DE102005007271A1

DE102005007271A1 - Mutter für ein Spindelhubgetriebe

Info

Publication number: DE102005007271A1
Application number: DE200510007271
Authority: DE
Inventors: Gerd Ahnert; Leigh Fraser
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2005-09-22

Abstract

Eine Mutter für ein Spindelhubgetriebe, insbesondere eines Kupplungsaktors, enthält eine axiale Durchgangsöffnung, deren Wandung zumindest in einem axialen Gewindebereich für einen umschließenden Eingriff mit einem Gewinde auf einer Spindel ausgebildet ist, und einen Aufnahmeraum für ein Schmiermittel, wobei der Aufnahmeraum und das Innere der axialen Durchgangsöffnung mit einer Verbindungsöffnung derart verbunden sind, dass das Schmiermittel aus dem Aufnahmeraum zum Gewindebereich gelangt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spindelhubgetriebe, insbesondere für einen Kupplungsaktor. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Aktor, bei dem als Übertragungselement eine Mutter eingesetzt wird, die hohe Betätigungskräfte übertragen kann. Der Kupplungsaktor ist insbesondere zur Anwendung in Kraftfahrzeugen geeignet.

Aus der DE 28 55110 C2 ist ein Kupplungsausrücker bekannt, bei dem ein Schaltelement auf einem Führungsorgan gleitet. Das Schaltelement ist aus Kunststoff hergestellt und mit einer Muffe ausgebildet, die eine Bohrung zum Eingriff auf dem Führungsorgan aufweist. Die Bohrung des Schaltelements ist mit vorspringenden Stützelementen versehen, mittels derer sich das Schaltelement und somit das hiermit versehene Ausrücklager in Radialrichtung auf dem Führungsorgan abstützen. Die Stützelemente sparen in Umfangsrichtung verteilte Zwischenräume als Kanäle aus. Somit begrenzen axiale Abstützrippen Nuten, die einen Hohlraum bilden, der zur Außenseite hin mittels Kanälen verbunden ist. Diese schließen die zwischeneinander in Umfangsrichtung starren Führungsabschnitte an den axialen Enden der Nuten ein. Während der axialen Gleitbewegung des Ausrücklagers auf dem Führungsorgan verdrängen die Führungselemente Verschmutzungen, die auf dem Führungsorgan vorhanden sind und leiten sie systematisch zu den Kanälen und den Nuten hin ab.

Aus der DE 26 35 118 A1 ist ein Kugellagerausrücker für Kraftfahrzeugkupplungen bekannt, der einen Ring aufweist, der ein Führungsrohr umgibt und unmittelbar in Berührung mit diesem steht. Der Ring weist auf seiner Innenfläche eine ringförmige Auskehlung auf, in der eine Schmiermittelreserve untergebracht werden kann. Der Ring seinerseits ist in eine ringförmige Ausnehmung einer Muffe eingeschlossen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Mutter für ein Spindelhubgetriebe für einen Kupplungsaktor vorzusehen, mittels derer hohe Betätigungskräfte übertragen und die Lebensdauer verlängert werden können.

Diese Aufgabe wird mit einer Mutter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, in die Mutter, d.h. in das sich auf einer Spindel in Axialrichtung der Spindel bewegende Element, ein Schmierstoffdepot zu integrieren und eine Verbindung zwischen dem Schmierstoffdepot und dem Gewinde der Spindel derart vorzusehen, dass Schmiermittel während der Benutzung des Spindelhubgetriebes von der Mutter an die Spindel, insbesondere deren Gewindebereich, abgegeben wird. Dadurch können für die Spindel und die Mutter die Werkstoffe nahezu frei gewählt werden, da für die aufeinander bewegten Flächen eine separate Öl- oder Fettschmierung vorgesehen wird. Insbesondere wird verhindert, dass ein anfänglich auf der Spindel vorhandenes Fettvolumen durch die Bewegung der Mutter an die Spindelenden geschoben wird und somit der Fettfilm nach und nach abnimmt. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird eine Fettnachführung aus dem zur Umgebung gedichteten Schmiermitteldepot vorgesehen. Zusätzlich wird auf Grund seiner Dichtung aus dem Aufnahmeraum Schmiermittel ohne Verunreinigungen an den Gewindebereich nachgeführt. Somit kann der Reibwert der Mutter auf der Spindel über eine lange Lebensdauer konstant gehalten werden.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
1 Perspektivische Ansicht einer Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Spindelmutter auf einer Spindel,
2a und 2b einen Schnitt in Axialrichtung bzw. einen Schnitt quer zur Axialrichtung durch eine Anordnung, wobei die Spindel weggelassen ist und die Anordnung bezüglich der in 1 gezeigten leicht modifiziert ist;
3 eine weitere Ausführungsform der Mutter;
4 eine weitere Ausführungsform der Mutter im Längsschnitt;
5a und 5b eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mutter im Längsschnitt bzw. im Querschnitt senkrecht zur Längsachse.
6 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mutter im Längsschnitt;
7a und 7b eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mutter im Längsschnitt sowie im Querschnitt senkrecht zur Längsachse,
8 ein Detail des Muttergewindes der Ausführungsform aus 7a und 7b
1, 2a und 2b zeigen eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mutter, wobei in 1 die Mutter in einem auf einer Spindel 10 aufgesetzten Zustand dargestellt ist. Die Mutter 20 ist zweiteilig gestaltet, beispielsweise mit einem tragenden Mutterbereich (Gewindebereich) aus nitriertem Stahl und einer Kappe 22 z.B. aus Kunststoff. Sie weist eine axiale Durchgangsöffnung 21 auf, in welcher der vorwiegend tragende Gewindebereich 24 sich im Wesentlichen über die gesamte axiale Länge der Mutter 20 erstreckt. Die Mutter 20 ist einseitig mit einem sie begrenzenden, sich radial nach außen erstreckenden Flansch 26 versehen. Die Kappe 22 weist im Wesentlichen eine Zylinderform auf, die einseitig mit einem Boden versehen ist. In dem Boden ist eine Öffnung geformt, durch die der Gewindebereich 24 der Mutter geführt ist, wobei zwischen der Kappe 22 und dem Gewindebereich 24 eine Abdichtung vorgesehen ist.
Zwischen der Außenseite der Mutter im flanschlosen tragenden Gewindebereich 24, der dem flanschlosen Bereich der Mutter zugewandten Fläche des Flansches 26 und der Innenfläche der Abdeckkappe 22 ist ein Aufnahmeraum 28 für Schmiermittel gebildet.
Der Gewindebereich 24 der Mutter ist durch eine Schmieröffnung 30 durchbrochen, wobei die Schmieröffnung 30 in einem Teilbereich des Gewindebereichs 24 in axialer Richtung und in einem Teilstück in radialer Richtung vorgesehen ist. Da der dem Flansch 26 zugewandte Teil des Gewindebereichs 24 hauptsächlich trägt, ist die Schmieröffnung 30 in axialer Richtung der Mutter 20 vorzugsweise außermittig und in einem dem Flansch 26 abgewandten Endbereich des Gewindebereichs 24 vorgesehen. Wie aus 2b zu erkennen ist, sind zwei Schmieröffnungen 30 auf einander in radialer Richtung gegenüberliegenden Seiten der Mutter 20 vorgesehen. Durch diese Schmieröffnungen 30 kann im Aufnahmeraum 28 vorhandenes, beispielsweise fettartiges Schmiermittel, zum Gewinde der Spindel 10 und durch Verteilung bei der Bewegung der Mutter 20 auf der Spindel 10 in den Bereich zwischen dem Gewinde der Spindel 10 und dem Gewinde 24 der Mutter 20 gelangen. Auf der dem Flansch 26 abgewandten Seite des Gewindes, d.h. in 2a rechts von der Schmieröffnung 30, ist das Gewinde als vorwiegend dichtender Gewindebereich 25 vorgesehen, da die Belastung hauptsächlich durch den linksseitig der Schmieröffnung 30 in 2a liegenden Gewindebereich 24 aufgenommen wird. Dieser tragende Gewindebereich 24 übt ebenfalls eine Dichtfunktion aus, indem er als Art Labyrinthdichtung wirkt.
Bei den in den 1 und 2a und 2b gezeigten Ausführungsformen kann bei der Herstellung der Mutter ein einteiliges Gewinde mit einem axial langen Traganteil ausgebildet werden. Der gesamte Gewindebereich kann in einem Fertigungsschritt gefertigt werden, so dass keine Toleranzen zwischen den links bzw. rechts von der Schmieröffnung 30 in 2a liegenden Gewindebereichen vorhanden sind und somit die Leichtgängigkeit des Gewindes gewährleistet werden kann.
Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform der Mutter 20 liegt der Aufnahmeraum 28 für Schmiermittel direkt angrenzend an die Spindel 10 und umgibt diese ringförmig. In 3 und 4 ist jeweils nur der obere Teil der Mutter 20 dargestellt, die rotationssymmetrisch um die Achse der Spindel 10 ausgebildet ist. Der Aufnahmeraum 28 ist als Aushöhlung in der Mutter geformt und wird somit durch die Spindel 10 und die einstückige Mutter 20 begrenzt. Im flanschartigen Bereich 26, in dem die Kraftübertragung stattfindet, ist ein Gewindebereich 24 zur Kraftübertragung vorgesehen. Dieser Gewindebereich 24 dichtet gleichzeitig den Aufnahmeraum 28 zur Umgebung ab. Auf der anderen Endseite in axialer Richtung der Mutter 20 ist ein Dichtungsbereich 32 vorgesehen, um einen Austritt des Schmiermittels derart einzuschränken, dass der im Aufnahmeraum 28 vorhandene Schmierstoff nicht zu schnell verbraucht ist. Der Dichtungsbereich kann als beliebige Dichtung ausgeführt sein, solange die Dichtfunktion gewährleistet ist und er bei der Drehung der Spindel 10 (Pfeil A) mit der Mutter 20 in Axialrichtung der Spindel 10 (Pfeil B) mitbewegt werden kann. Die in 3 gezeigte Ausführungsform bietet den Vorteil einer guten Schmierung, da die Spindel 10 auf Grund der lang gestreckten Versorgungsöffnung über die gesamte axiale Länge des Aufnahmeraums 28 mit Schmierstoff versorgt wird.
Der Dichtungsbereich 32 ist beispielsweise als dichtender Gewindebereich 25 geformt (4), so dass eine Art Labyrinthdichtung vorgesehen wird. Dabei werden vorzugsweise die Gewindebereiche 24, 25 in einem Arbeitsschritt gefertigt, um ein ungewünschtes Verklemmen der Mutter 20 bei ihrer Bewegung auf der Spindel 10 zu verhindern. Ist eine axiale Spieleinstellung gewünscht, sind die Gewindebereiche 24, 25 vorzugsweise getrennt. Der Dichtungsgewindebereich 25 muss in der Regel nicht tragend sein.
Eine Möglichkeit der Fertigung einer solchen axial einteiligen Mutter mit Auskehlung für den Aufnahmeraum 28 ist in 5a und 5b gezeigt. Die Mutter 20 ist in Radialrichtung geteilt (5b). Zur Verbindung der Halbschalen 33, 34 ist beispielsweise am Außenumfang der Mutter 20 vor dem flanschartigen Bereich 26 ein Verbindungsring 35 aufgesetzt.
Eine Ausführungsform der Mutter 20 mit durch einen verlängerten tragenden Gewindebereich 24 und damit verlängertem Kraftübertragungsbereich ist in 6 gezeigt. Dabei wird auf einen tragenden Mutterbereich mit einem tragenden Gewindebereich 24, der einen flanschartigen Vorsprung 26 aufweist, eine Kappe 22 aufgesetzt. Die Kappe erstreckt sich vom Flansch 26 des tragenden Mutterbereichs über das dem Flansch 26 abgewandte Ende des tragenden Mutterbereichs hinaus, wobei die Innenwand der Kappe 22 im Bereich des tragenden Mutterbereichs beabstandet zur Außenfläche der Mutter ist. Zwischen dem axial dem Flansch 26 abgewandten Ende des tragenden Mutterbereichs 24 und dem Boden der Kappe 22 ist ebenfalls ein Zwischenraum ausgebildet, der als Schmieröffnung 30 dient. Durch diese Schmieröffnung 30 gelangt Schmierstoff, der sich zur Spindel 10 im Bereich zwischen der Außenfläche des tragenden Mutterbereichs und der Innenfläche der Kappe 22 befindet (in 6 nicht dargestellt). Die Kappe 22 weist in ihrer Bodenfläche eine axiale Öffnung für den Durchtritt der Spindel auf, die mit einem dichtenden, nicht tragenden Gewindebereich 25 versehen ist. Da die Kappe 22 keine Kräfte aufnehmen muss, kann sie beispielsweise aus Kunststoff hergestellt werden, während der tragende Bereich der Mutter 20 beispielsweise aus nitriertem Stahl gefertigt ist.
Damit die Gewindebereiche 24, 25 zueinander ausgerichtet sind und kein Verklemmen der Mutter 20 beim Betrieb auftritt, wird das Gewinde in beiden Bereichen 24, 25 entweder nach einer Vormontage der Kappe 22 am tragenden Mutterbereich gefertigt, oder bei der Montage der Kappe 22 am tragenden Mutterbereich eine entsprechende Ausrichtung vorgesehen.
Bei der in 7a und 7b dargestellten Ausführungsform ist der Aufnahmeraum 28 als Ausbeulung in Form eines aufgesetzten Reservoirs geformt. Die Ausbeulung erstreckt sich beispielsweise über etwa ¼ der Umfangslänge des Außenumfangs des Gewindebereichs 24. Durch diese Anordnung, bei der verhältnismäßig kleine Durchtrittsöffnungen 30 nur in einem Teilstück in axialer Richtung des Gewindebereichs 24 zwischen dem Aufnahmeraum 28 und dem Gewinde der Spindel vorgesehen sind, lässt sich eine gute Abstimmung von Traganteil und Größe des Schmiermittelreservoirs erzielen.
Zur besseren Verteilung des Schmiermittels aus dem Aufnahmeraum 28 um die Spindel kann der Bereich der Schmieröffnungen 30 um den gesamten Umfang des Gewindebereichs der Mutter 20 ausgespart sein, d.h. dass kein Gewinde in diesem Bereich geformt ist. Alternativ können, wie es in 8 dargestellt ist, beispielsweise Schmierkeile 36 im Gewinde der Mutter vorgesehen werden, damit sich der Schmierfilm gut ausbreiten kann. Dazu werden im Bereich der Schmieröffnung 30 die Gewindegänge entsprechend geformt, damit bei der Drehung der Spindel, der Schmierstoff besser zwischen die Flankenflächen von Spindel 10 und Halbmutter 33, 34 gelangt. Referenzziffer 38 bezeichnet die Flankenflächen der Spindel (Spindelgewindegänge).
Als bevorzugter Werkstoff wird zur Aufnahme der hohen Betätigungskräfte zumindest für den tragenden Gewindebereich 24 nitrierter Stahl oder ein verschleißgünstiger Werkstoff bzw. eine verschleißgünstige Oberflächenkombination gewählt.
Der wesentliche Aspekt der Erfindung liegt darin, in die Mutter eines Spindelhubgetriebes einen Aufnahmeraum für Schmierstoff und eine Verbindungsöffnung zur Versorgung der Spindel mit Schmierstoff zu integrieren.

20: Mutter
21: axiale Durchgangsöffnung
22: Kappe
24: tragender Gewindebereich
25: dichtender Gewindebereich
26: Flansch
28: Aufnahmeraum
30: Schmieröffnung
32: Dichtungsbereich
33: Halbschale
34: Halbschale
35: Verbindungsring
36: Schmierkeile
38: Spindelgewindegänge

Claims

Mutter (20) für ein Spindelhubgetriebe, insbesondere eines Kupplungsaktors, enthaltend eine axiale Durchgangsöffnung (21), deren Wandung mit zumindest einem axialen Gewindebereich (24, 25) für einen umschließenden Eingriff mit einem Gewinde (38) einer Spindel (10) ausgebildet ist, und einen Aufnahmeraum (28) für ein Schmiermittel, wobei der Aufnahmeraum (28) und das Innere der axialen Durchgangsöffnung (21) mit einer Verbindungsöffnung (30) derart verbunden ist, dass das Schmiermittel aus dem Aufnahmeraum (28) zum Gewindebereich (24, 25) gelangt.
Mutter (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung der Durchgangsöffnung (21) an beiden axialen Seiten der Verbindungsöffnung (30) als eine einen Schmiermittelaustritt verhindernde Anlage am Gewinde (38) der Spindel (10) ausgebildet ist.
Mutter (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsöffnung (30) in axialer Richtung der Mutter durch mindestens einen Dichtungsbereich (24, 25, 32) in Gewindeform begrenzt ist.
Mutter (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (28) mit der Spindel (10) in Kontakt steht.
Mutter (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (28) als Aushöhlung oder Ausnehmung in der einteiligen Mutter (20) vorgesehen ist.
Mutter (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (28) zwischen einer Außenfläche des Gewindebereiches (24, 25) der Mutter und einer darauf aufgesetzten Schmierkappe (22) gebildet wird.
Mutter (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verbindungsöffnung (28) über einen Teilbereich in radialer Richtung der Mutter (20) erstreckt und ein Gewindebereich (24, 25) der Mutter, der in axialer Richtung der Verbindungsöffnung entspricht, mit Schmierkeilen (36) versehen ist.
Mutter (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter (20) in einem Spindelhubgetriebe eingesetzt wird.