DE102012106840A1 - Kugelgewindetrieb für ein lenksystem eines fahrzeugs - Google Patents

Kugelgewindetrieb für ein lenksystem eines fahrzeugs Download PDF

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DE102012106840A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb für ein Lenksystem eines Fahrzeugs, mit einer Kugelgewindemutter (10) und einer darin geführten Kugelgewindespindel (20), und einem zwischen der Kugelgewindemutter (10) und der Kugelgewindespindel (20) verlaufenden spiralförmigen Kugelkanal (30), der durch eine mutterseitige Laufbahn (11) und eine dieser gegenüberliegende spindelseitige Laufbahn (21) begrenzt ist, und beide Laufbahnen (11, 21) ein jeweiliges gotisches Laufbahnprofil aufweisen, das jeweils aus einem ersten und einem zweiten Laufbahnradius (Rml, Rmr, Rsl, Rsr) gebildet ist, wobei ein Druckwinkel (αml, αmr, αsl, αsr) einer Kugel (31) den Winkel zwischen einer Berührnormalen (Nml, Nmr, Nsl, Nsr) an einem Kugelberührungspunkt (Pml, Pmr, Psl, Psr) des jeweiligen Laufbahnradius (Rml, Rmr, Rsl, Rsr) und derjenigen Geraden (G) ist, die durch den Kugelmittelpunkt (M) verläuft und senkrecht zu einer Spindelachse (S) steht, und ein Laufbahnradius (Rml, Rmr, Rsl, Rsr) ein Krümmungsradius des jeweiligen ersten und zweiten Bogens ist, der das gotische Profil bildet, und der in einer Schnittebene gemessen ist, die senkrecht zu einer Tangente der Spirale steht, welche durch einen Nenndurchmesser und eine Steigung des Kugelgewindetriebes gebildet ist, und wobei der Druckwinkel (αml) einer Kugel (31) auf den ersten Laufbahnradius (Rml) der Mutterlaufbahn (11) größer oder gleich dem Druckwinkel (αsl, αsr) der Kugel (31) auf den ersten und den zweiten Laufbahnradius (Rsl, Rsr) der Spindellaufbahn (21), und der Druckwinkel (αmr) der Kugel (31) auf den zweiten Laufbahnradius (Rmr) der Mutterlaufbahn (11) größer oder gleich dem Druckwinkel (αsl, αsr) der Kugel (31) auf den ersten und den zweiten Laufbahnradius (Rsl, Rsr) der Spindellaufbahn (21) ist, und die Laufbahnradien (Rml, Rmr) der Mutterlaufbahn (11) kleiner oder gleich sind wie die Laufbahnradien (Rsl, Rsr) der Spindellaufbahn (21).

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Lenksysteme und insbesondere einen Kugelgewindetrieb für ein Lenksystem eines Fahrzeugs und eine bevorzugte Verwendung dieses Gewindetriebes für ein Lenksystem.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Ein häufiges Maschinenelement zur Umwandlung einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung in Vorschubantrieben wie z.B. Lenkgetrieben oder auch Werkzeugmaschinen sind Kugelgewindetriebe.
  • Ein Kugelgewindetrieb umfasst regelmäßig eine Kugelgewindespindel, die in einer Kugelgewindemutter gehalten und geführt ist. Zur Verminderung der Reibung werden zwischen Spindelgewinde und Muttergewinde Kugeln als Wälzkörper eingesetzt. Kugelgewindespindel und Kugelgewindemutter weisen ein Gewinde mit halbkreisförmigem, gotischem (spitzwinkligem) oder ähnlichem Profil auf, das entsprechend dem Einsatzzweck des Kugelgewindetriebs und den damit einhergehenden, zu erwartenden Belastungen gewählt wird. Die Kugeln bewegen sich durch die Kugelgewindemutter und deren Rückführung erfolgt je nach Ausführung nach jedem Gewindegang über Teillängen oder die ganze Länge der Kugelgewindemutter in einem darin angebrachten Rückführkanal.
  • Kugelgewindegetriebe können derart ausgelegt sein, dass deren Kugelgewindespindel in axialer Richtung festgehalten, aber um ihre Spindelachse drehbar gelagert ist. Die Kugelgewindespindel wird in diesem Fall angetrieben und bewirkt bei ihrer Drehung eine translatorische (Stell)Bewegung der daran laufenden Kugelgewindemutter. Bei kritischen Anwendungen von Kugelgewindetrieben wie z.B. hochpräzisen Anlenkungen oder hohen Drehzahlen besteht die Möglichkeit, den Antrieb der Spindeleinheit weg von der Kugelgewindespindel hin auf die Kugelgewindemutter zu legen.
  • Das bedeutet, dass die Kugelgewindemutter zwar drehbar gelagert ist, aber in axialer Richtung festgehalten wird, also keine translatorische Bewegung bei ihrer Drehung ausführt. In diesem Fall wird die Kugelgewindemutter angetrieben, die translatorische (Stell)Bewegung wird dagegen durch die Kugelgewindespindel vollbracht. Die Vorteile davon bestehen aus sehr hohen Geschwindigkeiten bei sehr langen Hüben, da die kritische Biegegeschwindigkeit der Kugelgewindespindel wegfällt. Es können zudem mehrere Kugelgewindemuttern unabhängig und richtungsunabhängig voneinander angetrieben werden.
  • Kugelgewindetriebe neigen allerdings unter Querbelastung, also bei einer Belastung quer zu ihrer Längsachse zum Hakeln. Dies äußert sich dann, wenn bei axial z.B. durch ein Kugellager festgehaltener Kugelgewindemutter die Verschiebekraft der darin geführten Kugelgewindespindel nicht konstant ist. Die Verschiebekraft weist stattdessen ein periodisches Verhalten auf, das sich mit jeder Mutterumdrehung wiederholt. Jede solche Periode hat eine hochfrequente Oberschwingung, deren Frequenz durch die Eintrittsfrequenz der Kugeln in den Rückführkanal an der Kugelgewindemutter festgelegt ist. Die Oberschwingung wird im Folgenden auch als Hakeln bezeichnet.
  • Ein solcher Rückführkanal ist integraler Bestandteil der Kugelspindelmutter. Er dient dazu, die Kugeln nach einem Kugelkreislauf an den Ausgangspunkt zurückzuführen und hat einen wesentlichen Einfluss auf den gleichmäßigen und sauberen Lauf eines Kugelgewindetriebes.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Kugelgewindetrieb bereitzustellen, der die vorstehenden Nachteile überwindet und der insbesondere eine gleichmäßig wirkende Verschiebekraft sicherstellt.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche, die in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Vorteile der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
  • Es wird demnach ein Kugelgewindetrieb für ein Lenksystem eines Fahrzeugs bereitgestellt, mit einer Kugelgewindemutter und einer darin geführten Kugelgewindespindel, und einem zwischen der Kugelgewindemutter und der Kugelgewindespindel verlaufenden spiralförmigen Kugelkanal, der durch eine mutterseitige Laufbahn und eine dieser gegenüberliegende spindelseitige Laufbahn begrenzt ist, und beide Laufbahnen ein jeweiliges gotisches Laufbahnprofil aufweisen, das jeweils aus einem ersten und einem zweiten Laufbahnradius gebildet ist, wobei ein Druckwinkel einer Kugel den Winkel zwischen einer Berührnormalen an einem Kugelberührungspunkt des jeweiligen Laufbahnradius und derjenigen Geraden ist, die durch den Kugelmittelpunkt verläuft und senkrecht zu einer Spindelachse steht, und ein Laufbahnradius ein Krümmungsradius des jeweiligen ersten und zweiten Bogens ist, der das gotische Profil bildet, und der in einer Schnittebene gemessen ist, die senkrecht zu einer Tangente der Spirale steht, welche durch einen Nenndurchmesser und eine Steigung des Kugelgewindetriebes gebildet ist, und wobei der Druckwinkel einer Kugel auf den ersten Laufbahnradius der Mutterlaufbahn größer oder gleich dem Druckwinkel der Kugel auf den ersten und den zweiten Laufbahnradius der Spindellaufbahn, und der Druckwinkel der Kugel auf den zweiten Laufbahnradius der Mutterlaufbahn größer oder gleich dem Druckwinkel der Kugel auf den ersten und den zweiten Laufbahnradius der Spindellaufbahn ist, und die Laufbahnradien der Mutterlaufbahn kleiner oder gleich sind wie die Laufbahnradien der Spindellaufbahn. Mit anderen Worten müssen die Druckwinkel der Kugelgewindemutter größer oder gleich sein wie die Druckwinkel der Kugelgewindespindel, und die Laufbahnradien in der Kugelgewindemutter müssen kleiner oder gleich sein wie die Laufbahnradien der Kugelgewindespindel.
  • Der Kugelgewindetrieb mit gotischen Laufbahnprofilen bietet zunächst gute Laufeigenschaften und eine hohe Steifigkeit. Ein wesentlicher Punkt der vorliegenden Erfindung besteht aber darin, dass durch die spezifische Wahl der Druckwinkel und Laufbahnradien selbst dann eine zuverlässige Anlage der Kugeln an der mutterseitigen Lauffläche gewährleistet ist, wenn die Kugel nur einseitig an der spindelseitigen Lauffläche anliegt. Denn der spindelseitige Druckwinkel liegt immer in einem Bereich, der kleiner oder gleich dem Bereich ist, in dem die mutterseitigen Druckwinkel liegen. Dadurch kann die von der Kugelgewindespindel auf die Kugel wirkende Kraft immer in die Kugelgewindemutter abgeleitet werden, ohne dass die Kugel aus ihrer Laufbahn kippt und dabei hakelt. Dies kann insbesondere dann auftreten, wenn die Kugeln aus ihrer spiralförmigen Umlaufbahn in einen axial oder im Wesentlichen axial zu einer Spindelachse verlaufenden Kugelrückführungskanal in der Kugelgewindemutter umgelenkt werden, um diese erneut zu durchlaufen. In der Folge wird das Hakeln, also die Oberschwingungen des Kugelgewindetriebes, ausgeschlossen, die mit der Austrittsfrequenz der Kugeln in den Kugelrückführungskanal der Kugelgewindemutter einhergehen.
  • Aufgrund seiner konstanten Kraftübertragung soll der erfindungsgemäße Kugelspindeltrieb bevorzugt in einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs verwendet werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels deutlich. Gleiche oder gleichwirkende Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Darstellung eines bekannten Kugelgewindetriebs mit einer teilweise geschnittenen Kugelgewindemutter zur Erläuterung von dessen prinzipiellen Aufbau;
  • 2 eine schematische Schnittansicht einer Kugelgewindemutter und einer Kugelgewindespindel eines erfindungsgemäßen Kugelspindeltriebs, zwischen denen ein Kugelkanal ausgebildet ist, zur Erläuterung von deren Druckwinkeln und Laufbahnradien;
  • 3 einen hakelnden Schwingungsverlauf einer Zahnstangenkraft eines Lenksystems mit einem herkömmlichen Kugelgewindetrieb bei drei Umdrehungen der Kugelgewindemutter, und
  • 4 einen geglätteten Schwingungsverlauf einer Zahnstangenkraft eines Lenksystems bei einem erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb bei unterschiedlichen Kombinationen von Kugelgewindemutter und Kugelgewindespindel.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines bekannten Kugelgewindetriebs T mit einer teilweise geschnittenen Kugelgewindemutter 1 zur Erläuterung von dessen prinzipiellen Aufbau. Der Kugelgewindetrieb T umfasst eine Kugelgewindespindel 2, die in der Kugelgewindemutter 1 gehalten und geführt ist. Die Kugeln 3 werden in Laufbahnen 4 von Kugelgewindespindel 2 und Kugelgewindemutter 1 abgewälzt und führen eine Tangential- und eine Axialbewegung aus. Hierdurch wird eine Rückführung der Kugeln 3 nötig, für die in der Kugelgewindemutter 1 ein Kugelrückführkanal 5 vorgesehen ist. Der Kugelgewindetrieb erfüllt in idealer Weise die gestellten Forderungen an das Übertragungsverhalten von Vorschubantriebskomponenten insbesondere bei Lenkgetrieben. Dazu tragen ein sehr guter mechanischer Wirkungsgrad aufgrund geringer Rollreibung, geringer Verschleiß und dadurch bedingte hohe Lebensdauer, geringe Erwärmung, hohe Positionier- und Wiederholgenauigkeit infolge Spielfreiheit und ausreichender Federsteifigkeit sowie hohe Verfahrgeschwindigkeit bei.
  • Die mutter- und spindelseitigen Laufbahnen 4 des Kugelgewindetriebs T weisen ein jeweiliges gotisches Profil oder Spitzbogenprofil auf, das ein Vierpunktlager nach DIN 628 für die Kugeln 3 bildet und Axialkräfte in beiden Richtungen, d.h. längs zu einer Spindelachse S aufnehmen kann. In einem Schnitt quer zur Laufbahn besteht die Kontur der mutter- und spindelseitigen Laufbahnen 4 demnach aus Kreisbögen, die Spitzbögen bilden.
  • Im Betrieb eines solchen herkömmlichen Kugelgewindetriebs T kann es insbesondere unter Querbelastung der rotatorisch angetriebenen, aber translatorisch fixierten Kugelgewindemutter 1, also senkrecht zur Spindelachse S, zu einem ungleichmäßigen Verlauf einer von der Kugelgewindespindel 2 bei ihrer translatorischen Bewegung ausgeübten Verschiebekraft K kommen. Diese Verschiebekraft K tritt hier z.B. auf, wenn die Kugelgewindemutter 1 in Richtung D gedreht wird, kann aber natürlich auch in der entgegengesetzten Richtung ausgeübt werden, wenn sich die Kugelgewindemutter 1 in die Gegenrichtung dreht. Diese Verschiebekraft K kann gemessen werden und kann bei einem herkömmlichen Kugelgewindetrieb T, insbesondere unter der vorstehend beschriebenen Querbelastung, einen nicht konstanten Verlauf aufweisen. Dieser Verlauf wird durch ein Hakeln der Kugelgewindespindel 2 bei ihrer Bewegung durch die Kugelgewindemutter 1 bestimmt. Die Verschiebekraft K weist dabei ein periodisches Verhalten auf, das sich mit jeder Mutterumdrehung wiederholt. Jede solche Periode hat eine hochfrequente Oberschwingung, deren Frequenz durch die Eintrittsfrequenz der Kugeln 3 in den Rückführkanal 5 an der Kugelgewindemutter 1 festgelegt ist.
  • Die 2 zeigt eine schematische Schnittansicht durch eine Kugelgewindemutter 10 und eine Kugelgewindespindel 20 eines erfindungsgemäßen Kugelspindeltriebs, zwischen denen ein Kugelkanal 30 ausgebildet ist, zur Erläuterung von deren Druckwinkeln αml, αmr, αsl, αsr und Laufbahnradien Rml, Rmr, Rsl, Rsr. Die Schnittebene steht dabei senkrecht zu einer Tangente der Spirale, die durch den Nenndurchmesser und die Steigung des Kugelgewindetriebes gebildet ist. In seinen grundlegenden Bestandteilen ist der erfindungsgemäße Kugelspindeltrieb gleich wie der in 1 bereits gezeigte und beschriebene, herkömmliche Spindeltrieb T aufgebaut, und weist neben der Kugelgewindemutter 10, der Kugelgewindespindel 20 und dem Kugelkanal 30 mit darin geführten Kugeln 31 auch einen (hier aus Übersichtsgründen) nicht gezeigten Rückführkanal in der Kugelgewindemutter 10 auf.
  • Sowohl an der Kugelgewindemutter 10 wie auch an der Kugelgewindespindel 20 sind gegenüberliegende Laufbahnen 11, 21 ausgebildet, die ein jeweiliges gotisches Laufbahnprofil ausbilden, das sich an mutterseitig aus einem ersten und zweiten Laufbahnradius Rml, Rmr und spindelseitig aus einem ersten und einem zweiten Laufbahnradius Rsl, Rsr zusammensetzt. Erfindungsgemäß sind die mutterseitigen Laufbahnradien Rml, Rmr größer oder gleich gewählt wie die spindelseitigen Laufbahnradien Rsl, Rsr. Der jeweilige Laufbahnradius Rml, Rmr, Rsl, Rsr ist dabei ein Krümmungsradius des jeweiligen ersten und zweiten Bogens, der das gotische Profil bildet.
  • Durch das gotische Profil der Laufbahnen 11, 21 wird über eine entsprechende Dimensionierung der Kugeln 31 ein Vierpunktekontakt – zwei auf der Kugelgewindemutter 10 und zwei auf der Kugelgewindespindel 20 – hergestellt. Dadurch kann eine Einstellung getroffen werden, welche weitgehende Spielfreiheit in allen Lastsituationen sichert. Die Kugel 31 liegt mutterseitig über die Berührungspunkte Pml, Pmr, und spindelseitig über die Berührungspunkte Psl, Psr an den jeweiligen Laufbahnen 11, 21 an. Die zugehörigen Druckwinkel αml, αmr, αsl, αsr ergeben sich aus dem Winkel zwischen einer Berührnormalen Nml, Nmr, Nsl, Nsr an dem jeweiligen Kugelberührungspunkt Pml, Pmr, Psl, Psr und derjenigen Geraden G, die durch einen Kugelmittelpunkt M verläuft und senkrecht zu der Spindelachse S steht.
  • Im Unterschied zu dem in 1 gezeigten und bereits beschriebenen Kugelgewindetrieb T sind bei dem erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb der 2 die Winkel αml, αmr größer oder wenigstens gleich den Winkeln αsl, αsr, so dass die Kugel 31 selbst bei Anlage nur in einem der Berührungspunkte Psl oder Psr nicht aus ihrer Anlage an den Berührungspunkten Pml und Pmr gebracht werden kann. Statt dessen werden die an den Druckwinkeln αsl, αsr eingeleiteten Kräfte stets über die Berührpunkte Pml, Pmr unter den größer oder wenigsten gleich großen Druckwinkeln αml, αmr abgeleitet, womit sozusagen ein Kippen der Kugel 31 zum ersten oder zweiten Laufbahnradius Rml, Rmr der Kugelgewindemutter 10 sicher ausgeschlossen ist. In der Folge ist sowohl eine hakelfreie Umlenkung der Kugel 31 aus einem spiralförmigen Umlauf in eine axiale Rückführrichtung möglich, wie auch eine hakelfreie Rückführung unter quer zur Spindelachse S einwirkenden Kräften.
  • Die 3 zeigt einen hakelnden Schwingungsverlauf V1 einer Zahnstangenkraft eines Lenksystems mit dem herkömmlichen Kugelgewindetrieb T bei drei Umdrehungen der Kugelgewindemutter 1. An der Ordinate ist eine Zahnstangenkraft in der physikalischen Einheit Newton angegeben, die über einem an der Abzisse angetragenen Spindelweg in der Einheit mm gemessen ist. Die hohen Ausschläge A1...A4 dieses Verlaufes V1 stellen Oberschwingungen dar, die mit dem Eintritt einer jeweiligen Kugel 3 in den Kugelrückführungskanal 5 der Kugelgewindemutter 1 einhergehen. Bei dem Eintritt der Kugel 3 in den Kugelrückführungskanal 5 wird diese aus einer spiralförmigen Umlaufbahn in eine axial oder ungefähr axial zur Spindelachse S verlaufende Richtung umgelenkt, wobei diese kurzzeitig den Kontakt zu ihrer mutterseitigen Laufbahn 4 verlieren und sich ruckend weiterbewegt, wodurch das Hakeln des Kugelgewindetriebs hervorgerufen wird. Bei z.B. translatorisch feststehender, rotatorisch angetriebener Kugelgewindemutter 1 und darin geführter, verschiebbarer Kugelgewindespindel 2 ist keine gleichmäßige Kraftübertragung von der Kugelgewindemutter 1 auf die Kugelgewindespindel 2 möglich, und somit von der Kugelgewindespindel 2 auch keine gleichmäßige Verschiebekraft K auf ein damit wiederum angesteuertes Bauelement ausübbar. Für hochpräzise Anwendungen ist ein solcher Kugelgewindetrieb T deshalb nicht verwendbar. Gleiches gilt, wenn umgekehrt die Kugelgewindespindel 2 axial festgehalten und rotatorisch angetrieben wird, um die Kugelgewindemutter 1 in translatorische Bewegung zu versetzen, die wiederum ein damit gekoppeltes Bauelement bewegt.
  • Die 4 zeigt nun einen geglätteten Schwingungsverlauf V2 einer Zahnstangenkraft eines Lenksystems mit einem erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb bei unterschiedlichen Kombinationen von Kugelgewindemutter 10 und Kugelgewindespindel 20. An der Ordinate und der Abzisse sind wieder die gleichen physikalischen Größen und Einheiten angetragen wie in der 3. Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Kugelgewindetrieb T der 1 sind hier aber nun entsprechend 2 der Druckwinkel αml der Kugel 31 auf den ersten Laufbahnradius Rml der Mutterlaufbahn 11 größer oder gleich dem Druckwinkel αsl, αsr der Kugel 31 auf den ersten und den zweiten Laufbahnradius Rsl, Rsr der Spindellaufbahn 21, und der Druckwinkel αmr der Kugel 31 auf den zweiten Laufbahnradius Rmr der Mutterlaufbahn 11 größer oder gleich dem Druckwinkel αsl, αsr der Kugel 31 auf den ersten und den zweiten Laufbahnradius Rsl, Rsr der Spindellaufbahn 21, und die Laufbahnradien Rml, Rmr der Mutterlaufbahn 11 sind kleiner oder gleich wie die Laufbahnradien Rsl, Rsr der Spindellaufbahn 21.
  • Unter diesen geometrischen Festlegungen ist es der Kugel 31 auch in den engen Kurvenradien im Übergangsbereich ihrer spiralförmigen Umlaufbahn zu dem axial oder im Wesentlichen axial zur Spindelachse S ausgerichteten Kugelrückführungskanal praktisch nicht mehr möglich, den Kontakt zur mutterseitigen oder spindelseitigen Laufbahn 11, 21 an den Kugelberührungspunkten Pml, Pmr, Psl, Psr zu verlieren. Dies wird durch die spezifische Kombination aus Druckwinkeln αml, αmr, αsl, αsr und Laufbahnradien Rml, Rmr, Rsl, Rsr sichergestellt, die auch bei unterschiedlichen Kombination von Winkeln und Radien, solange sie nicht von den erfindungsgemäßen Festlegungen abweichen, keine Oberschwingungen des Kraftverlaufs V2 mehr zulassen. Es tritt damit kein Hakeln des Kugelgewindetriebs mehr auf, und es findet eine gleichmäßige Kraftübertragung des Kugelgewindetriebs statt, womit sich dieser unabhängig von angetriebener Kugelgewindemutter 10 oder Kugelgewindespindel 20 für hochpräzise Anwendungen, insbesondere für einen Einsatz als Lenkgetriebe in einem Lenksystem eignet.
  • In der Summe ist mit dieser geometrischen Auslegung eines Kugelgewindetriebes eine jederzeit stabile Führung der Kugeln möglich, was jegliche Oberschwingungen ausschließt und eine gleichmäßig wirkende Verschiebekraft sicherstellt. Insofern eignet sich ein derartiger Kugelgewindetrieb insbesondere für hochpräzise Anwendung wie z.B. für den Einsatz als Zahnstangen-Elektrolenkung in einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs.
  • Gleichwohl in der vorangegangenen Beschreibung nur eine mögliche Ausführung der Erfindung offenbart ist, versteht es sich, dass zahlreiche weitere Varianten von Ausführungen durch Kombinationsmöglichkeiten aller genannten und ferner aller dem Fachmann naheliegenden technischen Merkmale und Ausführungsformen existieren. Es versteht sich ferner, dass das Ausführungsbeispiel lediglich als Beispiel zu verstehen ist, das den Schutzbereich, die Anwendbarkeit und die Konfiguration in keiner Weise beschränken. Vielmehr möchte die vorangegangene Beschreibung dem Fachmann einen geeigneten Weg aufzeigen, um zumindest eine beispielhafte Ausführungsform zu realisieren. Es versteht sich, dass bei einer beispielhaften Ausführungsform zahlreiche Änderungen bezüglich Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne den in den Ansprüchen offenbarten Schutzbereich und dessen Äquivalente zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kugelgewindemutter
    10
    Kugelgewindemutter
    11
    Laufbahn der Kugelgewindemutter
    2
    Kugelgewindespindel
    20
    Kugelgewindespindel
    21
    Laufbahn der Kugelgewindespindel
    3
    Kugel
    30
    Kugelkanal
    31
    Kugel
    4
    Laufbahn an Mutter und Spindel
    5
    Kugelrückführungskanal
    5
    Rückführkanal
    A1...A4
    Peaks
    D
    Drehrichtung der Kugelgewindemutter
    G
    Gerade durch Kugelmittelpunkt senkrecht zur Spindelachse
    K
    Verschiebekraft
    M
    Mittelpunkt der Kugel
    Nml
    Erste Berührungsnormale der Kugelgewindemutter
    Nmr
    Zweite Berührungsnormale der Kugelgewindemutter
    Nsl
    Erste Berührungsnormale der Kugelgewindespindel
    Nsr
    Zweite Berührungsnormale der Kugelgewindespindel
    Pml
    Erster Kugelberührungspunkt der Kugelgewindemutter
    Pmr
    Zweiter Kugelberührungspunkt der Kugelgewindemutter
    Psl
    Erster Kugelberührungspunkt der Kugelgewindespindel
    Psr
    Zweiter Kugelberührungspunkt der Kugelgewindespindel
    Rml
    Erster Laufbahnradius der Kugelgewindemutter
    Rmr
    Zweiter Laufbahnradius der Kugelgewindemutter
    Rsl
    Erster Laufbahnradius der Kugelgewindespindel
    Rsr
    Zweiter Laufbahnradius der Kugelgewindespindel
    S
    Spindelachse
    T
    Kugelgewindetrieb
    V1, V2
    Verlauf der Verschiebekraft
    αml
    Erster Druckwinkel der Kugelgewindemutter
    αmr
    Zweiter Druckwinkel Kugelgewindemutter
    αsl
    Erster Druckwinkel der Kugelgewindespindel
    αsr
    Zweiter Druckwinkel der Kugelgewindespindel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • DIN 628 [0019]

Claims (2)

  1. Kugelgewindetrieb für ein Lenksystem eines Fahrzeugs, mit einer Kugelgewindemutter (10) und einer darin geführten Kugelgewindespindel (20), und einem zwischen der Kugelgewindemutter (10) und der Kugelgewindespindel (20) verlaufenden spiralförmigen Kugelkanal (30), der durch eine mutterseitige Laufbahn (11) und eine dieser gegenüberliegende spindelseitige Laufbahn (21) begrenzt ist, und beide Laufbahnen (11, 21) ein jeweiliges gotisches Laufbahnprofil aufweisen, das jeweils aus einem ersten und einem zweiten Laufbahnradius (Rml, Rmr, Rsl, Rsr) gebildet ist, wobei ein Druckwinkel (αml, αmr, αsl, αsr) der Kugel (31) den Winkel zwischen einer Berührnormalen (Nml, Nmr, Nsl, Nsr) an einem Kugelberührungspunkt (Pml, Pmr, Psl, Psr) des jeweiligen Laufbahnradius (Rml, Rmr, Rsl, Rsr) und derjenigen Geraden (G) ist, die durch den Kugelmittelpunkt (M) verläuft und senkrecht zu einer Spindelachse (S) steht, und ein Laufbahnradius (Rml, Rmr, Rsl, Rsr) ein Krümmungsradius des jeweiligen ersten und zweiten Bogens ist, der das gotische Profil bildet, und der in einer Schnittebene gemessen ist, die senkrecht zu einer Tangente der Spirale steht, welche durch einen Nenndurchmesser und eine Steigung des Kugelgewindetriebes gebildet ist, und wobei der Druckwinkel (αml) einer Kugel (31) auf den ersten Laufbahnradius (Rml) der Mutterlaufbahn (11) größer oder gleich dem Druckwinkel (αsl, αsr) der Kugel (31) auf den ersten und den zweiten Laufbahnradius (Rsl, Rsr) der Spindellaufbahn (21), und der Druckwinkel (αmr) der Kugel (31) auf den zweiten Laufbahnradius (Rmr) der Mutterlaufbahn (11) größer oder gleich dem Druckwinkel (αsl, αsr) der Kugel (31) auf den ersten und den zweiten Laufbahnradius (Rsl, Rsr) der Spindellaufbahn (21) ist, und die Laufbahnradien (Rml, Rmr) der Mutterlaufbahn (11) kleiner oder gleich sind wie die Laufbahnradien (Rsl, Rsr) der Spindellaufbahn (21).
  2. Verwendung eines Kugelgewindetriebes nach Anspruch 1 in einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs.
DE201210106840 2012-07-27 2012-07-27 Kugelgewindetrieb für ein lenksystem eines fahrzeugs Withdrawn DE102012106840A1 (de)

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DIN 628

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