freedom of movement as long as a second securing element is not yet in engagement with this or another securing recess.
  • the second fuse element provides alone, together with the first fuse element or possibly together with other security elements for a lock.
  • each securing element can restrict, for example, movement in a specific direction, and a fixation of the actuator can be achieved by successively reducing the degrees of freedom.
  • the locking of the actuator on the component is preferably carried out without play.
  • exactly two pins which engage in opposite ends of oblong holes, together form such a form-fitting lock.
  • a securing recess is sufficient. If, for example, a pin is brought into engagement with the securing recess and
  • a second pin can be brought into engagement with one in the opposite Sich ceremoniessausEnglishungsende.
  • the second pin can dip into another securing recess.
  • the actuator is rotatable. In a further embodiment, it is linearly movable.
  • a shaft can be secured to a housing, wherein means for at least temporarily inhibiting the rotational movement between the shaft and the housing comprise at least two pins which are arranged in the housing or on the shaft, wherein the pins are formed in corresponding recesses on the Shaft or engage in the housing to make a positive connection between the housing and the shaft.
  • the housing and the shaft can be designed as a spindle-nut system, in particular as a ball screw.
  • the securing elements can be designed as substantially cylindrical components and arranged to be translationally movable in the direction of their axis on the component or on the actuator. They can be connected to a drive, with which they can be moved in the direction of their axis.
  • the drive may be an electromechanical, magnetic, pneumatic or hydraulic drive or may be biased by it for faster release.
  • the securing elements can also be arranged prestressed by means of a spring element, wherein the spring element acts in the direction of the axis of the securing elements.
  • the securing recesses for engaging the securing elements are arranged together on a disc and form a perforated disc.
  • the perforated disc can be arranged displaceably on the actuator or the component in the axial direction. It is also possible that it is arranged on a shaft which is displaceable in its axial direction.
  • a carrier disk which carries the securing elements can also be arranged on the actuator or the component.
  • the axial direction of the securing elements can run parallel or perpendicular to the direction of movement. Accordingly, the securing elements thus act axially or radially to the axis of the actuator.
  • the proposed device is used in a first application of the form-locking blocking of a linear positioning system.
  • a backup of the actuator to the device can be achieved (fail-safe lock).
  • this ensures straight-line running, so that the vehicle can be safely driven like a vehicle without rear-axle steering, and thus in particular even at medium and high speeds.
  • the proposed device allows when used in a Häachslenk- actuator to lock the control system in case of overload, in case of power failure and at rest safely and without play.
  • the securing recesses may be formed as securing recesses.
  • the component having the securing recesses is a sheet metal part which is produced by forming technology.
  • the securing recesses and the securing elements in their number and geometry are arranged relative to each other so that for each relative position securing recess is ready, in which a pin can dip.
  • a defined ratio is given (more detailed explanations can be found below in the description of Figures 10 and 1 1).
  • the fuse elements can be actuated for example by ring or pin magnets. Furthermore, hydraulic or pneumatic elements or linear motors can be used; It can also be provided a manual locking or unlocking.
  • the actuator such as a spindle or rack can be locked directly.
  • the proposed device can be realized cheaper. Overall, the proposed device allows a pin lock, d. H. a positive lock that can be quickly and safely manufactured and released.
  • the locking can be done without play, which results from the use of at least two pins which enter into a hole pattern of a perforated disc, which is correspondingly adjusted so incrementally that for each relative rotational position between the component and the actuator a securing recess for the entry of a pen available stands.
  • the locking by the second or another securing element is only possible if from the moment in which the first securing element dips, a slight further movement takes place or the first securing element has reached an end position in the securing recess.
  • the control system may be part of a steering, a seat adjuster, a chassis, a roll stabilizer, a level controller or a camber adjuster.
  • replacement blade 1a is a side view of a device for steering the rear axle of a passenger car according to a first embodiment of the invention, wherein a shaft member is locked relative to a housing member with respect to its rotation,
  • FIG. 1 b the illustration of FIG. 1 a, wherein the rotation of the shaft member is released relative to the housing element
  • FIG. 2a in the illustration of FIG. 1a, a second embodiment of the
  • FIG. 2b shows the illustration according to FIG. 2a, wherein the rotation of the shaft element is released relative to the housing element
  • FIG. 3a in the illustration of FIG. 1 a, a third embodiment of the
  • FIG. 3b shows the view of FIG. 3a, wherein the rotation of the shaft member is released relative to the housing member
  • FIG. 4a in the illustration of FIG. 1 a, a fourth embodiment of the
  • FIG. 4b the representation of FIG. 4a, wherein the rotation of the shaft member is released relative to the housing member
  • Fig. 5a in the illustration of FIG. 1 a a fifth embodiment of
  • FIG. 6a in the illustration of FIG. 1a, a sixth embodiment of
  • FIG. 6b the representation of FIG. 6a, wherein the rotation of the shaft member is released relative to the housing element
  • FIG. 7a in the illustration of FIG. 1a, a seventh embodiment of the
  • FIG. 8a in the illustration of FIG. 1a an eighth embodiment of the
  • FIG. 9b the illustration according to FIG. 9a, wherein the rotation of the shaft element is released relative to the housing element
  • 10a shows the side view of an actuator with a linearly displaceable in a housing element shaft element, wherein the shaft element
  • FIG. 10 a in the illustration according to FIG. 10 a an alternative embodiment, wherein the shaft element is locked relative to the housing element with regard to its longitudinal movement
  • FIG. 1 1 b the illustration of FIG. 1 1a, wherein the longitudinal movement of the shaft member is released relative to the housing element.
  • a (only schematically indicated) positioning system 1 is sketched as a device for steering a (not shown) rear axle of a car.
  • the adjusting system has an actuator 2, with which a steering movement between a vehicle-fixed point and articulation points of a steering linkage (not shown) can be performed.
  • the connection between the steering linkage and the actuator 2 via (also not shown) clevises.
  • the actuator 2 is designed to generate a translatory displacement movement in the direction of the axis A of an actuator 4 in the form of a shaft element, wherein the actuator 4 is movable relative to a housing element as a component 3.
  • the component 3 and the actuator 4 are the nut and the spindle of a ball screw.
  • a locking unit 5 is present.
  • the locking unit 5 for suppressing the rotational movement between the actuator 4 and the housing element 3 at least
  • replacement blade at least two securing elements 6 in the form of pins, which are arranged to be movable either in the component 3 or in the actuator 4.
  • the securing elements 6 are designed to engage in securing recesses 7, which are arranged either in the actuator 4 or in the component 3. Thus, if necessary, a firm connection between the component 3 and the actuator 4 is produced.
  • a plurality of securing elements 6 are placed with respective drives 8 in the component 3, namely around the axis A of the actuator 3 around equidistant.
  • the securing elements 6 can be moved by the respective drives 8 in the direction of their axis a, d. H. they can be moved into an advanced locking position and a retracted unlocked position.
  • a perforated disc perforated belt 10 10
  • the securing recesses 7 in the form of slots are introduced.
  • the securing elements 6 can be inserted into the securing recesses 7.
  • the securing recesses 7 are arranged in the perforated disc 10 equidistant about the axis A around. It can be provided here-and this applies to all exemplary embodiments described below-that the spacing of the securing elements 6 on the one hand and the spacing of the securing recesses 7 in the circumferential direction on the other hand (ie viewed around the axis A) are different. Both the securing elements 6 and the securing recesses 7 are indeed at the same radius. However, the securing elements 6 can, for example, be closer together than the securing recesses 7 do.
  • a variant is outlined in which all securing elements 6 can be held by a movable in the axial direction A support plate 12 and axially displaced.
  • the securing elements 6 are here axially biased by spring elements 9 in the form of coil springs.
  • the carrier plate 12 with all the securing elements 6 is displaced from the position sketched in FIG. 2b into the position sketched in FIG. 2a, so that at least one securing element 6 enters a securing recess 7 and accomplishes the locking.
  • a solution is shown, in which the securing elements 6 are spring-loaded placed in the component 3.
  • a perforated disc 10 which is now displaceable axially in the direction of the axis A on the actuator 4 is moved.
  • Fig. 3a the locking position can be seen, in Fig. 3b, the unlocked position.
  • Fig. 3b the unlocked position.
  • FIG. 4 The variant according to FIG. 4 is based on the fact that, analogous to FIG. 3, a perforated disc 10 is used which, however, now sits axially fixed on the actuator 4. Instead of an axial movement of the perforated disc 10 is now an axial Be
  • the exemplary embodiment according to FIG. 5 shows that now the securing elements 6 are arranged co-rotating in the actuator 4.
  • a carrier disk 1 1 is mounted on the actuator 4, which has Sich ceremoniessausEnglishun- conditions for the securing elements 6 and the spring elements 9.
  • the securing recesses 7 are accordingly arranged in the component 3.
  • the carrier disk 1 1 is arranged displaceably in the direction of the axis A on the actuator 4.
  • FIG. 7 it is provided that, similar to FIGS. 5 and 6, a carrier plate 12 is used.
  • the perforated disc 10, which is rotatably connected to the component 3 is moved in the direction of the axis A in order to lock or unlock.
  • FIGS. 8 and 9 While the embodiments described so far rely on a parallelism between the axis A of the actuator 4 and the axis a of the fuse element 6, this is solved differently in FIGS. 8 and 9.
  • the axes A and a are perpendicular to each other, d. H. the securing elements 6 do not enter axially but radially into the securing recesses 7.
  • the securing elements 6 are movably arranged in the component 3 and enter into securing recesses 7 of a perforated disc 10, which is arranged rotationally fixed and axially fixed on the actuator 4.
  • Fig. 9 the kinematic reversal is shown, according to which the securing elements 6 are arranged in a carrier disk 1 1, which on the actuator 4th
  • the securing elements 6 are located equidistantly at a distance b.
  • the securing recesses 7 are also spaced equidistant, but arranged at a greater distance c. This has the consequence that, due to the difference between c and b, an incremental offset from securing recess 7 to securing recess 7 or from securing element 6 to securing element 6 results, as far as the relative position between securing element and securing recess is concerned.

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Abstract

Stellsystem (1) mit einem Bauelement (3), mit einem zum Bauelement (3) relativ bewegbaren Stellglied (4) und mit einer Verriegelungseinheit (5), die ein Sicherungselement (6) und eine Sicherungsausnehmung (7) aufweist, wobei im entriegelten Zustand das Sicherungselement (6) mit der Sicherungsausnehmungen (7) außer Eingriff ist und eine Relativbewegung des Stellglieds (4) zu dem Bauelement (3) möglich ist und wobei im verriegelten Zustand das Sicherungselement (6) in die Sicherungsausnehmung (7) eingreift, so dass, im verriegelten Zustand das erste der in die Sicherungsausnehmung (7) bzw. Sicherungsausnehmungen (7) eingreifenden Sicherungselemente (6) für sich betrachtet die Relativbeweglichkeit lediglich begrenzt und durch Eingriff eines weiteren Sicherungselements (6) in die Sicherungsausnehmung (7) bzw. eine der Sicherungsausnehmungen (7) eine Fixierung des Bauelements (3) zum Stellglied (4) gebildet ist

Description

Stellsystem mit einer Verriegelungseinheit
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Stellsystem mit einem Bauelement, mit einem zum Bauelement relativ bewegbaren Stellglied und mit einer Verriegelungseinheit, die ein Sicherungselement und eine Sicherungsausnehmung aufweist, wobei im entriegelten Zustand das Sicherungselement mit der Sicherungsausnehmung außer Eingriff und eine Relativbewegung des Stellglieds zu dem Bauelement möglich ist und wobei im verriegelten Zustand das Sicherungselement in die Sicherungsausnehmung eingreift.
Hintergrund der Erfindung
Für eine Vielzahl von Stellsystemen ist es erforderlich, dass diese schon aus Sicherheitsgründen notfalls arretierbar sind. Dazu kann beispielsweise ein Ver- riegelungsstift vorgesehen sein. Insbesondere bei sehr schnell zu einander beweglichen Bauteilen ist aufgrund der Massenträgheit der Bauteile kein sicheres Einspuren des Verriegelungsstifts in eine zugehörige Sicherungsausnehmung möglich, so dass gerade bei hoher Belastung ein sicheres Verriegeln nicht oder zumindest nicht zeitnah möglich ist. Ein gegen eine Rastausneh- mung federvorbelastetes Arretier- oder Rastelement als Verriegelungseinheit hat den Nachteil, dass es nicht spielfrei verriegelt.
Ein Stellsystem ist aus DE 10 2008 024 910 A1 bekannt. Hier wird ein Aktuator beschrieben, der als Element in einem Lenksystem eines Fahrzeugs eingesetzt werden kann. Der Aktuator umfasst ein Spindel-Mutter-System, um eine Linearbewegung erzeugen zu können. Um die relative Rotation zwischen der Spindel und der Mutter zeitweise unterbinden zu können, ist eine Schlingfeder
Ersatzblatt vorgesehen, die bei Bedarf, d. h. wenn die relative Rotation zwischen den genannten Teilen unterbunden werden soll, aktiviert bzw. angezogen wird.
Mit der genannten Schlingfeder kann das mechatronische Stellsystem des Hin- terachslenkaktuators im Überlastfall, bei Stromausfall und auch im Ruhezustand verriegelt werden. Damit ergeben sich zwar Einschränkungen im Hand- ling, jedoch ist das Fahrzeug sicher beherrschbar.
Bei der Schlingfederbremse handelt es sich um ein reibschlüssiges Bremssys- tem, das folglich einer Verlustleistung unterliegt. Die Schlingfedern in den
Brems- bzw. Blockiervorrichtungen weisen dabei relativ großen Toleranzen auf. Dies hat zur Folge, dass die jeweilige Auslegung der Stellsysteme schwierig ist, individuell erfolgen muss und damit teuer ist. Ferner sind relativ große Unsicherheiten bei der Auslegung gegeben.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Stellsystem zu schaffen, das eine relative Bewegung zwischen dem Gehäuse und dem Stellglied in einfacher und reibungsarmer Weise unterbindet und so jedenfalls zeitweise eine drehfeste Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Stellglied herstellt. Schließlich soll die Blockierung der Relativbewegung schnell hergestellt werden können. Ebenfalls ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Sichern eines Stellglieds gegen Bewegungen zu schaffen, das das Stellglied auf externe Anforderung auch bei hohen Bewegungsgeschwindigkeiten zuverlässig sichern kann.
Zusammenfassung der Erfindung Die Aufgabe wird gelöst durch ein Stellsystem mit einem Bauelement, mit einem zum Bauelement relativ bewegbaren Stellglied und mit einer Verriegelungseinheit, die ein Sicherungselement und eine Sicherungsausnehmung aufweist, wobei im entriegelten Zustand das Sicherungselement mit der Siche-
Ersatzblatt rungsausnehmung außer Eingriff und eine Relativbewegung des Stellglieds zu dem Bauelement möglich ist und wobei im verriegelten Zustand das Sicherungselement in die Sicherungsausnehmung eingreift, wobei im verriegelten Zustand das erste der in die Sicherungsausnehmung bzw. Sicherungsausneh- mungen eingreifenden Sicherungselemente für sich betrachtet die Relativbeweglichkeit lediglich begrenzt und durch Eingriff eines weiteren Sicherungselements in die Sicherungsausnehmung bzw. eine der Sicherungsausnehmungen eine Fixierung des Bauelements zum Stellglied gebildet ist. Das erste Sicherungselement schränkt für sich genommen die Relativbewegung lediglich auf ein Intervall ein, und mehrere Sicherungselemente gemeinsam bilden in den Sicherungsausnehmungen einen Formschluss.
Die zweite Teilaufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Sichern eines Stellsystems mit einem Bauelement und einem im entriegelten Zustand relativ zum Bauelement beweglichen Stellglied gegen Bewegungen, wobei in einem ersten Schritt durch ein erstes Sicherungspaar eine Einschränkung der Relativ- bewegbarkeit auf ein Intervall erfolgt und in einem zweiten, dem ersten zeitlich nachfolgenden Schritt ein zweites Sicherungspaar das Stellglied verriegelt.
Demnach erfolgt durch das erfindungsgemäße Verfahren kein instantanes Verriegeln, sondern ein Verriegeln in mehreren Schritten. Nach dem ersten Schritt ist die Bewegbarkeit des Stellglieds auf ein Teilintervall des ursprünglichen Stellweges eingeschränkt. Dadurch dass im ersten Schritt kein Formschluss sondern nur eine Eingrenzung des Bewegungsintervalls erfolgt, steht hinreichend viel Raum zur Verfügung, der bei schneller Bewegung überstrichen werden kann, um ein Sicherungselement wie einen Bolzen in diesen Raum eingreifen zu lassen. Erreicht das eingreifende Sicherungselement die Intervallenden, erfolgt ein Stoppen der Bewegung des Stellgliedes. Das so gestoppte Stellglied kann in einem zweiten Schritt formschlüssig gesichert werden. Dabei macht die Erfindung von der Erkenntnis Gebrauch, dass das Stoppen entweder abrupt erfolgt, weil es durch einen - beispielsweise nicht mehr funktionierenden - externen Aktuator oder durch äußere Einflüsse so belastet ist, dass das Sys-
Ersatzblatt tem die ursprüngliche Bewegungsrichtung beibehalten will. In diesem Fall verharrt das Sicherungselement und damit das Stellglied am Intervallende, so dass genügend Zeit zur Verfügung steht, um an dieser oder einer weiteren Stelle eine endgültige Bewegungssicherung wie eine Verriegelung vorzunehmen. Oder die externe Belastung entfällt, dann wirken am Endanschlag keine Kräfte auf das Stellglied, so dass es sich nur minimal bewegt und ebenfalls leicht sicherbar ist. Auch im dritten Fall, wenn plötzlich eine Kraft- und damit eine Bewegungsumkehr von außen erwirkt wird, ist ein sicheres Verriegeln möglich, da das Stellglied aufgrund seiner Trägheit und der des Systems um den Bewegungsumkehrpunkt nur kleine Wegstrecken zurücklegt und damit ausreichend Zeit für die Bewegung des Sicherungselements zur Verfügung steht.
Das Stellsystem weist in seiner einfachsten Ausgestaltung zwei relativ zueinander bewegliche Bauteile auf. Das eine Bauteil ist meistens stationär angeordnet und wird als Bauelement bezeichnet. Dabei kann es sich um ein Gehäuse oder ein Gehäusebauteil handeln, wobei es nicht erforderlich ist, dass das Gehäusebauteil das Stellelement vollständig oder teilweise umschließt. Es kann sich bei dem Bauelement und dem Stellglied auch um zwei gegeneinander verschiebbare Bauteile handeln, die aneinander gesichert werden und dann nur noch gemeinsam in Bezug auf dritte Bauteile bewegbar sind.
Das Stellglied ist ein Bauteil, das zu dem Bauelement beweglich ist. Dabei kann es sich um eine translatorische oder rotatorische Bewegung mit jeweils einem Freiheitsgrad handeln. Denkbar sind aber ebenso mehrere Freiheitsgrade. In diesem Fall kann in dem ersten Schritt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch zunächst die Anzahl der Freiheitsgrade reduziert werden, beispielsweise von einer Bewegung in zwei Dimensionen in eine lineare Bewegung, um in einem optionalen zweiten Schritt die lineare Bewegung zu begrenzen und erst dann eine Sicherung vorzunehmen. Das Stellglied kann beispielsweise eine Spindel eines Spindel-Mutter-Systems sein.
Ersatzblatt Die Verriegelungseinheit besteht aus Sicherungselementen und aus Siche- rungsausnehmungen. Die Sicherungselemente sind vorzugsweise als verkörperte, mechanische Bauteile ausgebildet und können beispielsweise als Stifte, Bolzen, Klinken, Kugeln, Rastelemente in eine oder mehrere der Sicherungs- ausnehmungen eingreifen. Die Sicherungselemente können mit einem kegelig zulaufenden Ende ausgebildet sein, um ein Eintauchen in die Sicherungsaus- nehmungen zu erleichtern.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Sicherungselemente vorges- pannt, so dass ein Auslösen auch ohne externe Energiezufuhr möglich ist. Zudem sichern mechanische Sicherungselemente, die vorzugsweise im gesicherten Zustand einen Teil einer Verriegelung bilden und damit eine formschlüssige Sicherung bewirken, das Stellsystem auch ohne weitere Einwirkung zuverlässig und eignen sich damit besonders für Stellsysteme, die Teil von sicherheitsrele- vanten Produkten oder Modulen sind.
In der Regel wird die erforderliche Vorspannkraft nicht durch die von außen maximal auf das System einwirkenden Kräfte, sondern das Größenverhältnis der Sicherungselemente und der Sicherungsausnehmungen bestimmt, um in einem bestimmten Zeitfenster einen sicheren Eingriff zu gewährleisten. Im Vergleich zu formschlüssigen Sicherungen aus dem Stand der Technik kann daher in der Regel auch die Vorspannkraft reduziert werden.
Zumindest eine erste Sicherungsausnehmung ist größer als die vom einem ersten Sicherungselement in Bewegungsrichtung eingenommene Fläche ausgebildet. Damit kann das Sicherungselement in der Sicherungsausnehmung weder verrasten noch in ihr allein einen Formschluss herstellen. Allerdings steht die gesamte Fläche der Sicherungsausnehmung für ein Eingreifen des Sicherungselements zur Verfügung. Wenn das Sicherungselement ausgelöst wird und dann in die Sicherungsausnehmung eingreift, bilden die Ränder der Sicherungsausnehmung, die beispielsweise als harte oder weiche Anschläge ausgebildet sind, eine räumliche Grenze, die die Bewegung des Sicherungs-
Ersatzblatt elements zur Sicherungsausnehmung einschränkt und damit eine Bewegung des Stellglieds nur noch in einem Intervall ermöglicht.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass eine oder mehrere Sicherungsaus- nehmungen zusätzlich mit mit dem ersten Sicherungselement zumindest zeitweise im Kraftschluss stehen. Die Bewegung des Stellglieds wird dann soweit abgebremst, dass dem zweiten Sicherungselement ausreichend Zeit für eine Verriegelung zur Verfügung steht. Für zumindest einige der Sicherungsaus- nehmungen und der Sicherungselemente sind beispielsweise Keil- oder Ram- penformen denkbar. Diese können ggf. auch ein Einspuren erleichtern.
Je größer die Sicherungsausnehmungen im Verhältnis zu den Außenabmessungen des Sicherungselements sind, desto mehr Zeit steht für ein Eingreifen zur Verfügung. Bei hinreichender Größe kann vorteilhafterweise die Vorspann- kraft reduziert werden und ggf. sogar entfallen, falls die Gewichtskraft aufgrund der Eigenmasse ausreichend sein sollte.
In speziellen Anwendungen kann vorgesehen sein, dass die Sicherungsausnehmungen die Bewegung lediglich einseitig begrenzen und damit die Bewe- gung auf ein halboffenes Intervall einschränken.
Die Sicherungsausnehmungen sind im einfachsten Fall als Langlöcher ausgebildet, so dass die Bewegung nur in einem abgeschlossenen Intervall möglich ist. Die in die Langlöcher zum Eingriff vorgesehenen Sicherungselemente sidn dann vorzugsweise Stifte oder Bolzen. In einer weiteren Ausführungsform können die Sicherungsausnehmungen auch als freier Raum realisiert sein, der durch Wandungen oder Anschläge begrenzt ist.
Die Sicherungselemente können am Stellglied oder am Bauelement angeord- net sein. Entsprechend ist die Sicherungsausnehmung bzw. sind die Sicherungsausnehmungen dann am komplementären Bauteil Bauelement oder Stellglied angeordnet. Auch eine wechselseitige Anordnung, dass sowohl das Stellglied als auch das Bauelement jeweils eine Sicherungsausnehmung und ein
Ersatzblatt Sicherungselement aufweisen, ist denkbar. Die Sicherungsausnehmungen und Sicherungselemente brauchen nicht direkt am Stellglied bzw. am Bauelement angeordnet sein; sie können auch an anderen Bauteilen angeordnet sein, die mit dem Stellglied bzw. dem Bauelement in Bewegungsrichtung fest verbunden sind.
Die Sicherungselemente bilden in der oder den Sicherungsausnehmungen gemeinsam einen Formschluss. Darunter ist zu verstehen, dass es zumindest ein Sicherungselement gibt, das in einer Sicherungsausnehmung nicht fixiert ist, sondern grundsätzlich Bewegungsfreiheit genießt, solange ein zweites Sicherungselement noch nicht im Eingriff mit dieser oder einer weiteren Sicherungsausnehmung steht. Das zweite Sicherungselement sorgt für sich allein, zusammen mit dem ersten Sicherungselement oder ggf. zusammen mit weiteren Sicherungselementen für eine Verriegelung. Dabei kann jedes Sicherungsele- ment für sich beispielsweise Bewegung in einer bestimmten Richtung einschränken und durch sukzessives Reduzieren der Freiheitsgrade eine Fixierung des Stellglieds erreicht werden. Im Zustand unmittelbar vor dem Verriegeln schränkt zumindest einer der in die Sicherungsausnehmungen eingreifenden Sicherungselemente für sich genommen die Relativbewegung lediglich auf ein Intervall ein, und anschließend bilden ein weiteres Sicherungselement oder mehrere Sicherungselemente gemeinsam in den Sicherungsausnehmungen einen Formschluss.
Vom Prinzip der Erfindung ist es zwar möglich, auch im„verriegelten" Zustand noch ein kleines Spiel zuzulassen. Vorzugsweise erfolgt die Verriegelung des Stellglieds am Bauelement in sicherer Weise spielfrei.
In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung bilden genau zwei Stifte, die in entgegen gerichtete Enden von Langlöchern eingreifen, gemeinsam eine derar- tige formschlüssige Sicherung.
Gemäß der Erfindung ist eine Sicherungsausnehmung ausreichend. Wird ein beispielsweise ein Stift in Eingriff mit der Sicherungsausnehmung gebracht und
Ersatzblatt schlägt im Fortgang der Bewegung am Sicherungsausnehmungsende an, kann ein zweiter Stift an einem in die entgegen gesetzten Sicherungsausnehmungsende in Eingriff gebracht werden. Alternativ kann der zweite Stift in eine andere Sicherungsausnehmung eintauchen.
In einer Ausführungsform ist das Stellglied drehbeweglich. In einer weiteren Ausführung ist es linear bewegbar. Beispielsweise kann eine Welle an einem Gehäuse gesichert sein, wobei Mittel zur zumindest zeitweisen Unterbindung der Drehbewegung zwischen der Welle und dem Gehäuse mindestens zwei Stifte umfassen, die im Gehäuse oder an der Welle angeordnet sind, wobei die Stifte ausgebildet sind, in korrespondierende Ausnehmungen an der Welle oder im Gehäuse einzugreifen, um eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Welle herzustellen. Das Gehäuse und die Welle können als Spindel-Mutter-System, insbesondere als Kugelgewindetrieb, ausgebildet.
Die Sicherungselemente können als im Wesentlichen zylindrische Bauteile ausgebildet und in Richtung ihrer Achse translatorisch beweglich am Bauelement oder am Stellglied angeordnet sein. Sie können mit einem Antrieb in Verbindung stehen, mit denen sie in Richtung ihrer Achse bewegt werden können. Bei dem Antrieb kann es sich um einen elektromechanischen, magnetischen, pneumatischen oder hydraulischen Antrieb handeln oder zum schnelleren Auslösen durch einen solchen vorgespannt sein. Die Sicherungselemente können ferner mittels eines Federelements vorspannbar angeordnet werden, wobei das Federelement in Richtung der Achse der Sicherungselemente wirkt.
In einer Ausbildung der Erfindung sind die Sicherungsausnehmungen zum Eingriff der Sicherungselemente gemeinsam auf einer Scheibe angeordnet und bilden eine Lochscheibe. Die Lochscheibe kann auf dem Stellglied oder dem Bauteil in Achsrichtung verschieblich angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass sie auf einem in in ihrer Achsrichtung verschiebbaren Welle angeordnet ist.
Ersatzblatt In Umkehrung der vorgenannten Ausbildung kann auf dem Stellglied oder dem Bauelement auch eine Trägerscheibe angeordnet sein, die die Sicherungselemente trägt. Die Achsrichtung der Sicherungselemente kann parallel oder senkrecht zur Bewegungsrichtung verlaufen. Demgemäß wirken die Sicherungselemente also axial oder radial zur Achse des Stellglieds.
Die vorgeschlagene Vorrichtung dient in einer ersten Anwendung der form- schlüssigen Sperrung eines linearen Stellsystems. Im Versagensfalle eines regulären Antriebs kann eine Sicherung des Stellglieds zum Bauelement erreicht werden (Fail-Safe-Sperre). Im Anwendungsfall einer elektromechani- schen Hinterachslenkung ist damit ein Geradeauslauf sichergestellt, so dass das Fahrzeug wie ein Fahrzeug ohne Hinterachslenkung und damit insbeson- dere auch noch bei mittleren und höheren Geschwindigkeiten sicher fahrbar ist.
Die vorgeschlagene Vorrichtung erlaubt beim Einsatz in einem Hinterachslenk- aktuator, das Stellsystem im Überlastfall, bei Stromausfall und im Ruhezustand sicher und spielfrei verriegeln zu können.
Die Sicherungsausnehmungen können als Sicherungsausnehmungen ausgebildet sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem die Sicherungsausnehmungen aufweisenden Bauteil um ein Blechteil, das umformtechnisch hergestellt ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Sicherungsausnehmungen und die Sicherungselemente in ihrer Anzahl und Geometrie so relativ zueinander zueinander angeordnet, dass für jede relative Stellung Sicherungsausnehmung bereitsteht, in die ein Stift eintauchen kann. Für das Inkrement von Stiften und Sicherungsausnehmungen ist also ein definiertes Verhältnis vorgegeben (nähere Ausführungen hierzu finden sich unten bei der Beschreibung der Figuren 10 und 1 1).
Ersatzblatt Die Sicherungselemente können beispielsweise durch Ring- oder Stiftmagnete betätigt werden. Ferner können hydraulische oder pneumatische Elemente oder Linearmotoren zum Einsatz kommen; es kann auch eine manuelle Ver- bzw. Entriegelung vorgesehen werden.
Anstelle einer Sperrung des rotierenden Teils eines linearen Stellelements kann auch das Stellelement wie eine Spindel oder Zahnstang direkt gesperrt werden. Im Vergleich mit der vorbekannten Schlingfederlösung kann die vorgeschlagene Vorrichtung kostengünstiger realisiert wird. Insgesamt erlaubt die vorgeschlagene Vorrichtung eine Stiftverriegelung, d. h. eine formschlüssige Verrieglung, die schnell und sicher hergestellt und wieder aufgehoben werden kann.
Die Verrieglung kann spielfrei erfolgen, was sich durch den Einsatz mindestens zweier Stifte ergibt, die in ein Lochmuster einer Lochscheibe eintreten, das entsprechend so inkremental abgestimmt ist, dass für jede relative Drehposition zwischen dem Bauelement und dem Stellglied eine Sicherungsausnehmung zum Eintritt eines Stifts zur Verfügung steht. In einer Variante der Erfindung ist die Verriegelung durch das zweite oder ein weiteres Sicherungselement erst dann möglich, wenn von dem Moment, in dem das erste Sicherungselement eintaucht, eine geringfügige Weiterbewegung erfolgt oder das erste Sicherungselement in der Sicherungsausnehmung eine Endlage erreicht hat.
Das Stellsystem kann Teil einer Lenkung, eines Sitzverstellers, eines Fahrwerks, eines Wankstabilisators, eines Niveaureglers oder eines Sturzverstellers sein. Kurze Beschreibung der Figuren
In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Ersatzblatt Fig. 1 a die Seitenansicht einer Vorrichtung zum Lenken der Hinterachse eines Pkw gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Wellenelement relativ zu einem Gehäuseelement hinsichtlich seiner Rotation gesperrt ist,
Fig. 1 b die Darstellung gemäß Fig. 1 a, wobei die Rotation des Wellenelements relativ zum Gehäuseelement freigegeben ist,
Fig. 2a in der Darstellung gemäß Fig. 1a eine zweite Ausführungsform der
Erfindung, wobei das Wellenelement relativ zum Gehäuseelement hinsichtlich seiner Rotation gesperrt ist,
Fig. 2b die Darstellung gemäß Fig. 2a, wobei die Rotation des Wellenelements relativ zum Gehäuseelement freigegeben ist,
Fig. 3a in der Darstellung gemäß Fig. 1 a eine dritte Ausführungsform der
Erfindung, wobei das Wellenelement relativ zum Gehäuseelement hinsichtlich seiner Rotation gesperrt ist, Fig. 3b die Darstellung gemäß Fig. 3a, wobei die Rotation des Wellenelements relativ zum Gehäuseelement freigegeben ist,
Fig. 4a in der Darstellung gemäß Fig. 1 a eine vierte Ausführungsform der
Erfindung, wobei das Wellenelement relativ zum Gehäuseelement hinsichtlich seiner Rotation gesperrt ist,
Fig. 4b die Darstellung gemäß Fig. 4a, wobei die Rotation des Wellenelements relativ zum Gehäuseelement freigegeben ist, Fig. 5a in der Darstellung gemäß Fig. 1 a eine fünfte Ausführungsform der
Erfindung, wobei das Wellenelement relativ zum Gehäuseelement hinsichtlich seiner Rotation gesperrt ist,
Ersatzblatt Fig. 5b die Darstellung gemäß Fig. 5a, wobei die Rotation des Wellenelements relativ zum Gehäuseelement freigegeben ist,
Fig. 6a in der Darstellung gemäß Fig. 1a eine sechste Ausführungsform der
Erfindung, wobei das Wellenelement relativ zum Gehäuseelement hinsichtlich seiner Rotation gesperrt ist,
Fig. 6b die Darstellung gemäß Fig. 6a, wobei die Rotation des Wellenelements relativ zum Gehäuseelement freigegeben ist,
Fig. 7a in der Darstellung gemäß Fig. 1a eine siebte Ausführungsform der
Erfindung, wobei das Wellenelement relativ zum Gehäuseelement hinsichtlich seiner Rotation gesperrt ist, Fig. 7b die Darstellung gemäß Fig. 7a, wobei die Rotation des Wellenelements relativ zum Gehäuseelement freigegeben ist,
Fig. 8a in der Darstellung gemäß Fig. 1a eine achte Ausführungsform der
Erfindung, wobei das Wellenelement relativ zum Gehäuseelement hinsichtlich seiner Rotation gesperrt ist,
Fig. 8b die Darstellung gemäß Fig. 8a, wobei die Rotation des Wellenelements relativ zum Gehäuseelement freigegeben ist, Fig. 9a in der Darstellung gemäß Fig. 1a eine neunte Ausführungsform der
Erfindung, wobei das Wellenelement relativ zum Gehäuseelement hinsichtlich seiner Rotation gesperrt ist,
Fig. 9b die Darstellung gemäß Fig. 9a, wobei die Rotation des Wellenele- ments relativ zum Gehäuseelement freigegeben ist,
Fig. 10a die Seitenansicht eines Aktuators mit einem linear in einem Gehäuseelement verschieblichen Wellenelement, wobei das Wellenele-
Ersatzblatt ment relativ zum Gehäuseelement hinsichtlich seiner Längsbewegung gesperrt ist,
Fig. 10b die Darstellung gemäß Fig. 10a, wobei die Längsbewegung des Wellenelements relativ zum Gehäuseelement freigegeben ist,
Fig. 1 1a in der Darstellung gemäß Fig. 10a eine alternative Ausführungsform, wobei das Wellenelement relativ zum Gehäuseelement hinsichtlich seiner Längsbewegung gesperrt ist,
Fig. 1 1 b die Darstellung gemäß Fig. 1 1a, wobei die Längsbewegung des Wellenelements relativ zum Gehäuseelement freigegeben ist.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
In den Figuren ist jeweils ein (nur schematisch angedeutetes) Stellsystem 1 als Vorrichtung zum Lenken einer (nicht dargestellten) Hinterachse eines Pkw skizziert. Das Stellsystem weist einen Aktuator 2 auf, mit dem eine Lenkbewegung zwischen einem fahrzeugfesten Punkt und Anlenkpunkten eines Lenkgestän- ges (nicht dargestellt) ausgeführt werden kann. Die Verbindung zwischen dem Lenkgestänge und dem Aktuator 2 erfolgt über (ebenfalls nicht dargestellte) Gabelköpfe.
Der Aktuator 2 ist zur Erzeugung einer translatorischen Verschiebebewegung in Richtung der Achse A eines Stellglieds 4 in Form eines Wellenelements ausgebildet, wobei das Stellglied 4 relativ zu einem Gehäuseelement als Bauelement 3 beweglich ist. Bei dem Bauelement 3 und dem Stellglied 4 handelt es sich um die Mutter und die Spindel eines Kugelgewindetriebs. Um bei Bedarf die translatorische Bewegung zu unterbinden, ist eine Verriegelungseinheit 5 vorhanden.
Generell ist vorgesehen, dass die Verriegelungseinheit 5 zur Unterbindung der Drehbewegung zwischen dem Stellglied 4 und dem Gehäuseelement 3 mindes-
Ersatzblatt tens zwei Sicherungselemente 6 in Form von Stiften umfasst, die entweder im Bauelement 3 oder im Stellglied 4 beweglich angeordnet sind. Die Sicherungselemente 6 sind dabei ausgebildet, in Sicherungsausnehmungen 7 einzugreifen, die entweder im Stellglied 4 oder im Bauelement 3 angeordnet sind. Damit wird bei Bedarf eine feste Verbindung zwischen dem Bauelement 3 und dem Stellglied 4 hergestellt.
Dieses generelle Prinzip ist in den nachfolgenden speziellen Ausführungsformen exemplarisch illustriert.
In Fig. 1 sind mehrere Sicherungselemente 6 mit jeweiligen Antrieben 8 im Bauelement 3 platziert, und zwar um die Achse A des Stellglieds 3 herum äquidistant. Die Sicherungselemente 6 können durch die jeweiligen Antriebe 8 in Richtung ihrer Achse a bewegt werden, d. h. sie können in eine vorgeschobene Verriegelungsstellung und in eine zurückgezogene Entriegelungsstellung verfahren werden.
Auf dem Stellglied 4 ist drehfest und axial fest eine Lochscheibe (Lochband) 10 angeordnet, in der die Sicherungsausnehmungen 7 in Form von Langlöchern (alternativ und nicht dargestellt als versetzte Bohrungen) eingebracht sind.
Demgemäß können zwecks Verriegelung durch die Antriebe 8 die Sicherungselemente 6 in die Sicherungsausnehmungen 7 eingeschoben werden. Die Sicherungsausnehmungen 7 sind in der Lochscheibe 10 äquidistant um die Achse A herum angeordnet. Dabei kann - und dies gilt für alle nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele - vorgesehen werden, dass der Abstand der Sicherungselemente 6 einerseits und der Abstand der Sicherungsausnehmungen 7 in Umfangsrichtung andererseits (d. h. um die Achse A herum be- trachtet) unterschiedlich ist. Sowohl die Sicherungselemente 6 als auch die Sicherungsausnehmungen 7 liegen zwar auf demselben Radius. Die Sicherungselemente 6 können aber beispielsweise näher beieinander liegen als es die Sicherungsausnehmungen 7 tun. Beim Vorsehen einer entsprechenden
Ersatzblatt Anzahl von Sicherungselementen 6 bzw. Sicherungsausnehmungen 7 und einem definierten Versatzbetrag zwischen dem Umfangsabstand der Sicherungselemente und dem Umfangsabstand der Sicherungsausnehmungen ergibt sich inkremental über den Umfang eine Umfangsstelle, bei der in jedem Falle (jedenfalls wenn ein gewisses Spiel zwischen Sicherungselement und Sicherungsausnehmung vorgesehen wird) ein Sicherungselement 6 in eine Sicherungsausnehmung 7 eintreten kann. Somit ist sichergestellt, dass in jeder relativen Winkelstellung zwischen dem Bauelement 3 und dem Stellglied 4 das erste Sicherungselement ohne Wegverzögerung in eine Sicherungsausneh- mung bewegbar ist und anschließend eine Verriegelung über das zweite Siche- rungselementmöglich ist.
In Fig. 2 ist eine Variante skizziert, bei der alle Sicherungselemente 6 von einer in Achsrichtung A beweglichen Trägerplatte 12 gehalten und axial verschoben werden können. Die Sicherungselemente 6 sind hier durch Federelemente 9 in Form von Schraubenfedern axial vorgespannt. Zwecks Verriegelung wird die Trägerplatte 12 mit allen Sicherungselementen 6 von der in Fig. 2b skizzierten Stellung in die in Fig. 2a skizzierte Stellung verschoben, so dass zumindest ein Sicherungselement 6 in eine Sicherungsausnehmung 7 eintritt und die Verrie- gelung bewerkstelligt.
In Fig. 3 ist eine Lösung dargestellt, bei der die Sicherungselemente 6 federvorgespannt im Bauelement 3 platziert sind. Zwecks Verriegelung wird eine jetzt axial in Richtung der Achse A auf dem Stellglied 4 verschiebliche Loch- scheibe 10 bewegt. In Fig. 3a ist die Verriegelungsposition zu sehen, in Fig. 3b die entriegelte Stellung. Beim Verriegeln tritt der entsprechende passende Sicherungselement 6 in die Sicherungsausnehmung 7 ein. Die nicht passenden Sicherungselemente 6 werden gegen den Widerstand der Feder 9 verschoben.
Die Variante nach Fig. 4 stellt darauf ab, dass analog zu Fig. 3 eine Lochscheibe 10 eingesetzt wird, die jetzt allerdings axial fest auf dem Stellglied 4 sitzt. Statt einer axialen Bewegung der Lochscheibe 10 ist jetzt eine axiale Be-
Ersatzblatt wegung in Richtung der Achse A vorgesehen, die allerdings das gesamte Stellglied 4 ausführt.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 stellt darauf ab, dass nunmehr die Si- cherungselemente 6 mitdrehend im Stellglied 4 angeordnet sind. Hierfür ist auf dem Stellglied 4 eine Trägerscheibe 1 1 montiert, die Sicherungsausnehmun- gen für die Sicherungselemente 6 und die Federelemente 9 aufweist. Die Si- cherungsausnehmungen 7 sind demgemäß im Bauelement 3 angeordnet. Die Trägerscheibe 1 1 ist in Richtung der Achse A auf dem Stellglied 4 verschieblich angeordnet.
Die Variante gemäß Fig. 6 lehnt sich an die Lösung nach Fig. 5 an, wobei jetzt die Trägerscheibe 11 axial fest auf dem Stellglied 4 sitzt und stattdessen das gesamte Stellglied 4 zwecks Ver- bzw. Entriegelung axial bewegt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist vorgesehen, dass ähnlich wie bei Fig. 5 bzw. 6 mit einer Trägerplatte 12 gearbeitet wird. Hier allerdings wird nun die Lochscheibe 10, die drehfest mit dem Bauelement 3 verbunden ist, in Richtung der Achse A bewegt, um zu ver- bzw. zu entriegeln.
Während die bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele auf eine Parallelität zwischen der Achse A des Stellglieds 4 und der Achse a des Sicherungselements 6 abstellen, ist dies bei Fig. 8 und 9 anders gelöst. Hier sind die Achsen A und a rechtwinklig zueinander, d. h. die Sicherungselemente 6 treten nicht axial sondern radial in die Sicherungsausnehmungen 7 ein.
In Fig. 8 sind die Sicherungselemente 6 beweglich im Bauelement 3 angeordnet und treten in Sicherungsausnehmungen 7 einer Lochscheibe 10 ein, die drehfest und axial fest auf dem Stellglied 4 angeordnet ist.
Bei Fig. 9 ist die kinematische Umkehr gezeigt, gemäß der die Sicherungselemente 6 in einer Trägerscheibe 1 1 angeordnet sind, die auf dem Stellglied 4
Ersatzblatt drehfest und axial fest montiert ist. Im Bauelement 3 sind die entsprechenden Sicherungsausnehmungen 7 eingearbeitet.
In den Figuren 10 und 1 1 ist das Prinzip der Positionierung von Sicherungs- elementen 6 und Sicherungsausnehmungen 7 illustriert, wobei zwecks leichterer Darstellung der Fall gezeigt ist, bei der ein translatorisch bewegliches Stellglied 4 in einem Bauelement 3 mittels der Sicherungselemente 6 verriegelt oder freigegeben werden soll. Diese Situation ist entsprechend - wie oben erläutert - auf eine Lösung zu übertragen, bei der die Sicherungselemente 6 und die Sicherungsausnehmungen 7 nicht linear beabstandet, sondern in Umfangsrich- tung versetzt im Bauelement 3 bzw. auf dem Stellglied 4 bzw. einer Lochscheibe 10 angeordnet sind.
Wie in Fig. 10a (mit Sicherungselementen 6, die von einem Antrieb 8 bewegt werden) bzw. Fig. 1 1 a (mit federvorgespannten Sicherungselementen 6) zu erkennen ist, befinden sich die Sicherungselemente 6 äquidistant beabstandet in einem Abstand b. Indes sind die Sicherungsausnehmungen 7 ebenfalls äquidistant beabstandet, allerdings in einem größeren Abstand c angeordnet. Dies hat zur Folge, dass sich aufgrund des Differenzbetrages zwischen c und b ein inkrementaler Versatz von Sicherungsausnehmung 7 zu Sicherungsaus- nehmung 7 bzw. von Sicherungselement 6 zu Sicherungselement 6 ergibt, was die relative Lage zwischen Sicherungselement und Sicherungsausnehmung anbelangt. Bei entsprechender Verteilung der Sicherungsausnehmungen 7 (z. B. auf der Lochscheibe 10) und der Sicherungselemente 6 ergibt sich daher, dass (jedenfalls bei entsprechender Wahl eines Einführungsspiels für den Sicherungselement 6 in die Sicherungsausnehmung 7) in jedem Falle eine Relativlage (d. h. eine Umfangsstelle) zwischen dem Bauelement 3 und dem Stellglied 4 vorliegt, bei der ein Sicherungselement 6 mit einer Sicherungsausnehmung 7 fluchtet und folglich eingeschoben werden kann, wodurch die Verriege- lung hergestellt ist.
Ersatzblatt Bezugszeichenliste
1 Stellsystem
2 Aktuator
3 Bauelement (Mutter)
4 Stellglied (Spindel)
5 Verriegelungseinheit
6 Sicherungselement (Stift)
7 Sicherungsausnehmung (Bohrung) 8 Antrieb
9 Federelement
10 Lochscheibe
11 Trägerscheibe
12 Trägerplatte
a Achse des Sicherungselements
A Achse des Stellglieds
b Abstand
c Abstand
Ersatzblatt

Claims

Patentansprüche
1. Stellsystem (1) mit einem Bauelement (3), mit einem zum Bauelement (3) relativ bewegbaren Stellglied (4) und mit einer Verriegelungseinheit (5), die ein Sicherungselement (6) und eine Sicherungsausnehmung (7) aufweist, wobei im entriegelten Zustand das Sicherungselement (6) mit der Sicherungsausneh- mungen (7) außer Eingriff ist und eine Relativbewegung des Stellglieds (4) zu dem Bauelement (3) möglich ist und wobei im verriegelten Zustand das Sicherungselement (6) in die Sicherungsausnehmung (7) eingreift, dadurch ge- kennzeichnet, dass im verriegelten Zustand das erste der in die Sicherungsausnehmung (7) bzw. Sicherungsausnehmungen (7) eingreifenden Sicherungselemente (6) für sich betrachtet die Relativbeweglichkeit lediglich begrenzt und durch Eingriff eines weiteren Sicherungselements (6) in die Sicherungsausnehmung (7) bzw. eine der Sicherungsausnehmungen (7) eine Fixierung des Bauelements (3) zum Stellglied (4) gebildet ist.
2. Stellsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsausnehmungen (7) als Langlöcher ausgebildet sind.
3. Stellsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsausnehmungen (7) als Lochraster auf einer Scheibe (10) angeordnet sind.
4. Stellsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass jeweils zwei Sicherungselemente (6) einen Formschluss erzeugen.
5. Stellsystem nach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinheit (5) als eine radial oder als eine axial wirkende Sperreinheit ausgebildet ist.
Ersatzblatt
6. Stellsystem nach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellsystem (1) als ein Kugelgewindetrieb mit einer Spindel als Stellglied (4) ausgebildet ist.
7. Stellsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellsystem (1) mehrere Sicherungsausnehmungen (7) aufweist, die so zueinander versetzt angeordnet sind, dass im verriegelten Zustand ein erster Sicherungselement (6) einseitig an einer ersten Wandung an- liegt, die eine Bewegung in eine Bewegungsrichtung des Stellglieds (4) verhindert und dass ein zweites Sicherungselement (6) an einer zweiten Wandung anliegt, die die Bewegung in die entgegengesetzte Richtung verhindert.
8. Stellsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (4) im verriegelten Zustand spielfrei gesichert ist.
9. Stellsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Stellsystem (1) Teil einer Lenkung, eines Sitzverstellers, eines Fahrwerks, eines Wankstabilisators, eines Niveaureglers oder eines Sturzverstellers ist.
10. Verfahren zum Sichern eines Stellsystems (1) mit einem Bauelement (3) und einem im entriegelten Zustand relativ zum Bauelement (3) beweglichen Stellglied (4) gegen Bewegungen, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt durch ein erstes Sicherungspaar eine Einschränkung der Relativ- bewegbarkeit auf ein Intervall erfolgt und in einem zweiten, dem ersten zeitlich nachfolgenden Schritt ein zweites Sicherungspaar das Stellglied (4) verriegelt.
Ersatzblatt
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018116134A1 (de) 2018-07-04 2020-01-09 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektromechanischer Aktuator mit stufenloser Bremseinrichtung
DE102018116802B4 (de) 2018-07-11 2025-01-09 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektromechanischer Aktuator für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Betätigung eines solchen Aktuators
DE102018129103A1 (de) 2018-11-20 2020-05-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hinterachslenkung für ein Kraftfahrzeug
DE102018130612A1 (de) 2018-12-03 2020-06-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetenwälzgewindetrieb für eine Hinterachslenkung eines Fahrzeugs sowie Hinterachslenkungsaktuator mit einem solchen Planetenwälzgewindetrieb
DE102019112480B3 (de) 2019-05-13 2020-02-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Fahrwerksaktuator und Verfahren zum Betrieb einer Getriebeanordnung eines Fahrwerksaktuators

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040256191A1 (en) * 2003-06-17 2004-12-23 Norman Buckhouse Selectably engageable clutch for a device
DE102010043592A1 (de) * 2010-11-09 2012-05-10 Zf Friedrichshafen Ag Formschlüssiges Schaltelement

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2277664T3 (es) * 2004-03-10 2007-07-16 Umbra Cuscinetti S.P.A. Unidad de direccion para un vehiculo electrico.
DE102006020041A1 (de) * 2005-05-02 2007-03-15 Continental Teves Ag & Co. Ohg Lenkvorrichtung, insbesondere für eine Hinterradlenkung
DE102008024910A1 (de) 2008-05-23 2009-11-26 Schaeffler Kg Aktuator mit einer Lastmomentsperre
DE102009039164A1 (de) * 2008-12-09 2010-06-10 Continental Teves Ag & Co. Ohg Lenkvorrichtung, insbesondere für eine Hinterradlenkung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040256191A1 (en) * 2003-06-17 2004-12-23 Norman Buckhouse Selectably engageable clutch for a device
DE102010043592A1 (de) * 2010-11-09 2012-05-10 Zf Friedrichshafen Ag Formschlüssiges Schaltelement

Also Published As

Publication number Publication date
DE112014002861A5 (de) 2016-03-10
DE102013211230A1 (de) 2014-12-18

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