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Die Erfindung betrifft eine Gewindestange, eine Mutter sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Gewindestange und/oder zur Herstellung einer Mutter, mit deren Hilfe ein Spindeltrieb ausgebildet werden kann.
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Aus der
DE 10 2012 215 278 A1 ist eine Scheibenbremse für einen Riementrieb mit einer Riemenscheibe zum Antrieb von Nebenaggregaten bekannt, mit deren Hilfe ein Hohlrad eines zwischen der Riemenscheibe und einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen Planetengetriebes gebremst werden kann, um ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Kurbelwelle und der Riemenscheibe wahlweise zu ändern. Die Scheibenbremse weist eine mit einem Reibbelag versehene Bremsbacke und einen mit einem Reibbelag versehenen Bremssattel auf, die mit Hilfe einer Betätigungsaktorik zueinander in axialer Richtung verlagert werden können, um zum Schließen der Scheibenbremse und Bremsen einer Bremsscheibe des Hohlrads den Bremssattel und die Bremsbacke gegen die Bremsscheibe zu pressen. Die Betätigungsaktorik weist einen von einem Betätigungsaktor verschwenkbaren Bremshebel auf, der über ein Rampensystem die Schwenkbewegung des Bremshebels in eine axiale Verlagerung der Bremsbacke und des Bremssattels wandelt. Der Betätigungsaktor weist einen Spindeltrieb auf, bei dem eine an dem Bremshebel anschlagende Spindelmutter auf einer von einem Elektromotor angetriebenen Spindel aufgeschraubt ist.
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Der in 1 dargestellte Spindeltrieb 10 kann als Spindel eine Gewindestange 12 aufweisen, die in eine Mutter 14 eingeschraubt ist. Die Gewindestange 12 weist einen Wellenkörper 16 auf, von dem ein genormtes isometrisches Außengewinde 18 nach radial außen absteht. Das Außengewinde 18 weist einen von dem Wellenkörper 16 weg weisende Kopfseite 20 und zwei die Kopfseite 20 mit dem Wellenkörper 16 verbindende Flankenseiten 22 auf. Der Wellenkörper 16 bildet zwischen zwei nachfolgenden Flankenseiten 22 einen Gewindegrund 24 aus. Die Mutter 14 weist einen Rohrkörper 26 auf, von dem ein genormtes isometrisches Innengewinde 28 nach radial innen absteht. Das Innengewinde 28 weist eine von dem Rohrkörper 26 weg weisende Kopfseite 30 und zwei die Kopfseite 30 mit dem Rohrkörper 26 verbindende Flankenseiten 32 auf. Der Rohrkörper 26 bildet zwischen zwei nachfolgenden Flankenseiten 32 einen Gewindegrund 34 aus. Zwischen der Kopfseite 20 des Außengewindes 18 und der Kopfseite 30 des Innengewindes 28 ist ein Spalt ausgeführt, durch den Schmiermittel, insbesondere Schmierfett, transportiert werden kann.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis die Haltbarkeit von Spindeltrieben zu verbessern.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die einen Spindeltrieb mit einer hohen Haltbarkeit ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Gewindestange mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Mutter mit den Merkmalen des Anspruchs 2 und ein Verfahren zur Herstellung einer Gewindestange und/oder zur Herstellung einer Mutter mit den Merkmalen des Anspruchs 4. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist eine Gewindestange, insbesondere zur Ausbildung einer Spindel eines Spindeltriebs eines Aktors zum Betätigen einer Scheibenbremse, vorgesehen mit einem Wellenkörper, einem von dem Wellenkörper nach radial außen abstehenden Außengewinde, wobei das Außengewinde eine von dem Wellenkörper weg weisende Kopfseite und zwei die Kopfseite mit dem Wellenkörper verbindende Flankenseiten aufweist, wobei der Wellenkörper zwischen zwei nachfolgenden Flankenseiten einen Gewindegrund ausbildet, wobei in dem Gewindegrund eine Schmiermittelrinne zur Förderung von Schmiermittel entlang der Gewindestange ausgebildet ist und/oder das Außengewinde im in einer Normmutter eingeschraubten Zustand zwischen der Flankenseite und einem Innengewinde der Normmutter einen Schmiermittelkanal zur Förderung von Schmiermittel entlang der Gewindestange ausbildet.
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Durch die nicht normgerechte Ausgestaltung des Außengewindes der Gewindestange kann der Strömungsquerschnitt zur Förderung von Schmiermittel um den durch den Schmiermittelkanal zwischen den Flankenseiten des Innengewindes und des Außengewindes und/oder den durch die Schmiermittelrinne im Gewindegrund bereitgestellten Strömungsquerschnitt vergrößert werden, wodurch eine bessere Schmierung der Gewindestange erreicht ist. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass insbesondere bei der Verwendung einer Gewindestange in einem Spindeltrieb der zwischen der Kopfseite eines normgerechten Außengewindes und des Gewindegrunds des Innengewindes ausgebildete Spalt zur Förderung von genügend Schmierfett nicht ausreichend sein kann, so dass eine Dichtung bei einem sich aufbauenden Druck aus ihrem Dichtungssitz herausgedrückt werden kann und der Spindeltrieb nach kurzer Lebensdauer versagen kann. Hierbei wird insbesondere im Vergleich zu einem normgerechten Außengewinde die Gewindehöhe zwischen dem Gewindegrund und der Kopfseite beibehalten, so dass die Kraftübertragung zwischen der Gewindestange und der Mutter nicht beeinträchtigt wird. Durch die nicht normgerechte schmälere Ausgestaltung des Außengewindes der Gewindestange kann der Strömungsquerschnitt zur Förderung von Schmiermittel ohne Beeinträchtigung der Kraftübertragung vergrößert werden, wodurch das Risiko eine Beschädigung einer Abdichtung im Betrieb reduziert werden kann und für einen die Gewindestange aufweisender Spindeltrieb eine hohe Haltbarkeit ermöglicht ist.
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Vorzugsweise weist das Außengewinde eine sich verändernde Gewindesteigung auf. Insbesondere ist der Abstand der Flankenseiten des Außengewindes veränderlich über die Abwicklung des Außengewindes. Besonders bevorzugt ist der Abstand der Flankenseiten des Außengewindes am Anfang und/oder am Ende des Außengewindes geringer als in der Mitte des Außengewindes. Beispielsweise weist das Außengewinde einen sichelförmigen Gewindeauslauf auf.
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Die Erfindung betrifft Ferner eine Mutter, insbesondere für eine Spindel eines Spindeltriebs eines Aktors zum Betätigen einer Scheibenbremse, mit einem Rohrkörper, einem von dem Rohrkörper nach radial innen abstehenden Innengewinde, wobei das Innengewinde eine von dem Rohrkörper weg weisende Kopfseite und zwei die Kopfseite mit dem Rohrkörper verbindende Flankenseiten aufweist, wobei der Rohrkörper zwischen zwei nachfolgenden Flankenseiten einen Gewindegrund ausbildet, wobei in dem Gewindegrund eine Schmiermittelrinne zur Förderung von Schmiermittel entlang der Mutter ausgebildet ist und/oder das Innengewinde im in einer Normschraube eingeschraubten Zustand zwischen der Flankenseite und einem Außengewinde der Normschraube einen Schmiermittelkanal zur Förderung von Schmiermittel entlang der Mutter ausbildet.
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Durch die nicht normgerechte Ausgestaltung des Innengewindes der Mutter kann der Strömungsquerschnitt zur Förderung von Schmiermittel um den durch den Schmiermittelkanal zwischen den Flankenseiten des Innengewindes und des Außengewindes und/oder den durch die Schmiermittelrinne im Gewindegrund bereitgestellten Strömungsquerschnitt vergrößert werden, wodurch eine bessere Schmierung der Mutter erreicht ist. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass insbesondere bei der Verwendung einer Mutter in einem Spindeltrieb der zwischen der Kopfseite eines normgerechten Innengewindes und des Gewindegrunds des Außengewindes ausgebildete Spalt zur Förderung von genügend Schmierfett nicht ausreichend sein kann, so dass eine Dichtung bei einem sich aufbauenden Druck aus ihrem Dichtungssitz herausgedrückt werden kann und der Spindeltrieb nach kurzer Lebensdauer versagen kann. Hierbei wird insbesondere im Vergleich zu einem normgerechten Innengewinde die Gewindehöhe zwischen dem Gewindegrund und der Kopfseite beibehalten, so dass die Kraftübertragung zwischen der Gewindestange und der Mutter nicht beeinträchtigt wird. Durch die nicht normgerechte schmälere Ausgestaltung des Innengewindes der Mutter kann der Strömungsquerschnitt zur Förderung von Schmiermittel ohne Beeinträchtigung der Kraftübertragung vergrößert werden, wodurch das Risiko eine Beschädigung einer Abdichtung im Betrieb reduziert werden kann und für einen die Mutter aufweisender Spindeltrieb eine hohe Haltbarkeit ermöglicht ist.
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Vorzugsweise weist das Innengewinde eine sich verändernde Gewindesteigung auf. Insbesondere ist der Abstand der Flankenseiten des Innengewindes veränderlich über die Abwicklung des Innengewindes. Besonders bevorzugt ist der Abstand der Flankenseiten des Innengewindes am Anfang und/oder am Ende des Innengewindes geringer als in der Mitte des Innengewindes. Beispielsweise weist das Innengewinde einen sichelförmigen Gewindeauslauf auf.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Aktor zum Betätigen einer Bremse oder Kupplung, mit einem Spindeltrieb zum Verlagern einer Anpressplatte zum Öffnen und/oder reibschlüssigen Schließen der Bremse oder Kupplung, wobei der Spindeltrieb eine in eine Spindelmutter eingeschraubte Spindel aufweist, wobei die Spindel als Gewindestange, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, und/oder die Spindelmutter als Mutter, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, ausgestaltet ist. Durch die nicht normgerechte Ausgestaltung des Außengewindes der Gewindestange und/oder des Innengewindes der Mutter kann der Strömungsquerschnitt zur Förderung von Schmiermittel ohne Beeinträchtigung der Kraftübertragung vergrößert werden, wodurch das Risiko eine Beschädigung einer Abdichtung im Betrieb reduziert werden kann und für den Spindeltrieb eine hohe Haltbarkeit ermöglicht ist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Gewindestange, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, und/oder zur Herstellung einer Mutter, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, bei dem mit Hilfe eines Gewindeschneidwerkzeugs zur Herstellung eines Normgewindes zunächst eine in eine erste Axialrichtung weisende ersten Flankenseite gefertigt und nachfolgend mit Hilfe des selben Gewindeschneidwerkzeugs eine in eine zur ersten Axialrichtung entgegengesetzt weisende zweite Axialrichtung weisende zweite Flankenseite gefertigt wird. Dies ermöglicht es das nicht normgerechte Gewinde mit einem für normgerechte Gewinde vorgesehenen Werkzeug einfach herzustellen. Alternativ kann ein zur Herstellung des nicht normgerechten Gewindes entsprechend breiter ausgestaltetes Werkzeug verwendet werden. Durch die nicht normgerechte schmälere Ausgestaltung des Außengewindes der Gewindestange und/oder des Innengewindes der Mutter mit Hilfe des Verfahrens kann der Strömungsquerschnitt zur Förderung von Schmiermittel ohne Beeinträchtigung der Kraftübertragung vergrößert werden, wodurch das Risiko eine Beschädigung einer Abdichtung im Betrieb reduziert werden kann und für den Spindeltrieb eine hohe Haltbarkeit ermöglicht ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1: eine schematische Schnittansicht eines Spindeltriebs nach dem Stand der Technik,
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2: eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Spindeltriebs und
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3: eine schematische Draufsicht auf eine Gewindestange für den Spindeltrieb aus 2.
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Der in 2 dargestellte Spindeltrieb 10 kann als Spindel eine Gewindestange 12 aufweisen, die in eine Mutter 14 eingeschraubt ist. Die Gewindestange 12 weist einen Wellenkörper 16 auf, von dem ein Außengewinde 18 nach radial außen absteht. Das Außengewinde 18 weist einen von dem Wellenkörper 16 weg weisende Kopfseite 20 und zwei die Kopfseite 20 mit dem Wellenkörper 16 verbindende Flankenseiten 22 auf. Der Wellenkörper 16 bildet zwischen zwei nachfolgenden Flankenseiten 22 einen Gewindegrund 24 aus. Die Mutter 14 weist einen Rohrkörper 26 auf, von dem ein genormtes isometrisches Innengewinde 28 nach radial innen absteht. Das Innengewinde 28 weist eine von dem Rohrkörper 26 weg weisende Kopfseite 30 und zwei die Kopfseite 30 mit dem Rohrkörper 26 verbindende Flankenseiten 32 auf. Der Rohrkörper 26 bildet zwischen zwei nachfolgenden Flankenseiten 32 einen Gewindegrund 34 aus. Zwischen der Kopfseite 20 des Außengewindes 18 und der Kopfseite 30 des Innengewindes 28 ist ein Spalt ausgeführt, durch den Schmiermittel, insbesondere Schmierfett, transportiert werden kann.
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Durch die im Vergleich zu einem normgerechten Außengewinde 18 schmälere Ausgestaltung des in 2 und 3 dargestellten normwidrigen Außengewinde 18 ergibt sich zwischen der unbelasteten Flankenseite 22 des Außengewindes 18 und der unbelasteten Flankenseite 32 des Innengewindes 28 ein deutliches Flankenspiel, das einen Schmiermittelkanal 36 ausbildet. Ferner ist durch eine entsprechende Einprägung in dem Gewindegrund 24 des Wellenkörpers 16 eine Schmiermittelrinne 38 ausgebildet. Durch den durch den Schmiermittelkanal 36 und die Schmiermittelrinne 38 zusätzlichen Strömungsquerschnitt kann Schmierfett bei einem Wechsel der Relativdrehrichtung der Gewindestange 12 zur Mutter 14 ohne einen großen sich aufbauenden Druck Schmierfett transportiert werden, so dass eine Dichtung 40 nicht aus ihrem in der Mutter 14 ausgebildeten Dichtungssitz 42 heraus gedrückt wird.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Mutter 14 wie am Beispiel der Gewindestange 12 erläutert entsprechend normwidrig ausgestaltet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Spindeltrieb
- 12
- Gewindestange
- 14
- Mutter
- 16
- Wellenkörper
- 18
- Außengewinde
- 20
- Kopfseite des Außengewindes
- 22
- Flankenseite des Außengewindes
- 24
- Gewindegrund des Außengewindes
- 26
- Rohrkörper
- 28
- Innengewinde
- 30
- Kopfseite des Innengewindes
- 32
- Flankenseite des Innengewindes
- 34
- Gewindegrund des Innengewindes
- 36
- Schmiermittelkanal
- 38
- Schmiermittelrinne
- 40
- Dichtung
- 42
- Dichtungssitz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012215278 A1 [0002]
