Die Erfindung betrifft eine Spindel-Rotoreinheit, insbesondere für einen Aktor mit Planeten- wälzgewindespindel (PWG) nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.

Planetenwälzgewindespindeln (PWG) (auch bezeichnet als Planetenwälzgewindespindeltrie- be) sind seit vielen Jahren Stand der Technik und werden beispielsweise in DD 0277308 A5 beschrieben. Aus der Druckschrift DE 10 2010 047 800 A1 ist beispielsweise ein Planeten- wälzgewindetrieb bekannt, der in einem Hydrostataktor in Form eines hydrostatischen Kupplungsaktors enthalten ist, um eine mittels eines Elektromotors erzeugte Drehbewegung in eine Axialbewegung umzuwandeln.

Aus einer noch nicht veröffentlichten Anmeldung sind ebenfalls Planetenwälzgetriebe zur Verwendung in einem Aktuator bekannt. Hier wird ein Rotor eines E-Motors (Elektromotors) drehfest mit einer Spindel eines PWG verbunden. Die Spindelmutter des PWG ist dabei gegen Verdrehungen gesichert, um eine Axialbewegung zu gewährleisten, die schließlich in einen Kolbenhub des Aktors resultiert. Mit einer Sensorik, die in das Ausrücksystem integriert ist, kann die Position des Kolbens bestimmt werden. Dazu ist mit einem gehäusefesten induktiven Sensor die Position eines zu detektierenden elektrisch leitfähigen Objektes (Target) erfassbar, wobei der Target in den Kolben oder in ein komplementär zum Kolben axial verschiebbares Bauteil des Ausrücksystems integriert ist oder in Form zumindest eines Bereiches eines komplementär zum Kolben verschiebbaren Bauteils ausgebildet ist. Diese Lösung gestaltet sich sehr aufwendig.

Eine Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Axialbewegung, mit einer Gewindespindel, mit einer die Gewindespindel umgebenden und relativ zu dieser drehbaren Mutter mit Innenprofilierung und mit einer Anzahl dazwischen angeordneter profilierter Wälz- oder Rollkörper, ist auch aus der Druckschrift EP 320 621 A1 bekannt. Die Gewindespindel weist dabei außen ein ein- oder mehrgängiges Feingewinde auf und die Innenprofilierung der relativ zur Gewindespindel drehbaren Mutter ist in Form verhältnismäßig grober Rillen ausgeführt. Es ist weiterhin beidseitig eine Abdeckung vorgesehen, die als Sicherung für die Rollen oder Walzen dient.

Weiterhin ist es ebenfalls bekannt einen Rotor eines Antriebes mit einer Spindel durch eine Pressverbindung oder anderweitig verdrehfest zu verbinden. Nachteilig sind dabei der hohe konstruktive Aufwand und die teilweise aufwendige Montage.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Spindel-Rotoreinheit, insbesondere für einen Aktor mit Planetenwälzgewindespindel (PWG) zu entwickeln, die einen einfachen und kostengünstigen Aufbau aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Spindel-Antriebseinheit wird insbesondere für einen Aktor mit Planetenwälzgewindespindel (PWG) für die Betätigung einer Kupplung eines Fahrzeuges mittels eines Betätigungselementes eingesetzt, wobei die Antriebseinheit einen E-Motor mit einem Rotor und einem Stator aufweist und eine mit einer Steigung versehene Spindel mit dem Rotor drehfest verbunden und durch den Rotor um eine Drehachse antreibbar ist und erfindungsgemäß die Spindel als Gewindestange ausgebildet ist und auf die Gewindestange ein den Rotor aufnehmender Rotorträger aufgeschraubt und der Rotorträger auf der Spindel mittels einer Kontermutter verdrehgesichert und axial festgelegt ist.

Damit wird eine konstruktiv einfache und kostengünstige Variante der Herstellung einer drehfesten und axial gesicherten Verbindung zwischen Spindel und Rotor geschaffen.

Bevorzugt wird die Kontermutter auf der dem Kolben gegenüberliegende Seite der Spindel gegen den Rotorträger aufgeschraubt.

Dabei kann zwischen Rotorträger und Kontermutter eine Zwischenscheibe angeordnet sein, welche einen möglichen Vorspannverlust zwischen Rotorträger und Kontermutter aufgrund von Setzeffekten o.ä. verhindert oder reduziert.

Dazu kann zwischen Rotorträger und Kontermutter ein in axialer Richtung wirkender Federspeicher angeordnet sein, der mit der Zwischenscheibe kombiniert ist oder die Zwischenscheibe bildet.

Weiterhin kann in oder an der Kontermutter und/oder der Zwischenscheibe und/oder dem Federspeicher ein Signalgeber angeordnet sein.

Dadurch ist eine sehr einfache Anordnung bzw. Integration des Signalträgers möglich.

In eine vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kontermutter als selbstklemmene Mutter ausgebildet, so dass diese zusätzlich gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert ist.

Wie nach dem Stand der Technik üblich, wird der Stator des Motors der Spindel- Antriebseinheit an einem gestellfesten Statorträger aufgenommen und der den Rotor des Ant- riebs aufnehmende Rotorträger mittels eines einen Innenring und einen Außenring aufweisenden Lagers am Statorträger drehbar gelagert. Erstmalig wird das Lager nach der Montage auf dem Statorträger durch Umformen eines Bereichs des Lagerträgers am Lagerträger befestigt, wodurch eine sehr einfache Befestigungsmöglichkeit geschaffen wird.

Der Rotorträger weist einen sich axial erstreckenden ersten Bereich auf, der mit einem Innengewinde versehen und auf die Spindel aufgeschraubt ist. An diesen ersten Bereich schließt sich auf der Seite der Kontermutter ein sich radial erstreckender Bereich an, gegen den die Kontermutter verschraubt wird und von dem aus sich radial beabstandet zum axial erstreckenden ersten Bereich ein sich axial erstreckender zweiter Bereich anschließt, so dass zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich ein Ringraum gebildet wird, in den der den Stator tragenden Statorträger mit dem Lager eingreift. Die Kopplung von Lagerträger, Statorträger und Lager erfolgt

in einer ersten Variante dadurch, dass das Lager mit seinem Lagerinnenring mit dem Statorträger drehfest und durch den umgeformten Bereich axial gesichert wirkverbunden ist und mit seinem Lageraußenring mit dem zweiten Bereich des Rotorträgers drehfest und axial gesichert wirkverbunden ist

oder

in einer zweiten Variante dadurch, dass das Lager mit seinem Lagerinnenring mit dem ersten Bereich des Rotorträgers drehfest und axial gesichert und wirkverbunden ist und mit seinem Lageraußenring mit dem Statorträger drehfest und durch den umgeformten Bereich axial gesichert wirkverbunden ist, wobei das Lager mit einem Lageraußenring mit dem zweiten Bereich des Rotorträgers drehfest und axial gesichert wirkverbunden ist und dazu ein im Lageraußenring befindliches Sicherungselement aufweist, welches während der Montage radial nach innen verformbar ist und in eine Nut im zweiten Bereich des Rotorträgers einrastet.

Bei der ersten Variante liegt der Lagerinnenring axial von der Kontermutter wegweisend an einem Bund des Lagerträgers an und ist axial in Richtung zur Kontermutter mit einem radial nach außen umgeformten Bereich des Statorträgers fixiert. Ein im Lageraußenring (AR) befindliches Sicherungselement, welches bevorzugt in einer Nut des Lageraußenringes sitzt, und radial nach innen verformbar ist, rastet nach der Montage in eine Nut des Rotorträgers ein und fixiert den Lageraußenring am Rotorträger axial.

Bei der zweiten Variante wird der Lagerinnenring axial gegen den ersten Bereich des Rotorträgers in Richtung zur Kontermutter mit einer Lagerbefestigungsmutter geklemmt und somit axial fixiert und der Lageraußenring axial in Richtung zur Kontermutter an einem radial nach innen gebogenen Bereich des Statorträgers angelegt und axial von der Kontermutter wegwei- send mit einem, nach der Montage des Lagers auf dem Statorträger, radial nach innen umgeformten Bereich/Bund des Statorträgers axial fixiert.

Das Umformen des Lagerträgers nach dem Aufschieben des Lagers zu dessen axialer Fixierung erfolgt beispielsweise durch Umbördeln oder Verstemmen.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine effiziente und montagefreundliche Spindel- Antriebseinheit geschaffen, die insbesondere für einen Aktor mit Planetenwälzgewindespindel (PWG) für die Betätigung einer Kupplung eines Fahrzeuges mittels eines Betätigungselementes Anwendung findet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt eines Aktors unter Einsatz der erfindungsgemäßen Lösung. Figur 2 den Längsschnitteiner Verbindung zwischen Spindel und Rotorträger, Figur 3 die dreidimensionale Darstellung Explosivdarstellung gem. Figur 1 , Figur 4 die Kontermutter mit integriertem Signalgeber,

Figur 5 einen Längsschnitt der ersten Variante der Befestigung des Lagers zwischen Rotorträger und Statorträger,

Figur 6 einen Längsschnitt der zweiten Variante der Befestigung des Lagers zwischen Rotorträger und Statorträger,

In Figur 1 ist ein Aktor im Längsschnitt dargestellt, der eine Planetenwälzgewindespindel (PWG) aufweist, mit welcher die durch eine Elektromotor E erzeugte Drehbewegung in eine axiale Hubbewegung umgewandelt wird, durch welche ein Kolben 1 ausrückbar und dadurch eine nicht dargestellte Kupplung betätigbar ist. Das Getriebe in Form einer Planetenwälzgewindespindel PWG weist eine Spindel 2 mit einem Außengewinde 2.1 mit einer Steigung auf, die mit einem Rotor des Antriebes (hier E-Motor E) drehfest verbunden und mit dem Elektromotor E um eine Drehachse L antreibbar ist. Mit der Spindel 2 stehen mehrere Planetenrollen 3 in Eingriff, die mit einem die Planetenrollen 3 umringenden Hohlrad 4 kämmen. Vorzugsweise werden drei oder ein Vielfaches von drei Planetenrollen 3 in Umfangsrichtung um die Spindel 2 positioniert. Die Planetenrollen 3 sind an beiden Enden in jeweils einem Planetenrollen- träger 5 drehbar aufgenommen, wobei die beiden Planetenrollenträger 5 drehfest in einer ersten Hülse A abgestützt sind.

Die erste Hülse A sitzt drehfest und axial fest in einer zweiten Hülse B, die entlang einer Führungsbahn axial verschiebbar in einem Gehäuse 8 aufgenommen und zu diesem abgedichtet ist. Das Gehäuse 8 wird über einen radial nach außen weisenden Flanschbereich 8.2 an dem Motorgehäuse 9 des Elektromotors E gestellfest befestigt.

In dem Motorgehäuse 9 sitzt auch die erforderliche Elektronik 10 und es sind Schnittstellen nach außen wie Stecker 1 1 , Flanschpunkte usw. vorgesehen.

Der in dem Motorgehäuse 9 angeordnete Elektromotor E weist einen Rotor 20 auf, der an einem Rotorträger 21 drehfest aufgenommen ist, wobei der Rotorträger 21 an seinem Innendurchmesser ein nicht bezeichnetes Gewinde aufweist und mit dem Außengewinde 2.1 der Spindel 2 verschraubt ist. Die Spindel 2 ist dabei als Gewindestange ausgebildet. Der Rotorträger 21 ist auf der Spindel 2 auf der dem Kolben 1 gegenüberliegende Seite der Spindel 2 aufgeschraubt und mittels einer Kontermutter 22 verdrehgesichert und axial festgelegt.

Zwischen Rotorträger 21 und Kontermutter 22 ist eine als Federspeicher ausgebildete Zwischenscheibe 23 angeordnet, die einen möglichen Vorspannverlust zwischen Rotorträger 21 und Kontermutter 22 aufgrund von Setzeffekten verhindert oder reduziert. Weiterhin ist in die Kontermutter 22 ein Signalgeber 24 eingesetzt. Der Rotorträger 21 weist einen sich axial erstreckenden ersten Bereich 21 .1 auf, der dem Innengewinde versehen und auf die Spindel aufgeschraubt ist. An den ersten Bereich 21.1 schließt sich auf der Seite der Kontermutter 22 ein sich radial erstreckender Bereich 21.2 an, von dem aus sich radial beabstandet zum axial erstreckenden ersten Bereich 21 .1 ein sich axial erstreckender zweiter Bereich 21.3 anschließt, so dass zwischen dem ersten 21 .1 und dem zweiten Bereich 21.3 ein Ringraum 25 (S. Figur 2) gebildet wird.

Der Stator 26 ist an einem gestellfesten Statorträger 27, der bevorzugt durch ein Blechformteil gebildet wird, aufgenommen und der Rotorträger 21 mittels eines einen Innenring IR und einen Außenring AR aufweisenden Lagers 28 am Statorträger 27 drehbar gelagert ist, wobei das Lager 28 hier mit seinem Innenring durch einen umgeformten Bereich des Statorträgers 27 an diesem axial fest und drehfest befestigt ist (siehe Figur 6) und der Außenring AR des Lagers 28 am dem sich axial erstreckenden zweiten Bereich 21 .3 des Rotorträgers drehfest und axial fest befestigt ist (siehe Figur 6).

In Figur 2 sind die Komponenten der Spindel-Antriebseinheit dargestellt, die eine drehfeste und axialfeste Verbindung zwischen Spindel 2 und Rotorträger 21 gewährleisten. Der Rotorträger 21 ist mit seinem Innengewinde (nicht bezeichnet) auf die Spindel 2 geschraubt und mittels einer Kontermutter 22 axial fest und verdrehfest auf der Spindel gesichert. Zwischen dem Rotorträger 21 und der Kontermutter 22 ist die Zwischenscheibe 23 angeordnet. In einer nach außen weisenden Ausnehmung 22.1 der Kontermutter 22 ist ein Signalgeber 24 eingesetzt. Es ist aus Figur 2 ersichtlich, dass der Rotorträger 21 einen sich axial erstreckenden ersten Bereich 21.1 aufweist, der dem Innengewinde versehen und auf die Spindel aufgeschraubt ist, dass sich an den ersten Bereich 21.1 auf der Seite der Kontermutter 22 ein sich radial erstreckender Bereich 21 .2 anschließt, gegen den die Kontermutter 22 wirkt und von dem aus sich radial beabstandet zum axial erstreckenden ersten Bereich 21 .1 ein sich axial erstreckender zweiter Bereich 21 .3 anschließt. Zwischen dem ersten 21 .1 und dem zweiten Bereich 21 .3 wird ein Ringraum 25 gebildet. An der Innenkontur des sich axial erstreckenden zweiten Bereiches 21 .3 ist eine umlaufende Nut 21 .4 vorgesehen und auf dem Außendurchmesser des sich axial erstreckenden zweiten Bereiches 21.3 des Lagerträgers 21 sitzt drehfest und axial fest der Rotor 20, in den Magnete 20.1 integriert und mit einer Ummantelung 20.2 versehen sind.

Aus Figur 3 ist nochmals die Explosivdarstellung der aus Figur 2 dargestellten Bauteile (ohne Zwischenscheibe) ersichtlich. Der Signalgeber 24 wird in eine Ausnehmung der Kontermutter 22 eingesetzt. Der Rotorträger 21 wird auf die Spindel 2 geschraubt, so dass die Spindel 2 durch den Rotorträger 21 ragt. Auf den durch den Rotorträger ragenden Bereich der Spindel wird dann die Kontermutter 22 geschraubt, bis diese fest an dem Rotorträger geklemmt ist und diesen vor Verdrehung zur Spindel 2 sichert.

Aus Figur 4 ist ersichtlich, dass die Kontermutter 22 eine Ausnehmung aufweist, in welcher der Signalgeber 24, hier in Form eines scheibenförmigen Magneten, sitzt, dazu ist die Wandung der Mutter, zwischen der sich die Ausnehmung erstreckt, mit axial verlaufenden Schlitzen 22.1 versehen, die ein Einpressen des Magneten gewährleisten.

In den Figuren 5 und 6 sind zwei Varianten der Anlenkung des Lagers 28 mittels eines den Stator 26 tragenden Statorträgers 27 schematisch dargestellt, wobei Lageraußenring und Lagerinnenring nicht separat bezeichnet und dargestellt sind.

In einer ersten in Figur 5 gezeigten Variante (s. auch Fig. 1 ) ist das Lager 24 mit seinem Lagerinnenring mit dem Statorträger 27 drehfest und durch einen ersten umgeformten Bereich 27.1 axial festgelegt. Der Lagerinnenring schlägt an der anderen Stirnseite an einem sich radial erstreckenden Bund 27.2 des Statorträgers 27 an und sitzt mit seinem Innendurchmesser auf einem sich axial erstreckenden ringförmigen Bereich 27.3 des Statorträgers 27.

Der Lageraußenring sitzt mit seinem Außendurchmesser drehfest in dem sich axial erstreckenden zweiten Bereich 21 .3 des Rotorträgers 21 . Die axiale Sicherung erfolgt durch ein im Lageraußenring befindliches Sicherungselement 29, welches sich während der Montage radi- al nach innen verformen kann und in die Nut 21 .4 im Rotorträger 21 einrastet und somit eine Axialsicherung zwischen Rotor-Spindel-Einheit und Statorträger 27 gewährleistet.

Bei der in Figur 6 dargestellten Variante ist das Lager 28 mit seinem Lagerinnenring mit dem ersten sich axial erstreckenden Bereich 21.1 des Rotorträgers 21 drehfest verbunden und mit einer Lagerbefestigungsmutter geklemmt und somit axial gesichert.

Der Lageraußenring ist mit dem Statorträger 27 drehfest und durch einen zweiten umgeformten Bereich 27.4 axial gesichert wirkverbunden. In Richtung zur Kontermutter 22 weist der Statorträger 27 einen radial nach innen gebogenen Randbereich 27.5 auf, der das Lager 28 in Richtung zur Kontermutter 22 axial sichert. Nachdem das Lager 28 auf dem Statorträger 27 montiert ist, wird der zweite umgeformte Bereich 27.4 durch verstemmen hergestellt, wodurch der Lageraußenring des Lagers 28 gegen den Randbereich 27.5 gepresst wird und eine spielfreie Befestigung des Lagers auf dem Statorträger 27 realisiert ist.

Gemäß eines nicht dargestellten Ausführungsbeispieles ist es möglich, eine zweite Lagerstelle durch eine Axialführung einer auf der Spindel befindlichen Mutter/PWG zu realisieren, welche in Umfangsrichtung im Gehäuse abgestützt ist. Vorzugsweise sollte die Spindel als Zugelement betrieben werden, eine Druckbelastung ist aber auch denkbar.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird neben der drehfesten und axialfesten Verbindung zwischen Spindel 2 und Rotorträger 21 auch eine einfache und zuverlässige Anordnung des Lagers 28 zwischen Stator 26 und Rotor 20 realisiert.

Mit der vorliegenden Erfindung ist eine preisgünstige Verbindung zwischen Spindel 2 und Rotor 20 realisierbar. Die Spindel 2 braucht dabei nur als gewöhnliche Gewindestange ausgeführt zu sein. Auf dieser Gewindestange 2 ist der Rotor 20, bzw. ein Rotorträger 21 des E- Motors aufgeschraubt. Die Kontermutter 22 wird dann zur drehfesten Verbindung des Rotorträgers 21 auf der dem Kolben 1 gegenüberliegenden Seite der Spindel 2 aufgeschraubt. Hier kann zusätzlich noch eine Feder/ein Federelement zwischen Rotorträger 21 und Kontermutter 2 als Vorlast vorgesehen sein. Wenn die Kontermutter 22 auch noch gleichzeitig auf Aufnahme eines Sensorelementes/Signalgebers 24, beispielsweise in Form eines Magneten/Sensorlagemagneten, dient, können hier Synergieeffekte genutzt werden. Die Elektronik 10 des Aktors befindet sich dann in unmittelbarer Nähe des Sensorlagemagneten. Bezuqszeichenliste

Kolben

Spindel

Außengewinde

Planetenrollen

Hohlrad

Planetenrollenträger

Gehäuse

Flanschbereich

Motorgehäuse

Elektronik

Stecker

Rotor

Magnete

Ummantelung

Rotorträger

erster sich axial erstreckender Bereich des Rotorträgers sich radial erstreckender Bereich des Rotorträgers zweiter sich axial erstreckender Bereich des Rotorträgers Nut

Kontermutter

Schlitze

Zwischenscheibe

Signalgeber

Ringraum

Stator

Statorträger

erster ungeformter Bereich

Bund

ringförmiger Bereich

zweiter umgeformter Bereich

Randbereich

Lager

Sicherungselement

Lagerbefestigungsmutter