DE102015205963B3 - Planetenwälzgewindetrieb (PWG) und Aktor mit einem Planetenwälzgewindetrieb - Google Patents
Planetenwälzgewindetrieb (PWG) und Aktor mit einem Planetenwälzgewindetrieb Download PDFInfo
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Abstract
Der Planetenwälzgewindetrieb (PWG) ist insbesondere für die Betätigung einer Kupplung eines Fahrzeuges vorgesehen, wobei die Planeten eine Planetengeometrie für eine insbesondere einseitige Krafteinleitung aufweisen, derart, dass mit einer Profilierung einer Spindel in einem ersten Längenbereich mehrere Planetenrollen mit ihren Profilierungen in Eingriff stehen und die Profilierungen der Planetenrollen in einem zweiten Längenbereich mit einer Profilierung eines die Planetenrollen umringenden Hohlrades kämmen, wobei die Profilierungen gewindeartig mit Erhebungen und sich dazwischen erstreckende Rillen ausgebildet sind und wobei die Planetenrollen achsparallel zur Spindel verlaufen und an beiden Enden in Planetenrollenträgern frei drehbar um ihre eigene Längsachse positioniert sind, und wobei die Planetenrollenträger drehfest abgestützt sind. Erfindungsgemäß weisen die Planetenrollen an nur einem ersten Ende in der Nähe des zweiten Längenbereiches einen Lagerzapfen auf, mit welchem sie in dem ersten Planetenrollenträger gelagert sind, während die Planetenrollen an ihrem zweiten Ende mit ihren Profilierungen in dem zweiten Planetenrollenträger abgestützt sind. Ebenfalls erfindungsgemäß ist ein Aktor, insbesondere zur Betätigung einer Kupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen Planetenwälzgewindetrieb.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Planetenwälzgewindetrieb (PWG) eines Aktors nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs und einen Aktor mit einem Planetenwälzgewindetrieb. Planetenwälzgewindetriebe (PWG) (auch bezeichnet als Planetenwälzgewindespindeltriebe oder als Planetenwälzgewindespindeln) sind seit vielen Jahren Stand der Technik und werden beispielsweise in
DD 277308 A5 DE 10 2010 047 800 A1 ist beispielsweise ein Planetenwälzgewindetrieb bekannt, der in einem Hydrostataktor in Form eines hydrostatischen 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 DruckschriftDE 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. - In einer noch nicht veröffentlichten Schutzrechtsanmeldung wird ein PWG mit derart asymmetrisch ausgebildeten Planetenrollen vorgeschlagen, dass diese in genau einem Längenbereich mit einem Hohlrad kämmen. Die Lagerung der Planetenrollen erfolgt dabei über beidseitig an den Enden der Planetenrollen ausgebildete Lagerzapfen, welche in Planetenrollenträgern gelagert sind.
- Auch anderen, dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist es gemein, dass an beiden Enden der Planetenrollen Lagerzapfen ausgebildet sind. Daraus resultiert ein entsprechend großer Bauraumbedarf.
- Aufgabe der Erfindung ist es, einen Planetenwälzgewindetrieb mit hauptsächlich einseitiger Belastungsrichtung zu entwickeln, bei welchem eine verkleinerte axiale Baulänge ermöglicht wird, sowie einen Aktor mit einem entsprechenden Planetenwälzgewindetrieb bereitzustellen.
- Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten und achten Patentanspruchs gelöst.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Der Planetenwälzgewindetrieb (PWG) ist insbesondere für die Betätigung einer Kupplung eines Fahrzeuges vorgesehen, wobei die Planeten eine Planetengeometrie für eine insbesondere einseitige Krafteinleitung aufweisen, derart, dass mit einer Profilierung einer Spindel in einem ersten Längenbereich mehrere Planetenrollen mit ihren Profilierungen in Eingriff stehen und die Profilierungen der Planetenrollen in einem zweiten Längenbereich mit einer Profilierung eines die Planetenrollen umringenden Hohlrades kämmen, wobei die Profilierungen gewindeartig mit Erhebungen und sich dazwischen erstreckende Rillen ausgebildet sind und wobei die Planetenrollen achsparallel zur Spindel verlaufen und an beiden Enden in Planetenrollenträgern frei drehbar um ihre eigene Längsachse positioniert sind, und wobei die Planetenrollenträger drehfest abgestützt sind. Erfindungsgemäß weisen die Planetenrollen an nur einem ersten Ende in der Nähe des zweiten Längenbereiches einen Lagerzapfen auf, mit welchem sie in dem ersten Planetenrollenträger gelagert sind, während die Planetenrollen an ihrem zweiten Ende mit ihren Profilierungen in dem zweiten Planetenrollenträger abgestützt sind. Die Planetenrollen selbst sind somit unsymmetrisch ausgebildet.
- Insbesondere ist der erste Längenbereich (L1) vom zweiten Längenbereich (L2) verschieden.
- Die Planetenrollen und das die Planetenrollen umringende Hohlrad sind von einer Außenhülse umgeben, welche zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein Teil den ersten Planetenrollenträger aufnimmt und ein zweiter Teil den zweiten Planetenrollenträger bildet.
- Zwischen der Außenhülse und dem Hohlrad ist bevorzugt eine Reibeinrichtung in Form einer Schlingfeder angeordnet.
- In Hauptkraftrichtung erfolgt die radiale Abstützung der Planetenrollen anteilig über den profilierten Hohlrad-Bereich, sowie über einen ersten Planetenrollenträger, in dem der Lagerzapfen am ersten Ende der Planetenrollen gelagert ist.
- In der entgegengesetzten Kraftrichtung, an dem dem Lagerzapfen gegenüberliegenden Ende der Planetenrollen, erfolgt die radiale Lagerung der Planetenrollen im ersten Längenbereich über die Erhebungen der Profilierungen der Planetenrollen. Somit kann auf dieser Seite der Planetenrollen auf einen zusätzlichen Lagerzapfen verzichtet werden.
- Insbesondere liegt der Planetenrollenträger an dem dem ersten Ende der Planetenrollen gegenüberliegenden zweiten Ende der Planetenrollen zumindest bereichsweise radial benachbart zu den Planetenrollen.
- In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Erhebungen der Profilierungen der Planetenrollen im ersten Längenbereich abgeflacht. Diese Ausgestaltung führt zu einer Flächenlast in der Lagerstelle, was sich als vorteilhaft gegenüber gerundeten Erhebungen der Profilierungen der Planetenrollen erwiesen hat. Die Abflachung kann beispielsweise über einen Drehund/oder Schleifvorgang erfolgen.
- Das dem ersten Ende gegenüberliegende zweite Ende der Planetenrollen steht bevorzugt mit einem Axialsicherungsblech in Wirkverbindung. Die geringe bzw. selten auftretende Axialkraft in Gegenrichtung zur Hauptkraftrichtung wird stirnseitig von den Planetenrollen in dieses axiale Sicherungsblech eingeleitet. Das Axialsicherungsblech ist bevorzugt metallisch und kann signifikant dünner gestaltet sein, als der Planetenträger mit Zapfenlagerung auf der Gegenseite.
- Die Planetenrollen und/oder das Axialsicherungsblech sind an ihrer Kontaktfläche bevorzugt abgerundet ausgebildet. Dies sorgt vorteilhafterweise für eine verringerte Bohrreibung an der Kontaktfläche.
- Ebenfalls erfindungsgemäß ist ein Aktor, insbesondere zur Betätigung einer Kupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen Planetenwälzgewindetrieb.
- Durch die erfindungsgemäße Lösung wird vorteilhafterweise der axiale Bauraum des Planetenwälzgewindetriebes reduziert
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert, ohne dabei auf diese beschränkt zu sein. Es zeigen:
-
1 : einen Längsschnitt durch ein PWG nach dem Stand der Technik mit beidseitigen Lagerzapfen, -
2 : einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes PWG. - In
1 ist ein Längsschnitt durch ein PWG 1 nach dem Stand der Technik dargestellt. Die Planetenrollen3 greifen in einem ersten Längenbereich L1 mit einem ersten Bereich ihrer Profilierung P3.1 in die Profilierung P2 der Spindel2 ein. In einem zweiten Längenbereich L2 greifen die Planetenrollen3 mit einem zweiten Bereich ihrer Profilierung P3.2 in die Profilierung P4 des die Planetenrollen3 umringenden Hohlrades4 ein. Die Planetenrollen3 weisen an beiden Enden Lagerzapfen7 auf, mit welchen sie in Planetenrollenträgern5 ,6 axial und radial abgestützt sind. Die Planetenrollen3 und das die Planetenrollen3 umringende Hohlrad4 sind von einer Außenhülse9 umgeben, welche zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein Teil den ersten Planetenrollenträger5 aufnimmt und ein zweiter Teil den zweiten Planetenrollenträger6 bildet. Zwischen der Außenhülse9 und dem Hohlrad4 ist eine Reibeinrichtung in Form einer Schlingfeder10 angeordnet. -
2 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes PWG 1. Die Planetenrollen3 greifen in einem ersten Längenbereich L1 mit einem ersten Bereich ihrer Profilierung P3.1 in die Profilierung P2 der Spindel2 ein. In einem zweiten Längenbereich L2 greifen die Planetenrollen3 mit einem zweiten Bereich ihrer Profilierung P3.2 in die Profilierung P4 des die Planetenrollen3 umringenden Hohlrades4 ein. Erfindungsgemäß ist nur am ersten Ende der Planetenrollen3 ein Lagerzapfen7 ausgebildet. Dieser ist zur axialen und radialen Lagerung der Planetenrollen3 in Hauptkraftrichtung in einem ersten Planetenrollenträger5 abgestützt. Ein Teil der radialen Abstützung der Planetenrollen3 in Hauptkraftrichtung wird zudem über das Hohlrad4 im zweiten Längenbereich L2 realisiert. Am gegenüberliegenden Ende ist kein Lagerzapfen ausgebildet. Die radiale Abstützung in der der Hauptkraftrichtung entgegengesetzten Kraftrichtung erfolgt über die Erhebungen der Profilierungen P3.1 der Planetenrollen3 in einem ersten Teil L1.1 des ersten Längenbereiches L1. In diesem Teil L1.1 des ersten Längenbereiches L1 ist ein zweiter Planetenrollenträger6 radial benachbart zu den Planetenrollen3 angeordnet, über welchen die radiale Abstützung erfolgt. Im ersten Längenbereich L1 sind die Erhebungen der Profilierungen der Planetenrollen3 abgeflacht, was zu einer Flächenlast in der Lagerstelle führt. Die Stirnseite der Planetenrollen3 am ersten Längenbereich L1 steht zur Ableitung der Axialkraft in Gegenrichtung zur Hauptkraftrichtung in Wirkverbindung mit einem Axialsicherungsblech8 . In der dargestellten Ausführungsform sind sowohl die Planetenrollen3 , als auch das Axialsicherungsblech8 an der Kontaktstelle der Planetenrollen3 zum Axialsicherungsblech8 eben ausgebildet. Die Planetenrollen3 und das die Planetenrollen3 umringende Hohlrad4 sind von einer Außenhülse9 umgeben, welche zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein Teil den ersten Planetenrollenträger5 aufnimmt und ein zweiter Teil den zweiten Planetenrollenträger6 bildet. Zwischen der Außenhülse9 und dem Hohlrad4 ist eine Reibeinrichtung in Form einer Schlingfeder10 angeordnet. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Planetenwälzgewindetrieb
- 2
- Spindel
- 3
- Planetenrolle
- 4
- Hohlrad
- 5
- erster Planetenrollenträger
- 6
- zweiter Planetenrollenträger
- 7
- Lagerzapfen
- 8
- Axialsicherungsblech
- 9
- Außenhülse
- 10
- Schlingfeder
- L1
- erster Längenbereich
- L1.1
- erster Teil des ersten Längenbereiches
- L2
- zweiter Längenbereich
- P2
- Profilierung der Spindel
- P3.1
- Profilierung der Planetenrolle in Eingriff mit der Spindel
- P3.2
- Profilierung der Planetenrolle in Eingriff mit dem Hohlrad
- P4
- Profilierung des Hohlrades
Claims (8)
- Planetenwälzgewindetrieb (PWG) (
1 ), insbesondere für die Betätigung einer Kupplung eines Fahrzeuges, wobei mit einer Profilierung (P2) einer Spindel (2 ) in einem ersten Längenbereich (L1) mehrere Planetenrollen (3 ) mit ihren Profilierungen (P3.1, P3.2) in Eingriff stehen und die Profilierungen (P3.2) der Planetenrollen (3 ) in einem zweiten Längenbereich (L2) mit einer Profilierung (P4) eines die Planetenrollen (3 ) umringenden Hohlrades (4 ) kämmen, wobei die Profilierungen (P2, P3.1, P3.2, P4) gewindeartig mit Erhebungen und sich dazwischen erstreckende Rillen ausgebildet sind, und wobei die Planetenrollen (3 ) achsparallel zur Spindel (2 ) verlaufen und an beiden Enden in einem ersten und einem zweiten Planetenrollenträger (5 ,6 ) frei drehbar um ihre eigene Längsachse positioniert sind, und wobei die Planetenrollenträger (5 ,6 ) drehfest abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenrollen (3 ) an nur einem ersten Ende in der Nähe des zweiten Längenbereiches (L2) einen Lagerzapfen (7 ) aufweisen und mit dem Lagerzapfen (7 ) in dem ersten Planetenrollenträger (5 ) gelagert sind, und dass die Planetenrollen (3 ) an ihrem zweiten Ende mit ihren Profilierungen (P3.1) in dem zweiten Planetenrollenträger (6 ) abgestützt sind. - Planetenwälzgewindetrieb (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Längenbereich (L1) vom zweiten Längenbereich (L2) verschieden ist. - Planetenwälzgewindetrieb (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Lagerung der Planetenrollen (3 ) in einem ersten Teil (L1.1) des ersten Längenbereiches (L1) über die Erhebungen der Profilierungen (P3.1) der Planetenrollen (3 ) erfolgt. - Planetenwälzgewindetrieb (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenrollenträger (6 ) an dem dem ersten Ende der Planetenrollen (3 ) gegenüberliegenden zweiten Ende der Planetenrollen (3 ) zumindest bereichsweise radial benachbart zu den Planetenrollen (3 ) liegt. - Planetenwälzgewindetrieb (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen der Profilierungen (P3.1) der Planetenrollen (3 ) im ersten Längenbereich (L1) abgeflacht sind. - Planetenwälzgewindetrieb (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenrollen (3 ) stirnseitig an ihrem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende mit einem Axialsicherungsblech (8 ) in Wirkverbindung stehen. - Planetenwälzgewindetrieb (
1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenrollen (3 ) und/oder das Axialsicherungsblech (8 ) an ihrer Kontaktfläche abgerundet ausgebildet sind. - Aktor, insbesondere zur Betätigung einer Kupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeuges, mit einem Planetenwälzgewindetrieb (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |