-
Die Erfindung betrifft einen Einzelradsteller für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs.
-
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug.
-
Stand der Technik
-
Bei konventionellen Lenksystemen wird der gewünschte Lenkwinkel vom Lenkrad über eine mechanische Verbindung auf die beiden Vorderräder übertragen. Das Lenkmoment wird durch ein Servogetriebe verstärkt, damit ein einfaches Lenken möglich ist.
-
Bei zukünftigen Steer-by-Wire Lenksystemen entfällt die mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und gelenkten Rädern. Der am Lenkrad eingestellte Lenkwinkel wird durch einen Sensor erfasst und elektronisch auf den Lenkaktuator übertragen, welcher dann die Vorderräder entsprechend verstellt.
-
Das Lenksystem kann zentral wirken, das heißt, der Lenkaktuator steuert gleichzeitig beide Räder gemeinsam an. In üblicher Weise wird dabei die translatorische Bewegung einer Zahnstange auf die Spurstangen übertragen, welche die Räder verschwenken. Allerdings ist durch die Kinematik der maximale Lenkwinkel an den Vorderrädern begrenzt.
-
Bei Lenksystemen, welche dezentral wirken, ist jedem gelenkten Rad ein eigener Lenkaktuator zugeordnet, wodurch jedes Rad individuell angesteuert werden kann. Dadurch ist eine Vergrößerung des maximalen Lenkwinkels möglich. Da der zentrale Lenkaktuator in der Mitte des Fahrzeugs wegfällt, können sich Baumraumvorteile für den Fahrzeughersteller ergeben. Zudem ermöglichen dezentrale Lenksysteme neue Funktionen wie z.B. eine Parkbremsfunktion durch entgegengesetzt eingeschlagene Räder.
-
Darüber hinaus ist es bekannt, die Rotation eines Elektromotors über ein Schneckengetriebe zu übertragen um das gelenkte Rad zu schwenken. Da der Elektromotor am Chassis befestigt ist, muss zur Übertragung der Drehbewegung ein Kreuzgelenk angeordnet werden. So kann eine Vertikalbewegung des Radträgers, verursacht durch die Einfederbewegung, ausgeglichen werden.
-
DE 102020213664 A1 offenbart einen elektrischen Einzelradsteller für ein Kraftfahrzeug mit einem Doppelradträger, welcher aus einem Achsträger und einem Schwenkträger besteht und wobei der Schwenkträger drehbar innerhalb des Achsträgers gelagert ist, mit einem Elektromotor, welcher über ein Getriebe den Schwenkträger verschwenkt, wobei der Elektromotor am Achsträger angeordnet ist.
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen kompakten Einzelradsteller bereitzustellen. Dieser soll einen geringen Bauraum verwenden.
-
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung schafft einen Einzelradsteller für ein Lenksystem, insbesondere ein Steer-by-Wire-Lenksystem, eines Kraftfahrzeugs.
-
Der Einzelradsteller umfasst ein Gehäuse und eine zumindest abschnittsweise in einem Gehäuseinnenraum angeordnete Schubstange, welche im Gehäuse gelagert und an einem, zum ersten axialen Endabschnitt entgegengesetzt angeordneten zweiten axialen Endabschnitt mit einem, mit einem Radträger koppelbaren Kreuzgelenk (19) oder Gelenkkopf (18) verbunden ist.
-
Darüber hinaus umfasst der Einzelradsteller eine Antriebseinheit, welche dazu ausgebildet ist, eine Axialbewegung der Schubstange von einer, im Wesentlichen im Gehäuseinnenraum angeordneten ersten Position, zu einer, im Wesentlichen aus dem Gehäuse ausgefahrenen, zweiten Position, durchzuführen.
-
Der Einzelradsteller weist ferner an einem dritten axialen Endabschnitt eine Aufhängung auf, welche dazu ausgebildet ist, den Einzelradsteller an der Karosserie pendelnd aufzuhängen, wobei ein Freiheitsgrad einer Pendelbewegung durch eine im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse der Schubstange angeordnete erste Pivotachse und eine im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Schubstange angeordnete zweite Pivotachse definiert ist.
-
Die vorliegende Erfindung schafft des Weiteren ein Lenksystem, insbesondere ein Steer-by-Wire-Lenksystem, für ein Kraftfahrzeug, mit einer Mehrzahl erfindungsgemäßer Einzelradsteller, welche dazu ausgebildet sind, das mit einem jeweiligen Einzelradsteller verbundene Rad zu lenken.
-
Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, einen Einzelradsteller vorzusehen, welcher eine kompakte Anordnung ermöglicht.
-
Um die Gesamtlänge des Einzelradstellers zu verkürzen und um die Flexibilität des Fahrzeugeinbaus zu verbessern, sind sowohl die KarosserieAufhängung des Einzelradstellers als auch die axiale Lage der beiden PivotAchsen relativ in Richtung der Schubstangeachse beliebig platzierbar.
-
Die axiale Lage kann sowohl an einem Ende des Gehäuses als auch im Mittenbereich des Gehäuses - abhängig von den Gegebenheiten im Fahrzeug - sinnvoll platziert werden.
-
Das Vorsehen der Aufhängung, welche dazu ausgebildet ist, den Einzelradsteller an der Karosserie pendelnd aufzuhängen, wobei ein Freiheitsgrad einer Pendelbewegung durch eine, im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse der Schubstange angeordnete erste Pivotachse und eine im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Schubstange angeordnete zweite Pivotachse definiert ist, ermöglicht in vorteilhafter Weise eine gelenkige Aufhängung des Einzelradstellers, wobei das Gelenk durch zwei virtuelle Achsen, d.h. Pivotachsen gebildet wird, die senkrecht zu einander und im Wesentlichen senkrecht zur Achse der Schubstange stehen.
-
Die Aufhängung gewährleistet somit die Freiheitsgrade der Rotation um diese beiden Achsen. Ebenso verhindern diese beiden Achsen eine Rotation des gesamten Einzelradstellers um die Schubstangeachse.
-
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Pivotachse im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Pivotachse angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine effektive Verschwenkbarkeit des Einzelradstellers in Bezug auf die zur Längsachse der Schubstange ausgerichteten Pivotachsen.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass sich die erste Pivotachse und/oder die zweite Pivotachse mit der Längsachse der Schubstange schneidet. Somit ergibt sich eine optimale Ausrichtung der Pivotachsen zur Längsachse der Schubstange.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass am ersten axialen Endabschnitt der Schubstange eine erste Verdrehsicherung angeordnet ist, welche mittels einer komplementären Form der ersten Verdrehsicherung und der Schubstange dazu ausgebildet ist, die Schubstange drehfest im Gehäuse anzuordnen. Die Verdrehsicherung ermöglicht somit in vorteilhafter Weise eine verdrehungsfreie Axialbewegung der Schubstange.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Verdrehsicherung dazu ausgebildet ist, die Schubstange im Gehäuseinnenraum radial zu lagern. Somit erfüllt die Verdrehsicherung eine Doppelfunktion der Verdrehsicherung als auch der Lagerung der Schubstange. Damit kann in vorteilhafter Weise eine separates Radiallager der Schubstange entfallen.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass am zweiten axialen Endabschnitt der Schubstange eine zweite Verdrehsicherung der Schubstange angeordnet ist. Somit kann in vorteilhafter Weise eine Verdrehsicherung der Schubstange im Bereich des Kreuzgelenks oder des Gelenkkopfes ermöglicht werden kann.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine durch eine Platte ausgebildete Ausfahrbegrenzung der Schubstange aufweist, welche dazu ausgebildet ist, einen Anschlag für die am ersten axialen Endabschnitt der Schubstange angeordnete erste Verdrehsicherung bereitzustellen. Somit kann in vorteilhafter Weise eine Begrenzung einer Axialbewegung der Schubstange ermöglicht werden.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine an einem zur Aufhängung des Einzelradstellers benachbart angeordneten Abschnitt eine Einfahrbegrenzung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, einen Anschlag für die am ersten axialen Endabschnitt der Schubstange angeordnete erste Verdrehsicherung bereitzustellen. Somit kann in vorteilhafter Weise eine Begrenzung einer Axialbewegung der Schubstange ermöglicht werden.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine axiale Position der Einfahrbegrenzung und/oder der Ausfahrbegrenzung einstellbar ist, und wobei die Einfahrbegrenzung und/oder die Ausfahrbegrenzung eine Endlagedämpfung aufweist.
-
Hierdurch kann eine flexible Einstellbarkeit ermöglicht werden kann, durch welche der entsprechende Einzelradsteller auf eine jeweilige Einbausituation bzw. ein jeweiliges Fahrzeugmodell anpassbar ist.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Pivotachse und die zweite Pivotachse des Einzelradstellers benachbart zu einer Anbindung einer elektrischen Leitung der Antriebseinheit oder entlang einer axialen Länge der elektrischen Maschine angeordnet sind.
-
Damit kann ermöglicht werden, dass die Anbindung der elektrischen Leitung der Antriebseinheit in vorteilhafter Weise kurz gehalten werden kann. Ferner kann dadurch ermöglicht werden, dass das Kabel der elektrischen Leitung wenig bewegt wird, was zu einem geringeren Verschleiß führt.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Antriebseinheit eine achsparallel zur Längsachse der Schubstange angeordnete elektrische Maschine aufweist, welche mittels einem Zahnriemen mit einem Kugelgewindetrieb verbunden ist, wobei eine Kugelmutter des Kugelgewindetriebs dazu ausgebildet ist, eine durch den Zahnriemen bewirkte Rotation der Kugelmutter in eine Translationsbewegung der mit der Kugelmutter im Eingriff befindlichen Schubstange zu übersetzen. Somit kann eine effiziente Übersetzung der Rotationsbewegung der elektrischen Maschine in eine Translationsbewegung der Schubstange ermöglicht werden.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Antriebseinheit eine achsparallel zur Längsachse der Schubstange angeordnete elektrische Maschine aufweist, welche mittels einem Zahnriemen mit einem Planetenwälzgewindetrieb verbunden ist, welcher dazu ausgebildet ist, eine durch den Zahnriemen bewirkte Rotation des Planetenwälzgewindetriebs in eine Translationsbewegung der mit dem Planetenwälzgewindetrieb im Eingriff befindlichen Schubstange zu übersetzen.
-
Der Planetenwälzgewindetrieb kann aufgrund kleinerer Gewindeflanken wesentlich größere Übersetzungen ins Langsame realisieren als ein Kugelgewindetrieb. Kugelgewindetrieb-Steigungen unter 5mm/U sind unüblich. Beim Planetenwälzgewindetriebe sind Steigungen bis 1 mm/U möglich. Somit kann die Übersetzung der Riemenstufe im Vergleich zum Kugelgewindetrieb bis zu Faktor 5 kleiner ausfallen, was deutlich kleiner Riemenräder möglich macht.
-
Der Planetenwälzgewindetrieb besitzt ferner bei gleichem Bauraum eine wesentlich höhere Tragfähigkeit als ein Kugelgewindetrieb gleicher Dimensionierung aufgrund der Vielzahl der an der Kraftübertragung beteiligten Gewindeflanken.
-
Eine Grundreibung ist beim Planetenwälzgewindetrieb höher aufgrund des etwas schlechteren Wirkungsgrades und der Möglichkeit die Gewindeplaneten mit Auswahlmontage und Vorspannung zu montieren. Dies kann für das Einprägen einer Vorspur ohne elektrische Leistung vorteilhaft sein. Eine Rückstellung aufgrund äußerer Kräfte kann ohne zusätzliche Motorleistung nur von innerer Reibung des Aktuators gehalten werden.
-
Der Planetenwälzgewindetrieb kann des Weiteren synchronisiert sein - es entsteht also kein Schlupf zwischen Antrieb und Abtrieb - oder kann ohne Synchronisierung erfolgen, was eine zusätzliche Überwachung des Schlupfes zwischen Antrieb und Abtrieb mittels Sensoren notwendig macht.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Antriebseinheit eine konzentrisch zur Längsachse der Schubstange angeordnete elektrische Maschine aufweist, welche eine Hohlwelle zur inneren Aufnahme der Schubstange aufweist, wobei die elektrische Maschine mit einem konzentrisch zur Längsachse der Schubstange angeordneten Planetenwälzgewindetrieb oder Kugelgewindetrieb gekoppelt ist, welcher dazu ausgebildet ist, eine durch die elektrische Maschine bewirkte Rotation des Planetenwälzgewindetriebes oder Kugelgewindetriebes in eine Translationsbewegung der mit dem Planetenwälzgewindetrieb oder Kugelgewindetrieb im Eingriff befindlichen Schubstange zu übersetzen.
-
Somit kann beim konzentrischen System das Übersetzungsgetriebe entfallen. Aufgrund des Entfalls eines Vorstufengetriebes werden sowohl Bauraum als auch Kosten gespart. Aufgrund der erreichbaren hohen Übersetzungen eines Planetenwälzgewindetriebes, kann ein Direktantrieb mit Motor ohne zusätzliche Getriebestufe erfolgen. Ein Kugelgewindetrieb mit höherer Übersetzung (z.B. 5mm Steigung) kann ebenfalls verwendet werden, wenn der Motor entsprechend für höhere Drehmomente bei kleineren Drehzahlen ausgelegt ist. Der Motor ist als Hohlwellenmotor mit entsprechend an das System angepasster Leistungskennlinie ausgelegt.
-
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
-
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.
-
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
-
Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Einzelradstellers für ein Lenksystem gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine schematische Darstellung einer Karosserieaufhängung des Einzelradstellers für das Lenksystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
- 3 eine schematische Darstellung des Einzelradstellers für das Lenksystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- 4 eine schematische Darstellung des Einzelradstellers für das Lenksystem gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; und
- 5 eine schematische Darstellung des Einzelradstellers für das Lenksystem gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
-
In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
-
Der in 1 gezeigte Einzelradsteller 1 für ein Lenksystem, insbesondere ein Steer-by-Wire-Lenksystem, eines Kraftfahrzeugs umfasst ein Gehäuse 10 und eine zumindest abschnittsweise in einem Gehäuseinnenraum 12 angeordnete Schubstange 14.
-
Die Schubstange 14 ist an einem ersten axialen Endabschnitt 14a im Gehäuse 10 gelagert und an einem, zum ersten axialen Endabschnitt 14a entgegengesetzt angeordneten zweiten axialen Endabschnitt 14b mit einem, mit einem Radträger 16 koppelbaren Gelenkkopf 18 verbunden.
-
Der Einzelradsteller 1 umfasst des Weiteren eine Antriebseinheit, welche dazu ausgebildet ist, eine Axialbewegung der Schubstange 14 von einer, im Wesentlichen im Gehäuseinnenraum 12 angeordneten ersten Position, zu einer, im Wesentlichen aus dem Gehäuse 10 ausgefahrenen, zweiten Position, durchzuführen.
-
Am ersten axialen Endabschnitt 14a der Schubstange 14 ist ferner eine erste Verdrehsicherung 26 angeordnet, welche mittels einer komplementären Form der ersten Verdrehsicherung 26 und der Schubstange 14 dazu ausgebildet ist, die Schubstange 14 drehfest zum Gehäuse anzuordnen. Die erste Verdrehsicherung 26 ist dabei dazu ausgebildet, die Schubstange 14 im Gehäuseinnenraum 12 radial zu lagern und verdreh zu sichern.
-
Das Gehäuse 10 weist überdies eine durch eine Platte ausgebildete Ausfahrbegrenzung 30 der Schubstange 14 auf. Die Ausfahrbegrenzung 30 ist dazu ausgebildet, einen Anschlag für die am ersten axialen Endabschnitt 14a der Schubstange 14 angeordnete erste Verdrehsicherung 26 bereitzustellen.
-
Das Gehäuse 10 weist des Weiteren eine an einem zur Aufhängung 24 des Einzelradstellers 1 benachbart angeordneten Abschnitt eine Einfahrbegrenzung 32 auf. Die Einfahrbegrenzung 32 ist dazu ausgebildet, einen Anschlag für die am ersten axialen Endabschnitt 14a der Schubstange 14 angeordnete erste Verdrehsicherung 26 bereitzustellen.
-
Eine axiale Position der Einfahrbegrenzung 32 und/oder der Ausfahrbegrenzung 30 ist einstellbar. Die Einfahrbegrenzung 32 und/oder die Ausfahrbegrenzung 30 weist ferner eine Endlagedämpfung auf.
-
Die Antriebseinheit weist überdies eine achsparallel zur Längsachse der Schubstange 14 angeordnete elektrische Maschine auf, welche mittels einem Zahnriemen 38 mit einem Kugelgewindetrieb 40 verbunden ist. Eine Kugelmutter 42 des Kugelgewindetriebs 40 ist dabei dazu ausgebildet, eine durch den Zahnriemen 38 bewirkte Rotation der Kugelmutter 42 in eine Translationsbewegung der mit der Kugelmutter 42 im Eingriff befindlichen Schubstange 14 zu übersetzen.
-
Die elektrische Maschine stellt Drehmoment und Drehwinkel, überträgt beides über eine Riemenstufe auf eine achsparallele Kugelmutter 42.
-
Die Kugelmutter 42 ist im Gehäuse 10 des Einzelradstellers 1 drehbar gelagert, jedoch axial im Wesentlichen nicht verschieblich. Die Kugelmutter 42 überträgt über Kugeln die Rotationsbewegung auf eine axialbewegliche Schubstange 14, welche am Umfang ein Kugelgewinde trägt, das in Wirkzusammenhang mit den Kugeln steht.
-
Die Schubstange 14 ist am Verdrehen relativ zum Gehäuse 10 gehindert durch eine Formschlüssige komplementäre Form von Buchse
und Gehäuseführung. Die Verdrehsicherung dient gleichzeitig als Radiallagerung. Somit wird die Schubstange 14 in eine Axialbewegung versetzt, wenn sich die Kugelmutter 42 dreht. Die Schubstange 14 fährt aus dem Gehäuse 10 aus und ein, wodurch der Einzelradsteller 1 teleskopierbar wird.
-
Am radseitigen Ende der Schubstange 14 befindet sich der Gelenkkopf 18, welcher durch eine Kugel gebildet wird und ebenso zwei Rotationsbewegungen senkrecht zur Schubstangeachse zulässt. Ein Zapfen des Gelenkkopfes ist im Radträger 16 montiert.
-
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Karosserieaufhängung 24 des Einzelradstellers 1 für das Lenksystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
-
Der Einzelradsteller 1 weist an einem dritten axialen Endabschnitt 22 ferner eine Aufhängung 24 auf, welche dazu ausgebildet ist, den Einzelradsteller 1 an der Karosserie pendelnd aufzuhängen, wobei ein Freiheitsgrad einer Pendelbewegung durch eine, im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse der Schubstange 14 angeordnete erste Pivotachse A1 und eine im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Schubstange 14 angeordnete zweite Pivotachse A2 definiert ist.
-
Die erste Pivotachse A1 ist im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Pivotachse angeordnet. Optional kann vorgesehen sein, dass sich die erste Pivotachse und/oder die zweite Pivotachse mit der Längsachse der Schubstange schneiden.
-
Die erste Pivotachse A1 und die zweite Pivotachse A2 des Einzelradstellers 1 sind benachbart zu einer Anbindung einer elektrischen Leitung 34 der Antriebseinheit angeordnet.
-
Die Aufhängung 24 des Einzelradstellers 1 gewährleistet die Freiheitsgrade der Rotation um die beiden Achsen. Ebenso verhindern diese beiden Achsen eine Rotation des gesamten Aktuators um die Schubstangeachse bzw. die Rotation des gesamten Aktuators um eine Schubstangenachse.
-
3 zeigt eine schematische Darstellung des Einzelradstellers 101 für das Lenksystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
-
Die Antriebseinheit weist eine achsparallel zur Längsachse der Schubstange 14 angeordnete elektrische Maschine auf, welche mittels einem Zahnriemen 38 mit einem Planetenwälzgewindetrieb 44 verbunden ist. Der Planetenwälzgewindetrieb 44 ist dazu ausgebildet, eine durch den Zahnriemen 38 bewirkte Rotation des Planetenwälzgewindetriebs 44 in eine Translationsbewegung der mit dem Planetenwälzgewindetrieb 44 im Eingriff befindlichen Schubstange 14 zu übersetzen.
-
Der Einzelradsteller 101 weist an einem dritten axialen Endabschnitt 122 ferner eine Aufhängung 124 auf, welche dazu ausgebildet ist, den Einzelradsteller 1 an der Karosserie pendelnd aufzuhängen, wobei ein Freiheitsgrad einer Pendelbewegung durch eine im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse der Schubstange 14 angeordnete erste Pivotachse A1 und eine im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Schubstange 14 angeordnete zweite Pivotachse A2 definiert ist.
-
Am ersten axialen Endabschnitt 14a der Schubstange 14 ist ferner eine erste Verdrehsicherung 126 angeordnet, welche mittels einer komplementären Form der ersten Verdrehsicherung 126 und der Schubstange 14 dazu ausgebildet ist, die Schubstange 14 drehfest zum Gehäuse anzuordnen. Die erste Verdrehsicherung 126 ist dabei dazu ausgebildet, die Schubstange 14 im Gehäuseinnenraum 12 radial zu lagern und verdreh zu sichern.
-
Das Gehäuse 10 weist überdies eine durch eine Platte ausgebildete Ausfahrbegrenzung 130 der Schubstange 14 auf. Die Ausfahrbegrenzung 130 ist dazu ausgebildet, einen Anschlag für die am ersten axialen Endabschnitt 14a der Schubstange 14 angeordnete erste Verdrehsicherung 126 bereitzustellen.
-
Das Gehäuse 10 weist des Weiteren eine an einem zur Aufhängung 124 des Einzelradstellers 1 benachbart angeordneten Abschnitt eine Einfahrbegrenzung 132 auf. Die Einfahrbegrenzung 132 ist dazu ausgebildet, einen Anschlag für die am ersten axialen Endabschnitt 14a der Schubstange 14 angeordnete erste Verdrehsicherung 126 bereitzustellen.
-
Eine axiale Position der Einfahrbegrenzung 132 und/oder der Ausfahrbegrenzung 130 ist einstellbar. Die Einfahrbegrenzung 132 und/oder die Ausfahrbegrenzung 130 weist ferner eine Endlagedämpfung auf.
-
4 zeigt eine schematische Darstellung des Einzelradstellers 201 für das Lenksystem gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
-
Die Antriebseinheit weist darüber hinaus eine konzentrisch zur Längsachse der Schubstange 14 angeordnete elektrische Maschine auf, welche eine Hohlwelle zur inneren Aufnahme der Schubstange 14 aufweist.
-
Der Einzelradsteller 201 weist an einem dritten axialen Endabschnitt 222 ferner eine Aufhängung 224 auf, welche dazu ausgebildet ist, den Einzelradsteller 1 an der Karosserie pendelnd aufzuhängen, wobei ein Freiheitsgrad einer Pendelbewegung durch eine, im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse der Schubstange 14 angeordnete erste Pivotachse A1 und eine im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Schubstange 14 angeordnete zweite Pivotachse A2 definiert ist.
-
Die erste Pivotachse A1 und die zweite Pivotachse A2 des Einzelradstellers 201 sind ferner entlang einer axialen Länge der elektrischen Maschine 236 angeordnet.
-
Am radseitigen Ende der Schubstange 14 befindet sich ein Kreuzgelenk 19, welches zwei Rotationsbewegungen senkrecht zur Schubstangeachse zulässt. Am zweiten axialen Endabschnitt 14b der Schubstange 14 ist eine zweite Verdrehsicherung 228 der Schubstange 14 angeordnet.
-
Die elektrische Maschine ist mit einem konzentrisch zur Längsachse der Schubstange 14 angeordneten Planetenwälzgewindetriebe 46 gekoppelt, welcher dazu ausgebildet ist, eine durch die elektrische Maschine bewirkte Rotation des Planetenwälzgewindetriebs 46 in eine Translationsbewegung der mit dem Planetenwälzgewindetrieb 46 im Eingriff befindlichen Schubstange 14 zu übersetzen. Alternativ zu dem Planetenwälzgewindetrieb 46 kann ein Kugelgewindetrieb vorgesehen sein.
-
Die elektrische Maschine stellt Drehmoment und Drehwinkel, überträgt beides auf eine Mutter des Planetenwälzgewindetriebes 46. Diese ist drehbar gelagert, jedoch axial im Wesentlichen nicht verschieblich. Die Mutter überträgt über Gewindeschubstangen die Rotationsbewegung auf eine axialbewegliche Gewindestange, welche am Umfang ein Gewinde trägt. Die Verdrehsicherung der Stange erfolgt an der Schnittstelle zum Radträger 16.
-
Das Drehmoment Abstützdrehmoment wird vom Radträger 16 bereitgestellt. Somit wird die Schubstange 14 in eine Axialbewegung versetzt, wenn sich die Mutter dreht. Die Schubstange 14 fährt aus dem Gehäuse 10 aus und ein, wodurch der Einzelradsteller 201 teleskopierbar wird.
-
Eine weitere Verkürzung der Gesamtlänge des Einzelradsteller 201 wird durch ein fehlendes zweites Schubstangelager erreicht. Die Lagerung der Schubstange 14 wird direkt vom Planentenwälzgewindetrieb übernommen, welcher seinerseits über das Gehäuse 10 gelenkig und verdrehgesichert an der Karosserie befestigt ist.
-
Insofern ist es zweckmäßig, wenn die Pivotachsen nahe an der Mutter platziert sind, um insbesondere bei dynamischen Kraftanregungen senkrecht zur Stangenachse ein möglichst kleines Biegemoment über den Planetenwälzgewindetrieb 44 an das Gehäuse 10 abgeleitet wird. Die Anschlagpositionen des Rades erfolgen über das Haltemoment der elektrischen Maschine. Eine zusätzliche mechanische Anschlagbegrenzung kann am Ende der elektrischen Maschine über einen gehäusefesten Anschlagpunkt und/oder eine Hülse zwischen Radträger 16 und der elektrischen Maschine erfolgen.
-
5 zeigt eine schematische Darstellung des Einzelradstellers 301 für das Lenksystem gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
-
Der Einzelradsteller 301 weist gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine alternative Verdrehsicherung auf, welche durch komplementäre Formen zwischen einer Innenkontur der als Hohlwelle ausgebildeten Schubstange 14 und einer im Inneren der Schubstange 14 geführten Stange ausgeführt ist.
-
Die elektrische Maschine ist mit einem konzentrisch zur Längsachse der Schubstange 14 angeordneten Kugelgewindetrieb 40 gekoppelt, welcher dazu ausgebildet ist, eine durch die elektrische Maschine bewirkte Rotation des P Kugelgewindetriebs 40 in eine Translationsbewegung der mit dem Kugelgewindetrieb 40 im Eingriff befindlichen Schubstange 14 zu übersetzen. Alternativ zu dem Kugelgewindetrieb 40 kann ein Planetenwälzgewindetrieb vorgesehen sein.
-
Die erste Pivotachse A1 und die zweite Pivotachse A2 des Einzelradstellers 301 sind ferner entlang einer axialen Länge der elektrischen Maschine 336 angeordnet.
-
Am radseitigen Ende der Schubstange 14 befindet sich der Gelenkkopf 18, welcher durch eine Kugel gebildet wird und ebenso zwei Rotationsbewegungen senkrecht zur Schubstangeachse zulässt. Ein Zapfen des Gelenkkopfes ist im Radträger 16 montiert.
-
Am zweiten axialen Endabschnitt 14b der Schubstange 14, insbesondere benachbart zum Gelenkkopf 18, ist eine zweite Verdrehsicherung 328 der Schubstange 14 angeordnet.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102020213664 A1 [0008]