CN104813058B - 尤其是用于机动车的驻车制动器的滚珠丝杠传动装置 - Google Patents

Abstract

一种滚珠丝杠传动装置(1)，其具有布置在螺纹丝杠(7)上的丝杠螺母(8)；并且具有由螺纹丝杠(7)和丝杠螺母(8)的滚珠槽(10、11)限定出的螺纹状的滚珠通道(12)，在该滚珠通道中布置有由滚珠(13)形成的滚珠列(14)；以及具有沿着螺纹状的滚珠通道(12)布置的螺旋弹簧(10)，该螺旋弹簧在一侧相对于丝杠螺母(8)支撑，而在另一侧被设置成用于贴靠到滚珠列(14)上或贴靠到容纳滚珠(13)的滚珠保持架(14)上，其中，将为了稳定螺旋弹簧(15)而设置的杆(17、21)插入螺旋弹簧(15)中。

Description

尤其是用于机动车的驻车制动器的滚珠丝杠传动装置

技术领域

本发明涉及一种滚珠丝杠传动装置。滚珠丝杠传动装置将螺纹丝杠与丝杠螺母之间的相对转动转化成螺纹丝杠与丝杠螺母之间的平移的相对移动。此外，本发明还涉及一种机动车的驻车制动器，其配设有这种类型的滚珠丝杠传动装置。在这种应用中，丝杠螺母例如可以在丝杠螺母旋转的情况下轴向移位并且被压向制动活塞，该制动活塞又可以把制动衬片压向制动盘。

背景技术

例如由DE102009051123 A1公知了一种用于能机电操纵的机动车制动装置的滚珠丝杠传动装置。该文献的图4示出具有布置在螺纹丝杠上的丝杠螺母的滚珠丝杠传动装置。丝杠螺母和螺纹丝杠以它们的滚珠槽限定出螺纹状绕螺纹丝杠的纵轴线卷绕的滚珠通道，滚珠以滚珠列布置在该滚珠通道中。

滚珠容纳在套管状的滚珠保持架的滚珠兜中。滚珠保持架配设有许多在其周边上分布且沿着滚珠通道布置的滚珠兜。螺旋弹簧布置在丝杠螺母中，该螺旋弹簧在一侧支撑在滚珠保持架上而在另一侧支撑在丝杠螺母上。被加载压力的螺旋弹簧用于使滚珠或(当滚珠布置在滚珠保持架中时)滚珠保持架移位到起始位置中。在没有负载的滚珠丝杠传动装置中，滚珠或滚珠保持架可以沿着滚珠通道移动，这是因为滚珠仅是滑动，而并不在螺纹丝杠和丝杠螺母的滚珠槽上滚动。

在这种滚珠丝杠传动装置中不利的是，在特殊的结构设计方案中，面朝丝杠螺母的弹簧端部可能弯曲，从而无法到达滚珠或滚珠保持架的起始位置。

发明内容

本发明的任务是，提出一种根据权利要求1前序部分的特征的良好工作的滚珠丝杠传动装置。

根据本发明，该任务通过根据权利要求1的滚珠丝杠传动装置来解决。该滚珠丝杠传动装置配设有布置在螺纹丝杠上的丝杠螺母以及配设有由螺纹丝杠和丝杠螺母的滚珠槽限定出的螺纹状的滚珠通道。在滚珠通道中布置有由滚珠形成的滚珠列。沿着螺纹状的滚珠通道布置的螺旋弹簧在一侧相对于丝杠螺母支撑，而在另一侧被设置成用于贴靠到滚珠列上或贴靠到容纳滚珠的滚珠保持架上。滚珠列的最后的滚珠或用于容纳滚珠的保持架可以相对螺旋弹簧的弹簧端部弹簧式压靠(anfedern)。该螺旋弹簧具有许多绕弹簧轴线卷绕的螺纹状的匝圈。该弹簧轴线沿着螺纹状的滚珠通道延伸，也就是说跟随螺旋线。

当螺旋弹簧在其支撑到丝杠螺母和滚珠列上的支撑部之间被加载并且被压缩时，通过将为了稳定螺旋弹簧而设置的杆插入螺旋弹簧中，消除了螺旋弹簧横向于其弹簧轴线的不期望的弯曲。螺旋弹簧本身是易于弯曲的，而例如由钢形成的杆是相对不易弯曲的。杆进入到螺旋弹簧的匝圈中；匝圈可以紧密地贴靠在杆上或也可以相对杆具有间隙。杆可以笔直地构造，但也可以弯曲地构造并且与螺纹状的通道的曲率相匹配。值得期望的是：杆可以穿过螺旋弹簧的多于仅几个匝圈地插入螺旋弹簧中。在这种情况下，杆可以具有与螺纹状的滚珠通道相匹配的曲率。杆在其两个杆端部上可以是自由的，也就是说，仅通过螺旋弹簧的缠绕杆端部的匝圈来保持。

根据本发明的改进方案，杆也可以是能弹簧弹性偏转的，也就是说，被实施成柔韧的。该杆提供了易于装配的优点：在装配期间，杆能够根据螺纹状的滚珠通道的曲率弯曲。当杆到达其设定好的位置时，该杆弹簧弹性地回弹到其笔直的形状，并且可以用其面朝丝杠螺母的端部支撑在丝杠螺母的贴靠面上；备选地，回弹的杆也可以插入构造在丝杠螺母上的杆容纳部中。贴靠部和杆容纳部可以在空间上径向布置在螺纹状的滚珠通道之外。在这里，根据本发明的这种改进方案的优点是：在装配期间，杆被弯曲并且布置在螺纹状的滚珠通道中。在装配之后，杆是笔直的，并且其背离螺旋弹簧的端部可以径向在滚珠通道之外贴靠在贴靠部上或插入杆容纳部中。

在螺旋弹簧的公知的布置方式中，尤其是螺旋弹簧的面朝丝杠螺母的端部区段可能会弯曲，这是因为螺旋弹簧在该端部区段从螺纹状的滚珠通道中伸出并且可能横向于弹簧轴线地不期望地运动。根据本发明的杆正好确保了螺旋弹簧在该端部区段中的稳定，以防弯曲。

杆可以穿过多个匝圈地插入螺旋弹簧中。该措施在螺旋弹簧的端部区域中可以是有利的。当螺旋弹簧的匝圈紧密地贴靠在杆上时，杆防丢失地与螺旋弹簧连接，从而使装配变得容易。在这种情况下，杆无间隙地布置在螺旋弹簧中。备选地，杆也可以有间隙地布置在螺旋弹簧中。

杆可以在一侧支撑在丝杠螺母上，而在另一侧插入螺旋弹簧中。杆可以用其面朝丝杠螺母的端部贴靠在丝杠螺母的贴靠面上。为了避免杆从贴靠面不期望地滑离，杆可以在丝杠螺母上插入丝杠螺母的杆容纳部中。

该杆容纳部可以由穿透丝杠螺母壁的通孔形成，杆贯穿该通孔，其中，杆在通孔的两个端部上沿着杆轴线的方向形状锁合地(formschlüssig)支撑在壁上。在这种情况下，杆防丢失地保持在丝杠螺母上。杆可以具有径向凸缘，该径向凸缘支撑在丝杠螺母的内周上。卡在杆上的挡圈可以支撑在丝杠螺母的外周上。在这种布置中，杆不会从杆孔中掉出。

作为防丢失方案，备选地提供了由穿透壁的通孔来形成杆容纳部，该通孔至少在其延伸部的一部分上配设有内螺纹，杆以其外螺纹拧入该内螺纹中。在这种情况下，杆可以构造为螺栓，其中，插入螺旋弹簧中的部分可以按照光滑圆柱体的形式实施。

用于解决所述问题的备选的发明方案可以通过如下滚珠丝杠传动装置来提供：该滚珠丝杠传动装置配设有布置在螺纹丝杠上的丝杠螺母，以及配设有由螺纹丝杠和丝杠螺母的滚珠槽限定出的螺纹状的滚珠通道。在滚珠通道中布置有由滚珠形成的滚珠列。沿着螺纹状的滚珠通道布置的螺旋弹簧在一侧相对于丝杠螺母支撑，而在另一侧被设置成用于贴靠到滚珠列上或贴靠到容纳滚珠的滚珠保持架上。滚珠列的最后的滚珠或容纳滚珠的保持架可以相对螺旋弹簧的弹簧端部弹簧式压靠。该螺旋弹簧具有许多绕弹簧轴线卷绕的螺纹状的匝圈。该弹簧轴线沿着螺纹状的滚珠通道延伸，也就是说跟随螺旋线。螺旋弹簧在其面朝丝杠螺母的端部以加固的方式实施。该加固防止了螺旋弹簧的上述不期望的弯曲。加固可以通过如下方式来产生，即，将弹簧浸入要硬化的树脂中，或将其与丝杠螺母粘接，或将其以塑料包封。加固部仅沿着例如存在弯曲危险的螺旋弹簧轴线部分延伸。沿着螺旋弹簧轴线的其余部分可以被放置到螺纹状的滚珠通道中。在这里列出的解决方案也可以彼此组合；粘接和利用塑料包封例如可以彼此组合。

附图说明

下面结合在总共七个附图中绘出的两个实施例来详细阐述本发明。其中：

图1示出具有根据本发明的滚珠丝杠传动装置的机动车驻车制动器的纵截面图；

图2示出根据本发明的滚珠丝杠传动装置的立体图，但没有绘出螺纹丝杠；

图3示出图2中的滚珠丝杠传动装置的视图；

图4示出另一根据本发明的滚珠丝杠传动装置的立体图；

图5示出图4中的滚珠丝杠传动装置的横截面图；

图6示出图4中的但不带螺纹丝杠的滚珠丝杠传动装置的横截面图；

图7示出图4中的但不带螺纹丝杠的滚珠丝杠传动装置的视图；

图8示出图2中的根据本发明的滚珠丝杠传动装置的销的视图和立体图；以及

图9以视图和立体图示出在弯曲位置中的图8的销及其在滚珠通道中的位置。

具体实施方式

图1示出机动车的与根据本发明的驻车制动器相组合的行车制动器，其中，该驻车制动器配设有根据本发明的滚珠丝杠传动装置1。在制动钳3的两个制动块2之间以公知的方式布置有制动盘4。在壳体5中布置有制动活塞6。制动活塞6可以用液压液体来加载，并且可以沿着其活塞轴线在朝向制动块2的方向上被按压。在操纵制动活塞6的情况下，制动盘4夹紧在两个制动块之间。

在空心的制动活塞6中布置有根据本发明的滚珠丝杠传动装置1。滚珠丝杠传动装置1具有布置在螺纹丝杠7上的丝杠螺母8。为了操纵驻车制动器，通过未示出的马达使螺纹丝杠7进行旋转。在螺纹丝杠7转动的情况下，丝杠螺母8相对于螺纹丝杠7轴向移位。丝杠螺母8朝制动活塞6压挤，并且最终使得该制动活塞朝相邻布置的制动块4压挤。螺纹丝杠7通过推力轴承9轴向支承在壳体5上。制动活塞6与丝杠螺母8之间的轴向压力通过螺纹丝杠7和推力轴承9传递到壳体5中。螺纹丝杠7配设有螺纹状绕丝杠轴线卷绕的滚珠槽10。丝杠螺母8在其内周上配设有螺纹状绕螺母轴线卷绕的滚珠槽11。滚珠槽10和11共同限定出螺纹状的滚珠通道12，在该滚珠通道中布置有滚珠13。滚珠13可以在滚珠槽10、11上滚动。

图2以立体图示出根据本发明的但不带螺纹丝杠的滚珠丝杠传动装置1。可以清楚识别出沿着螺纹状的滚珠通道12布置在滚珠列14中的滚珠13。沿着螺纹状的滚珠通道12布置有两个螺旋弹簧15，这些螺旋弹簧分别具有许多匝圈16。这些匝圈16绕沿着螺纹状的滚珠通道12布置的弹簧轴线卷绕。一个螺旋弹簧15连接到滚珠列14的一个端部上，而另一个螺旋弹簧15连接到滚珠列14的另一个端部上。两个螺旋弹簧15在一侧相对丝杠螺母8支撑，而在另一侧支撑在滚珠列14上。

针对弹簧的布置和锁定以防侧向弯曲而言，以下用于一个螺旋弹簧15的实施方案也适用于另一个螺旋弹簧15。

图2和图3清楚地示出了螺旋弹簧的背离滚珠列14的端部从螺纹状的滚珠通道12中伸出。为了稳定螺旋弹簧15而设置的杆17插入螺旋弹簧15中。杆17以穿过多个匝圈的方式插入螺旋弹簧15中。在本实施例中，杆17延伸穿过螺旋弹簧15的如下区段，该区段形成在由丝杠螺母8和螺纹丝杠7的滚珠槽10、11共同形成的滚珠通道12之外；尤其是该区段通过引入的杆17而得到保护，以防螺旋弹簧15横向于弹簧轴线地侧向弯曲。

杆17具有径向间隙地或无间隙地布置在螺旋弹簧15中。匝圈16可以紧密地贴靠在杆17上，并且可以实现杆17与螺旋弹簧15之间的防丢失的连接；但如果在杆17与螺旋弹簧15之间构造有间隙，也是足够的；即使在构造有间隙的情况下，也可以消除螺旋弹簧15的弯曲。

杆17支撑在丝杠螺母8上。杆17以其背离丝杠螺母8的构造为径向凸缘19的杆端部贴靠在丝杠螺母8的贴靠面18上。螺旋弹簧15的弹簧端部贴靠在径向凸缘19上。为了避免杆17从贴靠面18不期望地滑离，杆17可以在丝杠螺母8上防丢失地保持在丝杠螺母的杆容纳部中，如下面在另一实施例中进一步详细阐述的那样。

无需强制在滚珠列的两个端部上分别配设螺旋弹簧。被加载压力的螺旋弹簧15用于使滚珠13移位到起始位置中。在没有负载的滚珠丝杠传动装置1中，滚珠13可以沿着滚珠通道12移动，这是因为滚珠仅是滑动而并没有在螺纹丝杠7和丝杠螺母8的滚珠槽10、11上滚压。为了使滚珠列14回位到起始位置中，仅设置一个螺旋弹簧就足够了。

在图4至图8中示出的根据本发明的滚珠丝杠传动装置1与上述实施例的区别仅在于，设置有经修改的杆21和与其匹配的构造在丝杠螺母8上的杆容纳部22。

杆容纳部22由穿透丝杠螺母8的壁23的通孔24形成，杆21贯穿该通孔，其中，杆21在通孔24的两个端部上沿着杆21的杆轴线的方向形状锁合地支撑在壁23上。杆21具有径向凸缘25，该径向凸缘支撑在丝杠螺母8的内周上。卡在杆21上的挡圈26支撑在丝杠螺母8的外周上，在本实施例中是支撑在丝杠螺母8的横向于杆轴线构造的凸肩面上。在这种布置中，杆21不会从杆孔中掉出并且保持在其设定好的位置中。

备选的防丢失方案可以通过如下方式来提供，即，代替径向凸缘25和挡圈，在杆21上构造出外螺纹，该外螺纹与通孔24的内螺纹啮合。在这种情况下，杆21可以具有能径向在丝杠螺母外部够到的螺钉头，该螺钉头旋拧到丝杠螺母8的凸肩面上。

图8和图9示出由柔韧的材料制成的杆17，从而使得该杆可以从其笔直的形状(图8)弹簧弹性地偏转，以便与螺纹状的滚珠通道12的曲率相匹配。杆17的柔韧性使得将其装配到滚珠丝杠传动装置中变得容易：首先，将杆弯曲地引入到螺纹状的滚珠通道中；当该杆到达其预设定的位置时，杆17弹簧弹性地回弹到其笔直的形状，并且以其凸缘19贴靠到丝杠螺母8的贴靠面18上，如在图2中示出的那样。

在根据本发明的所有实施例中，螺旋弹簧用于实现滚珠在没有负载的滚珠丝杠传动装置中的良好的起始位置，这在下面结合第一实施例进行详细阐述。

当操纵行车制动器时，液压加载的制动活塞6朝制动块2压挤，其中，制动活塞6相对于丝杠螺母8轴向移位。如果在这时驾驶员操纵驻车制动器，那么螺纹丝杠7开始旋转，其中，丝杠螺母8在朝向制动活塞6的方向上轴向移位。在该阶段期间，丝杠螺母8无负荷，并且滚珠13沿着滚珠通道12滑动。首先，不发生滚珠列14相对于丝杠螺母8的相对转动。最后，丝杠螺母8在端侧抵靠到制动活塞6上并且被轴向加载。在存在轴向负荷的情况下，在滚珠槽10、11上滚动的滚珠13被加载。滚珠列14的滚珠13在这时在滚珠槽11上滚动并且相对于丝杠螺母8移位，在此，其中一个作为调整弹簧工作的螺旋弹簧15被压缩。最后，丝杠螺母8的调节行程结束，并且驻车制动器被激活。

如果驻车制动器被再次脱开，那么进行丝杠螺母8的回移。在卸除负荷的丝杠螺母8的情况下，滚珠列12在压缩的螺旋弹簧15被卸除负荷的情况下而再次移到其起始位置中。

可能出现的情况是：在仍然操纵驻车制动器的情况下，以非常高的制动作用激活行车制动器。于是一旦将液压的压力从行车制动器去除，那么在制动活塞6与丝杠螺母8之间的由于操纵驻车制动器而存在的轴向压力升高。这是因为在之前夹紧的构件弹性地松弛的情况下(例如制动钳可以弹性地扩开)，制动活塞6朝丝杠螺母8强烈地压挤。

在上述情况下，滚珠13在驻车制动器脱开的期间在较长的滚动行程上与滚珠槽10、11滚动接触。其中一个作为调整弹簧工作的螺旋弹簧15首先松弛。但是因为滚珠列14由于在负荷下增加的转动角而继续运动，所以滚珠列14被螺旋弹簧15抬起。也就是说，超过了滚珠列14的设定好的起始位置。滚珠列14在这时朝另一作为预压弹簧工作的螺旋弹簧压挤。在预压弹簧压缩的情况下，滚珠列14相对于丝杠螺母18运动，直到滚珠13无负荷。在这时，在滚珠13滑行的情况下，由于预压弹簧的压力，滚珠列14朝其设定好的起始位置的方向移动，直到预压弹簧卸除负荷或直到在两个螺旋弹簧15之间建立起力平衡。在这时，滚珠列处于其设定好的初始位置中。

预压弹簧不是强制必需的。如下根据本发明的实施例也是可行的，在这些实施例中，仅设置调整弹簧。

在全部实施例中，螺旋弹簧借助引入的杆得到保护，以防横向于弹簧轴线的弯曲。

附图标记列表

1 滚珠丝杠传动装置

2 制动块

3 制动钳

4 制动盘

5 壳体

6 制动活塞

7 螺纹丝杠

8 丝杠螺母

9 推力轴承

10 滚珠槽

11 滚珠槽

12 滚珠通道

13 滚珠

14 滚珠列

15 螺旋弹簧

16 匝圈

17 杆

18 贴靠面

19 径向凸缘

20 ------

21 杆

22 杆容纳部

23 壁

24 通孔

25 径向凸缘

26 挡圈

Claims (7)

1.一种滚珠丝杠传动装置(1)，所述滚珠丝杠传动装置具有布置在螺纹丝杠(7)上的丝杠螺母(8)；并且具有由所述螺纹丝杠(7)和所述丝杠螺母(8)的滚珠槽(10、11)限定出的螺纹状的滚珠通道(12)，在所述滚珠通道中布置有由滚珠(13)形成的滚珠列(14)；以及具有沿着所述螺纹状的滚珠通道(12)布置的螺旋弹簧(15)，所述螺旋弹簧在一侧相对于所述丝杠螺母(8)支撑，而在另一侧被设置成用于贴靠到所述滚珠列(14)上或贴靠到容纳所述滚珠(13)的滚珠保持架(14)上，其中，将为了稳定所述螺旋弹簧(15)而设置的杆(17、21)插入所述螺旋弹簧(15)中，所述杆延伸穿过所述螺旋弹簧的形成在所述滚珠通道之外的区段，所述杆(17、21)被实施成柔韧的，从而使得该杆可以从其笔直的形状弹簧弹性地偏转，以便与螺纹状的滚珠通道(12)的曲率相匹配，当该杆到达其预设定的位置时，杆(17、21)弹簧弹性地回弹到其笔直的形状，并且以其凸缘(19)贴靠到丝杠螺母(8)的贴靠面(18)上。

2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠传动装置(1)，其中，所述为了稳定所述螺旋弹簧(15)而设置的杆(17、21)在一侧支撑在所述丝杠螺母(8)上，而在另一侧插入所述螺旋弹簧(15)中。

3.根据权利要求1所述的滚珠丝杠传动装置(1)，其中，所述杆(17、21)穿过许多匝圈(16)地插入所述螺旋弹簧(15)中。

4.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠传动装置(1)，其中，所述杆(17、21)被设置为防弯曲保护的，以防所述螺旋弹簧(15)横向于其弹簧轴线弯曲。

5.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠传动装置(1)，其中，所述杆(17、21)以具有径向间隙的方式或以无间隙的方式布置在所述螺旋弹簧(15)中。

6.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠传动装置，其中，所述杆(21)防丢失地保持在所述丝杠螺母(8)上。

7.一种机动车驻车制动器，所述机动车驻车制动器具有制动活塞(6)，所述制动活塞以能沿其活塞轴线移动的方式布置，用以实现制动作用，并且所述机动车驻车制动器具有根据权利要求1至6中任一项所述的滚珠丝杠传动装置(1)，用以操纵所述制动活塞(6)。