DE102017127404A1

DE102017127404A1 - Kugelgewindetrieb

Info

Publication number: DE102017127404A1
Application number: DE102017127404.9A
Authority: DE
Inventors: Renato Rodrigues de Paula; Mario KREUTZER; Michael Zinnecker
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-11-21
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2019-05-23
Anticipated expiration: 2037-11-22
Also published as: DE102017127404B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb (1), umfassend eine mit einem Innengewinde (2) versehene Kugelgewindemutter (3), eine die Kugelgewindemutter (3) durchsetzende und mit einem Außengewinde (4) versehene Kugelgewindespindel (5), wobei zwischen der Kugelgewindemutter (3) und der Kugelgewindespindel (5) Wälzkörper (6) angeordnet sind, wobei in mindestens einem Endbereich des Innengewindes (2) ein Federelement (7) angeordnet ist, das sich zwischen den Wälzkörpern (6) und einem in der Kugelgewindemutter (3) ausgebildeten Anschlag (8) erstreckt. Um einen solchen Kugelgewindetrieb kostengünstig realisieren zu können, sieht die Erfindung vor, dass der Anschlag (8) durch ein Formteil (9) gebildet wird, das separat von der Kugelgewindemutter (3) hergestellt und mit dieser verbunden ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb, umfassend eine mit einem Innengewinde versehene Kugelgewindemutter, eine die Kugelgewindemutter durchsetzende und mit einem Außengewinde versehene Kugelgewindespindel, wobei zwischen der Kugelgewindemutter und der Kugelgewindespindel Wälzkörper angeordnet sind, wobei in mindestens einem Endbereich des Innengewindes ein Federelement angeordnet ist, das sich zwischen den Wälzkörpern und einem in der Kugelgewindemutter ausgebildeten Anschlag erstreckt.
Hintergrund der Erfindung
Ein Kugelgewindetrieb dieser Art ist in der US 2012/0018262 A1 offenbart. Dieser wird hier für eine elektromechanische Fahrzeugbremse eingesetzt, bei der in Kombination eine hydraulische Betriebsbremse und eine elektromechanische Feststellbremse vorgesehen ist. Die elektromechanische Feststellbremse wird dabei über den Kugelgewindetrieb betätigt, wobei ein Federelement in Form einer Schraubenfeder im Endbereich des Innengewindes der Kugelgewindemutter angeordnet ist, welches bei einem lastfreien Betätigen des Kugelgewindetriebs ein Rutschen der Wälzkörper ermöglicht uns bei einem Betätigen des Kugelgewindetriebs unter Last ein Abrollen der Wälzkörper bewirkt. Die genannten Federelemente, von denen bevorzugt zwei in den beiden Endbereichen des Innengewindes der Kugelgewindemutter platziert sind, dienen somit zur Positionieren des Satzes Wälzkörper an der gewünschten Stelle, wenn diese nicht mehr unter Last sind. Insofern kann auf ein Kugelumlaufsystem verzichtet werden.
Hierzu muss die Schraubenfeder mit ihrem einen Ende an einem Anschlag anlaufen, der in der Mutter des Kugelgewindetriebs ausgebildet ist. Bei der vorbekannten Lösung ist hierzu vorgesehen, dass dieser Anschlag, ausgebildet als taschenförmige Vertiefung, in einem Schlagverfahren oder in einem Fräsverfahren in die Gewindemutter eingebracht ist.
Die Herstellung des Kugelgewindetriebs und namentlich deren Mutter ist daher bei der vorbekannten Lösung relativ aufwendig und somit kostenintensiv.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Kugelgewindetrieb so fortzubilden, dass er kostengünstig realisiert werden kann. Dennoch sollen in der Mutter des Kugelgewindetriebs präzise ausgeformte Anschläge für die zum Einsatz kommenden Federelemente vorhanden sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag durch ein Formteil gebildet wird, das separat von der Kugelgewindemutter hergestellt und mit dieser verbunden ist.
Bevorzugt ist dabei in zwei Endbereichen des Innengewindes jeweils ein Federelement angeordnet, die sich zwischen den Wälzkörpern und jeweiligen in der Kugelgewindemutter ausgebildeten Anschlägen erstrecken. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass in diesem Falle beide Anschläge durch ein einziges Formteil gebildet werden, das separat von der Kugelgewindemutter hergestellt und mit dieser verbunden ist.
Wesentliche fertigungstechnische Vorteile ergeben sich, wenn das Formteil durch einen Spritzgießprozess hergestellt ist, bei dem spritzgießförmiges Material an die Kugelgewindemutter angespritzt wird.
Die beiden Bereiche des Formteils, die die Anschläge bilden, können dabei über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sein. Der Verbindungsabschnitt verläuft dabei bevorzugt in einer nutförmigen Vertiefung der Kugelgewindemutter im Bereich des Außenumfangs der Kugelgewindemutter.
Das Formteil greift, zwecks gutem Halt des Formteils, vorzugsweise in mindestens eine schlitzförmige und sich in Längsrichtung der Kugelgewindemutter erstreckende Öffnung ein.
Das Formteil kann dabei auch teilweise in das Innengewinde der Kugelgewindemutter eingreifen.
Der Kugelgewindetrieb ist bevorzugt Bestandteil eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs. Das Bremssystem ist dabei bevorzugt eine kombinierte Fahrzeugbremse umfassend eine hydraulisch betätigbare Betriebsbremse und eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremse.
Der vorgeschlagene Kugelgewindetrieb wird insbesondere in einer Bremseinrichtung eingesetzt, die als Parkbremse eines Kraftfahrzeugs Verwendung findet.
Bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung des Kugelgewindetriebs kann in fertigungstechnisch einfacher Weise die Mutter des Kugelgewindetriebs präzise geformt werden, wobei ein vorgeformte Basisteil der Mutter in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt und dann das Material, welches das genannte Formteil bildet, angespritzt wird. So werden die benötigten Anschläge für die Federelemente schnell und präzise ausgebildet bzw. ausgeformt.
Figurenliste
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

1 in perspektivischer Darstellung einen Kugelgewindetrieb, der Bestandteil eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs ist,
2 in perspektivischer Darstellung den Kugelgewindetrieb gemäß 1 aus einem anderen Blickwinkel gesehen,
3 den Schnitt A-A durch den Kugelgewindetrieb gemäß 4,
4 die Seitenansicht des Kugelgewindetriebs gemäß 1 und 2,
5 in der Seitenansicht die Einzelteile des Kugelgewindetriebs gemäß 1 und 2,
6 eine Explosionsdarstellung des Kugelgewindetriebs gemäß 1 und 2,
7 in perspektivischer Darstellung die Kugelgewindemutter des Kugelgewindetriebs gemäß 1 und 2,
8 in Explosionsdarstellung die Bestandteile der Kugelgewindemutter gemäß 7,
9 die Explosionsdarstellung gemäß 8, aus einem anderen Blickwinkel gesehen,
10 in perspektivischer Schnittdarstellung den Kugelgewindetrieb gemäß 1 und 2,
11 die Vorderansicht des Kugelgewindetriebs gemäß 10, gesehen in Längsrichtung des Kugelgewindetriebs, und
12 die Einzelheit „Z“ gemäß 11.

Ausführliche Beschreibung der Figuren
In den 1 bis 6 ist ein Kugelgewindetrieb 1 in verschiedenen Darstellungen gezeigt, der Bestandteil einer Bremsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs ist. Diesbezüglich wird ausdrücklich auf die oben genannte US 2012/0018262 A1 Bezug genommen, wo neben dem Kugelgewindetrieb als solchem auch die spezifische Anwendung in der Bremsvorrichtung erläutert und beschrieben ist. Daher wird hier lediglich auf die Besonderheiten eingegangen, durch die sich die vorgeschlagene Lösung auszeichnet.
Der Kugelgewindetrieb 1 hat eine Kugelgewindemutter 3, die ein Innengewinde 2 aufweist. Das Innengewinde 2 stellt die Laufbahn für Kugeln 6 dar. Eine Kugelgewindespindel 5 mit einem Außengewinde 4 durchsetzt die Mutter 3 in bekannter Weise, wobei bei einer relativen Drehung zwischen Spindel 5 und Mutter 3 eine relative Verschiebung dieser beiden Bauteile in Längsrichtung L der Kugelgewindemutter 3 erfolgt.
Bei der hier relevanten Bauform ist vorgesehen, dass in den beiden Endbereichen des Innengewindes 2 jeweils ein Federelement 7 und 10 angeordnet ist, die jeweils als Schraubenfedern ausgebildet sind. Diese Federelemente üben bei gegebener Position des Kugelsatzes Kräfte auf diesen aus, so dass die Kugeln 6 in einer gewünschten Lage verbleiben. Hierzu sei angemerkt, dass dies infolge des Umstands erforderlich ist, weil kein Kugelumlaufsystem zum Einsatz kommt. Demgemäß bewirken die beiden Federelemente 7 und 10 - bei entsprechender Lage der Kugeln 6 im Bereich des Gewindeganges - eine elastische Kraft auf den Satz Kugeln 6, so dass diese zwischen den Gewindegängen von Mutter 3 und Spindel 5 verschoben werden können.
Hierfür ist es erforderlich, dass Anschläge 8 und 11 in der Kugelgewindemutter 3 ausgebildet sind, wie es aus den weiteren 7 bis 12 hervorgeht; hierzu wird insbesondere auf 8 Bezug genommen, wo zu erkennen ist, dass die beiden Anschläge 8 und 11 für die beiden Federelemente 7 und 10 durch ein Formteil 9 gebildet wird. Dieses Formteil 9 wird durch einen Spritzgießprozess erzeugt, bei dem es an den Grundkörper der Kugelgewindemutter 3 angespritzt wird.
Hierfür weist die Kugelgewindemutter 3 eine nutförmige Vertiefung 13 auf (siehe hierzu am besten 6), die sich in Längsrichtung L der Kugelgewindemutter 3 erstreckt und einen Fließkanal für das Material des Formteils 9 während des Spritzgießprozesses bildet.
Das sich ausbildende Formteil 9 hat somit einen Verbindungsabschnitt 12, welcher die beiden Bereiche miteinander verbindet, die die Anschläge 8 und 11 aufweisen (siehe hierzu am besten 8).
Eine feste Verankerung des Formteils 9 in der Kugelgewindemutter 3 ergibt sich, wenn zusätzlich in der Kugelgewindemutter 3 eine oder mehrere schlitzförmige Öffnungen 14 ausgebildet sind, in die das Material des Formteils 9 beim Spritzgießprozess eintreten kann.
Bezugszeichenliste

1: Kugelgewindetrieb
2: Innengewinde
3: Kugelgewindemutter
4: Außengewinde
5: Kugelgewindespindel
6: Wälzkörper (Kugel)
7: Federelement
8: Anschlag
9: Formteil
10: Federelement
11: Anschlag
12: Verbindungsabschnitt
13: nutförmige Vertiefung
14: schlitzförmige Öffnung
L: Längsrichtung der Kugelgewindemutter

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 Patentliteratur

US 2012/0018262 A1 [0002, 0016]

Claims

Kugelgewindetrieb (1), umfassend eine mit einem Innengewinde (2) versehene Kugelgewindemutter (3), eine die Kugelgewindemutter (3) durchsetzende und mit einem Außengewinde (4) versehene Kugelgewindespindel (5), wobei zwischen der Kugelgewindemutter (3) und der Kugelgewindespindel (5) Wälzkörper (6) angeordnet sind, wobei in mindestens einem Endbereich des Innengewindes (2) ein Federelement (7) angeordnet ist, das sich zwischen den Wälzkörpern (6) und einem in der Kugelgewindemutter (3) ausgebildeten Anschlag (8) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (8) durch ein Formteil (9) gebildet wird, das separat von der Kugelgewindemutter (3) hergestellt und mit dieser verbunden ist.
Kugelgewindetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in zwei Endbereichen des Innengewindes (2) jeweils ein Federelement (7, 10) angeordnet ist, die sich zwischen den Wälzkörpern (6) und jeweiligen in der Kugelgewindemutter (3) ausgebildeten Anschlägen (8, 11) erstrecken.
Kugelgewindetrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Anschläge (8, 11) durch ein einziges Formteil (9) gebildet werden, das separat von der Kugelgewindemutter (3) hergestellt und mit dieser verbunden ist.
Kugelgewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (9) durch einen Spritzgießprozess hergestellt ist, bei dem spritzgießförmiges Material an die Kugelgewindemutter (3) angespritzt wird.
Kugelgewindetrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Bereiche des Formteils (9), die die Anschläge (8, 11) bilden, über einen Verbindungsabschnitt (12) miteinander verbunden sind.
Kugelgewindetrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (12) in einer nutförmigen Vertiefung (13) der Kugelgewindemutter (3) im Bereich des Außenumfangs der Kugelgewindemutter (3) verläuft.
Kugelgewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (9) in mindestens eine schlitzförmige und sich in Längsrichtung (L) der Kugelgewindemutter (3) erstreckende Öffnung (14) eingreift.
Kugelgewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (9) teilweise in das Innengewinde (2) der Kugelgewindemutter (3) eingreift.
Kugelgewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass er Bestandteil eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs ist.
Kugelgewindetrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem eine kombinierte Fahrzeugbremse umfassend eine hydraulisch betätigbare Betriebsbremse und eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremse ist.