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Title:
HELICAL GEARING DRIVEN BY ELECTRIC MOTOR FOR DRIVING AN ADJUSTING ELEMENT, AND INSTALLATION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/214832
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a helical gearing driven by an electric motor for driving an adjusting element (5), more particularly in the form of an actuator or a piston of a piston-cylinder unit, wherein the adjusting element (5) can be moved by means of an electric drive (2) and a helical gearing (S, SM), more particularly in the form of a spindle drive, back and forth along a path, more particularly axis (AX), wherein the drive (2) has a rotor (3), or a translator (3') driven by a drive, the rotor (3) or translator (3') being rotatably mounted in a housing (1) by means of a first bearing (L1) and being fixedly connected to the input (ES) of the helical gearing (S, SM) or formed integrally with same, and the output (AS) of the helical gearing (S, SM) is connected to the adjusting element (5) or formed integrally with same, wherein an anti-twist means (VS) prevents the adjusting element (5) from twisting in the circumferential direction about the path or axis (AX), characterised in that the anti-twist means (VS) is arranged in or on the end region (5e) of the adjusting element (5) or the end region (5e) is part of the anti-twist means (VS), wherein the end region (5e) is the region of the adjusting element (5) facing away from the helical gearing (S, SM), and/or between the first bearing (L1) and the adjusting element (5), the rotor (3) or translator (3'), the helical gearing (S, SM) and/or at least part of the adjusting element (5) is or are formed to be transversely elastic to the axis of rotation, at least in one region, wherein the at least one region has more particularly a spring element (FE) or a region with higher elasticity.

Inventors:
LEIBER, Heinz (Theodor-Heuss-Straße 34, Oberriexingen, 71739, DE)
Application Number:
EP2018/071923
Publication Date:
November 14, 2019
Filing Date:
August 13, 2018
Export Citation:
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Assignee:
IPGATE AG (Churerstraße 160a, 8808 Pfäffikon, 8808, CH)
International Classes:
F16H25/20; B60T13/74; F04B9/02; F04B17/03; F16D65/28
Domestic Patent References:
WO2003016122A12003-02-27
Foreign References:
DE102016210221A12017-12-14
JP2004114224A2004-04-15
JP5146993B22013-02-20
DE102008059862A12010-04-15
DE112009004636B42017-08-03
DE102011106626A12012-12-20
DE102013221158A12015-04-23
DE102014212409A12015-12-31
DE102015222286A12017-05-18
DE102017211587A12018-01-11
DE102016208367A12017-06-08
Attorney, Agent or Firm:
LENZING GERBER STUTE PARTNERSCHAFTSGESELLSCHAFT VON PATENTANWÄLTEN M.B.B. (Bahnstraße 9, Düsseldorf, 40212, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe zum Antrieb eines Verstel- lelementes (5), insbesondere in Form eines Aktuators oder eines Kolbens einer Kolben-Zylinder- Einheit,

- wobei das Verstellelement (5) mittels eines elektrischen Antriebes (2) und eines Schraubgetriebes (S, SM), insbesondere in Form eines

Spindelantriebes, entlang einer Bahn, insbesondere Achse (AX), hin und her bewegbar ist,

- wobei der Antrieb (2) einen Rotor (3) oder einen von einem Antrieb

angetriebenen Übertrager (3 ') aufweist, der mittels eines ersten

Lagers (LI) in einem Gehäuse (1) drehbar gelagert und mit dem

Eingang (ES) des Schraubgetriebes (S, SM) fest verbunden oder mit diesem einstückig ausgebildet ist, und

- dass der Ausgang (AS) des Schraubgetriebes (S, SM) mit dem

Verstellelement (5) verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet ist,

- wobei eine Verdrehsicherung (VS) ein Verdrehung des Verstellelementes (5) in Umfangsrichtung um die Bahn bzw. Achse (AX) verhindert,

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Verdrehsicherung (VS) im oder am Endbereich (5e) des

Verstellelementes (5) angeordnet ist oder der Endbereich (5e) Teil der Verdrehsicherung (VS) ist, wobei der Endbereich (5e) der Bereich des Verstellelementes (5) ist, welcher dem Schraubgetriebe (S, SM) abgewandt ist,

und/oder

- zwischen dem ersten Lager (LI) und dem Verstellelement (5) der Rotor (3) bzw. Übertrager (3 '), das Schraubgetriebe (S, SM) und/oder zumindest ein Teil des Verstellelementes (5) zumindest in einem Bereich querelastisch zur Rotationsachse ausgebildet ist bzw. sind, wobei der mindestens eine Bereich, insbesondere ein Federelement (FE) oder einen Bereich mit höherer Elastizität aufweist.

2. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verdrehsicherung (VS) ein radiales Gleitlager (L2) zur Abstützung radialer Kräfte angeordnet ist oder die Verdrehsicherung (VS) selbst zusätzlich ein radiales Gleitlager (L2) ist bzw. bildet.

3. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubgetriebe, eine Spindelmutter (SM) und eine Spindel (S) aufweisend, nur mit dem Rotor (3) bzw. mit dem Übertrager (3 ') und dem Verstellelement (5) in Verbindung ist.

4. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der Ansprü- che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lager (LI) zwischen dem die Rotorwicklung und/oder Permanentmagnete tragenden Teil (3p) des Rotors (3) und dem Eingang (ES) des Schraubgetriebes (S, SM) an- geordnet ist.

5. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der Ansprü- che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Lager (LI) und dem Endbereich (5e) bzw. dem Radiallager (L2) kein weiteres Lager zur radialen Abstützung des Rotors (3) bzw. Übertragers (3 ') und des Schraubgetriebes (S, SM) vorhanden ist.

6. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der Ansprü- che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) bzw. der Über- trager (3 ') zumindest in einem Bereich zwischen dem ersten Lager (LI) und dem Eingang (ES) des Schraubgetriebes (S, SM) querelastisch zur Rotationsachse ausgebildet ist, insbesondere ein Federelement (FE) oder einen Bereich mit höherer Elastizität aufweist, die insbesondere größer ist als die Elastizität bzw. Abweichung der rotierenden Teile von der Mit- telsachse (AX) ist.

7. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schraubgetriebe (S, SM) und dem Verstellelement ein Federelement oder ein federelastischer Bereich angeordnet ist, dessen Elastizität größer ist als die Elastizität bzw. Abweichung der rotierenden Teile von der Mit- telsachse (AX) ist und/oder dass das Schraubgewinde (S, SM) quer zu seiner Rotationsachse (AX) elastisch oder biegsam ist.

8. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entweder der Ein- gang des Schraubgetriebes (S, SM) die Spindelmutter (SM) und der Aus- gang des Schraubgetriebes (S, SM) die Spindel (S)

oder

der Eingang des Schraubgetriebes (S, SM) die Spindel (S) und der Aus- gang des Schraubgetriebes (S, SM) die Spindelmutter (SM) ist.

9. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) bzw. Übertrager (3 ') zumindest in dem Bereich vom ersten Lager (LI) bis zum Eingang des Schraubgetriebes (S, SM) im Querschnitt doppelwandig aus- gebildet ist, wobei die beiden Wände (3wi, 3w2) über einen gebogenen, insbesondere im Querschnitt u-förmigen, Wandungsabschnitt (3w3) mitei- nander verbunden sind, insbesondere einstückig ausgebildet sind, mitei- nander verschweißt, genietet, verbördelt oder verklebt sind.

10. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement (5) mit seinem Endbereich (5e) in einer Führung, insbesondere in einem Zylinder (7), gleitet, wobei sein Außenradius (Ra) zumindest in Teilberei- chen (5ui bis 5u5) seiner Außenwandung (5u) derart ausgebildet ist, dass der Endbereich (5e) mit einer Gleitpassung in der Führung bzw. dem Zy - linder gleitet und ein radiales Gleitlager (L2) bildet und der übrige Teil des Verstellelementes (5) einen Außendurchmesser oder eine Außenkon- tur aufweist, welche(r) kleiner als der für eine Gleitpassung erforderliche Außendurchmesser bzw. Außenkontur ist (Fig. 1 und 2).

11. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (7) mindestens einen nach innen weisenden Vorsprung (6), insbesondere in Form eines sich axial er- streckenden Steges, und/oder Rücksprungs, insbesondere in Form von Nuten, aufweist, der jeweils mit einer Nut (5n) bzw. einem Rücksprung im Endbereich (5e) des Kolbens (5) oder eines am Endbereich (5e) ange- ordneten Teils zur Bildung der Verdrehsicherung (VS) zusammenwirkt.

12. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, dass der sich axial erstreckende Steg (6) durch ein segmentförmiges Teil gebildet ist, welches an der Zylinderinnenwan- dung (7i) befestigt, insbesondere vernietet oder angeschweißt ist.

13. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (7) axi- al verlaufende Führungsflächen (Fl) hat, und dass der Endbereich (5e) des Kolbens (5) ebenfalls mindestens eine Führungsfläche (F2) aufweist, wobei mindestens ein drehbar gelagertes Abrollteil (15, 15a, 15b) an den Führungsflächen (Fl, F2) abrollt und zusammen mit diesen die Verdrehsi- cherung (VS) bildet, wobei der Kolben (5) zumindest mit einem Teil sei- ner Außenwandung (5u) des Endbereiches (5e) mittels Gleitpassung an der Innenwandung (7i) des Zylinders (7) zur Bildung eines radialen Gleit- lagers (L2) entlanggleitet, wobei insbesondere mindestens ein Abrollteil (15) die Umfangskräfte und mindestens ein Abrollteil (15a, 15b) die Ra- dialkräfte überträgt.

14. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der Ansprü- che 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (VS) durch eine Ausnehmung (5z), insbesondere Bohrung im Endbereich (5e) des Verstellelementes (5), sowie ein darin eingreifendes Eingreifteil (19) gebildet ist, wobei das Eingreifteil (19) am Zylinder (7) oder Gehäuse drehfest gelagert ist, und gegenüber Verdrehen in Umfangsrichtung um die Achse (AX) mittels Formschluss gesichert ist, wobei entweder

- der Endbereich (5e) einen Außendurchmesser (Da) aufweist, der derart ausgebildet ist, dass der Endbereich (5e) mittels Gleitpassung (L2) in einer Führung oder einem Zylinder (7) in axialer Richtung gleiten kann (Fig. 4) oder aber - der Endbereich (5e) einen Außendurchmesser (Da) aufweist, der kleiner als der für eine Gleitpassung (L2) erforderliche Außendurchmesser ist und dass das Eingreifteil (19) mittels Gleitpassung in der Ausnehmung (5z) einliegt und ein Gleitlager (L2) bildet (Fig. 3).

15. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (5e), ein Formschlussteil (22) und das Eingreifteil (19) eine Oldham-Kupplung bilden (Fig. 4a).

16. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement ein Kolben (5) einer Kolben-Zylinder-Einheit ist, und dass in axialer Rich- tung zwischen Schraubgetriebe (S, SM) und Verdrehsicherung (VS) min- destens eine Kolbendichtung (Dl, D2) im Zylinder (Z) oder dem Kolben (5) zur Abdichtung eines ersten Druckraumes (Al) angeordnet ist, wobei im Bereich der mindestens einen Kolbendichtung (Dl, D2) der Außen- durchmesser (Da) des Kolbens (5) um ein Spiel (s0) kleiner als der Innen- durchmesser (Di) des Zylinders (Z), insbesondere kleiner als ein Gleit- passung-Durchmesser, ist, insbesondere das Spiel (s0) zwischen 0,1 mm bis 5 mm, bevorzugt 0,2 bis 0,8 mm, groß ist.

17. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitpassung der Verdrehsicherung (VS) und der Kolbenaußendurchmesser (Da) sowie der Innendurchmesser (Di) des Zylinders (7) derart ausgebildet sind, dass die Außenwandung des Kolbens (5) zumindest im Bereich des Bereiches des Zylinders (7), in dem die Dichtungen (Dl, D2, D3) angeordnet sind, nicht in Berührung kommt.

18. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement (5) einen Bereich (5p) aufweist, dessen Außendurchmesser (Da) kleiner als der Innendurchmesser (Di) des Zylinders (Z), insbesondere kleiner als ein Gleitpassungs-Durchmesser, ist, wobei der Bereich (5p) sich insbe- sondere von dem Endbereich (5e) bis zum dem Endbereich (5e) entge- gengesetzten anderen Endes (5f) des Kolbens (5) erstreckt.

19. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) bzw. Übertrager (3 ') stirnseitig an einem Lagerzapfen (Sz) der Spindel (S) mittels Gleitsitz oder mittels eines Festsitzes mittels Schraubenmutter

(10) befestigt ist.

20. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (5) ein Einfachhubkolben ist, welcher lediglich den ersten Druckraum (Al) be- grenzt oder ein Doppelhubkolben ist, welcher zwei Druckräume (Al, A2) voneinander trennt.

21. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach Anspruch 20,

dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Einfachhubkolben die Verdrehsi- cherung (VS) gleichzeitig das zweite Lager (L2) bildet und dass bei einem Doppelhubkolben entweder die Verdrehsicherung (VS) gleichzeitig das zweite Lager (L2) bildet oder die Verdrehsicherung (VS) und das zweite Lager (L2) getrennt ausgebildet sind.

22. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kanal zwischen den Dichtungen (Dl, D2) im Zylinderinnenraum mündet, welcher mit ei- nem Vorratsbehältnis (VB) in Verbindung ist.

23. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach Anspruch 22,

dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Dichtung (D3) vorgesehen ist, welche parallel zu der Dichtung (D2) angeordnet ist, wobei ein weite- rer Kanal (SL1) zwischen den Dichtungen (D2, D3) im Zylinderinnenraum mündet, welcher ebenfalls mit dem Vorratsbehältnis (VB) in Verbindung ist, wobei jedoch in diesem Kanal (SL1) eine Drossel (DR) angeordnet ist.

24. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlagelement

(11), insbesondere in Form eines Ringes und/oder einer Feder, zur Ein- schränkung der Relativbewegung im Hubendbereich beim Zurückfahren des Verstellelementes bzw. Kolbens (5) zwischen Spindel (S) und Spin- delmutter (SM) dient, wobei das Anschlagelement (11) an der Spindel (S) angeordnet ist.

25. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kolbenge- häuse (16) ein Gehäuse (7), insbesondere in Form eines Flanschstücks, befestigt ist, welches insbesondere die Lagerung und/oder Abstützung der Verdrehsicherung (VS) aufnimmt, wobei das Flanschstück (7) eine Zylinderbohrung (7a) welches im Gehäuse (16) mit Bohrung (16a) ein- g reift.

26. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Verstellen eines Kolbens (5) dient, wobei mittels des Kolbens (5) in mindestens ei- nem Druckraum (Al, A2) bzw. damit verbundenem bzw. verbundenen hydraulischen Kreisen ein Druck gehalten, auf- und/oder abgebaut wer- den kann, insbesondere, dass der eingestellte bzw. eingeregelte Druck zur Verstellung von Radbremsen, Kupplungen und/oder Gangstellern dien.

27. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb eines Motorsensors bzw. -elementes ein Reibrad dient, welches insbesondere mit einem Justiernocken oder einem Zahn ausgebildet ist.

28. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) min- destens ein Sensortarget 40 über ein Getriebe (3, 8) in Drehung versetzt, wobei die Drehung von einem Sensorelement (41) detektiert wird.

29. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe Kegel- räder, Stirnräder und/oder ein Spezialverzahung, insbesondere mit einer Evolventen- oder Zykloidenverzahnung, aufweist.

30. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder aus einem geräuscharmen Werkstoff sind und/oder eine geräuscharme Beschichtung aufweisen.

31. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der Ansprü- che 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensortarget 40 direkt am Rotor (3) oder an einem am Rotor (3) drehfest angeordne- ten Polrads (44) angeordnet ist.

32. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach Anspruch 31,

dadurch gekennzeichnet, dass entweder mehrere Sensorelemente auf ein Winkelsegment oder über den Umfang (360°) verteilt angeordnet sind und/oder auf einem oder mehreren Radien verteilt angeordnet sind.

33. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Über- trager (3 ') und einem Rotor (R) ein Getriebe (G), insbesondere in Form eines Planetengetriebes oder Stirnradgetriebes, angeordnet ist.

34. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach Anspruch 28,

dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (R) mittels mindestens eines weiteren Lagers (L3) am Gehäuse gelagert ist.

35. Elektromotorisch angetriebenes Schraubgetriebe nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung und Verhinderung des Eindringens von Schmutz mindestens eine Schutzvor- richtung (PS,), insbesondere in Form eines Partikelabstreifers, vorgesehen ist, welche insbesondere zwischen dem Rotor (3) einerseits und einem gehäusefesten Teil (35) oder dem Kolben (5) angeordnet ist und/oder zwischen der Spindel (S) einerseits und dem Rotor (3), der Spindelmutter (SM) oder dem Kolben (5) andererseits angeordnet ist.

36. Montagevorrichtung für ein elektromotorisch angetriebenes Schraubge- triebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Montagevorrichtung an dem Gehäuse (1) des elektromoto- risch angetriebenen Schraubgetriebes ansetzbar und/oder befestigbar ist, wobei die Montagevorrichtung mit ihrem Gehäuse (23) den das erste La- ger (LI) haltenden Bereich des Gehäuses (1) umgreift und an diesem an- liegt und mit einem Kugellager (25) und entsprechender Vorspannung das erste Lager (II) über den Rotor (3) vorspannt, wobei die Montagevor- richtung Mittel zum radialen Justieren entweder

- des Eingangs (ES) des Schaltgetriebes und damit zum Verbiegen des Rotors (3) aufweist, derart, dass die Rotationsachse des Schaltgetriebe (S, SM) mit der Achse des Verstellelementes (5) und/oder der

Verdrehsicherung (VS) fluchtet oder

- des Verstellelementes (5) im Kolbengehäuse aufweist.

37. Montagevorrichtung für ein elektromotorisch angetriebenes Schraubge- triebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass mittels der Montagevorrichtung eine radiale Zentrierung und axiale Bewegung mit Messung der Reibkräfte an der Verdrehsicherung (VS) oder des Verstellelementes bzw. Kolbens (5, 18) über eine Dreh- momentmessung erfolgt.

38. Montagevorrichtung für ein elektromotorisch angetriebenes Schraubge- triebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass bei vorheriger Ermittlung des Spiels (sVs) zwischen der Ver- drehsicherung (VS) und deren Führung, insbesondere in Form einer Boh- rung, mittels der Montagevorrichtung an derem Meßzapfen anschließend das Spiel (Sx, Sy) quer zur Verdrehachse (AX) in der X- und Y- Richtung zwischen Spindel (S) und Spindelmutter (SM) bestimmbar ist, wobei hier- zu insbesondere die Spindel (S) verdreht wird, wobei danach in Kenntnis des Spiels (Sx, Sy) eine Fixierung des Motorgehäuses (1) mit einem ent- sprechenden umgekehrten Versatz am Kolbengehäuse (16) zur Eliminie- rung des Spiels (Sx, Sy) erfolgt.

39. Montagevorrichtung für ein elektromotorisch angetriebenes Schraubge- triebe nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass zur spielfreien Justierung von Spindel (S) und Spindelmutter (SM) ein Druck, insbesondere mittels Druckluft, auf den Kolben (5) ausgeübt wird.

Description:
ELEKTROMOTORISCH ANGETRIEBENES SCHRAUBGETRIEBE ZUM ANTRIEB EINES VERSTELLELEMENTES UND MONTAGEVORRICHTUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektromotorisch angetriebenes

Schraubgetriebe zum Antrieb eines Verstellelementes, insbesondere in Form eines Aktuators oder eines Kolbens einer Kolben-Zylinder-Einheit, wobei das Verstellelement mittels eines elektrischen Antriebes und eines Schraubgetrie- bes, insbesondere in Form eines Spindelantriebes, entlang einer Bahn, insbe- sondere Achse, hin und her bewegbar ist, wobei der Antrieb einen Rotor auf- weist, der mittels eines ersten Lagers in einem Gehäuse drehbar gelagert und mit dem Eingang des Schraubgetriebes fest verbunden oder mit diesem ein- stückig ausgebildet ist, und dass der Ausgang des Schraubgetriebes mit dem Verstellelement verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet ist, wobei eine Verdrehsicherung ein Verdrehung des Verstellelementes in Umfangsrich- tung um die Bahn bzw. Achse verhindert.

Stand der Technik

Motorantriebe mit Spindel zur Verstellung eines Verstellelementes, insbeson- dere zur Verstellung eines Aktuators oder eines Kolbens eines hydraulischen Kolbenantriebes sind weit verbreitet. Die Drehbewegung des Rotors wird dabei auf eine Spindel oder Spindelmutter übertragen, wobei die Spindel oder Spin- delmutter mit dem Verstellelement, insbesondere in Form eines Aktuators o- der Kolbens, verbunden ist und dieses linear hin und her bewegt. Für hohe Wirkungsgrade wird vielfach ein Kugelgewindetrieb KGT eingesetzt. Das vom Motor erzeugte Drehmoment M d muss dabei abgestützt werden, da- mit sich das Verstellelement nicht mit dreht. Hierfür wird eine Verdrehsiche- rung verwendet, welche entweder direkt auf das Verstellelement oder auf die Spindelmutter wirkt, sofern die Spindel drehfest mit dem Rotor verbunden ist. Die Verdrehsicherung kann auch auf die Spindel wirken, sofern die Spindel- mutter drehfest mit dem Rotor verbunden ist.

Bei der Verwendung eines Schraubgetriebes, vorzugsweise eines Kugelgewin- detriebes bestehen die nachfolgend aufgelisteten Probleme:

A) Der Antrieb erzeugt über die verschiedenen Toleranzen eine Exzentrizität von Motorachse zur Achse der drehbaren Spindel oder Spindelmutter, wel- che auf das Verstellelement bzw. den Kolben, das Schraubgetriebe, beste- hend aus Spindel und Spindelmutter, und ggf. Dichtungen und die Ver- drehsicherung übertragen wird.

B) Bei der Übertragung der Exzentrizität auf das Verstellelement bzw. den Kolben entsteht abhängig von der Elastizität der Übertragung eine Quer- kraft auf das Verstellelement bzw. den Kolben.

C) Die in B) beschriebene Querkraft erzeugt Reibung und Verschleiß am Ver- stellelement bzw. dem Kolben.

D) Wenn der Kolben verschleißt, z. B. sich Riefen bilden, ist die Dichtwirkung nicht mehr gesichert, was insbesondere mit Fail-Operation-Forderungen FO kollidiert.

E) Auf die Verdrehsicherung wirkt ebenfalls die Exzentrizität sowie zusätzlich das abzustützende Motordrehmoment M d . Die aufzubringenden Kräfte und die damit verbundene Reibungen erzeugen meist einen hohen Verschleiß. Die vorgenannten Kräfte können zudem zusätzliche Querkräfte auf das Verstellelement bzw. den Kolben erzeugen. F) Der Verschleiß durch E) kann auch auf die Kolbenlaufbahn gelangen, so dass sich die Dichtung bewegt und diese ausfallen kann, was ebenfalls bei Fail-Operation-Forderungen kritisch ist.

G) Abhängigkeit der Funktionen von Temperatur und Toleranzen.

H) Komplexität, Anzahl der Teile für Spindelantrieb mit Motor und Verdrehsi- cherung und Toleranzketten.

Neben den Toleranzen, welche die Exzentrizität der rotierenden Teile bestim- men, wirken auf den Spindelantrieb noch die Abweichung von Motor, Spindel und Kolbenachse. Als Beispiel kann hier die Ankopplung des Motors an das Kolbengehäuse genannt werden. Typischerweise hat der Motor dabei einen Flansch, der in das Kolbengehäuse eintaucht, mit Toleranzen für Flansch und Kolbengehäuse. Diese Toleranzen ergeben ein Min- und Max-Spiel, wodurch sich ein entsprechender Versatz der Achsen zueinander ergibt. Zu anderen Komponenten des Spindelantriebes ergibt sich ein beachtlicher Versatz, der bis zum Faktor Fünf mehr als die Exzentrizität betragen kann. Dieser Versatz kann auch bei entsprechender Konstruktion die oben aufgeführten Probleme A) bis

F) beeinflussen.

Spindelantriebe sind zahlreich beschrieben. So zeigen die nachfolgend aufge- listeten Dokumente allesamt elektromotorisch angetriebene Kolben, wobei zwischen elektrischem Antrieb und Kolben ein Schraubgetriebe in Form eines Spindelantriebs zwischengeschaltet ist. Um viele unnötige Beschreibungen und Erklärungen zu sparen, wird nachfolgend bei den Dokumenten jeweils auf die jeweils auftretenden Probleme hingewiesen.

Aus DE 10 2008 059 862 Al ist ein elektrohydraulisches Bremssystem für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem der Rotor fest mit der Spindelmutter verbun- den ist, sowie die Spindel mit dem Kolben einstückig ausgebildet sind. Der Ro- tor ist dabei zusammen mit der Spindelmutter mittels zweier Lager am Gehäu- se gelagert, wobei die Verdrehsicherung im dem Kolben abgewandten Ende des Spindel-Kolben-Bauteils angeordnet ist. Bei dieser Konstruktion ergeben sich insbesondere die Probleme A), B), C), D), E) und F).

Die DE 11 2009 004 636 beschreibt ebenfalls ein Bremssystem, bei dem ein Kolben eines Kolben-Zylinder-Systems über einen Stößel mit der angetriebe- nen Spindel in Verbindung ist. Hier treten insbesondere die Problematiken A), B), C), D), E), F) und G) auf, wobei insgesamt geringere Belastungen auftre- ten, da der Kolben über den Stößel mit der Spindel in Verbindung sind, so dass z. B. die Exzentrizität und Querkräfte durch das durch den Stößel gebil- dete Gelenkstück reduziert sind.

Aus DE 10 2011 106 626 Al ist ein hochdynamischer Kurbauantrieb für eine Kolben-Zylinder-Einheit bekannt, bei dem ebenfalls die Probleme A), B), C),

D), E), F) und G) eine Rolle spielen, wobei auch hier durch eine elastische Hül- le und eine Rolle die auftretenden Belastungen an der Verdrehsicherung redu- ziert sind.

Beim in DE 10 2013 221 158 Al beschriebenen elektrischen Antrieb treten die Probleme A) bis G) auf, wobei durch die Exzentrizität der rotierenden Teile ho- he Belastungen und Kräfte durch eine geringe Elastizität und der Verdrehsi- cherung auftreten.

Der aus DE 10 2014 212 409 Al bekannte Druckerzeuger für eine hydrauli- sche Fahrzeugbremse weist einen zweifach gelagerten Rotor auf, welcher über ein Planetengetriebe eine Spindelmutter antreibt. Spindel und Kolben sind ein- stückig ausgebildet, wobei die Lagerung des Kolbens allein durch seine Mantel- fläche erfolgt und die Verdrehsicherung durch einen in die Kolbenstirnseite eingreifenden, im Querschnitt sechskantförmigen, Stab erfolgt. Auch bei die- sem Druckerzeuger treten die Probleme A) bis G) auf. Das gleiche gilt für das aus DE 10 2015 222 286 Al bekannte Hydraulikaggregat. Hier treten hohe Querkraftbelastungen auf den Kolben auf, was einen erhöhten Verschleiß auch für die Zylinderinnenwandung sowie die Dichtungen zur Folge hat. Auch bei DE 10 2017 211 587 Al und bei dem aus DE 10 2016 208 367 Al bekannten Bremsdrucksteuergerät können die Probleme A) bis G) auftreten. Bei der DE 10 2016 208 367 Al wird ein elastisch verformbares Vorspannelement einge- setzt um größere Toleranzen auszugleichen. Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektromotorisch angetriebenes Schraubge- triebe zum Antrieb eines Verstellelementes derart weiter zu entwickeln, dass die Teile weniger stark verschleißen.

Lösung der gestellten Aufgabe

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße mit einem elektromotorisch angetriebe- nes Schraubgetriebe zum Antrieb eines Verstellelementes nach dem Oberbe- griff des Anspruchs 1 gelöst, in dem die Verdrehsicherung im oder am Endbe- reich des Verstellelementes angeordnet ist oder der Endbereich Teil der Ver- drehsicherung ist, wobei der Endbereich der Bereich des Verstellelementes ist, welcher dem Schraubgetriebe abgewandt ist und/oder zwischen dem ersten Lager und dem Verstellelement der Rotor bzw. Übertrager, das Schraubgetrie- be und/oder zumindest ein Teil des Verstellelementes zumindest in einem Be- reich querelastisch zur Rotationsachse ausgebildet ist bzw. sind, wobei der mindestens eine Bereich, insbesondere ein Federelement oder einen Bereich mit höherer Elastizität aufweist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Schraubgetriebes nach Anspruch 1 ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.

Durch das weite Auseinanderliegen des ersten Lagers für den Rotor und der Verdrehsicherung werden bereits durch die Konstruktion Toleranzen ausgegli- chen und die Belastung auf die Lager verringert. Vorteilhaft befindet sich dabei zwischen dem ersten Lager und dem Endbereich bzw. einem in diesem Endbe- reich angeordneten radialen Gleitlager kein weiteres Lager zur radialen Abstüt- zung des Rotors und des Schraubgetriebes. Durch diese Ausbildung ergibt sich bereits eine relativ große Querelastizität, durch die der Verschleiß durch Ex- zentrizität der rotierenden Teile deutlich verringert wird.

Durch das Vorsehen einer Querelastizität im Rotor, Schraubgetriebe und/oder dem Verstellelement als nicht verformbare Elastizität kann vorteilhaft weiter der Verschleiß reduziert werden, da vorteilhaft durch die Elastizität die Quer- kräfte verringert werden. So ist es von Vorteil, wenn der Rotor zumindest in einem Bereich zwischen dem ersten Lager und dem Eingang des Schraubge- triebes querelastisch zur Rotationsachse ausgebildet ist, insbesondere ein Fe- derelement oder einen Bereich mit höherer Elastizität aufweist. Hierdurch sind quasi alle vorbeschriebenen Probleme A) bis G) gelöst bzw. stark reduziert. Auch weist das erfindungsgemäße Schraubgetriebe mit Antrieb und Verstel- lelement eine geringe Komplexität auf. Die Lösung kann sowohl für rotierende Spindel oder Spindelmuttern verwendet werden, wobei rotierende Spindelmut- tern in der Regel etwas mehr Baulänge erfordern, aber vorteilhaft kein Fett von der umlaufenden Spindel wegschleudert und zusätzliche Maßnahmen wie zusätzlichen Schutzring an der SM erforderlich sind. Vorteilhaft wird wegen des guten Wirkungsgrads ein Kugelgewindetrieb KGT verwendet.

So können auch verschiedenartige Spindelgetriebe, insbesondere Kugelgewin- detriebe eingesetzt werden. Auch ist es möglich, dass das Verstellelement ein Aktuator oder ein Kupplungsteil zu einem Antrieb ist, welcher auf einer Bahn hin und her bewegt wird und selbst etwas antreibt bzw. verstellt. Bevorzugt wird jedoch ein Kolben über das Schraubgetriebe hin und her bewegt, wobei der Kolben in einem Zylinder zur Druckerzeugung und zum Druckabbau bzw. zum Druckhalten in einem oder mehreren Hydraulikreisen verstellt wird. Der Kolben kann dabei als Einfachhubkolben, welcher lediglich einen Druckraum begrenzt, oder als Doppelhubkolben, welcher zwei Druckräume voneinander abdichtend trennt, ausgebildet sein. Andere Kolben-Zylinder-Systeme sind selbstverständlich ebenso über das erfindungsgemäße elektromotorisch ange- triebene Schraubgetriebe antreibbar.

Das erste Lager kann vorteilhaft zwischen dem die Rotorwicklung und/oder Permanentmagnete tragenden Teil des Rotors und dem Eingang des Schraub- getriebes angeordnet sein, wobei als Eingang des Schraubgetriebes im Sinne der Erfindung das vom Rotor angetriebene Bauteil des Schraubgetriebes ange- sehen wird, welches die Spindelmutter oder die Spindel sein kann.

Ebenso ist es möglich, dass ein Übertrager mittels des ersten Lagers gelagert ist und mit dem Eingang des Schraubgetriebes drehfest verbunden ist, wobei der Übertrager von einem Rotor eines Motors und einem zwischen geschalte- ten Getriebe angetrieben ist.

Besonders vorteilhaft ist, es wenn, zusätzlich im Bereich der Verdrehsicherung ein radiales Gleitlager angeordnet ist oder die Verdrehsicherung selbst zusätz- lich ein radiales Gleitlager ist bzw. bildet. Hierdurch wird auf kleinstem Raum sowohl die radiale Abstützung sowie die Verdrehsicherung gewährleistet.

In einer weiteren möglichen Weiterbildung der Erfindung ist der Rotor zumin- dest in dem Bereich vom ersten Lager bis zum Eingang des Schraubgetriebes im Querschnitt doppelwandig ausgebildet, wobei die beiden, insbesondere pa- rallel zueinander angeordneten Wandungsabschnitte bzw. Wände über einen gebogenen, insbesondere im Querschnitt u-förmigen, Wandungsabschnitt mit- einander verbunden sind. Dabei können die Wandungsabschnitte einstückig ausgebildet sein oder miteinander verschweißt, genietet, verbördelt oder ver- klebt sein.

In einer weiteren möglichen Weiterbildung der zuvor beschriebenen möglichen Ausführungsformen kann das Verstellelement mit seinem Endbereich in einer Führung, insbesondere in einem Zylinder, in axialer Richtung gleitend gelagert sein, wobei sein Außenradius zumindest in Teilbereichen seiner Außenwandung derart ausgebildet ist, dass der Endbereich mit einer Spielpassung bzw. Gleit- passung in der Führung bzw. dem Zylinder gleitet und ein radiales Gleitlager mit dem Zylinder bzw. der Führung mit geringstmöglichem Spiel bildet. Der übrige Teil des Verstellelementes, insbesondere in Form eines Kolbens, weist dabei vorteilhaft einen Außendurchmesser oder eine Außenkontur auf, wel- che(r) kleiner als der für einen Passsitz erforderliche Außenradius bzw. - durchmesser bzw. Außenkontur ist. Die Dichtungen zur Abdichtung des Kol- bens sind dabei vorteilhaft in dem Bereich mit einem gegenüber der Gleitpas- sung verkleinerten Außenradius bzw. -durchmesser angeordnet, so dass die Außenwandung des Verstellelementes zumindest im Bereich der Dichtungen nicht mit der Innenwandung der Führung bzw. des Zylinders in Berührung kommt. Dies bedeutet, dass der Bereich in dem die Dichtungen angeordnet sind ein größeres Spiel aufweist, als der Bereich, der zur Lagerung des Verstel- lelementes dient. Hierdurch kommt es zu keiner Berührung des Kolben mit der Zylinderinnenwand.

Die Verdrehsicherung kann dabei durch mindestens einen im Zylinder radial nach innen weisenden Vorsprung, insbesondere in Form eines sich axial er- streckenden Steges, und/oder Rücksprungs, insbesondere in Form einer Nut, gebildet sein, der jeweils mit einer Nut bzw. einem Rücksprung im Endbereich des Verstellelementes bzw. Kolbens zur Bildung der Verdrehsicherung zusam- menwirkt. Dabei kann der sich axial erstreckende Steg z.B. durch ein seg- mentförmiges Teil gebildet sein, welches an der Zylinderinnenwandung befes- tigt, insbesondere vernietet oder angeschweißt ist.

Es ist alternativ auch möglich, ein Flanschstück vorzusehen, welches eine Boh- rung sowie den oben beschriebenen Steg für die Verdrehsicherung und optio- nal auch die Zylinderbohrung sowie die Dichtungen aufnimmt. Hierdurch könn- ten alle toleranzempfindlichen Teile in einer einzigen Aufspannung mit kleinen Toleranzen gefertigte werden. Das Flanschstück muss in diesem Falle an dem Motorgehäuse befestigt werden.

Ebenso ist es möglich, dass der Zylinder axial verlaufende Führungsflächen hat, und dass der Endbereich des Verstellelementes bzw. Kolbens ebenfalls mindestens eine Führungsfläche aufweist, wobei ein drehbar gelagertes Abroll- teil an beiden den Führungsflächen abrollt und zusammen mit diesen die Ver- drehsicherung bildet. Das Abrollteil dient dabei vorteilhaft zur Minimierung der Reibung, insbesondere bei Beginn der Bewegung.

Das Verstellelement bzw. der Kolben kann ebenfalls zumindest mit einem Teil der Außenwandung seines Endbereiches mittels Gleitpassung an der Innen- wandung des Zylinders zur Bildung eines radialen Gleitlagers entlanggleiten oder über einen Gleitring radial abgestützt bzw. gelagert sein. Hierdurch wird auf kleinem Raum mit wenigen Teilen vorteilhaft das radiale Gleitlager sowie die Verdrehsicherung gebildet.

Die Verdrehsicherung kann am Ende des Verstellelementes bzw. Kolbens an- geordnet, insbesondere befestigt sein. So kann z.B. die Verdrehsicherung auch auf einen stirnseitigen Zapfen des Verstellelementes bzw. Kolbens aufgepresst und zusätzlich durch Verstemmen gegen Verdrehung gesichert sein. Sofern es sich bei dem Verstellelement um einen Doppelhubkolben eines Kol- ben-Zylinder-Systems handelt, kann entweder die Verdrehsicherung und/oder Lagerung im Inneren des Doppelhubkolbens angeordnet sein, wobei zur Bil- dung der Verdrehsicherung und/oder Lagerung ein Formstück in eine entspre- chende Ausnehmung des Doppelhubkolbens eingreift und diesen mittels Gleit- lagerung lagert und/oder gegen Verdrehen sichert, wobei das Formstück dreh- fest am Gehäuse befestigt oder mit diesem einstückig ausgebildet ist. Es ist jedoch ebenso möglich, dass die Verdrehsicherung über das eingreifende Formstück erfolgt und die Lagerung außen zwischen Mantelfläche des Doppel- hubkolbens und der Zylinderinnenwandung oder über ein dazwischen ange- ordneten Gleitring erfolgt (Fig. 4).

Sofern Verdrehsicherung und zweites Lager getrennt ausgebildet sind, kann die Verdrehsicherung auch durch eine Oldham-Kupplung verwirklicht sein, da diese vorteilhaft Toleranzen in verschiedene Richtungen ausgleichen kann. Die Oldham-Kupplung kann dabei durch den Endbereich des Verstellelementes, ein darin einliegendes und mittels Formschluss gegen Verdrehen gesichertes La- gerteil und ein wiederum in dem Lagerteil formschlüssig gegen Verdrehen ein- greifendes Formteil, welche z.B. am Gehäuse oder Zylinder drehfest angeord- net bzw. an diesem befestigt ist, gebildet sein.

Sofern das elektromotorisch angetriebene Schraubgetriebe einen Kolben einer Kolben-Zylinder-Einheit antreibt, kann dessen Kolben über mindestens eine Dichtung, vorteilhaft mindestens zwei parallel angeordnete Dichtungen abge- dichtet sein, wobei die erste Dichtung, die sog. Primärdichtung den Druck auf- nimmt. Hierbei kann es von Vorteil sein, wenn ein Kanal zwischen zwei Dich- tungen im Zylinderinnenraum mündet, welcher mit einem Vorratsbehältnis in Verbindung ist. Dies ermöglicht vorteilhaft zusätzliche Funktionen. So kann ein Leckfluss über den zwischen den Dichtungen mündenden Kanal zu einem Vor- ratsbehältnis zurückgeführt werden, wobei die zweite Dichtung eben diesen Leckfluss am Austreten hindert. Durch das Vorsehen einer zur Primärdichtung parallelen weiteren redundanten Primärdichtung kann ein Leckfluss frühzeitig detektiert werden ohne dass das System ausfällt. So kann zur Diagnose des Leckflusses ein weiterer Kanal vorgesehen werden, welcher zwischen den bei- den Primärdichtungen im Zylinderinnenraum mündet und welcher über eine Drossel ebenfalls mit dem Vorratsbehältnis verbunden ist. Bei Ausfall der ers- ten Primärdichtung fliest dann ein Leckfluss über den weiteren Kanal und die Drossel zum Vorratsbehältnis, welcher aufgrund reduzierter Förderleistung des Systems erkannt wird.

Für den Fall, dass ein Fehler in der Ansteuerung eine ungewollte Rückbewe- gung auf die Anfangsposition bewirkt, ist ein federnder Anschlag vorgesehen, welcher die Drehbewegung von Spindel oder Spindelmutter abbremst. Der An- schlag kann z.B. durch ein Anschlagelement, insbesondere in Form eines fe dernden Ringes und/oder einer Feder ausgebildet sein, wobei das Anschla- gelement vorteilhaft an der Spindel angeordnet sein kann.

Das erfindungsgemäße elektromotorisch angetriebene Schraubgetriebe kann vorteilhaft zum Verstellen eines Kolbens dienen, welcher in mindestens einem Druckraum bzw. mindestens einem damit verbundenen hydraulischen Kreis ein Druck hält, auf- und/oder abbaut. Der eingestellte bzw. eingeregelte Druck kann erfindungsgemäß unter anderem auch zur Verstellung von Radbremsen, Kupplungen und/oder Gangstellern dienen.

Mittels einer Montagevorrichtung für das erfindungsgemäße elektromotorisch angetriebene Schraubgetriebe kann dieses vorteilhaft montiert und zentriert werden. So ist die Montagevorrichtung vorteilhaft an dem Gehäuse des elekt- romotorisch angetriebenen Schraubgetriebes ansetzbar und/oder befestigbar, wobei die Montagevorrichtung mit ihrem Gehäuse den das erste Lager halten- den Bereich des Gehäuses umgreift und an diesem anliegt und über ein Kugel- lager das erste Lager vorspannt, wobei die Montagevorrichtung Mittel zum ra- dialen Justieren des Eingangs des Schraubgetriebes und damit zum Verbiegen des Rotors aufweist, derart, dass die Rotationsachse des Schaltgetriebe mit der Achse des Verstellelementes und/oder der Verdrehsicherung fluchtet.

Bevor die Montage- und Justiervorrichtung mit dem Motorgehäuse verbunden wird, erfolgt die Montage des Verstellelementes bzw. Kolbens im Gehäuse, wobei danach die Verbindung des Rotors mit dem Eingang des Schraubgetrie- bes, d.h. entweder der Spindelmutter oder der Spindel, je nachdem, welches Element mit dem Rotor verbunden werden muss. Nach dem Aufsetzen der Montage- und Justiervorrichtung ist der Rotor mit dem Schraubgetriebe so vorgespannt, als ob auf das Verstellelement bzw. die Verdrehsicherung eine axiale Kraft wirken würde. Dadurch kann das Motorgehäuse axial verschoben und mit dem Gehäuse für das Verstellelement, insbesondere in Form des Kol- bengehäuses verschraubt werden. Die Querelastizität des Rotors bzw. des ge- samten Antriebes zentriert dabei das Motorgehäuse zum Gehäuse des Verstel- lelementes bzw. zum Kolbengehäuse, wobei damit alle Toleranzen der nicht rotierenden Teile, die zu einem Querversatz von Motor- und Verstellelement- bzw. Kolbengehäuse beitragen würden, eliminiert bzw. weitestgehend elimi- niert werden.

Wie bereits ausgeführt, ist es von Vorteil, wenn bei Einsatz eines Spindelan- triebs für einen Kolben die sich drehenden Teile eine geringe Exzentrizität aufweisen, damit die Antriebsachse der auflaufenden Teile Spindel und Spin- delmutter einen geringen Mittenversatz aufweisen und der Kolben mit seinen Dichtungen keiner Querkraft ausgesetzt ist und damit Verschleiß und Beschä- digung der Dichtflächen am Kolben vermieden wird. Hierdurch wird die Gefahr der Undichtigkeit und Verschleiß der Dichtung erheblich reduziert, was insbe- sondere bei der Anforderung für fail operational für autonome Fahrzeuge enorm wichtig ist.

Durch die Lagerung vom Spindel-Kolbenantrieb am Rotor und an der Verdreh- sicherung, vorteilhaft in einer Bohrung des Kolbens erben sich zahlreiche Vor- teile. Die Verdrehsicherung kann dabei vorteilhaft ist mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt sein, welche reibungsmindernd wirkt, wobei vorteilhaft bei Bewegung hydrodynamische Effekte auftreten. Der Kolben, auf den die Dichtungen ein- wirken, kann vorteilhaft ein kleines Spiel zumindest im Bereich der Kolben- dichtungen aufweisen.

Der Motorsensor wird üblicherweise mit einem Zahnradantrieb bewegt. Zur Reduzierung der Geräusche kann auch ein Reibradantrieb eingesetzt werden, welcher einen Justiernocken oder einen 1-Zahneingriff aufweist, der den mög- lichen Schlupf des Reibradantriebes ausgleicht.

Neben dem direkten Antrieb des Rotors auf die Spindel kann auch ein getrenn- ter Rotor eingesetzt werden, welcher über ein Planeten- oder Stirnradgetriebe die Spindel antreibt. Hierdurch wir nur noch ein geringeres Motordrehmoment benötigt, was ein Motordownsizing und sogar eine Trapezspindel mit höherer Reibung ermöglicht.

Viele Antriebe mit Kugelgewindetrieb müssen hohen Sicherheitsanforderungen genügen. Dies gilt insbesondere beim autonomen Fahren - Fail operational. Hierbei werden viele Komponenten redundant vorgesehen, u.a. auch Motoren, welche 2 x 3-phasig angesteuert werden. Ein redundanter Kugelgewindetrieb mit Antrieb ist hingegen sehr aufwendig und teuer. Der Kugelgewindetrieb ist jedoch sehr fehlersicher, aber anfällig für kleine, insbesondere metallische Par- tikel, welche in die Kugellaufbahn geraten und dann den Kugelgewindetrieb blockieren können. Um dies sicher zu verhindern, sollte das Eindringen von Partikeln in den Kugelgewindetrieb bzw. auf die Lauffläche der Kugeln verhin- dert werden. Hier schlägt die Erfindung vor, mindestens eine Schutzvorrich- tung, z.B. in Form eines Partikelabstreifers oder einer Dichtung, vorzusehen, so dass der Kugelgewindetrieb quasi in einem geschlossenen Raum von der Außenwelt abgekapselt ist. Sofern eine Seite des Kugelgewindetriebes in ei- nem geschlossenen Raum, z.B. einem Kolben, angeordnet ist, ist die Kapse- lung relativ einfach zu realisieren. Es sind zwar sogenannte Schmutzabstreifer bei Kugelgewindetrieben bekannt, die auch zusätzlich die Funktion der Fettfül- lung übernehmen. Diese hindern jedoch meist metallische Partikel nicht sicher genug vom Eindringen ab. Die vorgenannten Schmutzabstreifer können jedoch selbstverständlich zusätzlich neben den Partikelabstreifern eingesetzt werden. Die Partikelabstreifer können z.B. aus Filz hergestellt sein.

Beschreibung der Figuren

Nachfolgend werden verschiedene mögliche Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen :

Fig. 1: zeigt den Spindelantrieb mit umlaufender Spindel mit Motor und

Rotorlagerung (Lagerung LI), elastischem Rotor und zweiter La- gerung an der Verdrehsicherung und Kolbendichtungen;

Fig. la: zeigt eine Verdrehsicherung mit Gleitführung; Fig. lb: zeigt eine Verdrehsicherung mit Rollenführung;

Fig. 2: zeigt einen Spindelantrieb mit umlaufender Spindelmutter;

Fig. 3 zeigt einen Doppelhubkolben (DHK) mit einer Gleitlagerung und

Verdrehsicherung innerhalb des Kolbens;

Fig. 4: zeigt einen DHK mit zweiter Lagerung am Kolben und einer Ver- drehsicherung mit Oldham-Kupplung;

Fig. 4a: zeigt Verdrehsicherung, welche durch eine Oldham-Kupplung realisiert ist;

Fig. 5: zeigt die Montage- und Justiervorrichtung;

Fig. 5a: Kolben mit dritter Dichtung;

Fig. 6: zeigt einen Reibradantrieb;

Fig. 6a/b: zeigt Justiernocken;

Fig. 6c und 6c: weitere mögliche Ausbildungen der Ausführungsform ge- mäß Figur 1;

Fig. 7: eine weitere mögliche Ausführungsform mit einem zwischen Ro- tor und Übertrager zwischengeschaltetem Getriebe;

Fig. 7a: eine Alternative Ausführungsform mit einem Stirnradgetriebe.

Fig. 1 zeigt in prinzipieller Darstellung die wesentlichen Komponenten des Mo- tor-Spindelantriebs mit Motorgehäuse 1, Stator mit Wicklung 2, Rotor 3, Spin- del S, Spindelmutter SM, Schraubgetriebe 4, welches als Kugelgewindetrieb (KGT) ausgebildet ist, Kolben 5 als Verstellelement und Verdrehsicherung VS. Der Rotor 3 ist im ersten Kugellager LI gelagert und ist mit einer Mutter 10 mit der Spindel S verbunden. Wie auch der Stand der Technik aufzeigt, ist die Kinematik der Rotation und Übertragung in die Translation sehr komplex. Es muss u.a. die Exzentrizität und ihre Auswirkung auf die Verdrehsicherung mit der gesamten Kräftebilanz der radialen und axialen Kräfte mit resultierenden Reibungskräften berücksichtigt werden. Der Rotor 3 ist über einen Passsitz am Spindelzapfen Sz mittels der Schraube 10 fixiert. Neben dem Reibschluss über das Reibmoment der Axialkraft der Mutter 10 kann auch eine zusätzliche kraft- schlüssige Verbindung, z.B. durch einen nicht gezeichneten Stift oder Kugel zwischen Spindel S und Rotorflansch 3f verwendet werden. Die Passung zwi- schen Zapfen Sz und Rotor 3 bestimmt die erste Toleranz. Die Passung zwi- schen Rotor 3 und Kugellager LI die zweite Toleranz. Beide Passungen be- stimmen neben dem Schlag von Passung zur Motorachse die Exzentrizität. Der Rotor 3 treibt die Spindel S an und bewegt die Spindelmutter SM mit dem da- ran befestigten oder einteilig mit ausgebildeten Kolben 5, welcher über zwei Dichtungen Dl und D2 zum Kolbengehäuse 7 abgedichtet ist. Am vorderen Ende ist die Verdrehsicherung VS befestigt, beispielsweise über eine Verstem- mung oder Bördelung. Die Verdrehsicherung VS läuft in einer segmentförmi- gen Abstützung 6, welche das Motor-Drehmoment Md aufnimmt. Die Verdreh- sicherung VS übernimmt zugleich die Lagerung L2 in der Kolbenbohrung 5z.

Die Gleitbewegung läuft in Flüssigkeit und abhängig von der Geschwindigkeit mit geringer Reibung durch den bekannten hydrodynamischen Effekt. Die Ver- drehsicherung VS besteht aus entsprechendem Gleitmaterial, vorzugsweise Kunststoff oder Zinnbronze. Bei höheren Betriebsdrücken wirkt die Kolbenkraft über das Schraubgetriebe KGT auf das Kugellager LI. Hierbei wird die Exzent- rizität oder Mittenabweichung des Rotors 3 über die vornehmlich elastische Gestaltung des Rotors 3, aber auch durch Biegung von Spindel S, Kolben 5 und Kippbewegung der Verdrehsicherung VS ausgeglichen. Hierbei wirken auf den Kolben 5 und Gleitflächen der Dichtung Dl, D2 keine Kräfte, da die Tole- ranzen von Verdrehsicherung VS, Kolben 5 und Zylinderbohrungen ein Spiel S 0 sicherstellen. Die Verdrehsicherung VS läuft im Kolben 5 mit kleinem Spiel. Dementsprechend werden die Toleranzen von Verdrehsicherung VS und Boh- rung dimensioniert. Damit ist die Betriebssicherheit der Dichtung Dl, D2 stark verbessert, was von besonderer Bedeutung bei AD- und FO-Forderungen ist. Auf die Verdrehsicherung VS wirkt entsprechend der o. g. Elastizität und Ex- zentrizität eine kleine Querkraft. Zusätzlich wirkt auf die Verdrehsicherung VS auch eine Umfangskraft F Uf welche vom Motor-Moment Md und der Anforde- rung an den einzustellenden Betriebsdruck im Druckraum Al abhängt. Bei einem Fehler in der Ansteuerung oder Ausfall kann der Kolben 5 schnell zurückfahren, was durch einen federnden Anschlag 11 abgefangen wird, der zugleich die drehende Spindelmutter SM abbremst. Zur Ansteuerung des Mo- tors und Feststellung der Kolbenposition treibt der Rotor 3 über Zahnradan- trieb den Motorsensor an, bei dem die Welle mit einem Target verbunden ist, welches vorzugsweise ein Hallelement ist und auf der PCB der ECU sitzt.

Das Motorgehäuse 1 sitzt flach ohne übliche Bundzentrierung auf dem Kolben- gehäuse KG und ist über Schrauben 9 an diesem befestigt. Zur besseren Mon- tage können Dichtungen und Kolbenlaufbahn in einem Flanschstück angeord- net sein. Die Montage und Zentrierung sind in Fig. 5 beschrieben.

Bei der axialen Verstellung des Kolbens wirken bei hydraulischen Anwendun- gen im Hubanfangsbereich kleine axiale Kräfte, welche vom ersten Lager LI aufgenommen werden. In diesem Fall wird die Exzentrizität der rotierenden Teile durch Kippen um die Lager LI und L2 bzw. bei entsprechender Ausbil- dung der Verdrehsicherung VS auch von dieser aufgenommen. Bei hohen axia- len Kräften wird das erste Lager LI so stark vorgespannt, dass die Exzentrizi- tät durch die Elastizität von Rotor 3, Schraubgetriebe S, SM und/oder Verstel- lelement aufgenommen wird.

Zur Verhinderung des Eindringens von Schmutz ist der Kugelgewindetrieb, be- stehend aus Spindel S und Spindelmutter SM, kann mindestens ein Partikelab- streifer PS, vorgesehen sein. Der bzw. die Partikelabstreifer PS, sollen insbe- sondere verhindern, dass bei der Montage des Schraubgetriebes vagabundie- rende Partikel anschließend im Betrieb in die Kugellaufbahn gelangen. Mindes- tens sollte ein Partikelabstreifer PS, vorgesehen sein, der auf der offenen Seite des Kugelgewindetriebes angeordnet ist. Dieser kann insbesondere am Rotor 3, wie dargestellt, oder am Kolben 5 befestigt bzw. fixiert sein. In Figur 1 wäre also zumindest einer der beiden Partikelabstreifer PSi oder PS 2 vorzusehen. Damit von links durch die Verbindung Rotor 3 und Spindel S keine Partikel dringen können, kann hier auch eine entsprechende Verbindung und/oder Dichtung vorgesehen werden. Zur Sicherheit können auch beide Partikelab- streifer PSi oder PS 2 vorgesehen werden. Die Spindel S liegt mit ihrem rechten Ende in dem Kolben ein, welcher die Spindel von rechts hermetisch um- schließt. Der Partikelabstreifer PSi ist dabei zwischen Anschlagring 11 und Spindelmutter SM bzw. Stirnseite des Kolbens 5 angeordnet. Der Partikelab- streifer PS 2 ist zwischen Rotor 3 und Kolben 5 angeordnet. Der Partikelabstrei- fer PS, kann vorteilhaft aus einem, insbesondere filzartigen, Material sein, des- sen Material und Dimension, insbesondere Fasern, dem Kugelgewindetrieb nicht schaden.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Schraubgetriebe in einem Reinraum montiert.

Fig. la zeigt einen Schnitt durch die Zylinderbohrung 7z mit der Verdrehsi- cherung VS. Die Verdrehsicherung VS wirkt beidseitig auf eine segmentförmi- ge Abstützung 6, welche hier mit dem Flanschstück 7 vernietet ist, alternativ laserverschweißt. Diese Lösung hat den Vorteil, dass die Gleitflächen in der Zylinderbohrung 7z und die Abstützung eine hohe Oberflächenqualität haben, wodurch sich eine geringe Reibung und wenig Verschleiß ergibt. Das Motor- Drehmoment Md erzeugt eine Umfangskraft Fui auf die Abstützung 6, welche als Reaktionskraft F u2 von der Verdrehsicherung VS auf die Zylinderbohrung 7z übertragen wird. Die Verdrehsicherung VS wird über der Lagerstelle L2 in der Bohrung 7z mit geringem Spiel geführt, wobei hierfür die Toleranzen von Ver- drehsicherung VS und Bohrung 7z entsprechend vorgesehen sein müssen. Das Motor-Drehmoment Md wirkt entsprechend dem eingestellten Betriebsdruck deutlich stärker bei der Vorwärtsbewegung zum Druckaufbau als bei der Rückwärtsbewegung zum Druckabbau P abl da im Wesentlichen die Kolbenkraft die Rückbewegung bewirkt. Die Umfangskraft erzeugt auch Reibungskräfte in radialer Richtung, die aufgrund der Lagerung der Verdrehsicherung VS in der Bohrung 7z unbedeutend sind. Auch die radialen Kräfte sind aufgrund der Elastizität, vornehmlich des Rotors 3, klein. Dagegen sind die axialen Reibkräf- te, die bei der Bewegung von Kolben und Verdrehsicherung VS wirken, nicht vernachlässigbar und abhängig von dem Motor-Drehmoment Md und der Um fangskräfte Fui und F u2 . Hier ist der Reibungskoeffizient maßgebend. Dieser ist jedoch bereits aufgrund der Hydrodynamik klein. Er kann zusätzlich noch ver- ringert werden, in dem Rollenlager vorgesehen werden, wie es in Fig. lb dar- gestellt und beschrieben ist. Fig. lb zeigt eine Alternative zur in Figur la dargestellten Gleitführung der Verdrehsicherung VS. Bei der Ausführungsform gemäß Figur lb übertragen Rollen 15 und 15a, welche vorteilhaft mittels Nadellagern gelagert sind, die Umfangskräfte Fi und F 2 . Wahlweise kann auf der Gegenseite von Rolle 15a eine dritte Rolle 15b eingesetzt werden. Auch hier sind zur Führung der Ver- drehsicherung VS zusätzliche Lagerstellen L2 vorgesehen. Auch bei dieser Aus- führungsform wird die Verdrehsicherung VS über Spiel an den Lagerstellen in der Bohrung geführt.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform mit drehbarer Spindelmutter SM. Die Spin- del S ist mit dem Kolben 5 oder einem Koppelstück KO zum linearen Antrieb einer Mechanik verbunden. Die Anwendung ist nicht nur auf Hydraulik be- schränkt. Auch hier ist eine Verdrehsicherung VS notwendig, welche bei nicht Hydraulik mit Trockenlagern oder Fettfüllung läuft. Bei einer derartigen Aus- führungsform können die Dichtungen Dl und D2 entfallen. Die Lagerung über die Lagerungen LI und L2 bleibt jedoch bestehen. Im Gegensatz zu Fig. 1 mit einteiligem Rotor 3 kann ein zweiteiliger Rotor 14 eingesetzt werden. Der An- trieb mit Motor ist zweckmäßig mit einer ECU verbunden, wozu entsprechende Kontakten zum Motor vorgesehen sind.

Ähnlich der Dichtungsanordnung des Druckstangenkolbens mit Primärdichtung D2 und Sekundärdichtung Dl wird über das Schnüffelloch SL Volumen vom Vorratsbehältnis 12 in den Druckraum gefördert.

Der Partikelabstreifer PS 3 kann zwischen einem Trägerteil 35, welches am Kol- bengehäuse 16 oder am Flansch 7 befestigt bzw. angeordnet ist, und dem Ro- tor 3 oder dem Kolben 5 angeordnet sein bzw. wirken. Alternativ oder in Er- gänzung kann mindestens einer der Partikelabstreifer PS 4 , PS ' vorgesehen sein, welche zwischen Anschlagring und Spindelmutter SM bzw. zwischen Spindelmutter SM oder Rotor 3 und der Spindel S angeordnet sein können.

Ebenso ist es möglich, ein Verschlussmittel 36 vorzusehen, welches den Rotor 3 an seiner Stirnseite verschließt und somit das Eindringen von Schutzparti- keln von dieser Seite her verhindert. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, die im Wesentlichen der Anordnung von Fig. 1 entspricht, mit dem Unterschied, dass ein Doppelhubkolben DHK ver- wendet wird, welcher bei Vorwärts- und Rückwärtsbewegung Volumen unter Druck fördert und zwei Druckräume Al und A2 voneinander abdichtend trennt. Dies erfolgt über Einspeiseventile V, die einfache Rückschlagventile oder Mag- netventile sein können. Zusätzlich werden hier Säugventile SV mit Verbindung zum Vorratsbehälter 12 notwendig. Diese können selbstverständlich auch bei der Ausführungsform gern. Fig. 1 eingesetzt werden. Neben den Dichtungen Dl und D2 kann eine weitere Dichtung D3 für den Stufenkolben vorgesehen werden. Auch hier besteht wieder ein Spiel S 0 , um die Dichtfläche nicht zu be- lasten. Die Verdrehsicherung VS ist hier im Kolben 5 angeordnet. Diese be- steht aus einem Profilstab 18, z. B. Vier- oder Sechskant, welcher das Motor- Moment Md vom Kolben 18 über ein Lagerstück 19 abstützt. Der Profilstab 18 ist fest mit dem Kolbengehäuse 16 verbunden. Die Verdrehsicherung VS bildet hier gleichzeitig auch die Lagerung L2.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, welche im Wesentlichen der von Fig. 2 und 3 entspricht. Hier erfolgt die Lagerung L2 über einen Gleitring im Kolben 5. Die Verdrehsicherung VS ist auch hier im Kolben 5 als Oldham-Kupplung ausge- staltet. Der Profilstab 19 kann hier ein Rechteckprofil sein. Das Oldham- Kupplungsstück kann prinzipiell die Kolbenbewegung in y- und z-Richtung ausgleichen und ist über Spiel S schwimmend zwischen Kolben 18 und Profil- stab 19 gelagert. Mit dieser Lösung kann die Mittelachse des Profilstabs 18 mit größeren Toleranzen gestaltet werden.

Die gesamte Betrachtung aller Fakten, auch die Probleme A) bis G) zeigen die Komplexität der Kinematik und auch deren Lösung mit kleinen Kräften sowohl radial als auch axial wirkend. Das erfindungsgemäße elektromotorisch ange- triebene Schraubgetriebe kann vorteilhaft breitbandig in der Hydraulik einge- setzt werden. Dabei kann wie oben beschrieben der Kolben ein Einfach- und Doppelhubkolben sein. Es ist jedoch ebenso möglich, das erfindungsgemäße elektromotorisch angetriebene Schraubgetriebe zum Antrieb einer Mechanik zu verwenden, wobei dann das Verstellelement als Aktuator, oder Kupplung für einen Antrieb fungiert. Fig. 5 zeigt eine Montage- und Justiervorrichtung, welche notwendig ist, um den Motor im Kolbengehäuse zu zentrieren. Im Kolbengehäuse wird der Kol- ben 5 mit Verdrehsicherung VS montiert. Dabei wird die Spindel S mit Vorhub h eingestellt. Anschließend wird die Spindel S mit dem Rotor 3 über die Mutter 10 verbunden. Durch den Vorhub h der Spindeleinstellung hat dementspre- chend der Motor zum Kolbengehäuse den Abstand h. Als nächstes wird die An- triebswelle 24 mit dem Rotor 3 oder einer speziell gestalteten Mutter 10 ver- bunden. Dann wird zur Vorspannung des Kugellagers LI ein Adapter 23 auf das Motorgehäuse 1 aufgesetzt. In diesem Adapter 23 befinden sich ein Kugel- lager 25 und ein Ring 26, welcher auf der Antriebswelle gelagert ist. In einem weiteren Schritt wird eine Tellerfeder mit einem Rändelrad 31 eingebracht. Anschließend wird die Tellerfeder 27 vorgespannt und axial über einen Siche- rungsring gesichert. Damit wird das Kugellager LI vorgespannt, so als ob vom Kolben eine Axialkraft wirken würde. Nun wird das Motorgehäuse mit ange- koppeltem Kolben axial bewegt, so dass das Motorgehäuse auf dem Kolbenge- häuse aufsitzt. Anschließend werden die Schrauben 9 der Motorbefestigung leicht angezogen. Nun wird über das Rändelrad Rotor 3 und Spindel S bewegt, sodass sich der Kolben 5 mit Verdrehsicherung VS axial bewegt. Hierbei kann der gesamte Hub durchfahren werden, und das Motorgehäuse zentriert sich zum Kolbengehäuse. Die Exzentrizität bewirkt eine kleine Radialkraft an der Verdrehsicherung VS, welche mit Messtaster erfasst werden kann. Wenn wie erwartet der Kolbenhub ohne große Reibung = Drehmoment am Rändelrad durchfahren wird, erfolgt die endgültige Befestigung des Motorgehäuses. Die Messungen können beliebig erweitert werden, indem das Motorgehäuse mit unterschiedlichen Axialkräften auf das Kolbengehäuse gedrückt wird und die radiale Bewegung des Motorgehäuses ggf. zusammen mit der Exzentrizität des Rotors am Messzapfen gemessen wird.

Als Alternative zur x/y-Justierung des Motorgehäuses über Verdrehung der Spindel, kann auch ein Druck auf den Kolben ausgeübt werden, welcher z.B. mittels Druckluft erzeugt wird. Dabei wird die Spindel S mit Spindelmutter SM über die Axialkraft spielfrei justiert, wodurch die x/y-Justierung automatisch erfolgt. Hierbei kann zusätzlich die Spindel S noch ca. 360° verdreht werden. Anschließend wird dann das Motorgehäuse über Befestigungsschrauben 9 fi xiert.

Die Figur 5a zeigt den Kolben mit einer dritten Dichtung D3, welche als Re- dundanzdichtung zur Dichtung D2 für höchste FO-Ansprüche dient. Fällt die Dichtung D3 mit großem Leckfluß aus, so fließt über die Drossel Dr ein Leck- fluß in das Vorratsbehältnis. Dieser Leckfluß wird über eine um ca. 10% redu- zierte Fördermenge von der Diagnoseeinrichtung erkannt. Ohne die Dichtung D3 und bei gleichem Leckfluß durch die Dichtung D2 würde die Druckversor- gung hingegen ausfallen.

Fig. 6 zeigt eine Alternative zum Zahnradantrieb des Motorsensors durch Ver- wendung eines Reibrades, welches weniger Geräusch verursacht.

Aufgabe des Motorwinkelsensors ist es, ein winkelproportionales Signal zur Kolbenstellung zu liefern und andererseits die Kommutierung der Wicklungen zu steuern.

Der Reibradantrieb 8a hat bekanntlich einen kleinen Schlupf, insbesondere beim Beschleunigen und Abbremsen des Motors. Deshalb sind die Reibradno- cken 32 vorgesehen, welche bei einem Winkelsegment in die Gegennocken am Rotor 33 eingreifen. Diese sind direkt mit dem Rotor verbunden oder können über ein Kunststoffteil mit dem Rotor 3 verbunden sein. Der Reibradantrieb ist im Kolbengehäuse 16 gelagert und hier nicht speziell beschrieben. Der Reib- radantrieb hat eine biegsame Welle, die eine Vorspannung erzeugt zur Erzeu- gung einer Reibkraft.

Fig. 6a zeigt die unteren der Rotorachse zugewandten Nocken 34 und 32a, die bei der gezeichneten Stellung in Eingriff kommen können, wenn ein kleiner Schlupf korrigiert werden soll. Es sind zwei Stellungen 3 vor und 4 beim Ein- griff dargestellt.

Fig. 6b zeigt die entsprechenden Stellungen 1 und 2 bei der anderen Dreh- richtung. In der Ansicht von oben sind die oberen Nocken 33 und unteren No- cken 34a zu sehen. Die Nocken sind hier prinzipiell gezeichnet, haben aber zahnradähnliche Form entsprechend der Abwälzung. Die Justierung oder Schlupfkorrektur kann vornehmlich auch bei der Richtungsumkehr stattfinden, damit wird die Genauigkeitsanforderung des Eingriffs durch den Nocken güns- tiger.

Die Anordnung der Nocken kann wahlweise auch so gestaltet werden, dass das Reibrad nicht zwischen den Nocken, sondern oberhalb oder unterhalb der No- cken angebracht ist, was die Montage erleichtert.

Die Figur 6c zeigt eine detailliertere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schraubgetriebes mit einem Zahnradantrieb 8 für den Motorsensor bzw.

Drehwinkelsensor gemäß Figur 1. Der Rotor 3 weist eine Verzahnung auf, wel- che mit einem Zahnrad 8 kämt. Hierbei können z.B. Stirn- oder Kegelräder gewählt werden. Auch kann z.B. eine Evolventen- oder auch Zykloidenverzah- nung gewählt werden, wobei die Zahnräder vorzugsweise aus einem ge- räuschoptimierten Werkstoffen gefertigt sind bzw. eine entsprechende Be- schichtung aufweisen. Der Antrieb für das Sensortarget 40 weist eine Lager- welle 38 und eine Lagerung 39 auf, wobei die Lagerung 39 vorzugsweise mit dem Kolbengehäuse 16 verbunden sein kann. Die Lagerwelle 38 durchgreift die Durchgriffsöffnung 16a des Kolbengehäuses 16, so dass das mit der La- gerwelle 38 drehfest verbundene Target 40 auf der der Leiterplatte PCB zuge- wandten Seite des Kolbengehäuses 16 angeordnet ist. Das Sensorelement 41 ist auf der Leiterplatte PCB angeordnet und mit einer Auswerteschaltung ver- bunden und detektiert die Drehung des Targets 40.

Die Figur 6d zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung des Sensorantriebs und Sensorelementes. Der Sensor ist als Segmentsensor ausgebildet, wobei mehrere Sensorelemente 41 auf einem Winkelsegment angeordnet sind, die auf einem elektrisch leitendem Träger 43, z.B. in Form eines Stanzgitters oder einer Leiterplatte, angeordnet und befestigt sind. Das stirnseitige Ende des Rotors 3 trägt oder bildet ein Polrad 44, an dem über seinen Umfang mehrere Targets 40 auf einem oder mehreren Radien verteilt angeordnet sind.

Fig. 7 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform, bei der ein Rotor R mit dem Eingang eines Planetengetriebes G verbunden ist und der Planetenträger mit einem Übertrager 3 ' verbunden ist und dieses antreibt. Der Übertrager 3 ' ist mittels des ersten Lagers LI am Gehäuse drehbar gelagert und weist einen federnden Bereich FE auf, welcher zwischen Lager LI und dem Eingang des Schraubgetriebes in Form der Spindel S angeordnet ist. Die übrige Ausgestal- tung kann dabei den vorbeschriebenen Ausführungsformen entsprechen, d.h. die Verdrehsicherung VS sowie das zweite Lager L2 können entweder getrennt oder gemeinsam ausgebildet sein.

Die Baueinheit wird mit einer Motorkapselung abgeschlossen. Die Darstellung zeigt einen Außenläufermotor, der alternativ auch als Innenläufermotor aus- gebildet werden kann. Diese Bauarten bedingen durch den großen Radius des Rotors ein großes Moment, so dass der Motor klein oder aber der Kolben rela- tiv groß mit kleinem Hubdimensioniert werden kann.

Fig. 7a zeigt eine Alternative Ausführungsform mit einem Stirnradgetriebe, bei der der Rotor mit Ritzel Ri auf ein Zwischenzahnrad ZR wirkt, welches an dem Lagerträger für LI gelagert ist und auf das Innenzahnrad I-Rad eingreift, welches mit dem Übertrager 3 ' verbunden ist. Mit dem großen Rotordurch- messer ist hiermit eine ausreichende Getriebeübersetzung mit geringem Mo- tordrehmoment möglich.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten und beschriebenen Partikelabstreifer PS, können selbstverständlich genauso bei den in den Figuren 3, 4, 5 und 7 dargestellten und beschriebenen Schraubgetrieben vorgesehen werden.

Bezugszeichenliste

1 Motorgehäuse

2 Stator

3 Rotor

3 ' Übertrager

3a Rotorstator

3wl Wand

3w2 Wand

3w3 Wand

4 KGT

5 Verstellelement/Kolben

5e Endbereich des Verstellelementes 5

6 Abstützung VS

7 Flansch mit Abstützung

8 Zahnradantrieb des Motorsensors (Drehwinkelsensor)

8a Reibradantrieb

9 Motorbefestigung

10 Mutter zur Befestigung des Motors mit Spindel

11 Anschlagring

12 Verbindung zum VB

13 Druckanschluss

14 zweiteiliger Rotor (alternativ)

15 1. Rolle mit Nadellager und Lagerstift

15a 2. Rolle mit Nadellager und Lagerstift

15b 3. Rolle mit Nadellager und Lagerstift

16 Kolbengehäuse

16a Durchgriffsöffnung durch das Kolbengehäuse 16

17 Koppelstück

18 Doppelhubkolben

19 Profilstab

20 Lagerstück

21 Gleitring 22 Oldham-Kupplungsstück

23 Adapter

24 Antriebswelle

25 Kugellager

26 Ring

27 Tellerfeder

28 Sicherungsring

29 Messzapfen

30 Messtaster

31 Rändelrad

32 Nocken am Reibrad

33 Nocken r am Rotor

34 Nocken I am Rotor

35 Trägerteil für Partikelabstreifer PS,

36 Verschlussmittel, insbesondere Abdichtungskappe

38 Lagerwelle

39 Lagerung

40 Target

41 Sensorelement

42 Stecker/Kontaktierung von Wicklung zu Leiterplatte PCB

43 Sensorträger

44 Polrad

Al, A2 Druckräume

LI Motorlager

L2 2. Lager am VS

L3 Lager für Rotor R

S Spindel

SM Spindelmutter

VS Verdrehsicherung

Dl Dichtung 1

D2 Dichtung 2

D3 Dichtung 3

Dr Drossel

FE Federelement G Getriebe

HL1 Kanal

HL2 Weiterer Kanal mit Drossel

VB Vorratsbehälter

S D Spiel Kolben zur Dichtung

Fui Umfangskraft entsprechend Motor-Md

F u2 Abstützung der Umfangskraft

FS Freispannung

AD autonomes Fahren

FO fail operational

PCB Leiterplatte

PS, Partikelabstreifer

R Rotor

V Einspeiseventile in Hydraulikkreis

SV Säugventil

SL Schnüffelloch

ES Eingang des Schraubgetriebes (entweder Spindel oder Spindelmutter) KO Koppelstück

PCB Leiterplatte