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Allgemeiner Stand der Technik
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kugelumlaufspindel zur Benutzung
für verschiedene Kraftfahrzeugstellglieder und ein elektrisch
angetriebenes lineares Stellglied mit einer derartigen Kugelumlaufspindel.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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Bei
dem elektrisch angetriebenen linearen Stellglied, das bei verschiedenen
Arten von Antriebsmechanismen von Kraftfahrzeugen in Gebrauch ist, ist
gewöhnlich ein Getriebemechanismus, der ein Trapezschraubengewinde
oder ein Zahnstangengetriebe umfasst, als Mechanismus zum Umwandeln
einer Drehbewegung des Elektromotors in eine lineare Bewegung in
einer axialen Richtung in Benutzung. Diese Umwandlungsmechanismen
weisen gewöhnlich Gleitkontaktabschnitte und damit einen
Leistungsverlustdefekt auf. Dies erfordert eine Leistungssteigerung
des Elektromotors, wodurch der Leistungsverbrauch zwingend erhöht
ist. Dementsprechend wird zunehmend ein Kugelumlaufspindelmechanismus
als wirksameres Stellglied benutzt.
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Die
Kugelumlaufspindel umfasst eine Spindelwelle, die an ihrer äußeren
Umfangsfläche mit einer schraubenlinienförmigen
Spindelnut ausgebildet ist, eine Mutter, die zur Passung auf der
Spindelwelle geeignet ist und auf ihrer inneren Umfangsfläche
mit einer schraubenlinienförmigen Spindelnut ausgebildet
ist, mehrere Kugeln, die in einem Rolldurchgang enthalten sind,
welcher durch die gegenüberliegenden Spindelnuten der Spindelwelle
und Mutter ausgebildet ist, und einen Kugelumlaufmechanismus zum
Verbinden benachbarter Einrundenspindelnuten miteinander, der beispielsweise
zum linearen Antreiben der Spindelwelle durch Drehen der Mutter
wirkt.
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Ein
Beispiel einer derartigen Kugelumlaufspindel ist wie in 3 gezeigt
bekannt. Die Kugelumlaufspindel 50 umfasst eine Führungswelle (Spindelwelle) 51,
die ein bewegliches Glied ausbildet und auf ihrer äußeren
Umfangsfläche mit einer schraubenlinienförmigen
Kugelnut 51a zum Führen von Kugeln ausgebildet
ist, ein bewegliches Glied (Mutter) 52, das das andere
bewegliche Glied ausbildet und auf seiner inneren Umfangsfläche
mit einer schraubenlinienförmigen, der Spindelnut 51a gegenüberliegenden
Kugelnut 52a zum Führen von Kugeln ausgebildet
ist, mehrere Kugeln 53, die als Rollelemente wirken, welche
rollbar zwischen den gegenüberliegenden Spindelnuten 51a, 52a angeordnet sind,
und einen rohrartigen Umlaufdurchgang 54 zum Umlaufen der
Kugeln 53.
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Der
rohrartige Umlaufdurchgang 54 ist aus einem Rohr mit einem
Querschnitt „C" ausgebildet. Beide Enden 54a (nur
ein Ende 54a ist in 3 gezeigt)
sind in einen Kugelrollraum 56 innerhalb des beweglichen
Glieds (Mutter) 52 durch die Rohranbringungsöffnung 55 eingeführt
und an der äußeren Umfangsfläche des
beweglichen Glieds 52 befestigt. Die Kugeln 53,
die innerhalb des schraubenlinienförmigen Rollraums 56 rollen,
werden mehrmals dort hindurch um die Führungswelle (Spindelwelle) 51 bewegt,
dann am anderen Ende 54a des Umlaufdurchgangs 54 aufgenommen
und wieder zu dem Kugelrollraum 56 innerhalb des beweglichen
Glieds 52 durch den rohrartigen Umlaufdurchgang 54 und
dem anderen Ende (nicht gezeigt) davon zurückgeführt.
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Zum
Schmieren der Kugelumlaufspindel 50 wird Schmiermittel
benutzt. Abdichtungen 58 sind als ringförmige Öffnungen
an beiden Enden des beweglichen Glieds 52 zwischen dem
beweglichen Glied 52 und der Führungswelle 51
zum Verhindern eines Auslaufens des Schmiermittels und des Eintritts
von Regenwasser oder Staub in die Kugelumlaufspindel angeordnet.
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Besonders
bei der Kugelumlaufspindel
50, die in Hochleistungsmaschinen
wie elektrisch angetriebenen Spritzgussmaschinen oder Pressen benutzt
wird, neigen die Kugeln
53 dazu, aufgrund der Kollision
untereinander Schaden zu nehmen, und damit wäre ein Klappern
oder Abplatzen der Kugeln
53 verursacht. Um derartige Beschädigungen
der Kugeln
53 zu unterdrücken und die Schmierdauer
zu verlängern, wird häufig Schmiermittel benutzt,
das Basisöl umfasst, welches spezifiziertes Thioetheröl enthält
(siehe beispielsweise
japanische
Patent-Auslegeschrift Nr. 324797/2004 ).
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Offenbarung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende
Probleme
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In
letzter Zeit wurde als Abdichtung für Kugelumlaufspindel-
und Kautschukgegenstände von Stellgliedern eines Kraftfahrzeugs
Ethylen-Propylen-Kautschuk (ein so genanntes EPDM: Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer)
benutzt, der ein Terpolymer umfasst, welches ein Copolymer von Ethylen
und Propylen ist, dem eine kleine Menge einer dritten Komponente
zugesetzt ist, oder Allzweckharz, wie etwa Polypropylen, dem EPDM
zugesetzt ist. Obwohl EPDM eine ausgezeichnete Hitze-, Ozon-, Klima-,
chemische Beständigkeit usw. aufweist, ist seine Fettbeständigkeit
schwach. Dementsprechend wird befürchtet, dass, wenn EPDM
für die Abdichtung einer Kugelumlaufspindel in direktem
Kontakt mit Schmiermittel benutzt wird, EPDM durch das Schmiermittel
zum Quellen gebracht würde und seine Dichtungsfähigkeit
damit beeinträchtigt wäre. Dies bewirkt ein Auslaufen
von Schmiere und setzt damit die Verschleißfestigkeit der
Kugelumlaufspindel herab und bewirkt eine Verschmutzung eines Bereichs
in der Nähe der Kugelumlaufspindel.
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Es
ist dementsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Kugelumlaufspindel und ein elektrisch angetriebenes lineares Stellglied mit
einer derartigen Kugelumlaufspindel bereitzustellen, die eine ausgezeichnete
Hitze- und Fettbeständigkeit aufweisen und kostengünstig
herzustellen sind, sowie ihre Verschleißfestigkeit zu verbessern.
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Mittel zur Lösung
der Probleme
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Zum
Lösen der obigen Aufgabe ist gemäß der
vorliegenden Erfindung von Anspruch 1 eine Kugelumlaufspindel bereitgestellt,
umfassend eine Spindelwelle, die auf ihrer äußeren
Umfangsfläche mit einer schraubenlinienförmigen
Spindelnut ausgebildet ist, eine Mutter, die zur Passung auf die
Spindelwelle geeignet ist und auf ihrer inneren Umfangsfläche
mit einer schraubenlinienförmigen Spindelnut ausgebildet
ist, mehrere Kugeln, die in einem Rolldurchgang enthalten sind,
welcher durch die gegenüberliegenden Spindelnuten ausgebildet
ist, und ein Umlaufglied zum endlosen Umlaufen der Kugeln, wobei
die Kugelumlaufspindel durch ein vorgegebenes Schmierfett geschmiert
wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtungen der Kugelumlaufspindel aus
EPDM hergestellt sind und das Schmiermittel Basisöl der
Polyglykol-Familie enthält.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung von Anspruch 1 ist es, da Abdichtungen der
Kugelumlaufspindel aus EPDM hergestellt sind und das Schmiermittel
Basisöl der Polyglykol-Familie enthält, möglich, eine
Kugelumlaufspindel bereitzustellen, die das Quellen der Abdichtungen
verhindern kann, die sonst durch das Schmiermittel verursacht wäre,
und kostengünstig herstellbar ist, und die Verschleißfestigkeit zu
verbessern.
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Vorzugsweise
ist, wie in Anspruch 2 definiert, dem Schmiermittel ein Hochdruckagens
der Organometallfamilie und/oder Festschmierstoff zugesetzt ist. Dies
ermöglicht das Aufweisen einer Schmierunterstützungsfunktion
zum Verbessern der Schmierfähigkeit und daher des weiteren
eine Verbesserung der Verschleißfestigkeit der Kugelumlaufspindel.
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Außerdem
ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein elektrisch
angetriebenes, lineares Stellglied bereitgestellt, umfassend einen
Elektromotor, eine Kugelumlaufspindel nach Anspruch 1 oder 2, die
koaxial mit einer hohlen Motorwelle an einem Ende davon angeordnet
ist, ein Paar Rollenlager zum drehbaren Stützen der Motorwelle
bezüglich des Gehäuses, ein Rollenlager, das zwischen
dem Gehäuse und einer Mutter der Kugelumlaufspindel eingepasst
ist, und eine Abdichtung, die zwischen dem Gehäuse und
einer Spindelwelle der Kugelumlaufspindel angeordnet ist, dadurch
gekennzeichnet, dass die Mutter am Ende der Motorwelle eingepresst
und daran befestigt ist und am Gehäuse über das
Rollenlager drehbar, jedoch axial unbeweglich bezüglich
des Gehäuses gestützt ist, dass die Spindelwelle
durch die Mutter axial beweglich, jedoch nicht drehbar bezüglich
der Motorwelle gestützt ist, und dass die Abdichtung als
aus EPDM hergestellte Muffe ausgebildet ist.
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Gemäß dem
elektrisch angetriebenen, linearen Stellglied der vorliegenden Erfindung
nach Anspruch 3 ist es möglich, da die Mutter am Ende der Motorwelle
eingepresst und daran befestigt ist und am Gehäuse über
das Rollenlager drehbar, jedoch axial unbeweglich bezüglich
des Gehäuses gestützt ist, die Spindelwelle durch
die Mutter axial beweglich, jedoch nicht drehbar bezüglich
der Motorwelle gestützt ist, und die Abdichtung als aus
EPDM hergestellte Muffe ausgebildet ist, ein elektrisch angetriebenes,
lineares Stellglied bereitzustellen, das das Quellen der Abdichtungen
verhindern kann, welches sonst durch Schmiermittel bewirkt wäre,
und es ist dementsprechend möglich, das elektrisch angetriebene,
lineare Stellglied kostengünstig herzustellen und die Verschleißfähigkeit
zu verbessern.
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Es
ist bevorzugt, wie in Anspruch 4 definiert, dass das Umlaufglied
als Brückenglied ausgebildet ist, das dazu geeignet ist,
in ein Brückenfenster eingepasst zu sein, welches in einem
Lauf der Mutter ausgebildet ist und in welchem eine Verbindungsnut zum
Verbinden von benachbarten Einrundenspindelnuten der Mutter miteinander
ausgebildet ist. Dies ermöglicht es, dass das Rollenlager,
das die Mutter drehbar stützt, um die Mutter eingepasst
ist, womit es möglich ist, den Raum für das Lager
wirksam zu nutzen und die Größe des elektrisch
angetriebenen, linearen Stellglieds zu reduzieren.
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Es
ist bevorzugt, wie in Anspruch 5 definiert, dass das Brückenfenster
einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, wobei das Brückenglied
einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, der dem Brückenfenster
entspricht, und dass das Brückenfenster durch eine bearbeitete
Oberfläche mit einer vorgegebenen Abmessung ausgebildet
ist, die durch Bohrung ausgebildet ist. Dies ermöglicht
es, das Entstehen von Graten zu verhindern, und dementsprechend
ist es möglich, Gratbeseitigung sowie Schleifarbeiten auszuschließen
und somit die Herstellungskosten herabzusetzen.
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Es
ist außerdem bevorzugt, wie in Anspruch 6 definiert, dass
das Rollenlager, das die Mutter stützt, ein abgedichtetes
Rillenkugellager ist, in dem Abdichtungen an beiden Enden davon
angebracht sind, wobei die Abdichtungen aus EPDM hergestellt sind,
und wobei das Rollenlager mit Schmiermittel geschmiert ist, die
Basisöl der Polyglykol-Familie enthält. Dies macht
es möglich zu verhindern, dass die Abdichtungen quellen
und durch Schmiermittel, die in dem Lager und dem elektrisch angetriebenen,
linearen Stellglied enthalten ist, oder durch Schmiermittel, die
daraus ausgelaufen ist, beschädigt werden, und somit die
Lebensdauer des elektrisch angetriebenen, linearen Stellglieds zu
verlängern.
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Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der
Kugelumlaufspindel der vorliegenden Erfindung ist es möglich,
da sie eine Spindelwelle, die auf ihrer äußeren
Umfangsfläche mit einer schraubenlinienförmigen
Spindelnut ausgebildet ist, eine Mutter, die zur Passung auf die
Spindelwelle geeignet ist und auf ihrer inneren Umfangsfläche
mit einer schraubenlinienförmigen Spindelnut ausgebildet ist,
mehrere Kugeln, die in einem Rolldurchgang enthalten sind, welcher
durch die gegenüberliegenden Spindelnuten ausgebildet ist,
und ein Umlaufglied zum endlosen Umlaufen der Kugeln, wobei die
Kugelumlaufspindel durch ein vorgegebenes Schmiermittel geschmiert
ist, umfasst und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Abdichtungen
der Kugelumlaufspindel aus EPDM hergestellt sind und das Schmiermittel
Basisöl der Polyglykol-Familie enthält, eine Kugelumlaufspindel
bereitzustellen, die das Quellen der Abdichtungen verhindert, welche
sonst durch Schmiermittel verursacht wäre, und die kostengünstig
herstellbar ist und die Verschleißfestigkeit verbessert.
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Außerdem
ist es gemäß dem elektrisch angetriebenen linearen
Stellglied der vorliegenden Erfindung möglich, da es einen
Elektromotor, eine Kugelumlaufspindel nach Anspruch 1 oder 2, die
koaxial mit einer hohlen Motorwelle an einem Ende davon angeordnet
ist, ein Paar Rollenlager zum drehbaren Stützen der Motorwelle
bezüglich des Gehäuses, ein Rollenlager, das zwischen
dem Gehäuse und einer Mutter der Kugelumlaufspindel eingepasst
ist, und eine Abdichtung, die zwischen dem Gehäuse und
einer Spindelwelle der Kugelumlaufspindel angeordnet ist, umfasst
und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Mutter am Ende der Motorwelle
eingepresst und daran befestigt ist und am Gehäuse über
das Rollenlager drehbar, jedoch axial unbeweglich bezüglich
des Gehäuses gestützt ist, dass die Spindelwelle
durch die Mutter axial beweglich, jedoch nicht drehbar bezüglich
der Motorwelle gestützt ist, und dass die Abdichtung als
aus EPDM hergestellte Muffe ausgebildet ist, ein elektrisch angetriebenes,
lineares Stellglied bereitzustellen, das das Quellen der Dichtungen
verhindern kann, welches sonst durch Schmiermittel verursacht wäre,
und das elektrisch angetriebene, lineare Stellglied dementsprechend
kostengünstig herzustellen und die Verschleißfestigkeit
zu verbessern.
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Beste Form der Ausführung
der Erfindung
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Die
beste Form der Ausführung der vorliegenden Erfindung ist
ein elektrisch angetriebenes lineares Stellglied, umfassend einen
Elektromotor, eine Kugelumlaufspindel, die koaxial mit einer hohlen Motorwelle
an einem Ende davon angeordnet ist, ein Paar Rollenlager zum drehbaren
Stützen der Motorwelle bezüglich des Gehäuses,
ein Rollenlager, das zwischen dem Gehäuse und einer Mutter
der Kugelumlaufspindel eingepasst ist, und eine Abdichtung, die
zwischen dem Gehäuse und einer Spindelwelle der Kugelumlaufspindel
angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelumlaufspindel eine
Mutter, am Ende der Motorwelle eingepresst und daran befestigt ist
und am Gehäuse über das Rollenlager drehbar, jedoch
axial unbeweglich bezüglich des Gehäuses gestützt
ist und auf ihrer inneren Umfangsfläche mit einer schraubenlinienförmigen
Nut ausgebildet ist, eine Spindelwelle, die durch die Mutter axial
beweglich, jedoch nicht drehbar bezüglich der Motorwelle
gestützt ist und auf ihrer inneren Umfangsfläche
mit einer schraubenlinienförmigen Nut ausgebildet ist,
mehrere Kugeln, die in einem Rolldurchgang enthalten sind, welcher
durch die gegenüberliegenden Spindelnuten ausgebildet ist,
und ein Brückenglied umfasst, das dazu geeignet ist, in
ein Brückenfenster eingepasst zu sein, welches in einem Lauf
der Mutter ausgebildet ist und mit einer Verbindungsnut zum Verbinden
von benachbarten Einrundenspindelnuten der Mutter miteinander ausgebildet, und
dass die Abdichtung als aus EPDM hergestellte Muffe ausgebildet
ist und die Kugelumlaufspindel mit Schmiermittel geschmiert ist,
die Basisöl der Polyglykolfamilie enthält und
der ein Hochdruckagens der Organometallfamilie und/oder Festschmierstoff
zugesetzt ist bzw. sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Zusätzliche
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der
nachfolgenden Beschreibung und den beiliegenden Ansprüchen
in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
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Es
zeigen:
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1 eine
Längsschnittansicht eines elektrisch angetriebenen linearen
Stellglieds mit einer Kugelumlaufspindel der vorliegenden Erfindung;
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2(a) eine Draufsicht der Kugelumlaufspindel aus 1 und 2(b) eine Querschnittansicht der Kugelumlaufspindel
aus 1; und
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3 eine
Längsschnittansicht einer Kugelumlaufspindel des Stands
der Technik.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsform
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Es
wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen eine
bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 ist
eine Längsschnittansicht eines elektrisch angetriebenen
linearen Stellglieds mit einer Kugelumlaufspindel der vorliegenden
Erfindung; 2(a) ist eine Draufsicht der
Kugelumlaufspindel aus 1, und 2(b) ist
eine Querschnittansicht der Kugelumlaufspindel aus 1.
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Das
elektrisch angetriebene lineare Stellglied 1 umfasst einen
Elektromotor 2, eine Kugelumlaufspindel 4, die
koaxial an einem Ende einer Motorwelle 3 des Elektromotors 2 angeordnet
ist, ein Paar Rollenlager 6, 7 zum drehbaren Stützen
der Motorwelle 3 bezüglich eines Gehäuses 5 (5a, 5b),
ein Rollenlager 9 zum drehbaren Stützen einer
Mutter 8 der Kugelumlaufspindel 4 bezüglich
des Gehäuses 5 (5c) und eine Muffe (Abdichtung) 11,
die zwischen dem Gehäuse 5c und einer Spindelwelle 10 der
Kugelumlaufspindel 4 angeordnet ist.
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Der
Elektromotor 2 ist ein Gleichstrommotor, der einen Stator 2a,
welcher aus einem am Gehäuse 5b befestigten Permanentmagneten
ausgebildet ist, einen Rotor 2b, der an der äußeren
Umfangsfläche der Motorwelle 3 befestigt ist,
aus mehreren Spulen ausgebildet ist und über einen vorgegebenen
radialen Spalt (Luftspalt) dem Stator 2a gegenüber
liegend angeordnet ist, eine Bürste 2c, die an
dem Gehäuse 5a angebracht ist, und einen Kommutator 2d,
der mit der Bürste 2c in Kontakt steht.
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Die
Kugelumlaufspindel 4 umfasst die zylindrische Mutter 8,
die an einem Ende der Motorwelle 3 eingepresst und daran
befestigt ist, und die Spindelwelle 10, die über
mehrere Kugeln 12 dazwischen in die Mutter 8 eingeführt
ist und bezüglich der hohlen Motorwelle 3 axial
beweglich ist. Die Mutter 8 ist an einem ihrer Enden mit
einem Flansch 8b und einer ringförmigen Nut 8c an
ihrem anderen Ende auf der äußeren Umfangsfläche
davon ausgebildet. Das Rollenlager 9 ist durch den Flansch 8b und
einen Sprengring 13, der in die ringförmige Nut 8c eingepasst
ist, positioniert und befestigt. Die Mutter 8 ist durch
das Gehäuse 5c über das Rollenlager 9 drehbar,
jedoch axial bezüglich des Gehäuses 5c unbeweglich
gestützt. Die Muffe 11 ist zwischen dem Gehäuse 5c und
der Spindelwelle 10 angeordnet, und die Spindelwelle 10 ist
axial, jedoch nicht drehbar beweglich gestützt.
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Wie
in 2 gezeigt, bildet die Kugelumlaufspindel 4 eine
brückenartige Kugelumlaufspindel aus und umfasst die Mutter 8,
welche an ihrer inneren Umfangsfläche mit einer schraublinienförmigen
Spindelnut 8a ausgebildet ist, die Spindelwelle 10,
welche an ihrer äußeren Umfangsfläche
mit einer schraublinienförmigen Spindelnut 10a ausgebildet
ist, die der Spindelnut 8a entspricht, mehrere Kugeln 12,
die in einem Rolldurchgang enthalten sind, welcher durch die jeweiligen
Spindelnuten 8a, 10a der Mutter 8 und der
Spindelwelle 10 ausgebildet ist, und ein Brückenglied 14,
das ein Umlaufglied für die Kugeln 12 ausbildet.
Der Einsatz der brückenartigen Kugelumlaufspindel 4 macht
es möglich, das Rollenlager 9 zum drehbaren Stützen
der Mutter 8 um die Mutter 8 anzuordnen und somit
den Raum innerhalb des Stellglieds 1 wirksam zu nutzen
und dessen Größe zu verringern.
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Ein
Lauf der zylindrischen Mutter 8 ist mit einem im Wesentlichen
kreisförmigen Brückenfenster 15 ausgebildet,
das die Wand der Mutter 8 durchläuft, wobei es
einen Abschnitt der Spindelnut 8a ausschneidet und das
Brückenglied 14, das eine im Wesentlichen kreisförmige
Gestaltung ausweist, in das Brückenfenster 15 eingepasst
ist. Die Innenfläche des Brückenglieds 14 ist
mit einer Verbindungsnut 14a zum Verbinden benachbarter
Einrundenspindelnuten 8a miteinander ausgebildet. Die Kugeln 12,
die zwischen den Spindelnuten 8a, 10a des Rolldurchgangs
enthalten sind, rollen die Spindelnuten 8a, 10a entlang,
werden dann zur Verbindungsnut 14a des Brückenglieds 14 geführt,
laufen über den Gewindesteg der Spindelwelle 10 und
kehren zur benachbarten Spindelnut 8a zurück und
rollen wieder die Spindelnuten 8a, 10a entlang.
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Die
Verbindungsnut 14a des Brückenglieds 14 ist
mit einer im Wesentlichen „S"-Gestaltung zum glatten Verbinden
eines Abschnitts zwischen benachbarten Spindelnuten 8a, 8b der
Mutter 8 ausgebildet. Die Tiefe der Verbindungsnut 14a ist
derart festgelegt, dass die Kugeln 12 über den
Gewindesteg der Spindelnut 10a der Spindelwelle 10 innerhalb
der Verbindungsnut 14a laufen können.
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Die
Querschnittsgestaltung jeder Spindelnut 8a, 10a der
Kugelumlaufspindel 4 kann eine Kreisbogengestaltung oder
eine Spitzbogengestaltung sein. Die dargestellte Ausführungsform
nimmt die Spitzbogengestaltung an, da sie einen großen
Kontaktwinkel an die Kugel 12 sowie einen kleinen axialen
Spalt einrichten kann. Dies ermöglicht, die Starrheit gegen die
axiale Last zu erhöhen und die Erzeugung von Schwingungen
zu unterdrücken.
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Das
Brückenglied 14 ist aus Sintermetall-Legierung
durch Spritzgießen von mit Kunststoff gemischtem Metallstaub
ausgebildet. Bei diesem Spritzgussvorgang wird zunächst
Metallstaub und Bindemittel, das Kunststoff und Paraffin enthält,
in einer Knetmaschine geknetet und dann das geknetete Material zu
Pellets granuliert. Dann werden diese Pellets einem Einfülltrichter
der Spritzgussmaschine zugeführt und weiter in geschmolzenem
Zustand in eine Form getrieben, um das Brückenglied 14 zu
formen. Dieses Formverfahren ist ein so genanntes MIM-Verfahren
(Metal Injection Molding), und die durch MIM ausgebildete Sintermetall-Legierung
kann leicht zu einem fehlerfreien Gegenstand mit der gewünschten
Gestaltung und Abmessung geformt werden, auch wenn er eine komplizierte
Gestaltung aufweist.
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Ein
Beispiel des Metallstaubs ist ein Material, das später
ausgehärtet werden kann, wie etwa SCM415, das 0,13 Gew.-%
C (Kohlenstoff), 0,21 Gew.-% Ni (Nickel), 1,1 Gew.-% Cr (Chrom),
0,04 Gew.-% Cu (Kupfer), 0,76 Gew.-% Mn (Mangan), 0,19 Gew.-% Mo
(Molybdän), 0,20 Gew.-% Si (Silizium) und den Überrest
Fe (Eisen) usw. enthält. Das Brückenglied wird
zum Verbessern der Verschleißfestigkeit durch Aushärten
auf die Oberflächenhärte 30–40 HRC gehärtet.
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Das
Brückenfenster 15 ist jeweils eines an jedem Ende
der Mutter 8 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform
werden vorbereitete Löcher dieser Brückenfenster 15 durch
Bohren nach dem Fertigstellen der Spindelnut 8a vorgeschnitten, wonach
die Brückenfenster 15 durch Bohren fertig gestellt
werden. Dementsprechend kann, da das Entstehen von Graten an den
Kanten der Brückenfenster 15 verhindert wird,
Gratbeseitigungsarbeit vermieden werden, womit Schleifarbeit an
der Spindelnut 8a ebenfalls vermieden werden kann. Dementsprechend
ist es möglich, die Anzahl der maschinellen Bearbeitungsschritte
der Kugelumlaufspindel 4 zu verringern und den Ertrag von
Gegenständen und die Herstellungskosten zu verbessern.
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In 1 wird,
wenn dem Motor 2 Strom zugeführt ist, die Mutter 8 aufgrund
der Drehung der Motorwelle 3 gedreht und somit die Spindelwelle 10 in
ihrer axialen Richtung (die Links- und Rechtsrichtung in 1)
gedreht. d. h., die Drehung der Motorwelle 3 wird über
die Mutter 8 der Kugelumlaufspindel 4 in die axiale
Bewegung der Spindelwelle 10 umgewandelt.
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In
der vorliegenden Ausführungsform ist das Rollenlager 9,
das die Mutter 8 stützt, ein abgedichtetes Rillenkugellager,
bei dem Abdichtungen 9a an seinen beiden Enden angeordnet
sind und die Muffe 11 und Abdichtungen 9a des
Rollenlagers 9 aus EPDM (Ethylen-Propylen-Kautschuk) hergestellt sind.
EPDM ist ein Terpolymer des Ethylen- und Dien-Monomers zum Vernetzen
und kann durch Copolymerisieren einer dritten Komponente, d. h.
nicht konjugiertes Dien-Monomer, vulkanisiert werden. Dementsprechend
weist EPDM ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und Ozonbeständigkeit,
Klimabeständigkeit und chemische Beständigkeit
im Wesentlichen gleich jener von Polyacrylkautschuk auf. Konkret
sind die Muffe 11 und die Abdichtungen 9a unter Benutzung
von 100 Teilen von Polymerisation von Ethylen-/Olefin-/nicht konjugiertem
Dienkautschukcopolymer (Basis: EPDM), 0,1–10 Teilen von
Schwefelpolymerisation und 25–100 Teilen von Rußpolymerisation
und Vulkanisieren derselben ausgebildet.
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Innerhalb
der Mutter 8 der Kugelumlaufspindel 4 ist Schmiermittel
enthalten, und die Schmierung der Kugelumlaufspindel 4 wird
durch das Schmiermittel unterstützt. Zum Verbessern der
Fettbeständigkeit der aus EPDM hergestellten Muffe 11 und
Abdichtungen 9a des Rollenlagers 9 wird Schmiermittel benutzt,
das Basisöl der Polyglykol-Familie enthält. In
gleicher Weise wie bei der Kugelumlaufspindel 4 ist das
Rollenlager 9 ebenfalls mit Schmiermittel geschmiert, das
Basisöl der Polyglykol-Familie enthält. Dementsprechend
ist es möglich zu verhindern, dass die Muffe 11 und
die Abdichtungen 9a des Rollenlagers 9 quellen
und durch aus der Kugelumlaufspindel 4 auslaufendes Schmiermittel
beschädigt werden und die Kugelumlaufspindel 4 bereitzustellen,
die unter niedrigen Kosten hergestellt ist sowie ausgezeichnete
Verschleißfestigkeit aufweist, und die Verschleißfestigkeit
des der Kugelumlaufspindel 4 benachbarten Rollenlagers 9 zu
verbessern.
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Im
Allgemeinen sind dem Schmiermittel beispielsweise ein Antioxidans
für Hochtemperaturanwendungen, verschiedene Zusatzstoffe
wie etwa Rostschutzmittel und ein Hochdruckagens der Organometallfamilie,
darunter eine organische Molybdänverbindung wie etwa Molybdändithiophosphat
oder eine organische Zinkverbindung wie etwa Zinkdithiocarbamat
zugesetzt. Der Zusatz dieser Hochdruckagentien, die eine Schmierunterstützungsfunktion
aufweisen, macht es möglich, das Schmiervermögen des
Schmiermittels zu verbessern und somit die Lebensdauer der Kugelumlaufspindel 4 weiter
zu verlängern. Andere Beispiele für Hochdruckagentien sind
Schwefel-Phosphor-Verbindung oder Festschmierstoff wie etwa PTFE
oder eine Kombination davon. Harnstoffverbindung der seifenfreien
Familie wie etwa Polyurethan usw. kann als Verdickungsmittel zum
Verbessern der Hitzefestigkeit des Schmiermittels verwendet werden.
Verdickungsmittel der seifenhaltigen Familie wie etwa Lithiumkomplex
können ebenfalls verwendet werden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die
Kugelumlaufspindel der vorliegenden Erfindung ist mit einem elektrisch
angetriebenen linearen Stellglied von Kraftfahrzeugen anwendbar.
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die bevorzugte
Ausführungsform beschrieben. Es ist offensichtlich, dass
dem Durchschnittsfachmann nach dem Lesen und Verstehen der vorstehenden
detaillierten Beschreibung Modifikationen und Änderungen
in den Sinn kommen. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung
insofern als alle derartige Änderungen und Modifikationen
beinhaltend aufgefasst wird, als sie in den Anwendungsbereich der
beiliegenden Ansprüche oder deren Äquivalente
fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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