Die vorliegende Erfindung betrifft einen Planetenwälzgewindetrieb, der eine rotatori sche in eine translatorische Bewegung umwandelt. Die Erfindung betrifft auch einen Aktuator einer Vorderachs- sowie einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges, mit einem derartigen Planetenwälzgewindetrieb.

Aus DE 102018 116 867 A1 ist ein Planetenwälzgewindetrieb nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt geworden. Dieser Planetenwälzgewinde trieb ist mit einer auf einer Gewindespindel angeordneten Mutter versehen, die quer zur Spindelachse in zwei Mutterteile geteilt ist, und mit zwischen der Gewindespindel und der Mutter angeordneten Planetenrollen, die mit ihrem planetenseitigen Rillen profil einerseits mit einem mutterseitigen Rillenprofil und andererseits mit einem Ge windeprofil der Gewindespindel kämmen. Dieser Planetenwälzgewindetrieb weist ferner einen Planetenrollenträger auf, in dessen über den Umfang verteilt angeordne ten Taschen die Planetenrollen um ihre Planetenrollenachse drehbar gelagert sind.

Der Planetenrollenträger umgreift die Mutter, deren Mutterteile mittels unterschiedli cher technischer Maßnahmen vorgespannt werden, um eine Spielfreiheit im Eingriff mit den Planetenrollen zu ermöglichen. In dieser Druckschrift wird vorgeschlagen, zwischen die Mutterteile en Distanzstück einzubauen. Weiter wird alternativ vorge schlagen, die Mutterteile in zwei Schraubhülsen einzusetzen, an denen die Mutter teile axial abgestützt sind und die miteinander soweit verschraubt werden, bis die er wähnte Spielfreiheit eingestellt ist.

Diese Maßnahmen sind aufwändig und erfordern entsprechenden Bauraumbedarf in nerhalb des Planetenrollenträgers. Insbesondere in automobilen Anwendungen be steht jedoch regelmäßig das Bedürfnis nach kostengünstigen bauraumsparenden Planetenwälzgewindetrieben, insbesondere, wenn diese in Aktuatoren einer Hinter achslenkung oder einer Vorderachslenkung verwendet werden. Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Planetenwälzgewinde trieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, der einfach herstellbar ist und der einen geringeren Bauraumbedarf hat.

Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch den Planetenwälzgewindetrieb gemäß Anspruch 1 gelöst.

Der Planetenwälzgewindetrieb ist mit einer auf einer Gewindespindel angeordneten, Mutter versehen, die quer zur Spindelachse in zwei Mutterteile axial geteilt ist. Die beiden Mutterteile sind axial hintereinander angeordnet. Ein axialer Abstand der bei den Mutterteile zueinander ist abgestimmt auf die Formgebung der Planetenrollen, mit denen die Mutterteile kämmen. Die beiden Mutterteile müssen nicht durch weitere Bauteile miteinander verbunden sein, sieht man von den Planetenrollen ab, die mit den Mutterteilen kämmen. Diese Mutterteile können einander zugewandte hülsenar tige Fortsätze aufweisen, die gleichachsig mit den Mutterteilen angeordnet sind und mit geringem radialen Spiel ineinandergreifen, also axial einander überlappen. Diese ineinandergreifenden Fortsätze sind in diesem Fall so bemessen, dass die Mutter teile radial zueinander ausgerichtet sind und ein definiertes Radialspiel oder eine de finierte Passung miteinander aufweisen.

Zwischen der Gewindespindel und der Mutter sind über den Umfang verteilt Plane tenrollen angeordnet, die einerseits mit den Mutterteilen und andererseits mit der Ge windespindel kämmen. Die Planetenrollen können jeweils ein mittleres Rillenprofil aufweisen, das mit einem Gewindeprofil der Gewindespindel kämmt, und die jeweils zu beiden Seiten des mittleren Rillenprofils gelegene äußere Rillenprofile aufweisen, deren eines äußeres Rillenprofil mit dem einen Mutterteil und deren anderes äußeres Rillenprofil mit dem anderen Mutterteil kämmt. Das mittlere Rillenprofil ist im Durch messer größer als die benachbarten äußeren Rillenprofile.

Ferner ist ein auf der Gewindespindel angeordneter drehangetriebener Planetenrol lenträger vorgesehen, in dessen über den Umfang verteilt angeordneten Taschen die Planeten in Umfangsrichtung auf Abstand gehalten und um ihre Planetenrollenachse drehbar gelagert sind. Der Planetenrollenträger kann Teil eines Riemenrades sein, das von einem Zahnriemen eines Riementriebs umschlungen ist. Der Zahnriemen kann von einem Elektromotor angetrieben sein. Unter dem Drehantrieb rotiert der Planetenträger um die Gewindespindel und die Planeten wälzen an der Gewinde spindel und der Mutter ab und rotieren um ihre Längsachse in den Taschen des Pla netenrollenträgers. Eine vollständige Umdrehung des Planetenrollenträgers ent spricht einem Spindelvorschub, der seinem Betrag nach der Steigung des Gewindes des Gewindespindel entspricht. Dieser Typ Planetenwälzgewindetrieb ist demzufolge steigungstreu.

Der Planetenrollenträger kann zwei axial voneinander beabstandet angeordnete Trä gerflansche sowie ein gleichachsig zu der Gewindespindel angeordnetes, die Mutter umgreifendes Antriebsrad oder eine Antriebshülse - bspw. ein Zahnriemenrad - auf weisen, das drehfest mit den beiden Trägerflanschen verbunden ist, wobei die bei den Trägerflansche axial verschieblich zueinander angeordnet sind. Einer der beiden Trägerflansche kann fest mit dem Antriebsrad verbunden sein, der andere Träger flansch kann mittels eines Schiebesitzes mit dem Antriebsrad verbunden, der axiale Relativverschiebungen zwischen diesem Trägerflansch und dem Antriebastrad zu lässt, und somit Relativverschiebungen zwischen den beiden Trägerflanschen. Die beiden Trägerflansche sind mit den Taschen zur Aufnahme der Planeten versehen.

Der Planetenwälzgewindetrieb weist ein Gehäuse auf, in dem die genannten Bauteile eingebaut sind. Das Gehäuse kann ein Aktuatorgehäuse sein. Wenn der Planeten wälzgewindetrieb Teil eines Aktuators einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges ist, kann das Gehäuse mit zwei Durchführungen versehen sein, durch die eine Schubstange hindurchführt, wobei die Gewindespindel Teil dieser Schubstange ist. Das Gehäuse kann ein gestellfestes, offenes Bauteil sein, an dem die beweglichen Bauteile des Planetenwälzgewindetriebes gelagert sind.

Der Planetenrollenträger kann mittels innerer Stützlager und äußerer Stützlager gela gert sein. Das eine äußere Stützlager kann zwischen dem einen Mutterteil und dem Gehäuse und das andere äußere Stützlager kann zwischen dem anderen Mutterteil und dem Gehäuse angeordnet sein. Auf diese Weise kann der Planetenrollenträger in dem Gehäuse einwandfrei drehbar gelagert sein, wobei die axial verschieblich zu einander angeordneten Trägerflansche das Einstellen eines gewünschten axialen Lagerspiels oder einer gewünschten axialen Vorspannung vereinfachen.

Das eine innere Stützlager kann zwischen dem einen Mutterteil und dem einen Trä gerflansch und das andere innere Stützlager kann zwischen dem anderen Mutterteil und dem anderen Trägerflansch angeordnet sein.

Diese Lageranordnung ist so gewählt, dass ein axiales Spiel des Planetenrollenträ ges in dem Gehäuse mittels einer Vorspanneinrichtung eingestellt werden kann bis hin zu einer gewünschten axialen Vorspannung. Im einfachsten Fall kann eine axiale Abstützfläche im gehäuseseitige Lagersitz für das eine äußere Stützlager einstellbar sein, so dass unter einer axialen Verlagerung dieser axialen Abstützfläche das Axial spiel sämtlicher beteiligten Bauteile zwischen den beiden äußeren Stützlagern einge stellt werden kann, bis hin zu einer gewünschten axialen Vorspannung.

Vorzugsweise sind die inneren Stützlager durch Axialwälzlager gebildet. Die Mutter teile können ohne radiale Belastung betrieben werden und lediglich die über die Ge windespindel eingeleiteten axialen Kräfte über die Stützlager in das Gehäuse einlei ten.

Vorzugsweise sind die äußeren Stützlager durch Schrägwälzlager gebildet. Auf diese Weise werden vom Zahnriemen übertragene Zugkräfte als Radialkraft über das Schrägwälzlager in das Gehäuse übertragen. Wenn ein Schrägrollenlager mit zylind rischen Wälzkörpern eingesetzt werden, können die konisch geformten Laufbahnen dieses Schrägwälzlagers beispielsweise unter einem Winkel von ca 15 Grad zu einer quer zur Spindelachse angeordneten Ebene angeordnet sein. Auf diese Weise kön nen einerseits große axiale Kräfte sowie andererseits radiale Kräfte übertragen wer den. Für den Fall der Schrägrollenlager als äußere Stützlager ist es vorteilhaft, wenn die Trägerflansche des Planetenrollenträgers an ihren voneinander abgewandten Stirn seiten jeweils mit einer konusförmig ausgebildeten Stützfläche für das Schrägwälzla ger versehen sind. Diese eine Lagerscheibe des Schrägrollenlagers kann an dieser Stützfläche plan anliegen oder diese Stützfläche kann unmittelbar als Laufbahn für zylindrische oder kegelige Wälzkörper des Schrägrollenlagers dienen. Der Konuswin kel kann ca 15 Grad betragen, wie weiter oben bereits beschrieben wurde.

Die Vorspanneinrichtung ist vorgesehen zum Einstellen einer axialen Vorspannung zwischen dem Gehäuse und den Planetenrollen. Diese axiale Vorspannung wird von dem Gehäuse über die beiden Mutterteile in die Planetenrollen übertragen. Die in der beschriebenen Weise optional beidseits der Trägerflansche angeordneten Stützlager übertragen diese axiale Vorspannung. Unter dieser Vorspannung werden die Plane tentrollen auf Druck belastet.

Im Gegensatz zu bekannten Vorspanneinrichtungen sind in dem Bauraum innerhalb des Planetenrollenrollenträgers keine besonderen Bauteile erforderlich, um diese Vorspannung aufzubauen. Es genügt, diese Vorspanneinrichtung zwischen das Ge häuse und den Planetenrollenträger einzubauen. Das bedeutet neben einer Reduzie rung von Bauraum, dass die Masse der rotierenden Bauteile reduziert werden kann.

Vorzugsweise kann die Vorspanneinrichtung ein mit dem Gehäuse verschraubtes Schraubteil aufweisen, dessen dem äußeren Stützlager zugewandte Stirnfläche im gehäuseseitigen Lagersitz als axiale Stützfläche für das eine äußere Stützlager aus gebildet ist. Es genügt, an nur einer axialen Seite ein derartiges Schraubteil vorzuse hen. Die andere axiale Stützfläche am gegenüberliegenden gehäuseseitigen Lager sitz für das andere äußere Stützlager kann fester Bestandteil des Gehäuses sein. Das Schraubteil kann als gleichachsig zu der Gewindespindel angeordneter Gewin dering ausgebildet ist, der in eine gleichachsig zu der Gewindespindel angeordnete Gewindebohrung des Gehäuses geschraubt ist. Alternativ zu einem Schraubteil kann es ausreichend sein, einen Ausgleichring in das Gehäuse einzusetzen, dessen Stirnfläche im gehäuseseitigen Lagersitz als axiale Stützfläche für das eine äußere Stützlager ausgebildet ist. Je dicker der Ausgleichs ring bemessen ist, desto geringer ist ein axiales Spiel des Planetenwälzgewindetrie bes.

Zum Einstellen einer gewünschten axialen Vorspannung oder eines gewünschten axialen Spiels wird die Vorspanneinrichtung soweit zugestellt, bis ein entsprechendes Axialspiel zwischen dem Gehäuse und den Planetenrollen eingestellt ist. Im Fall des Schraubteils wird dieses in Richtung auf das eine äußere Stützlager zugestellt, bis zum Erreichen eines gewünschten Spiels oder einer Spielfreiheit zwischen dem Ge häuse und den Planetenrollen und anschließend in dieser Schraublage gesichert.

Der erfindungsgemäße Planetenwälzgewindetrieb eignet sich besonders für einen Aktuator einer Hinterachslenkung und auch einer Vorderachslenkung eines Kraftfahr zeuges. Dieser Aktuator ist mit einer Schubstange versehen, deren voneinander ab gewandte Enden zum Anlenken von Hinterrädern des Kraftfahrzeuges ausgebildet sind. Die Gewindespindel kann in diesem Fall Teil der Schubstange sein, zwischen deren Enden die Gewindespindel ausgebildet ist. Die Schubstange kann zwei Schubstangenteile aufweisen, zwischen denen die Gewindespindel angeordnet und fest mit beiden Schubstangenteilen verbunden ist. Die voneinander abgewandten freien Enden der Schubstange sind aus dem Gehäuse des Aktuators herausgeführt und mit Lenkerköpfen versehen, die an den Radträgern der Hinterräder angreifen.

Vorzugsweise ist dieser Aktuator mit einem Elektromotor und mit einem Riementrieb versehen, dessen Zahnriemen ein Motorritzel des Elektromotors sowie die Antriebs hülse umschlingt. In dem Aktuatorgehäuse können der Riementrieb mit dem Motorrit zel sowie der Planetenwälzgewindetrieb angeordnet sein. Der Elektromotor kann au ßerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in fünf Figuren dargestellten Ausfüh rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Planetenwälzgewindetrieb im Längsschnitt,

Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Figur 1 ,

Figur 3 eine Variante einer Mutter des Planetenwälzgewindetriebes,

Figur 4 einen Aktuator einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges und

Figur 5 einen Ausschnitt des Aktuators aus Figur 4.

Der in den Figuren 1 und 2 abgebildete Planetenwälzgewindetrieb ist mit einer auf ei ner Gewindespindel 1 angeordneten Mutter 2 versehen. Die Mutter 2 ist in zwei axial hintereinander angeordnete Mutterteile 3 geteilt. Zwischen der Gewindespindel 1 und der Mutter 2 sind Planetenrollen 4 über den Umfang der Gewindespindel 1 verteilt angeordnet. Die Planetenrollen 4 kämmen mit ihren äußeren Rillenprofilen 5 mit den beiden Mutterteilen 3 und mit ihrem mittleren Rillenprofil 6 mit einem schraubenför mig um die Spindelachse gewundenen Gewindeprofil 7 der Gewindespindel 1. Das mittlere Rillenprofil 6 ist im Durchmesser größer als die benachbarten äußeren Rillen profile 5. Die Gewindespindel 1 ist Teil einer Schubstange 24. Beide axiale Enden der Gewindespindel sind - lösbar oder unlösbar - fest mit Schubstangenteilen ver bunden.

Der Planetenwälzgewindetrieb weist ferner einen Planetenrollenträger 8 auf, in des sen über den Umfang verteilt angeordneten Taschen 9 die Planetenrollen 4 um ihre Planetenrollenachse drehbar gelagert sind. Deutlich zeigt die Figur 2 an den axialen Enden der Planetenrollen 4 ausgebildete Lagerzapfen 10, die in den Taschen 9 des Planetenrollenträgers 8 eingreifen.

Der Planetenrollenträger 8 weist zwei axial voneinander beabstandet angeordnete Trägerflansche 11 sowie ein gleichachsig zu der Gewindespindel 1 angeordnetes, die Mutter 2 umgreifendes Antriebsrad 12 auf, das drehfest mit den beiden Träger flanschen 11 verbunden ist. Die beiden Trägerflansche 11 sind axial verschieblich zu einander angeordnet. Beide Trägerflanschl 1 sind mittels eines Schiebesitzes mit dem Antriebsrad 12 drehfest aber axial verschieblich. Die beiden Trägerflansche 11 sind mit den Taschen 9 zur Aufnahme der Planetenrollen 4 versehen.

Der Planetenwälzgewindetrieb weist ein Gehäuse 13 auf, in dem der Planetenrollen träger 8 mittels äußerer Stützlager 14 drehbar gelagert ist. Beide Mutterteile 3 sind an ihren dem jeweiligen Trägerflansch 11 zugewandten Seite mittels innerer Stützla ger 15 drehbar gelagert. Die inneren Stützlager 14 sind durch Axialwälzlager 16 ge bildet. Die äußeren Stützlager 13 sind durch Schrägwälzlager 17 gebildet.

Die Trägerflansche 11 sind an ihren voneinander abgewandten Stirnseiten jeweils mit einer konusförmig ausgebildeten Stützfläche 18 für die zylindrischen Wälzkörper des Schrägwälzlagers 17 versehen. An ihren einander zugewandten Stirnseiten sind die Trägerflansche eben ausgebildet um die Axialwälzlager 16 abzustützen.

Ferner ist eine Vorspanneinrichtung 19 vorgesehen zum Einstellen einer axialen Vor spannung zwischen dem Gehäuse 13 und den Planetenrollen 4. Die Vorspannein richtung weist ein mit dem Gehäuse 13 verschraubtes Schraubteil 20 auf, dessen dem Schrägwälzlager 17 zugewandte Stirnfläche als gehäuseseitiger Lagersitz 21 des einen der äußeren Stützlagers ausgebildet ist. Das Schraubteil 20 ist als gleich- achsig zu der Gewindespindel 1 angeordneter Gewindering 22 ausgebildet, der in eine Gewindebohrung 23 des Gehäuses 13 geschraubt ist.

Um das Lagerspiel aus der beschriebenen Lageranordnung herauszunehmen, wird der Gewindering 22 in Richtung auf das benachbarte Schrägwälzlager 17 durch eine schraubende Bewegung axial zugestellt. Unter dieser axialen Zustellbewegung wird der links in der Figur 1 abgebildete Trägerflansch 11 nach rechts gedrückt und nimmt das axiale Lagerspiel aus dem Axialwälzlager 16 heraus. Unter dem Eingriff der bei den Mutterteile 3 mit den Planetenrollen 4 wird demzufolge das rechts in der Figur 1 abgebildete Mutterteil 3 nach rechts in Richtung auf das Axialwälzlager 16 sowie auf das Schrägwälzlager 17, bis schließlich auch das axiale Lagerspiel aus diesen La gern genommen ist. Der hier beschriebene Kraftfluß verläuft von links nach rechts gesehen von dem Gewindering 22 über das Schrägwälzlager 17, den Trägerflansch 11 , das Axialwälzlager 16, das Mutterteil 3, die Planetenrollen 4, und von dort über das andere Mutterteil 3 über das andere Axialwälzlager 16, den anderen Träger flansch 11 , das andere Schrägwälzlager 17 schließlich in das Gehäuse 13.

Figur 3 zeigt eine Variante der Mutter 2 mit hülsenförmigen Fortsätzen 31 , 32, die an einander zugewandten Stirnseiten der beiden Mutterteile 3 vorgesehen sind und die ineinandergreifen und axial einander überlappen. Diese Fortsätze sind gleichachsig mit der Mutter 2 angeordnet, weisen jedoch unterschiedliche Durchmesser auf, die für eine Passung miteinander abgestimmt sind; die Mutterteile sind auf diese Weise radial einwandfrei zueinander ausgerichtet. Zwischen den Fortsätzen 31 , 32 ist dem zufolge ein lediglich geringes radiales Spiel ausgebildet.

Die Figuren 4 und 5 zeigen einen Aktuator einer Hinterachslenkung eines Kraftfahr zeuges, mit dem oben beschriebenen Planetenwälzgewindetrieb. Das Gehäuse 13 weist links und rechts Gehäuseöffnungen 25 auf, durch die die Schubstange 24 beid seitig durchgeführt ist. In der Figur 4 ist die Schubstange ausserhalb des Gehäuses 13 durch Faltenbälge verdeckt. An ihren Enden ist die Schubstange 24 mit Lenkköp fen 26 versehen, an die nicht weiter abgebildete Radlenker angebunden sind.

Im Betrieb des Aktuators gewährleistet der spielfrei eingestellte Planetenwälzgewin detrieb bei Drehrichtungsumkehr des Planetenrollenträgers eine Umkehrbewegung der Schubstange 24 ohne dass ein axiales Spiel während dieser Umkehrbewegung abgebaut wird. Unter der Kraft der Vorspannung werden alle beteiligten Lagerkompo nenten soweit angestellt, dass die Planetenrollen 4 in den Kontakt mit den Muttertei len 3 gedrückt sind. Der Aktuator weist einen Elektromotor 27 und einen Riementrieb 28 auf. Ein Zahnrie men 29 umschlingt ein Motorritzel 30 des Elektromotors 27 sowie das hier nicht ab gebildete Antriebsrad 12.

Bezugszahlenliste Gewindespindel Mutter Mutterteile Planetenrolle äußeren Rillenprofilen mittleren Rillenprofil Gewindeprofil Planetenrollenträger Tasche Lagerzapfen Trägerflansche Antriebsrad Gehäuse äußeres Stützlager inneres Stützlager Axialwälzlager Schrägwälzlager Laufbahn Vorspanneinrichtung Schraubteil gehäuseseitiger Lagersitz Gewindering Gewindebohrung Schubstange Gehäuseöffnung Lenkkopf Elektromotor Riementrieb Zahnriemen Motorritzel Hülsenartiger Fortsatz Hülsenartiger Fortsatz