CN106090165A - 具有行星滚柱螺纹传动装置的执行器 - Google Patents

具有行星滚柱螺纹传动装置的执行器 Download PDF

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Abstract

根据本发明提出一种尤其用于操作车辆的离合器的、具有行星滚柱螺纹传动装置(PWG)的执行器，其中多个行星滚子与螺杆接合，所述行星滚子与环绕行星滚子的齿圈啮合，其中行星滚子在两个端部处定位在行星滚子架中，并且行星滚子架抗转动地支撑在环绕齿圈的套筒中，并且其中齿圈根据本发明经由至少一个齿圈轴承来支撑，所述齿圈轴承吸收在操作行程的方向上的和与其相反的轴向力。

Description

具有行星滚柱螺纹传动装置的执行器
技术领域
本发明涉及一种具有行星滚柱螺纹传动装置(PWG)的执行器并且尤其应用于操作车辆的离合器。
背景技术
行星滚柱螺纹传动装置(PWG)(也称作行星滚柱丝杠传动装置或者行星滚柱丝杠)是长期已知的现有技术并且例如在DD 0 277 308 A5中描述。从文献DE 10 2010 047 800 A1中例如已知行星滚柱螺纹传动装置，其包含在呈静液压的离合器执行器形式的静液压执行器中，以便将借助于电动机产生的转动运动转换成轴向运动。从文献DE 10 2010011 820 A1中已知一种行星滚柱螺纹传动装置，其具有：丝杠；设置在丝杠上的螺母；和多个在环周之上分布的、设置在丝杠和螺母之间的行星件，所述行星件以能滚动的方式设置在螺母的内环周上以及丝杠的外环周上。在该解决方案中，设有用于行星件的预紧装置，其中螺母具有两个可彼此轴向运动的螺母部件，并且其中预紧装置具有相对于一个螺母部件加载的弹簧元件。螺母承担两个功能：一方面其是传动装置部件并且另一方面其是预紧装置的一部分。
对于从现有技术中已知的解决方案共同的是，设有用于吸收单侧的轴向力的齿圈滚动轴承，或者借助两个滚动轴承进行两个方向上的轴向力吸收。在此缺点是：在应用仅一个齿圈滚动轴承时仅能够支撑来自一个方向的轴向力。
发明内容
本发明的目的在于：研发一种具有行星滚柱螺纹传动装置的执行器，借助所述执行器能够以良好的效率吸收两个方向上的轴向力。
所述目的以如下方式来实现：齿圈经由至少一个齿圈轴承来支撑，所述齿圈轴承吸收在操作行程的方向上的和与其相反的轴向力。有利的设计方案从下文中得出。
根据本发明，提出一种尤其用于操作车辆的离合器的、具有行星滚柱螺纹传动装置(PWG)的执行器，其中多个行星滚子与螺杆接合，所述行星滚子与环绕行星滚子的齿圈啮合，其中行星滚子在两个端部处定位在行星滚子架中，并且行星滚子架抗转动地支撑在环绕齿圈的套筒中，并且其中根据本发明齿圈经由至少一个齿圈轴承来支撑，所述齿圈轴承吸收在操作行程的方向上的和与其相反的轴向力。
优选地，套筒和支撑在其中的行星滚子架轴向地固定并且与驱动器的转子抗转动地连接，其中螺杆相对于驱动器的定子侧的壳体抗转动地支撑并且螺杆在转子和支撑在套筒中的行星滚子架旋转时执行轴向的操作行程。
替选地，螺杆也能够轴向地固定，使得在通过转子驱动的螺杆旋转时，行星件进而齿圈、行星滚子架和套筒执行轴向行程，该变型方式没有进一步描述。
在具有抗转动且可轴向操作的螺杆的PWG中，齿圈的支承优选经由确切一个呈滚动轴承形式的齿圈轴承来进行，所述滚动轴承构成为深沟球轴承或四点轴承，并且有利地能够吸收沿两个方向作用的轴向力以及还有径向力。
在一个优选的实施方式中，套筒具有至少一个第一轴承滚道，并且所述齿圈具有至少一个第二轴承滚道，以用于容纳至少一个深沟球轴承。
替选地，套筒包含至少一个轴承滚道和/或至少一个半轴承环以用于容纳至少一个四点轴承，并且齿圈具有至少一个第二轴承滚道用于容纳至少一个四点轴承。
优选地，套筒径向地经由至少一个主轴承支撑在定子中。在此，尤其主轴承的轴承内环在套筒和定子之间进而在转子和定子之间在功能上集成到套筒中。
特别地，套筒优选整体地具有轴承滚道，用于容纳主轴承。
在轴承滚道两侧，能够在用于容纳主轴承的套筒中构成用于轴承密封盘的接触面。
径向地和轴向地支撑齿圈的、呈深沟球轴承或四点轴承形式的齿圈轴承在轴向方向上设置在主轴承的区域中，其中所述齿圈轴承在垂直于纵轴线的平面中至少局部地覆盖主轴承并且径向地位于主轴承之内。主轴承和齿圈轴承因此径向彼此嵌套地设置。由此可行的是：套筒在其容纳深沟球轴承或四点轴承和主轴承的区域处具有比在其轴向连接的区域中更大的进而更牢固的且更具承载能力的横截面，由此套筒的连接到深沟球轴承或四点轴承和主轴承上的区域能够更薄壁进而更轻质地构成，由此惯性力矩变得更小。套筒的该更薄壁的构成方案是可行的，因为在套筒的连接到深沟球轴承或四点轴承和主轴承上的区域中仅还必须通过该更薄壁地构成的套筒传递转矩。
在齿圈的外径和套筒的内径之间能够至少局部地设置有摩擦元件，其中齿圈的容纳摩擦元件的外径比深沟球轴承的区域中的外径或比四点轴承更小地构成。该摩擦元件尤其用于与转动方向相关地影响效率。
套筒例如通过呈磨削或铣削或车削或上述加工过程的组合的形式的切削加工来制成。替选地，套筒能够通过无切削的加工，例如电化学方法制成。
套筒优选构成为是塑料摩擦套筒。
通过根据本发明的解决方案能够借助仅一个齿圈轴承以良好的效率吸收在两个操作方向上的PWG的轴向力。由于功能集成，同样降低了结构空间需求还降低了零件数量以及显著地降低制造和安装耗费。
附图说明
下面以实施例和所属的附图详细阐述本发明，而在此不能够局限于此。其示出：
图1示出根据现有技术的PWG的纵截面，
图2示出具有深沟球轴承的根据本发明的执行器的PWG的纵截面，
图3示出具有四点轴承的根据本发明的执行器的PWG的纵截面。
具体实施方式
图1示出根据现有技术的行星滚柱螺纹传动装置的纵截面。多个行星滚子3与螺杆2接合，所述行星滚子与环绕行星滚子的齿圈4啮合。行星滚子3在两个端部处定位在行星滚子架5中，所述行星滚子架抗转动地支撑在环绕齿圈4的套筒6中。套筒6和支撑在其中的行星滚子架5轴向地固定并且经由套筒6与驱动器的未示出的转子抗转动地连接。套筒6经由主轴承8可转动地支承，其中用于主轴承8的内部的轴承滚道8.1包含在套筒6中。主轴承8的轴承外环8.2具有径向向外指向的法兰8.3以用于轴向且抗转动地支撑在未示出的定子侧的壳体上。行星滚子架5的轴向支承经由轴向轴承9进行，所述轴向轴承在套筒和齿圈之间设置在套筒的与主轴承相对置的端部处并且仅能够吸收在执行器的(主)操作方向(通过虚线箭头示出)上的轴向力。在此，在其背离主轴承的端部处将轴承滚道9.1集成到套筒6中。
图2和3示出根据本发明的执行器的PWG的纵截面。多个行星滚子3与螺杆2接合，所述行星滚子与环绕行星滚子的齿圈4啮合。行星滚子3在两个端部处定位在行星滚子架5中，所述行星滚子架抗转动地支撑在环绕齿圈4的套筒6中。套筒6和抗转动支撑在其中的行星滚子架5轴向地固定并且与驱动器的未示出的转子抗转动地连接。套筒6经由主轴承8可转动地支承，其中用于主轴承8的内部的轴承滚道8.1包含在套筒6中。主轴承8的轴承外环8.2具有径向向外指向的法兰8.3以用于轴向地且抗转动地支撑在未示出的定子侧的壳体上。
根据图2中示出的实施方式，齿圈4的轴向和径向支撑经由呈深沟球轴承10形式的齿圈轴承进行。深沟球轴承10相对于主轴承8设置在径向内部并且深沟球轴承10以及主轴承8轴向地(在沿着PWG的纵轴线A的方向上)大至位于一个高度上。
套筒6在其朝主轴承8指向的端部处具有至少一个第一轴承滚道10.1并且齿圈4在其朝主轴承指向的端部处具有至少一个第二轴承滚道10.2用于支承深沟球轴承10的未标识的滚动体。
在齿圈4的与深沟球轴承10相对置的端部处，齿圈4经由呈卷簧7形式的摩擦元件与套筒6有效连接。该卷簧7尤其用于与转动方向相关地影响效率。
在图3中示出的实施方式中，结构上的构造基本上对应于图1中的构造，除了如下区别之外：即设置在齿圈4和套筒6之间的轴向轴承以四点轴承11形式构成，其中四点轴承11在径向外部具有套筒6中的第一轴承滚道11.1以及半轴承环11.2，进而第一轴承滚道11.1是套筒6的组成部分。四点轴承11在径向内部具有第二轴承滚道11.3，所述第二轴承滚道构成在齿圈4的外环周上。因此，四点轴承11的未标识的滚动体支承在齿圈4的第二轴承滚道11.3和第一轴承滚道11.1、半轴承环11.2之间。
通过除了(在两个轴向方向上的)轴向力之外也能够吸收径向力的齿圈轴承的根据本发明的、作为深沟球轴承或四点轴承的构成方案，能够沿执行器的主操作方向还有与其相反的方向吸收或传递轴向力并且也能够吸收径向力。
尤其有利的是，将齿圈轴向轴承进而深沟球轴承10或四点轴承11轴向地设置在外部的主轴承8的区域中、尤其优选以径向嵌套的方式设置，即深沟球轴承10或四点轴承11径向地位于外部的主轴承8之内。由此，套筒6的容纳主轴承8还有深沟球轴承10或四点轴承11的该区域轴向地尤其牢固地设计在外部的主轴承8的区域中，其中套筒6的其余的轴向连接的区域能够更轻质和更薄地构成。通过该所获的径向结构空间能够尤其有利地设有呈卷簧7形式的摩擦元件和塑料摩擦套筒(由塑料制成的套筒6)。
在操作与套筒6抗转动连接的未示出的转子时，可转动地容纳在主轴承8中的套筒6旋转并且随着所述套筒旋转行星滚子架5以及齿圈4和行星件3。由此，抗转动但是轴向可相对于未示出的壳体运动地容纳的螺杆2沿执行器的(主)操作方向运动，所述操作方向通过虚线箭头表明。执行器通过行程运动例如操作车辆的离合器。出现到齿圈4上的轴向力以及作用的径向力由根据图2的深沟球轴承10或根据图3的四点轴承11吸收。为了实现回程运动，未示出的转子进而套筒6反向旋转，由此螺杆2执行沿相反方向的轴向运动(相反于虚线箭头)并且由此作用的轴向力和必要时作用的径向力同样由深沟球轴承10(图2)或四点轴承(图3)吸收。
附图标记列表
1 PWG组件
2 螺杆
3 行星滚子
4 齿圈
5 行星滚子架
6 套筒
7 摩擦元件/卷簧
8 主轴承
8.1 用于主轴承的轴承滚道
8.2 主轴承的轴承外环
8.3 法兰
9 轴向轴承(现有技术)
9.1 用于轴向轴承的轴承滚道(现有技术)
10 深沟球轴承
10.1 用于深沟球轴承的第一轴承滚道
10.2 用于深沟球轴承的第二轴承滚道
11 四点轴承
11.1 用于四点轴承的第一轴承滚道
11.2 用于四点轴承的半轴承环
11.3 用于四点轴承的第二轴承滚道
A 纵轴线

Claims (10)

1.一种尤其用于操作车辆的离合器的、具有行星滚柱螺纹传动装置(PWG)(1)的执行器，其中多个行星滚子(3)与螺杆(2)接合，所述行星滚子与环绕所述行星滚子(3)的齿圈(4)啮合，其中所述行星滚子(3)在两个端部处定位在行星滚子架(5)中，并且所述行星滚子架(5)抗转动地支撑在环绕所述齿圈(4)的套筒(6)中，
其特征在于，所述齿圈(4)经由至少一个齿圈轴承来支撑，所述齿圈轴承吸收在操作行程的方向上的和与其相反的轴向力。
2.根据权利要求1所述的执行器，其特征在于，所述套筒(6)和支撑在其中的行星滚子架(5)轴向地固定并且与驱动器的转子抗转动地连接，其中所述螺杆(2)相对于壳体和驱动器的定子抗转动地支撑并且所述螺杆(2)在所述转子和支撑在所述套筒(6)中的所述行星滚子架(5)旋转时执行轴向的操作行程，并且所述齿圈轴承构成为吸收轴向力和径向力的深沟球轴承(10)或四点轴承(11)。
3.根据权利要求1或2所述的执行器，其特征在于，所述套筒(6)具有至少一个第一轴承滚道(10.1)，所述齿圈(4)具有至少一个第二轴承滚道(10.2)，以用于容纳至少一个深沟球轴承(10)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的执行器，其特征在于，所述套筒(6)包含至少一个所述四点轴承(11)的至少一个半轴承环(11.2)和/或至少一个第一轴承滚道(11.1)，并且所述齿圈(4)具有用于容纳至少一个所述四点轴承(11)的至少一个第二轴承滚道(11.3)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的执行器，其特征在于，所述套筒(6)径向地经由至少一个主轴承(8)支撑在定子侧的壳体上。
6.根据权利要求5所述的执行器，其特征在于，所述套筒(6)具有所述主轴承(8)的轴承滚道(8.1)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的执行器，其特征在于，至少轴向支撑所述齿圈的齿圈轴承在轴向方向上设置在主轴承(8)的区域中并且径向地位于所述主轴承(8)之内。
8.根据权利要求7所述的执行器，其特征在于，所述套筒(6)在其容纳所述主轴承(8)和所述齿圈轴承的区域上具有比在其轴向连接的区域中更牢固的且更具承载能力的横截面。
9.根据权利要求8所述的执行器，其特征在于，所述齿圈(4)的外径在呈深沟球轴承(10)或四点轴承(11)形式的齿圈轴承的区域中比在所述齿圈(4)的连接到所述齿圈轴承上的轴向区域中更大，并且在所述齿圈(4)的连接到所述齿圈轴承上的区域上在齿圈(4)和套筒(6)之间至少局部地设置有摩擦元件(7)，并且所述齿圈的容纳所述摩擦元件的外径比在所述齿圈轴承的区域中的外径更小。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的执行器，其特征在于，所述套筒(6)通过呈磨削或铣削或车削或上述加工过程的组合的形式的切削加工来制成，和/或所述套筒(6)是塑料摩擦套筒。
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