Die Erfindung betrifft einen Spindelantrieb eines Aktuators, umfassend eine längs verschiebbare, ein Bewegungsgewinde aufweisende Spindel, eine über das

Bewegungsgewinde mit der Spindel in Eingriff stehende Spindelmutter sowie ein auf der Spindelmutter drehfest angeordnetes Abtriebsrad einer Antriebsverbindung. Die Erfindung betrifft auch ein Riemenrad zur Befestigung auf einer Spindelmutter eines Spindelantriebes.

In der älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen 10 2014 206 934.3 ist ein Aktuator, auch Stellmotor genannt, mit einem Spindelantrieb offenbart. Der

Spindelantrieb umfasst eine längs verschiebbare, ein Bewegungsgewinde aufweisende Spindel sowie eine mit der Spindel über das Bewegungsgewinde in Eingriff stehende Spindelmutter, welche über eine Antriebsverbindung von einem Elektromotor angetrieben wird. Die Antriebsverbindung ist bevorzugt als Zugmitteltrieb, insbesondere als Zahnriementrieb ausgebildet und umfasst somit ein mit dem Elektromotor verbundenes Antriebsrad sowie ein drehfest mit der Spindelmutter verbundenes Abtriebsrad, welches bevorzugt als Zahnriemenrad, kurz Riemenrad, ausgebildet ist. Das Bewegungsgewinde muss zur Aufrechterhaltung der Funktion des Aktuators mit einem Schmierstoff versorgt werden; ferner sind geeignete Abdichtmaßnahmen vorzusehen, um den Austritt des Schmierstoffes aus den Schmierzonen zu verhindern und einen Verlust von Schmierstoff zu vermeiden.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Spindelantrieb der eingangs genannten Art sowie Komponenten des Spindelantriebs zu verbessern.

Die Erfindung zeichnet sich durch die unabhängigen Patentansprüche 1 und 10 aus. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist bei einem Spindelantrieb ein koaxial zur Spindel angeordneter, eine Außenwand aufweisender Ringraum vorgesehen, welcher als Depot oder Sammelraum für ein Schmiermittel dient. Die Außenwand des

Ringraumes ist einstückig mit dem Abtriebsrad, welches drehfest auf der Spindelmutter angeordnet ist, ausgebildet. Die den Ringraum nach außen begrenzende Außenwand ist somit integraler Bestandteil des Abtriebsrades und wird gleichzeitig mit dem

Abtriebsrad montiert, d. h. mit der Spindelmutter verbunden. Daraus ergeben sich Fertigungs-, Montage- und Kostenvorteile.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Außenwand konisch ausgebildet, wobei sich der Durchmesser der Außenwand mit zunehmendem Abstand von der Abtriebsscheibe verjüngt. Die konische Außenwand bildet somit einen Kegelmantel oder einen als Kegelstumpf ausgebildeten Hohlkörper, welcher in den

Fertigungsprozess des Abtriebsrades integriert ist. Durch die Konizität der Außenwand, welche mit dem Abtriebsrad rotiert, ergibt sich unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft ein Rückfördereffekt für den Schmierstoff, welcher an der Innenseite der Außenwand in Richtung des größeren Durchmessers und damit in Richtung der Spindelmutter wandert.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Abtriebsrad als Riemenrad, insbesondere als Zahnriemenrad eines Zahnriementriebes ausgebildet. Ein

Zahnriementrieb eignet sich aus Kosten-, Gewichts- und Geräuschgründen besonders für einen derartigen Aktuator, zumal dabei kein Schlupf auftritt, sondern ein festes Übersetzungsverhältnis zwischen An- und Abtrieb erreicht wird. Alternativ sind andere Antriebsverbindungen, z. B. Zahnradtriebe in Form einer Stirnradstufe möglich.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind das Abtriebsrad respektive das Riemenrad durch Sintern hergestellt, d. h. einen Herstellungsprozess, bei welchem Metallpulver als Ausgangsprodukt dient und durch Druck- und Temperatureinwirkung geformt wird. Durch das Sintern kann insbesondere auch die den Ringraum

begrenzende Außenwand gleichzeitig und in derselben Form mit dem Zahnriemenrad hergestellt werden, so dass eine stoffliche, einstückige Einheit vorliegt. Die Außenwand kann eine Verrippung bzw. Rippen aufweisen, die eine bessere Wärmeabfuhr bewirken. Durch die Bewegung des Riemenrades auf dem Trapezgewinde der Spindel bzw. der Reibung zwischen Riemenrad und Spindel entsteht nicht unbeachtliche Wärme, die zum vorzeitigen Altern des Schmierstoffes beiträgt. Daher ist es von Vorteil, wenn diese Wärme durch nach radial auswärts weisende Rippen abgeführt werden kann. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Riemenrad eine auf der Spindelmutter befestigte Nabe auf, welche in die Außenwand übergeht, d. h., die Außenwand ist stofflich an die Nabe angebunden. Die Stirnseite der Nabe eignet sich hier insbesondere für die stoffliche Verbindung mit der Außenwand, da keine starken Unterschiede in der Wandstärke vorliegen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Außenwand an ihrem äußeren Ende, also im Bereich ihres kleinsten Durchmessers, einen Sitz für ein

Dichtorgan, insbesondere einen Dichtring oder Radialwellendichtring auf. Der Sitz, vorzugsweise in Form einer zylindrischen Fläche kann im Herstellungs-, insbesondere im Sinterprozess mit eingeformt werden. Somit ist kein zusätzlicher Span gebender Bearbeitungsvorgang erforderlich.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Spindel einen an das Bewegungsgewinde anschließenden glatten Abschnitt auf, an welchen sich das

Dichtorgan, respektive der Dichtring oder Wellendichtring anlegt. Der glatte Abschnitt weist eine nicht profilierte zylindrische Außen- bzw. Oberfläche auf. Somit ist eine einwandfreie Abdichtung zwischen Spindel und Außenwand bzw. zwischen dem den Schmierstoff enthaltenen Ringraum und der äußeren Umgebung sichergestellt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Spindelmutter und das Riemenrad durch eine Pressverbindung, also eine kraftschlüssige Verbindung miteinander verbunden, wobei die Pressverbindung während der Montage hergestellt wird. Gleichzeitig mit dem Aufpressen des Riemenrades auf die Spindelmutter wird auch die Außenwand, welche an ihrem äußeren Ende die Spindel umschließt, montiert.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist an der Stirnseite des

Riemenrades eine Anschlagfläche für Montagezwecke, d. h. für das Aufpressen des Riemenrades in axialer Richtung auf die Spindelmutter vorgesehen. Die den Ringraum bildende Außenwand wird somit bei der Montage nicht belastet.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist bei einem Riemenrad zur Befestigung auf der Spindelmutter eines Spindelantriebes vorgesehen, dass die Nabe des Riemenrades einstückig mit einem rotationssymmetrisch ausgebildeten, stirnseitig offenen Hohlkörper ausgebildet ist, der koaxial zur Rotationsachse angeordnet ist. Die Riemenscheibe bildet somit stofflich eine Einheit mit dem Hohlkörper. Das Riemenrad weist zwei Funktionen auf, nämlich eine erste Funktion zur Übertragung einer Antriebsleistung auf die Spindelmutter und eine zweite Funktion zur Schaffung eines Depots für ein

Schmiermittel bei gleichzeitiger Abdichtung des Depots nach außen. Hieraus ergeben sich klare Montage- und Logistikvorteile.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Hohlkörper konisch ausgebildet, d. h. er weist die Form eines Kegelstumpfes auf. Infolge der konischen Ausbildung ergibt sich der Vorteil, dass der an der Abdichtung zwischen Außenwand und Spindel befindliche Schmierstoff infolge Zentrifugalkraft zurück, d. h. in Richtung der Spindelmutter gefördert wird. Damit wird auch ein Austreten des Schmierstoffes an der Dichtstelle verhindert. Der Schmierstoff kriecht oder wandert unter dem Einfluss der Fliehkraft vom kleineren zum größeren Durchmesser der Außenwand und damit in Richtung der Spindelmutter.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Hohlkörper an seinem äußeren, d. h. der Nabe abgewandtem Ende einen Sitz, z. B. eine zylindrische

Ausnehmung zur Aufnahme eines Dichtringes auf, der vorzugsweise als genormter Dichtring oder Radialwellendichtring ausgebildet sein kann.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Riemenrad als

Zahnriemenrad ausgebildet, d. h. es weist auf seinem Umfang eine Verzahnung für einen Zahnriemen auf, welcher formschlüssig in die Verzahnung eingreift. Damit wird eine geräuscharme und formschlüssige Leistungsübertragung sichergestellt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Riemenrad durch Sintern hergestellt, also einen pulvermetallurgischen Prozess, welcher sich für die Herstellung eines derartigen Teils besonders eignet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der

Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen Fig. 1 einen teilweise dargestellten Spindelantrieb mit Spindelmutter und aufgepresstem Riemenrad,

Fig. 2 das Riemenrad mit konischer Außenwand im Schnitt und

Fig. 3 das Riemenrad gemäß Fig. 2 in perspektivischer Darstellung.

Fig. 1 zeigt einen unvollständig dargestellten Spindelantrieb 1 für einen Aktuator, welcher vorzugsweise für die Lenkung von Hinterrädern eines Kraftfahrzeuges einsetzbar ist. Der Aktuator entspricht im Wesentlichen dem in der eingangs genannten älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen 10 2014 20 69 34.3 dargestellten und beschriebenen Stellmotor. Der Spindelantrieb 1 umfasst eine Spindel 2, welche einen ein Bewegungsgewinde 2a aufweisenden Gewindeabschnitt sowie einen glatten Abschnitt 2b aufweist. Auf der Spindel 2, die eine Längsachse a aufweist, ist eine Spindelmutter 3 angeordnet, welche über das Bewegungsgewinde 2a mit der Spindel 2 in Eingriff steht. Die Spindelmutter 3 ist über ein unvollständig dargestelltes Wälzlager 4 gegenüber einem nicht dargestellten Gehäuse des Aktuators abgestützt. Auf der Spindelmutter 3 ist ein als Zahnriemenrad 5 ausgebildetes Abtriebsrad einer nicht dargestellten Antriebsverbindung, ausgebildet als Zahnriementrieb, drehfest angeordnet, wobei die drehfeste Anordnung durch einen Presssitz zwischen dem Zahnriemenrad 5, kurz Riemenrad 5 genannt, und der Spindelmutter 3 bewirkt ist. Das Riemenrad 5 wird durch einen Zahnriemen 6 über ein nicht dargestelltes, von einem Elektromotor angetriebenes Antriebsrad angetrieben, wodurch eine Verstellung der Spindel 2 in Längsrichtung erreicht wird. Das Riemenrad 5, welches in Fig. 2 als Einzelteil dargestellt ist und unten näher beschrieben wird, weist einen

kegelstumpfförmig ausgebildeten Ansatz mit einer Außenwand 7 auf, welche mit dem Gewindeabschnitt 2a und einem glatten Abschnitt 2b der Spindel 2 einen Ringraum 8 bildet, welcher als Depot zur Aufnahme eines Schmierstoffes für das

Bewegungsgewinde 2a zwischen Spindel 2 und Spindelmutter 3 dient. Am stirnseitigen Ende 7a der konischen Außenwand 7 ist ein Dichtring 9 angeordnet, welcher den Ringraum 8 nach außen abdichtet und somit den Austritt von Schmierstoff unterbindet. Durch die konische Ausbildung der Außenwand 7 ergibt sich auf der Seite des

Ringraumes 8 ein durch Zentrifugalkraft bedingter Rückfördereffekt für den

Schmierstoff, und zwar vom Dichtring 9 in Richtung Spindelmutter 3. Fig. 2 zeigt das als Zahnriemenrad 5 ausgebildete Abtriebsrad als Einzelteil. Das Riemenrad 5, welches einstückig ausgebildet ist, wird vorzugsweise durch Sintern, d. h. aus Metall- oder Keramikpulver unter Druck- und Temperatureinwirkung geformt. Das Riemenrad 5 weist eine Nabe 5a mit einer Bohrung 5b und einer gezahnten

Umfangsfläche 5c auf. Die Nabe 5a ist einstückig mit der konisch ausgebildeten

Außenwand 7, auch als Hohlkörper 7 bezeichnet, ausgebildet. Die lichte Weite des Hohlkörpers 7 weist einen veränderlichen Innendurchmesser d auf, welcher von der Bohrung 5b in Richtung Stirnende 7a abnimmt. Die daraus resultierende Konizität bestimmt den oben erwähnten Rückfördereffekt für den Schmierstoff. Am äußeren Stirnende 7a der konischen Außenwand 7 ist eine zylindrische Ausnehmung 7b angeordnet, welche als Sitz 7b für den in Fig. 1 dargestellten Dichtring 9 dient. Der Dichtring 9 wird im Sitz 7b befestigt und liegt mit einer Dichtlippe am glatten Abschnitt 2b der Spindel 2 an. Die der konischen Außenwand 7 zugewandte Stirnseite des Riemenrades 5 weist eine kreisringförmige Anschlagfläche 5d auf, welche der Montage des Riemenrades 5 dient. Wie bereits erwähnt, ist das Riemenrad 5 einschließlich der konischen Außenwand 7 einstückig ausgebildet und wird vorzugsweise durch einen Sinterprozess hergestellt. Allerdings liegen auch alternative Herstellverfahren, beispielsweise Spritzgießen im Rahmen der Erfindung.

Fig. 3 zeigt das Riemenrad 5 in einer perspektivischen Darstellung, wobei die

Umfangsverzahnung 5c als Schrägverzahnung erkennbar ist. Die kreisringförmige Anschlagfläche 5d dient als Anschlag für ein nicht dargestelltes Werkzeug, wenn das Riemenrad 5 zur Herstellung eines Presssitzes in axialer Richtung auf die

Spindelmutter 3 (Fig. 1 ) aufgeschoben wird.

Bezuqszeichen

1 Spindelantrieb

2 Spindel

2a Bewegungsgewinde

2b glatter Abschnitt

3 Spindelmutter

4 Lager

5 Riemenrad

5a Nabe

5b Bohrung

5c Umfangsverzahnung

5d Anschlagfläche

6 Zahnriemen

7 konische Außenwand

7a Stirnseite

7b Sitz

8 Ringraum/Depot

9 Dichtring a Rotationsachse

d Durchmesser Außenwand