DE102015202270A1

DE102015202270A1 - Planetary roller screw (PWG)

Info

Publication number: DE102015202270A1
Application number: DE102015202270.6A
Authority: DE
Inventors: Lars Schumann; Lászlo Mán; Peter Greb
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2015-09-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Planetenwälzgewindespindel (PWG), insbesondere zum Einsatz in einem Aktor für die Betätigung einer Kupplung eines Fahrzeuges, wobei eine, eine Steigung aufweisende, Spindel mit mehreren Planetenrollen in Eingriff steht und die Planetenrollen mit einem diese umringenden Hohlrad kämmen und die Planetenrollen endseitig in einem Planetenrollenträger drehbar gelagert sind, der drehfest in einer Hülse sitzt, wobei erfindungsgemäß der Planetenrollenträger zu der Spindel zumindest teilweise abgedichtet ist.The invention relates to a Planetenwälzgewindespindel (PWG), in particular for use in an actuator for the actuation of a clutch of a vehicle, wherein a, having a pitch, spindle with a plurality of planetary rollers is engaged and meshing the planetary rollers with a ring gear surrounding this and the planetary rollers end are rotatably mounted in a planetary roller carrier, which is non-rotatably seated in a sleeve, wherein according to the invention the planetary roller carrier is at least partially sealed to the spindle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Planetenwälzgewindespindel (PWG) nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs, welche insbesondere für einen Aktor einer Kupplungsbetätigung eines Fahrzeuges Anwendung findet. The invention relates to a Planetenwälzgewindespindel (PWG) according to the preamble of the first claim, which finds particular application for an actuator of a clutch actuation of a vehicle.

Planetenwälzgewindespindeln (PWG) (auch bezeichnet als Planetenwälzgewindespindeltriebe) sind seid vielen Jahren Stand der Technik und werden beispielsweise in DD 0277308 A5 beschrieben. Aus der Druckschrift DE 10 2010 047 800 A1 ist beispielsweise ein Planetenwälzgewindetrieb bekannt, der in einem Hydrostataktor in Form eines hydrostatischer Kupplungsaktors enthalten ist, um eine mittels eines Elektromotors erzeugte Drehbewegung in eine Axialbewegung umzuwandeln. Ein Planetenwälzgewindetrieb, mit einer Gewindespindel, und mit einer auf der Gewindespindel angeordneten Mutter, und mit mehreren über den Umfang verteilten, zwischen der Gewindespindel und der Mutter angeordneten Planeten, die am Innenumfang der Mutter sowie am Außenumfang der Gewindespindel abwälzbar angeordnet sind, ist aus der Druckschrift DE 10 2010 011 820 A1 bekannt. Bei dieser Lösung ist eine Vorspanneinrichtung für die Planeten vorgesehen, wobei die Mutter zwei axial zueinander bewegliche Mutterteile aufweist, und wobei die Vorspanneinrichtung ein gegen das eine Mutterteil angefedertes Federelement aufweist. Die Mutter übernimmt zwei Funktionen: einerseits ist sie Getriebeteil und andererseits ist sie Teil der Vorspanneinrichtung.Planetary threading spindles (PWG) (also referred to as Planetenwälzgewindsspindeltriebe) are for many years state of the art and are for example in DD 0277308 A5 described. From the publication DE 10 2010 047 800 A1 For example, a Planetenwälzgewindetrieb is known, which is included in a Hydrostataktor in the form of a hydrostatic Kupplungsaktors to convert a rotary motion generated by an electric motor into an axial movement. A Planetenwälzgewindetrieb, with a threaded spindle, and arranged with a threaded spindle on the nut, and with a plurality of circumferentially distributed between the threaded spindle and the nut arranged planetary, which are arranged abradably on the inner circumference of the nut and on the outer circumference of the threaded spindle, is pamphlet DE 10 2010 011 820 A1 known. In this solution, a biasing means for the planet is provided, wherein the nut has two mutually axially movable male parts, and wherein the biasing means comprises a sprung against the one female part spring element. The nut takes on two functions: on the one hand, it is gear part and on the other hand, it is part of the pretensioner.

In einer noch nicht veröffentlichten Anmeldung wird ein Ausrücksystem für eine Kupplung eines Kraftfahrzeuges beschrieben, bei dem unter Verwendung eines Antriebes über ein PWG ein in einem Gehäuse axial verschiebbar gelagerter Kolben betätigt wird. Bei diesem System stützen sich die mit der Gewindespindel kämmenden Planeten des PWG endseitig in je einem Planetenrollenträger ab, der drehfest in einer Hülse sitzt. Zwischen dem Innendurchmesser der Planetenrollenträger und dem Außengewinde der Spindel kann dabei Schmiermittel unerwünscht austreten, was zu einem die Lebensdauer des PWG beeinträchtigendem Schmiermittelverlust führt.In a not yet published application, a release system for a clutch of a motor vehicle is described in which using a drive via a PWG a piston axially displaceably mounted in a housing is actuated. In this system, the meshing with the threaded spindle planets of the PWG based on the end in each case a planetary roller carrier, which is rotationally fixed in a sleeve. In this case, between the inner diameter of the planetary roller carrier and the outer thread of the spindle lubricant can escape undesirable, resulting in a life of the PWG impairing lubricant loss.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Planetenwälzgewindespindel, insbesondere für einen Aktor für eine Kupplungsbetätigung eines Fahrzeuges zu entwickeln, die einen konstruktiven Aufbau aufweist, mit dem ein Schmiermittelaustritt verhindert bzw. eingeschränkt wird. The object of the present invention is to develop a Planetenwälzgewindespindel, in particular for an actuator for a clutch actuation of a vehicle, which has a structural design with which a lubricant outlet is prevented or limited.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst.This object is solved by the characterizing features of the first claim.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Planetenwälzgewindespindel (PWG), wird insbesondere in einem Aktor für die Betätigung einer Kupplung eines Fahrzeuges eingesetzt, wobei eine, eine Steigung aufweisende, Spindel mit einem Rotor eines Antriebes drehfest verbunden und mit dem Antrieb um eine Drehachse antreibbar ist und mehrere Planetenrollen mit der Spindel in Eingriff stehen und mit einem die Planetenrollen umringenden Hohlrad, kämmen, wobei die Planetenrollen endseitig in einem Planetenrollenträger positioniert sind, der drehfest in einer Hülse sitzt und Planetenrollenträger, insbesondere jeder endseitig an den Planetentollen angeordnete Planetenrollenträger, zu der Spindel zumindest teilweise abgedichtet ist.The Planetenwälzgewindespindel (PWG) is used in particular in an actuator for the operation of a clutch of a vehicle, one having a pitch, spindle rotatably connected to a rotor of a drive and driven with the drive about an axis of rotation and a plurality of planetary rollers with the spindle mesh and mesh with a ring gear surrounding the planetary rollers, the planetary rollers are positioned end in a planetary roller carrier rotatably seated in a sleeve and planetary roller carrier, in particular each end arranged on the planetary roller planetary roller carrier is at least partially sealed to the spindle.

Bevorzugt weist dabei jeder Planetenrollenträger in Richtung zur Spindel eine Dichtung auf, die mit dem Außenprofil der Spindel in Eingriff steht, wobei die Dichtung beispielsweise in der Art einer Labyrinth-Dichtung ausgebildet ist und eine Steigung aufweist, die im Wesentlichen der Steigung der Spindel entspricht und mit dieser in Eingriff steht.In this case, each planetary roller carrier in the direction of the spindle preferably has a seal which engages with the outer profile of the spindle, wherein the seal is designed, for example, in the manner of a labyrinth seal and has an incline that substantially corresponds to the pitch of the spindle and engaged with this.

Vorteilhafter Weise ist die Labyrinth-Dichtung einteilig mit dem Planetenrollenträger ausgebildet und dazu in Form einer am Innenumfang des Planetenrollenträgers angeordneten spiralförmigen Dichtlippe gestaltet.Advantageously, the labyrinth seal is formed integrally with the planetary roller carrier and designed in the form of a arranged on the inner circumference of the planetary roller carrier spiral sealing lip.

Es ist möglich, die Dichtung/Dichtlippe so zu gestalten, dass diese keinen „echten“ Kontakt zur Spindel aufweist und den Austrittsspalt für Schmiermittel zur Spindel lediglich reduziert.It is possible to design the seal / sealing lip so that it has no "real" contact with the spindle and merely reduces the lubricant outlet gap to the spindle.

Alternativ kann die Dichtung/Dichtlippe so ausgeführt werden, dass diese zumindest bereichsweise an der Spindel anliegt, so dass ein schleifender Kontakt der Dichtung/Dichtlippe zur Spindel vorhanden ist. Dabei kann die Steigung der Dichtlippe sich auch ändern, so dass der Austrittsspalt für das Schmiermittel geschlossen ist.Alternatively, the seal / sealing lip can be designed such that it rests against the spindle at least in regions, so that a sliding contact of the seal / sealing lip to the spindle is present. In this case, the slope of the sealing lip can also change, so that the outlet gap for the lubricant is closed.

Die bei einer derartigen schleifenden Dichtung entstehenden Reibungsverluste können genutzt werden, um ein nicht selbsthemmendes PWG-System als selbsthemmendes System zu gestalten.The frictional losses associated with such a sliding seal can be used to design a non-self-locking PWG system as a self-locking system.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and associated drawings.

Es zeigen:Show it:

1 den Längsschnitt eines PWGs, 1 the longitudinal section of a PWG,

2 die dreidimensionale Darstellung eines Planetenrollenträgers. 2 the three-dimensional representation of a planetary roller carrier.

In 1 ist eine Planetenwälzgewindespindel (PWG) 1 dargestellt, die beispielsweise in einem Aktor für die Kupplungsbetätigung eines Fahrzeuges angeordnet ist und mit welcher die durch einen nicht dargestellten Elektromotor erzeugte Drehbewegung in eine axiale Hubbewegung umwandelt wird. In 1 is a planetary roller screw (PWG) 1 represented, for example, is arranged in an actuator for the clutch actuation of a vehicle and with which the rotational movement generated by an electric motor, not shown, is converted into an axial stroke movement.

Das Getriebe in Form der Planetenwälzgewindespindel PWG weist eine Spindel 2 mit einem Außengewinde 2.1 mit einer Steigung auf, die beispielsweise mit einem nicht bezeichneten Rotor des Antriebes (E-Motor) drehfest verbunden und mit dem Antrieb um eine Drehachse L antreibbar ist. Mit der Spindel 2 stehen mehrere Planetenrollen 3 in Eingriff, die mit einem die Planetenrollen 3 umringenden Hohlrad 4 kämmen. Vorzugsweise werden drei oder ein Vielfaches von drei Planetenrollen 3 in Umfangsrichtung um die Spindel 2 positioniert. Die Planetenrollen 3 sind an beiden Enden in jeweils einem Planetenrollenträger 5 drehbar aufgenommen, wobei die beiden Planetenrollenträger 5 drehfest abgestützt sind.The gear in the form of Planetenwälzgewindespindel PWG has a spindle 2 with an external thread 2.1 with a slope which, for example, with a non-designated rotor of the drive (electric motor) rotatably connected and driven with the drive about a rotation axis L. With the spindle 2 stand several planetary roles 3 engaged with one of the planetary rollers 3 surrounding ring gear 4 comb. Preferably, three or a multiple of three planetary roles 3 in the circumferential direction around the spindle 2 positioned. The planetary roles 3 are at both ends in each case a planetary roller carrier 5 rotatably received, the two planetary roller carrier 5 rotatably supported.

Dazu wird jeder Planetenrollenträger 5 in einem endseitig radial nach innen weisenden Bereich A1 einer ersten Hülse A aufgenommen, die in zwei Hälften unterteilt ist, welche einen radial nach außen weisenden Bund 6 aufweisen und an diesem über eine Klammer 7 (bevorzugt aus Blech) miteinander drehfest und axial fest miteinander verbunden sind. This will be every planetary roller carrier 5 received in an end radially inwardly facing portion A1 of a first sleeve A, which is divided into two halves, which has a radially outwardly facing collar 6 and at this over a bracket 7 (Preferably from sheet metal) with each other rotationally fixed and axially fixed to each other.

Das Hohlrad 4 überträgt über zwei Axiallager 8 des PWG die Axialkräfte aus den Planetenrollen 3 in die Hülse A.The ring gear 4 transmits over two thrust bearings 8th of the PWG, the axial forces from the planetary rollers 3 into the sleeve A.

An dem radial nach innen weisenden Bereich A1 weist die erste Hülse A Aussparungen 9 auf, in welche die Planetenrollenträger 5 formschlüssig eingreifen, so dass diese zur ersten Hülse A drehfest sind. Die beiden Hälften der ersten Hülse A und die Klammer 7 sind miteinander drehfest und axial fest verbunden. At the radially inwardly facing region A1, the first sleeve A has recesses 9 into which the planetary roller carriers 5 engage positively, so that they are rotationally fixed to the first sleeve A. The two halves of the first sleeve A and the clip 7 are non-rotatable and axially fixed.

Die beiden Planetenrollenträger 5 weisen am Innenumfang eine Labyrinth-Dichtung 10 mit einer Profilierung auf, die in die Profilierung / Steigung bzw. das Außengewinde 2.1 der Spindel 2 eingreift, wodurch der Schmiermittelaustritt reduziert oder verhindert wird. The two planetary roller carriers 5 have a labyrinth seal on the inner circumference 10 with a profiling on in the profiling / pitch or the external thread 2.1 the spindle 2 engages, whereby the lubricant outlet is reduced or prevented.

Die dreidimensionale Einzelteildarstellung eines Planetenrollenträgers 5 wird in 2 gezeigt. Daraus ist am Außenumfang des Planetenrollenträgers 5 eine Profilierung 5.1 ersichtlich, die im montierten Zustand formschlüssig mit einer entsprechenden Ausnehmung der Hülse A in Verbindung steht (s. 1). Am Innendurchmesser des Planetenrollenträgers ist eine Labyrinth-Dichtung 10 in Form einer spiralförmig verlaufenden Dichtlippe ausgebildet, die im montierten Zustand in das Profil/die Steigung der Spindel (hier nicht dargestellt) eingreift.The three-dimensional detail of a planetary roller carrier 5 is in 2 shown. This is on the outer circumference of the planetary roller carrier 5 a profiling 5.1 seen in the assembled state form-fitting with a corresponding recess of the sleeve A is in communication (s. 1 ). At the inner diameter of the planetary roller carrier is a labyrinth seal 10 formed in the form of a spirally extending sealing lip, which engages in the assembled state in the profile / pitch of the spindle (not shown here).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Planetenwälzgewindespindel (PWG) Planetary roller screw (PWG)
22: Spindel spindle
2.12.1: Außengewinde external thread
33: Planetenrollen planetary rollers
44: Hohlrad ring gear
55: Planetenrollenträger Planetary roller carrier
5.15.1: Profilierung profiling
66: Bund Federation
77: Klammer clip
88th: Axiallager thrust
99: Aussparungen recesses
1010: Labyrinth-Dichtung Labyrinth seal
A A: Hülse shell
A1A1: radial nach innen weisender Bereich radially inward-pointing area
LL: Drehachse axis of rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DD 0277308 A5 [0002]
DE 102010047800 A1 [0002]
DE 102010011820 A1 [0002]

Claims

Planetary roller screw (PWG) ( 1 ), in particular for use in an actuator for actuating a clutch of a vehicle, wherein one, a slope ( 2.1 ), spindle ( 2 ) with several planetary rollers ( 3 ) and the planetary rollers ( 3 ) with a ring gear surrounding this ( 4 ), with the planetary rollers ( 3 ) end in a planetary roller carrier ( 5 ) are rotatably mounted, the rotationally fixed in a sleeve (A) sits, characterized in that the planetary roller carrier ( 5 ) to the spindle ( 2 ) is at least partially sealed.

Actuator according to Claim 1, characterized in that each planetary roller carrier ( 5 ) towards the spindle ( 2 ) has a seal with the outer profile / the slope ( 2.1 ) of the spindle ( 2 ) is engaged.

Actuator according to claim 1 or 2, characterized in that the seal in the manner of a labyrinth seal ( 10 ) is formed and has a slope which is substantially the slope ( 2.1 ) of the spindle ( 2 ) or deviates from the pitch of the spindle.

Actuator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the labyrinth seal ( 10 ) in one piece with the planetary roller carrier ( 5 ) is trained.

Actuator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the labyrinth seal ( 10 ) in the form of a on the inner circumference of the planetary roller carrier ( 5 ) formed spiral-shaped sealing lip is formed.

Actuator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sealing lip no contact with the spindle ( 2 ) having.

Actuator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sealing lip at least partially on the spindle ( 2 ) is present.