WO2016150625A1 - Aktuator für eine hinterradlenkung sowie hinterradlenkung eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Aktuator für eine hinterradlenkung sowie hinterradlenkung eines kraftfahrzeuges Download PDF

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WO2016150625A1
WO2016150625A1 PCT/EP2016/053493 EP2016053493W WO2016150625A1 WO 2016150625 A1 WO2016150625 A1 WO 2016150625A1 EP 2016053493 W EP2016053493 W EP 2016053493W WO 2016150625 A1 WO2016150625 A1 WO 2016150625A1
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actuator
housing
angular contact
actuator according
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Stefan Schmidt
Frank Berger
Henning Schwenke
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • F16H2025/2062—Arrangements for driving the actuator
    • F16H2025/2096—Arrangements for driving the actuator using endless flexible members

Definitions

  • the actuator shown in the earlier application is also referred to as a central controller, d. H. it is arranged approximately in the middle between the rear wheels of the motor vehicle and operated via tie rods both rear wheels simultaneously. Also known are so-called dual plates, which are arranged in the region near the wheel and each guide only one rear wheel.
  • EP 1 91 1 660 B1 a trained also as a central actuator actuator for a rear-wheel steering was known.
  • the known actuator has a spindle drive with a spindle nut, which is driven directly by the rotor of a coaxially arranged electric motor.
  • the spindle nut is over Double groove ball bearing supported against the actuator housing. Due to the coaxial arrangement of the electric drive, the spindle nut is not loaded by transverse or radial forces.
  • the terms servomotor, actuator and actuator are treated as synonyms.
  • the spindle nut is supported relative to the housing of the actuator by way of inclined bearings, both in the axial and in the radial direction.
  • inclined bearings are here understood two single-row antifriction bearings, which are supported with their outer rings on the housing and their inner rings relative to the spindle nut.
  • spring elements are used for preloading the bearing or storage. The bias serves to compensate for thermally induced expansions in the actuator, so that the bearing rings always in
  • Disc springs or spring elements are used made of an elastomer, which in particular have a degressive or progressive spring characteristic.
  • Angular deviations between the axis of rotation of the spindle nut and the axis of rotation of the spindle can be compensated by the angular contact bearings, so that the coaxiality between the spindle and spindle nut is maintained and a clamping or locking of the movement thread is avoided.
  • a tilt-soft storage is given as at a pressure angle of 20 degrees.
  • the angular contact bearings are as
  • the angular contact bearings are as
  • the angular contact bearings are arranged on both sides of the driven pulley and the driven gear, wherein a symmetrical arrangement is preferred. This results in a symmetrical loading of the two angular contact bearings and a safe storage of the spindle nut over the
  • Actuator housing At least one floating bearing, preferably a sliding or needle bearing, arranged between the spindle nut and the spindle, which on the one hand an indirect support of the spindle relative to the housing and on the other hand, a relief of the movement thread at
  • the actuator is designed as a single-acting actuator, as a so-called dual plate.
  • the force exerted by the spindle force is only to one side, d. H. transferred to a rear wheel; for a rear wheel steering so two dual plates are required.
  • the spindle is mounted at least twice relative to the housing, wherein these bearings are preferably designed as plain bearings and as anti-rotation.
  • the rotation can advantageously take place via a groove in the housing in the one on the spindle or on the camp
  • both the spindle and the spindle nut are each supported at least twice over the housing of the actuator, whereby good conditions for a coaxiality between the spindle and spindle nut are given.
  • the spindle nut can yield due to the anti-tilt bearing according to the invention, ie yielding to the movement of the spindle. As a result, locking the movement thread is avoided.
  • Fig. 3 is designed as a dual actuator actuator with inventive
  • FIG. 1 shows a bearing arrangement 1 according to the invention of a spindle nut 2 which forms a spindle drive 4 with a spindle 3.
  • the spindle 3 has a
  • Spindle nut 2 is a pulley 6, which rotatably arranged a component of a traction mechanism drive, not shown here, designed as a belt drive.
  • the pulley 6 is also referred to as output disk 6, since it forms the output side of the traction mechanism drive.
  • the spindle nut 2 is supported by two single-row, against each other employed angular contact ball bearings 7, 8 relative to an indicated housing 9. As can be seen from the illustration, the two angular contact ball bearings 7, 8 each have an inner ring 7a, 8a arranged on the spindle nut 2 and an outer ring 7b, 8b supported on the housing side.
  • the spindle nut 2 has a collar 2b, which is arranged between the inner ring 7a and the pulley 6.
  • a pressure piece 10 is arranged between the inner ring 8a and the pulley 6, a pressure piece 10 is arranged.
  • the raceways of the inner rings 7a, 8a and the outer rings 7b, 8b are offset from each other in the axial direction, resulting in the dashed lines shown in the drawing, inclined pressure lines d.
  • the two angular contact ball bearings 7, 8 form a so-called X-arrangement, in which the pressure lines d are directed inwards, ie in the direction of the radial center plane between the two angular contact ball bearings 7, 8 and thus form an X.
  • the pressure lines d form with the radial planes a pressure angle a, which is preferably in a range of 20 to 40 degrees.
  • the spindle 3 is due to their adjusting movement substantially in both axial directions by an axial force, represented by a double arrow A, loaded, wherein the axial force A via the movement thread 5 on the spindle nut 2 and from there via the angular contact ball bearings 7, 8 on the housing. 9 is discontinued.
  • the axial force A via the movement thread 5 on the spindle nut 2 and from there via the angular contact ball bearings 7, 8 on the housing. 9 is discontinued.
  • the spindle nut 2 is loaded as a result of the traction mechanism via the driven pulley 6 with a radial force, which is represented by an arrow R.
  • the radial force R is introduced via the spindle nut 2 and the two angular contact ball bearings 7, 8 in the housing 9.
  • the spindle 3 is essentially loaded by axial forces; However, it is also possible in operation that an eccentric axial load or low transverse forces occur and thus a bending moment is introduced into the spindle 3, resulting in a bending of the spindle 3, d. H. can lead to an angular deviation of the longitudinal axis a. In this case, no more coaxiality would be given to the spindle nut 2, if it were not tiltably according to the invention stored. Due to the X arrangement of the angular contact ball bearings 7, 8, the spindle nut 2 can follow the angular movement of the spindle 3, so that the coaxiality is maintained and locking or clamping of the movement thread 5 is avoided.
  • the central controller 100 has a vehicle-mounted housing 109, in which a spindle 103 is mounted on anti-rotation slide bearing 1 1 1, 1 13.
  • the spindle 103 is connected via a movement thread 105 with a spindle nut 102 in engagement and forms with this a spindle drive 104.
  • Drive pulley 1 16 comprises, is by an electric motor 15 1, which is arranged axially parallel to the spindle 103, driven.
  • FIG. 3 shows an actuator constructed as dual actuator 200, wherein the same, but increased by 200 reference numerals as in FIG. 1 are used for identical or analogous parts.
  • the dual actuator 200 has a housing 209, which is supported on the vehicle side via a joint bushing 218.
  • a unidirectional-acting spindle drive 204 comprising a spindle 203 and a spindle nut 202, is arranged.
  • the spindle nut 202 is via the bearing assembly 201, ie with two single row, against each other employed angular contact ball bearings 207, 208 in X-arrangement, ie tilt-soft relative to the housing 209 supported.
  • the spindle 203 is supported via a plain bearing 21 1 acting as an anti-rotation device (directly) with respect to the housing 209 and a further sliding bearing 212 with respect to the spindle nut 202, ie indirectly with respect to the housing 209.
  • the bearing arrangement according to FIG. 3 corresponds to the bearing arrangement according to FIG. 1.
  • An electric motor 215 is arranged axially parallel to the spindle 203 and drives via a drive pulley 216 and the Traction drive 214 on the driven pulley 206 which is mounted on the spindle nut 202.
  • the end of the spindle 203 arranged on the right in the drawing is connected to a joint bushing 217 arranged outside the housing 209, which in turn is connected to a wheel carrier for coupling a rear wheel.
  • the Dualsteller 200 is installed in the near-wheel region of the rear wheel and thus acts only on a rear wheel.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aktuator für eine Hinterradlenkung eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein fahrzeugfest angeordnetes Gehäuse (9), einen am Gehäuse (9) befestigten Elektromotor, einen im Gehäuse (9) angeordneten Spindelantrieb (4), welcher eine Spindel (3) und eine gegenüber dem Gehäuse (9) gelagerte, in Wirkverbindung mit der Spindel (3) stehende Spindelmutter (2) aufweist, sowie eine Antriebsverbindung zwischen dem Elektromotor und der Spindelmutter (2). Es wird vorgeschlagen, dass die Spindelmutter (2) gegenüber dem Gehäuse (9) über angestellte Schräglager (7, 8) radial und axial abgestützt ist.

Description

Aktuator für eine Hinterradlenkung sowie Hinterradlenkung eines Kraftfahrzeuges
Die Erfindung betrifft einen Aktuator für eine Hinterradlenkung eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein fahrzeugfest angeordnetes Gehäuse, einen am Gehäuse befestigten Elektromotor, einen im Gehäuse angeordneten Spindelantrieb, welcher eine Spindel und eine gegenüber dem Gehäuse gelagerte Spindelmutter aufweist, sowie eine Antriebsverbindung zwischen Elektromotor und Spindelmutter.
Es sind Stellmotoren für eine Hinterradlenkung eines Kraftfahrzeuges bekannt, wobei der Stellmotor einen beidseitig wirkenden, von einem Elektromotor über einen
Zugmitteltrieb angetriebenen Spindelantrieb aufweist. Der Spindelantrieb umfasst eine im Gehäuse des Stellmotors gelagerte Spindel und eine mit der Spindel über ein Bewegungsgewinde in Eingriff stehende Spindelmutter, auf weicher eine
Riemenscheibe des Zugmitteltriebes befestigt ist und vom Elektromotor angetrieben wird. Die Spindelmutter ist über ein Wälzlager, vorzugsweise ein Vierpunktlager gegenüber dem Gehäuse in radialer und axialer Richtung abgestützt, so dass einerseits die in die Spindel eingeleiteten Stellkräfte (Axialkräfte) und andererseits die aus dem Zugmitteltrieb resultierende Radialkraft in das Gehäuse eingeleitet werden. Ein Problem bei derartigen Spindelantrieben, insbesondere bei als Trapezgewinde ausgebildeten Bewegungsgewinden besteht darin, dass die Spindel und die Spindelmutter während des Betriebes nicht immer genau koaxial ausgerichtet sind. In solchen Fällen, wo eine Verkippung der Spindelachse und der Spindelmutterachse auftritt, kann es zu einem Klemmen oder Sperren des Bewegungsgewindes und damit zu einer Funktionsstörung für den Stellmotor kommen. Der in der älteren Anmeldung dargestellte Stellmotor wird auch als Zentralsteller bezeichnet, d. h. er ist etwa mittig zwischen den Hinterrädern des Kraftfahrzeuges angeordnet und betätigt über Spurstangen beide Hinterräder gleichzeitig. Bekannt sind auch so genannte Dualsteller, welche im radnahen Bereich angeordnet sind und jeweils nur ein Hinterrad lenken.
Durch die EP 1 91 1 660 B1 wurde ein ebenfalls als Zentralsteller ausgebildeter Aktuator für eine Hinterradlenkung bekannt. Der bekannte Aktuator weist einen Spindelantrieb mit einer Spindelmutter auf, welche unmittelbar durch den Rotor eines koaxial angeordneten Elektromotors angetrieben wird. Die Spindelmutter ist über ein Doppelrillenkugellager gegenüber dem Aktuatorgehäuse abgestützt. Infolge der koaxialen Anordnung des elektrischen Antriebes ist die Spindelmutter nicht durch Queroder Radialkräfte belastet. Im Folgenden werden die Begriffe Stellmotor, Aktuator sowie Steller als Synonyme behandelt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für einen Aktuator der eingangs genannten Art eine verbesserte Lagerung vorzuschlagen, welche den im Betrieb auftretenden Beanspruchungen besser Rechnung trägt, insbesondere eine Koaxialität von Spindel und Gewindemutter, vorzugsweise bei einer Hinterradlenkung, sicherstellt.
Die Erfindung zeichnet sich durch die Merkmale des Patentanspruches 1 aus.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist die Spindelmutter gegenüber dem Gehäuse des Aktuators über angestellte Schräglager sowohl in axialer als auch in radialer Richtung abgestützt. Unter Schräglagern werden hier zwei einreihige gegeneinander angestellte Wälzlager verstanden, welche mit ihren Außenringen am Gehäuse und ihren Innenringen gegenüber der Spindelmutter abgestützt sind. Bei einer paarweisen Anordnung von Schrägkugellagern ist es hier vorteilhaft, wenn Federelemente zur Vorspannung der Lager bzw. Lagerung eingesetzt werden. Die Vorspannung dient zum Ausgleich von thermisch bedingten Ausdehnungen im Aktuator, so dass die Lagerringe stets in
Kontakt mit den Lagerkugeln sind. Als Federelemente können beispielsweise
Tellerfedern oder Federelemente aus einem Elastomer eingesetzt werden, die insbesondere eine degressive oder progressive Federkennlinie besitzen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebsverbindung zwischen
Elektromotor und Spindelmutter als Zugmitteltrieb ausgebildet, wobei eine
Antriebsscheibe auf der Welle des Elektromotors und eine Abtriebsscheibe auf der Spindelmutter angeordnet sind. Zwischen der Drehzahl des Elektromotors und der Drehzahl der Spindelmutter lässt sich somit eine Untersetzung realisieren. Der
Zugmitteltrieb belastet die Spindelmutter mit einer Quer- oder Radialkraft.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebsverbindung zwischen Elektromotor und Spindelmutter als Zahnradtrieb, z. B. als Zahnradübersetzungsstufe ausgebildet, wobei das Abtriebszahnrad auf der Spindelmutter angeordnet ist. Damit wird die Spindelmutter ebenfalls durch eine Radialkraft belastet.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Schräglager in einer so genannten X-Anordnung eingebaut, d. h. die Drucklinien sind gegeneinander gerichtet, so dass sich eine relativ geringe Stützbasis ergibt. Die Stützbasis ist der Abstand der beiden Schnittpunkte zwischen den Drucklinien und der Drehachse der Schräglager. Die X-Anordnung lässt eine gewisse Kippbewegung der Lager zu, d. h.
Winkelabweichungen zwischen der Drehachse der Spindelmutter und der Drehachse der Spindel können durch die Schräglager ausgeglichen werden, so dass die Koaxialität zwischen Spindel und Spindelmutter erhalten bleibt und ein Klemmen oder Sperren des Bewegungsgewindes vermieden wird. Damit wird die Betriebssicherheit des
Spindelantriebes verbessert.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt der Druckwinkel für die beiden Schräglager etwa 20 bis 40 Grad, wobei der Druckwinkel die Neigung der Drucklinien gegenüber der Radialebene angibt. Der sich aus dem Druckwinkel ergebende Stützbasis bzw. Stützabstand ist ein Maß für die Kippweichheit der
Lagerung, d. h. bei einem Druckwinkel von 40 Grad ist eine kippweichere Lagerung gegeben als bei einem Druckwinkel von 20 Grad.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Schräglager als
Schrägkugellager ausgebildet, welche für mittlere Belastungen geeignet und
kostengünstig sind.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Schräglager als
Kegelrollenlager ausgebildet, welche höhere Belastungen aufnehmen können.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Schräglager beiderseits der Abtriebsscheibe bzw. des Abtriebszahnrades angeordnet, wobei eine symmetrische Anordnung bevorzugt ist. Damit ergibt sich eine symmetrische Belastung der beiden Schräglager sowie eine sichere Lagerung der Spindelmutter gegenüber dem
Aktuatorgehäuse. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Spindelmutter und der Spindel mindestens ein Loslager, vorzugsweise ein Gleit- oder Nadellager, angeordnet, welches einerseits eine mittelbare Abstützung der Spindel gegenüber dem Gehäuse und andererseits eine Entlastung des Bewegungsgewindes bei
Winkelabweichungen ergibt. Das mindestens eine Loslager zentriert somit die Spindel in der Spindelmutter.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Aktuator als einseitig wirkender Steller, als so genannter Dualsteller ausgebildet. Dabei wird die von der Spindel ausgeübte Stellkraft nur nach einer Seite, d. h. auf ein Hinterrad übertragen; für eine Hinterradlenkung sind also zwei Dualsteller erforderlich.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Aktuator als doppelseitig wirkender Steller, als so genannter Zentralsteller ausgebildet, welcher bei einer mittigen Anordnung im Fahrzeug synchron lenkend auf beide Hinterräder wirkt.
Für beide Stellerarten gilt, dass diese jeweils karosserieseitig abgestützt sind und anderenends mit dem bzw. den Radträgern verbunden sind. Über die lineare Bewegung der Spindel ergibt sich über die Radträger eine Lenkbewegung der Räder.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Spindel mindestens zweifach gegenüber dem Gehäuse gelagert, wobei diese Lager bevorzugt als Gleitlager und auch als Verdrehsicherung ausgebildet sind. Die Verdrehsicherung kann vorteilhaft über eine Nut im Gehäuse erfolgen in die eine auf der Spindel oder auf dem Lager
angeordneter Dorn axial gleitend geführt wird. Damit sind sowohl die Spindel als auch die Spindelmutter jeweils mindestens zweifach gegenüber dem Gehäuse des Aktuators abgestützt, wodurch gute Voraussetzungen für eine Koaxialität zwischen Spindel und Spindelmutter gegeben sind. Bei eventuell im Betrieb auftretenden Abweichungen von der Koaxialität kann die Spindelmutter aufgrund der erfindungsgemäßen kippweichen Lagerung ausweichen, d. h. der Bewegung der Spindel nachgeben. Dadurch wird ein Sperren des Bewegungsgewindes vermieden. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der
Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Lageranordnung für die Spindelmutter eines
Spindelantriebes,
Fig. 2 einen als Zentralsteller ausgebildeten Aktuator mit erfindungsgemäßer
Lagerung der Spindelmutter und
Fig. 3 einen als Dualsteller ausgebildeten Aktuator mit erfindungsgemäßer
Lagerung der Spindelmutter.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Lageranordnung 1 einer Spindelmutter 2, welche mit einer Spindel 3 einen Spindelantrieb 4 bildet. Die Spindel 3 weist einen
Gewindeabschnitt 3a mit einem gestrichelt eingezeichneten Bewegungsgewinde 5, vorzugsweise einem Trapezgewinde 5 auf, welches in ein Innengewinde (ohne
Bezugszahl) eines Gewindeabschnitts 2a der Spindelmutter 2 eingreift. Auf der
Spindelmutter 2 ist eine Riemenscheibe 6, welche eine Komponente eines hier nicht dargestellten, als Riementrieb ausgebildeten Zugmitteltriebes bildet, drehfest angeordnet. Die Riemenscheibe 6 wird auch als Abtriebsscheibe 6 bezeichnet, da sie die Abtriebsseite des Zugmitteltriebes bildet. Die Spindelmutter 2 ist über zwei einreihige, gegeneinander angestellte Schrägkugellager 7, 8 gegenüber einem angedeuteten Gehäuse 9 abgestützt. Wie aus der Darstellung ersichtlich, weisen die beiden Schrägkugellager 7, 8 jeweils einen auf der Spindelmutter 2 angeordneten Innenring 7a, 8a und einen gehäuseseitig abgestützten Außenring 7b, 8b auf. Die Spindelmutter 2 weist einen Bund 2b auf, der zwischen dem Innenring 7a und der Riemenscheibe 6 angeordnet ist. Zwischen dem Innenring 8a und der Riemenscheibe 6 ist ein Druckstück 10 angeordnet. Die Laufbahnen der Innenringe 7a, 8a und der Außenringe 7b, 8b sind in axialer Richtung jeweils gegeneinander versetzt, woraus sich die gestrichelt in der Zeichnung dargestellten, geneigten Drucklinien d ergeben. Die beiden Schrägkugellager 7, 8 bilden eine so genannte X-Anordnung, bei welcher die Drucklinien d nach innen, d. h. in Richtung der Radialmittelebene zwischen den beiden Schrägkugellagern 7, 8 gerichtet sind und somit ein X bilden. Die Drucklinien d bilden mit den Radialebenen einen Druckwinkel a, der vorzugsweise in einem Bereich von 20 bis 40 Grad liegt. Die Drucklinien d schneiden die Längsachse a der Spindel 3 und bilden eine Stützbasis b. Bei einer X-Anordnung der Schräglager liegt die Stützbasis b immer zwischen den Radialmittelebenen der beiden Schräglager. Die Größe der Stützbasis b bildet ein Maß für die Kippweichheit der Lagerung: Je kleiner das Maß der Stützbasis b, desto kippweicher ist die Lagerung. Die Schrägkugellager 7, 8 lassen somit eine Winkelbewegung der Drehachse a der Spindelmutter 2 zu. Die Spindel 3 ist einerseits über ein als Verdrehsicherung wirkendes Loslager 1 1 gegenüber dem
Gehäuse 9 und andererseits über ein weiteres Loslager 12 gegenüber der
Spindelmutter 2 und damit über das Schrägkugellager 8 auch gegenüber dem Gehäuse 9 abgestützt.
Die Spindel 3 wird infolge ihrer Stellbewegung im Wesentlichen in beiden axialen Richtungen durch eine Axialkraft, dargestellt durch einen Doppelpfeil A, belastet, wobei die Axialkraft A über das Bewegungsgewinde 5 auf die Spindelmutter 2 und von dieser über die Schrägkugellager 7, 8 auf das Gehäuse 9 abgesetzt wird. Die
Axialkraftübertragung von der Spindelmutter 2 auf die Innenringe 7a, 8a erfolgt über den Bund 2b bzw. über die Riemenscheibe 6 und das Druckstück 10.
Die Spindelmutter 2 wird infolge des Zugmitteltriebes über die Abtriebsscheibe 6 mit einer Radialkraft belastet, welche durch einen Pfeil R dargestellt ist. Die Radialkraft R wird über die Spindelmutter 2 und die beiden Schrägkugellager 7, 8 in das Gehäuse 9 eingeleitet.
Wie erwähnt, wird die Spindel 3 im wesentlichen durch Axialkräfte belastet; es ist im Betrieb jedoch auch möglich, dass eine außermittige Axialbelastung oder geringe Querkräfte auftreten und damit ein Biegemoment in die Spindel 3 eingeleitet wird, was zu einer Verbiegung der Spindel 3, d. h. zu einer Winkelabweichung der Längsachse a führen kann. In diesem Falle wäre keine Koaxialität mehr zu der Spindelmutter 2 gegeben, wenn diese nicht erfindungsgemäß kippweich gelagert wäre. Durch die X- Anordnung der Schrägkugellager 7, 8 kann die Spindelmutter 2 der Winkelbewegung der Spindel 3 folgen, so dass die Koaxialität erhalten bleibt und ein Sperren oder Klemmen des Bewegungsgewindes 5 vermieden wird.
Fig. 2 zeigt einen als Zentralsteller 100 ausgebildeten Aktuator mit einer
erfindungsgemäßen Lageranordnung 101 gemäß Fig. 1 . Gleiche oder analoge Teile des Zentralstellers 100 sind mit gleichen, jedoch um 100 erhöhten Bezugszahlen wie in Fig. 1 bezeichnet. Der Zentralsteller 100 weist ein fahrzeugseitig befestigtes Gehäuse 109 auf, in welchem eine Spindel 103 über als Verdrehsicherung wirkende Gleitlager 1 1 1 , 1 13 gelagert ist. Die Spindel 103 steht über ein Bewegungsgewinde 105 mit einer Spindelmutter 102 in Eingriff und bildet mit dieser einen Spindelantrieb 104. Die
Spindelmutter 102 ist über zwei Gleitlager 1 12 gegenüber der Spindel 103 zentriert. Auf der Spindelmutter 102 ist drehfest eine Abtriebsscheibe 106 eines Zugmitteltriebes 1 14 angeordnet. Die Spindelmutter 102 ist gegenüber dem Gehäuse 109 durch ein Paar von angestellten Schrägkugellagern 107, 108 in X-Anordnung gelagert, wodurch die Spindelmutter 102 kippweich gegenüber dem Gehäuse 109 abgestützt ist und
Fluchtungsabweichungen in Bezug auf die Koaxialität mit der Spindel 103 ausgleichen kann. Der Zugmitteltrieb 1 14, welcher neben der Abtriebsscheibe 106 eine
Antriebsscheibe 1 16 umfasst, wird durch einen Elektromotor 1 15, welcher achsparallel zur Spindel 103 angeordnet ist, angetrieben.
Die Spindel 103 des Zentralstellers 100 ist an ihren Enden jeweils mit außerhalb des Gehäuses 109 angeordneten Gelenkbuchsen 1 17, 1 18 verbunden, welche ihrerseits mit (nicht dargestellten) Spurstangen für die beiden Hinterräder verbunden sind. Der Zentralsteller 100 wirkt somit bei einer Verstellung der Spindel 3 gleichzeitig auf die an Radträgern drehbar gelagerten Hinterräder.
Fig. 3 zeigt einen als Dualsteller 200 ausgebildeten Aktuator, wobei für gleiche oder analoge Teile die gleichen, jedoch um 200 erhöhten Bezugszahlen wie in Fig. 1 verwendet werden. Der Dualsteller 200 weist ein Gehäuse 209 auf, welches über eine Gelenkbuchse 218 fahrzeugseitig abgestützt ist. In dem Gehäuse 209 ist ein einseitig wirkender Spindelantrieb 204, umfassend eine Spindel 203 und eine Spindelmutter 202, angeordnet. Die Spindelmutter 202 ist über die Lageranordnung 201 , d. h. mit zwei einreihigen, gegeneinander angestellten Schrägkugellagern 207, 208 in X-Anordnung, d. h. kippweich gegenüber dem Gehäuse 209 abgestützt. Die Spindel 203 ist über ein als Verdrehsicherung wirkendes Gleitlager 21 1 (direkt) gegenüber dem Gehäuse 209 und ein weiteres Gleitlager 212 gegenüber der Spindelmutter 202, d. h. mittelbar gegenüber dem Gehäuse 209 abgestützt. Die Lageranordnung gemäß Fig. 3 entspricht insofern der Lageranordnung gemäß Fig. 1 . Ein Elektromotor 215 ist achsparallel zur Spindel 203 angeordnet und treibt über eine Antriebsscheibe 216 und den Zugmitteltrieb 214 auf die Abtriebsscheibe 206, welche auf der Spindelmutter 202 befestigt ist. Das in der Zeichnung rechts angeordnete Ende der Spindel 203 ist mit einer außerhalb des Gehäuses 209 angeordneten Gelenkbuchse 217 verbunden, welche ihrerseits mit einem Radträger zur Anlenkung eines Hinterrades verbunden ist. Der Dualsteller 200 wird im radnahen Bereich des Hinterrades eingebaut und wirkt somit lediglich auf ein Hinterrad.
Der oben erwähnte Zugmitteltrieb 1 14, 214, vorzugsweise ein Riementrieb, kann im Rahmen der Erfindung auch durch einen nicht dargestellten Zahnradtrieb, z. B. durch wenigstens eine Stirnradstufe ersetzt werden. Ferner können die Schrägkugellager 7, 8; 107, 108, 207, 208 gegen Kegelrollenlager ausgetauscht werden, ebenfalls in X- Anordnung.
Bezuqszeichen Lageranordnung
Spindelmutter
a Gewindeabschnitt
b Bund
Spindel
a Gewindeabschnitt
Spindelantrieb
Bewegungsgewinde
Riemen- oder Abtriebsscheibe
Schrägkugellager
a Innenring
b Außenring
Schrägkugellager
a Innenring
b Außenring
Gehäuse
0 Druckstück
1 Loslager, Verdrehsicherung
2 Loslager 00 Zentralsteller
01 Lageranordnung
02 Spindelmutter
03 Spindel
04 Spindelantrieb
05 Bewegungsgewinde
06 Abtriebsscheibe
07 Schrägkugellager
08 Schrägkugellager
09 Gehäuse
1 1 Loslager, Verdrehsicherung 12 Gleitlager
13 Loslager
14 Zugmittel- oder Riementrieb 15 Elektromotor
1 16 Antriebsscheibe
1 17 Gelenkbuchse (beweglich)
1 18 Gelenkbuchse (beweglich) 00 Dualsteller
01 Lageranordnung
02 Spindelmutter
03 Spindel
04 Spindelantrieb
206 Abtriebsscheibe
207 Schrägkugellager
208 Schrägkugellager
209 Gehäuse
21 1 Loslager, Verdrehsicherung
212 Gleitlager
214 Zugmitteltrieb
215 Elektromotor
216 Antriebsscheibe
217 Gelenkbuchse (beweglich)
218 Gelenkbuchse (fest) a Längsachse
b Stützbasis
d Drucklinie
α Druckwinkel
A Axial kraft
R Radial kraft

Claims

Patentansprüche
1 . Aktuator für eine Hinterradlenkung eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein
fahrzeugfest angeordnetes Gehäuse (9, 109, 209), einen am Gehäuse (9, 109, 209) befestigten Elektromotor (1 15, 215), einen im Gehäuse (9, 109, 209) angeordneten Spindelantrieb (4, 104, 204), welcher eine Spindel (3, 103, 203) und eine gegenüber dem Gehäuse (9, 109, 209) gelagerte, in Wirkverbindung mit der Spindel (3, 103, 203) stehende Spindelmutter (2, 102, 202) aufweist, sowie eine Antriebsverbindung (1 14, 214) zwischen dem Elektromotor (1 15, 215) und der Spindelmutter (2, 102, 202), dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (2, 102, 202) gegenüber dem
Gehäuse (9, 109, 209) über angestellte Schräglager (7, 8; 107, 108; 207, 208) radial und axial abgestützt ist.
2. Aktuator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsverbindung als Zugmitteltrieb (1 14, 214) mit einer auf der Spindelmutter (2, 102, 202) angeordneten Abtriebsscheibe (6, 106, 206) ausgebildet ist.
3. Aktuator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsverbindung als Zahnradtrieb mit einem auf der Spindelmutter (2, 102, 202) angeordneten
Abtriebszahnrad ausgebildet ist.
4. Aktuator nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schräglager (7, 8; 107,108; 207, 208) eine X-Anordnung aufweisen.
5. Aktuator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schräglager (7, 8; 107, 108; 207, 208) einen Druckwinkel (a) im Bereich von 20 bis 40 Grad aufweisen.
6. Aktuator nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schräglager als Schrägkugellager (7, 8; 107, 108; 207, 208) ausgebildet sind.
7. Aktuator nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schräglager als Kegelrollenlager ausgebildet sind.
8. Aktuator nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schräglager (7, 8; 107, 108; 207, 208) beiderseits der Abtriebsscheibe (6, 106, 206) respektive des Abtriebszahnrades angeordnet sind.
9. Aktuator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schräglager (7, 8; 107, 108; 207, 208) symmetrisch zur Abtriebsscheibe (6, 106, 206) respektive zum
Abtriebszahnrad angeordnet sind.
10. Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (2, 102, 202) gegenüber der Spindel (3, 103, 203) über mindestens ein Loslager (12, 1 12, 212) abgestützt ist.
1 1 . Aktuator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Loslager als Gleitoder Nadellager (12, 1 12, 212) ausgebildet ist.
12. Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator als einseitig wirkender Steller (200) ausgebildet ist.
13. Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator als doppelseitig wirkender Steller (100) ausgebildet ist.
14. Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (2, 102, 202) über als Verdrehsicherung wirkende Lager (1 1 ; 1 1 1 , 1 13; 21 1 ) gegenüber dem Gehäuse (9, 109, 209) abgestützt ist.
15. Hinterradlenkung mit einem Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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