DE102017209685A1 - Spindle drive for an actuator, in particular a rear axle steering - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Spindelantrieb (2) für einen Aktuator (1), insbesondere einer Hinterachslenkung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Spindel (3) mit einem Spindelgewinde, welches einen Gewindedurchmesser, eine Gesamtlänge (I), einen mittleren Gewindebereich (x0) und mindestens einen äußern Gewindeendbereich (x1, x2) aufweist, sowie eine Spindelmutter (4) mit einem Muttergewinde, wobei das Spindelgewinde und das Muttergewinde als Bewegungsgewinde ausgebildet sind und die in Drehrichtung antreibbare Spindelmutter (4) mit der axial verschiebbaren Spindel (3) über das Bewegungsgewinde in Eingriff stehen und wobei das Spindelgewinde ein nach der Dreidrahtmethode messbares Prüfmaß aufweist.
Es wird vorgeschlagen, dass das Prüfmaß des Spindelgewindes in dem mindestens einen äußeren Gewindeendbereich (x1, x2) gegenüber dem Prüfmaß im mittleren Gewindebereich (x0) reduziert ist.
The invention relates to a spindle drive (2) for an actuator (1), in particular a rear axle steering system for a motor vehicle, comprising a spindle (3) with a spindle thread which has a thread diameter, an overall length (I), a middle threaded area (x0) and at least an external threaded end region (x1, x2), and a spindle nut (4) with a female thread, wherein the spindle thread and the female thread are formed as a movement thread and the spindle nut (4) drivable in the direction of rotation with the axially displaceable spindle (3) via the movement thread are engaged and wherein the spindle thread has a measurable by the three-wire method Prüfmaß.
It is proposed that the test dimension of the spindle thread in the at least one outer threaded end region (x1, x2) is reduced compared to the test dimension in the middle threaded region (x0).
Description
Die Erfindung betrifft einen Spindelantrieb für einen Aktuator, insbesondere einer Hinterachslenkung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a spindle drive for an actuator, in particular a rear axle steering for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
Durch die
Ein Problem bei derartigen Spindelantrieben ist die ausreichende Versorgung des Bewegungsgewindes mit einem Schmierstoff. Bei einem Spindelantrieb, der in einem Aktuator, insbesondere für die Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges eingebaut ist, muss die Schmierung für die Lebensdauer des Aktuators gewährleistet sein, da eine Nachschmierung nicht möglich ist. Der Schmierstoff muss daher im Bereich des Mutergewindes oder der Spindelmutter zurückgehalten werden, damit er nicht für die Schmierung verloren geht. Es hat sich gezeigt, dass der Fettfilm, der die Schmierung des Gewindes gewährleisten soll, bei großen Hüben der Spindel, also bei vollen Lenkausschlägen der Hinterräder durch das Muttergewinde abgestreift wird. Dies kann zu einer unzureichenden Schmierung führen, welche den Betrieb des Spindelantriebes beeinträchtigen könnte.A problem with such spindle drives is the sufficient supply of the movement thread with a lubricant. In a spindle drive, which is installed in an actuator, in particular for the rear axle steering of a motor vehicle, the lubrication must be ensured for the life of the actuator, since relubrication is not possible. The lubricant must therefore be retained in the area of the Mutergewinde or the spindle nut so that it is not lost for lubrication. It has been shown that the grease film, which is to ensure the lubrication of the thread is stripped at large strokes of the spindle, so at full steering deflections of the rear wheels through the nut thread. This can lead to insufficient lubrication, which could affect the operation of the spindle drive.
Die Erfindung umfasst die Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention comprises the features of claim 1. Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Prüfmaß, welches nach der bekannten Dreidraht-Methode ermittelt wird, in den äußeren Gewindeendbereichen geringer ist als das Prüfmaß im mittleren Gewindebereich, der auch als Haupteingriff zwischen Spindelgewinde und Muttergewinde bezeichnet wird. Die Dreidraht-Methode ist ein bekanntes Messverfahren zur Bestimmung des Flankendurchmessers eines Gewindes, sei es ein Spitzgewinde oder ein Trapezgewinde. Dabei werden drei Drähte, zwei auf einer Seite und einer auf der gegenüberliegenden Seite in die Gewinderillen gelegt und ihr diametraler Abstand gemessen, wobei der Durchmesser der Drähte in der Norm DIN 13 festgelegt ist. Das ermittelte Prüfmaß dient als Ausgangspunkt für die rechnerische Ermittlung des Flankendurchmessers. Dieses Prüfmaß dient bei der Erfindung als Kriterium für das unterschiedlich ausgebildete Spindelgewinde einerseits im mittleren Gewindebereich und andererseits in den Gewindeendbereichen. Durch die erfindungsgemäße Reduzierung des Prüfmaßes wird das Axial- oder Flankenspiel zwischen dem Spindelgewinde und dem Muttergewinde vergrößert, weil das Profil der Gewindegänge des Spindelgewindes in axialer Richtung schmaler und die Gewinderillen dementsprechend breiter werden. Diese Veränderung der Profilgeometrie in den Gewindeendbereichen führt dazu, dass sich die Anzahl der tragenden Gewindegänge zwischen der Spindel und der Spindelmutter reduziert, wodurch ein Teil der Spindelgewindezähne abhebt und neues Fett in den Gewindeflanken aufgenommen werden kann. Die erfinderische Maßnahme beruht auch auf der Erkenntnis, dass maximale oder größere Spindelhübe, d. h. maximale Auslenkungen der Hinterräder in der Praxis nur in einer relativ geringen Häufigkeit vor kommen, beispielsweise im Bereich von etwa 1 %, d. h. von hundert Stellbewegungen der Spindel ist etwa nur eine ein Maximalhub.According to the invention, the test dimension, which is determined by the known three-wire method, is smaller in the outer threaded end regions than the test dimension in the central threaded region, which is also referred to as the main engagement between the spindle thread and the female thread. The three-wire method is a known measuring method for determining the pitch diameter of a thread, be it a pointed thread or a trapezoid thread. In the process, three wires, two on one side and one on the opposite side, are placed in the thread grooves and their diametrical distance is measured, the diameter of the wires being specified in
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weisen die äußeren Gewindebereiche eine axiale Erstreckung von 10 bis 30 % der Gesamtlänge des Gewindes auf. In diesen Beeichen ist also das Prüfmaß geringer als im mittleren Gewindebereich, d. h. dem Haupteingriff, der somit eine axiale Erstreckung von 70 bis 90 % der Gesamtlänge aufweist.According to a preferred embodiment, the outer threaded portions on an axial extent of 10 to 30% of the total length of the thread. In these respects, the test dimension is smaller than in the middle threaded area, ie. H. the main engagement, which thus has an axial extent of 70 to 90% of the total length.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Prüfmaß in den äußeren Gewindeendbereichen um ca. 10 % reduziert, d. h. das Prüfmaß beträgt etwa 90 % des Prüfmaßes im Haupteingriff des Gewindes.According to another preferred embodiment, the test dimension in the outer threaded end regions is reduced by approximately 10%, i. H. The test dimension is about 90% of the test dimension in the main engagement of the thread.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Spindelmutter an ihren Stirnseiten Abstreifelemente auf, welche beispielsweise in der älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
-
1 einen Aktuator mit einem Spindelantrieb, -
2 eine Messanordnung zur Bestimmung eines Prüfmaßes für ein Gewinde, -
3 einen Ausschnitt eines normgerechten Trapezgewindes, -
4 einen Ausschnitt eines modifizierten Trapezgewindes und -
5 ein Abstreifelement für eine Spindel.
-
1 an actuator with a spindle drive, -
2 a measuring arrangement for determining a test dimension for a thread, -
3 a section of a standard trapezoidal thread, -
4 a section of a modified trapezoidal thread and -
5 a stripping element for a spindle.
Bevorzugt weist die flexible Scheibe auf ihrem Innenumfang eine mit dem Spindelgewinde in Eingriff stehende Abstreifkante auf, welche vorzugsweise einstückig mit der flexiblen Scheibe ausgebildet ist. Die Abstreifkante ist vorzugsweise umlaufend ausgebildet, kann jedoch auch in Umfangsrichtung teilweise unterbrochen sein. Die Abstreifkante weist einen gegenüber dem Außendurchmesser des Spindelgewindes geringeren Innendurchmesser auf und steht daher in Eingriff mit dem Spindelgewinde.Preferably, the flexible disc on its inner circumference on a standing with the spindle thread in engagement scraper edge, which is preferably formed integrally with the flexible disc. The wiping edge is preferably formed circumferentially, but may also be partially interrupted in the circumferential direction. The wiper edge has a smaller inner diameter relative to the outer diameter of the spindle thread and is therefore in engagement with the spindle thread.
Die Abstreifkante weist bevorzugt einen schraubenförmigen Verlauf mit der Steigung des Muttergewindes auf, d. h. die Abstreifkante bildet quasi eine zusätzliche Windung des Muttergewindes, welche allerdings in axialer Richtung gegenüber dem Muttergewinde versetzt ist. Sollte sich der schraubenförmige Verlauf des Muttergewindes nicht kontinuierlich in dem Innengewindegang des Abstreifelementes fortsetzen, sondern in axialer oder tangentialer Richtung eine Diskontinuität aufweisen, so wird diese beim Einschrauben der Spindel durch ein elastisches Ausweichen der flexiblen Scheibe in axialer Richtung kompensiert.The scraping edge preferably has a helical course with the pitch of the nut thread, d. H. the wiping edge forms an additional turn of the nut thread, which is, however, offset in the axial direction relative to the nut thread. If the helical course of the nut thread does not continue continuously in the internal thread of the stripper, but in the axial or tangential direction have a discontinuity, this is compensated when screwing the spindle by an elastic deflection of the flexible disc in the axial direction.
Bevorzugt weist die flexible Scheibe, in axialer Richtung gesehen, die Form eines Kreisringes auf, welcher einen radial äußeren Befestigungsbereich aufweist, welcher mittelbar oder direkt mit der Spindelmutter verbunden ist. Somit ergeben sich verschiedene Befestigungsmöglichkeiten der flexiblen Scheibe gegenüber der Spindelmutter.Preferably, the flexible disc, seen in the axial direction, the shape of a circular ring, which has a radially outer mounting portion which is indirectly or directly connected to the spindle nut. Thus, different mounting options of the flexible disc relative to the spindle nut arise.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung ist der Befestigungsbereich der flexiblen Scheibe mit einem Dichtungsträger verbunden, der seinerseits auf der Spindelmutter befestigt ist. Vorzugsweise bildet die flexible Scheibe mit dem Dichtungsträger ein Bauteil, welches auf der Spindelmutter montierbar ist. Der Dichtungsträger ist als metallischer Ring ausgebildet, welcher auf einen passenden Sitz der Spindelmutter aufgeschoben und dort kraftschlüssig befestigt werden kann.According to a further preferred embodiment, the attachment region of the flexible disc is connected to a seal carrier, which in turn is mounted on the spindle nut. Preferably, the flexible disc with the seal carrier forms a component which can be mounted on the spindle nut. The seal carrier is designed as a metallic ring, which can be pushed onto a matching seat of the spindle nut and fixed there in a non-positive fit.
Bevorzugt wird das aus Dichtungsträger und flexibler Scheibe bestehende Bauteil stirnseitig auf der Spindelmutter befestigt, vorzugsweise auf beiden Stirnseiten.Preferably, the component consisting of the seal carrier and the flexible disk is fastened to the end face of the spindle nut, preferably on both end faces.
Die flexible Scheibe ist bevorzugt aus einem Elastomer hergestellt, welches vorzugsweise über einen Wulst mit dem metallischen Dichtungsträger verbunden wird. Die flexible Scheibe einschließlich der Abstreifkante und des Wulstes ist bevorzugt als Spritzgussformteil hergestellt.The flexible disc is preferably made of an elastomer, which is preferably connected via a bead with the metallic seal carrier. The flexible disk including the wiper edge and the bead is preferably produced as an injection molded part.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Hinterachslenkung mit einem Spindelantrieb für einen Aktuator wie zuvor im Detail beschrieben ausgebildet.According to a further aspect of the invention, a rear axle steering with a spindle drive for an actuator is designed as described in detail above.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Aktuatoractuator
- 22
- Spindelantriebspindle drive
- 33
- Spindelspindle
- 44
- Spindelmutterspindle nut
- 55
- Gehäusecasing
- 66
- Riemenbelt
- 77
- Elektromotorelectric motor
- 88th
- Gelenkzapfenpivot pin
- 99
- Gelenkzapfenpivot pin
- 1010
- Messanordnungmeasuring arrangement
- 1111
- Bolzengewindebolt thread
- 11a11a
- Gewindezahnthread tooth
- 11b11b
- Gewinderillethread groove
- 12a12a
- Tasterbutton
- 12b12b
- Tasterbutton
- 1313
- Trapezgewinde (normgerecht)Trapezoidal thread (standard)
- 13a13a
- Gewindezahnthread tooth
- 13b13b
- Gewinderillethread groove
- 1414
- Messdrahtmeasuring wire
- 1515
- Trapezgewinde (modifiziert)Trapezoidal thread (modified)
- 15a15a
- Gewindezahnthread tooth
- 15b15b
- Gewinderillethread groove
- 15c 15c
- Flankeflank
- 1616
- Messdrahtmeasuring wire
- 1717
- Spindelspindle
- 17a17a
- Spindelgewindespindle thread
- 1818
- Spindelmutterspindle nut
- 18a18a
- Muttergewindenut thread
- 1919
- Abstreifelementstripping element
- 19a19a
- flexibler Bereichflexible area
- 19b19b
- Ringring
- aa
- Spindelachsespindle axis
- dd
- GewindedurchmesserThread diameter
- D1D1
- erster Messdrahtfirst measuring wire
- D2D2
- zweiter Messdrahtsecond measuring wire
- D3D3
- dritter Messdrahtthird measuring wire
- II
- Gewindelängethread length
- MM
- Prüfmaß (allgemein)Test dimension (general)
- M0M0
- Prüfmaß für Abschnitt x0Test dimension for section x0
- M1M1
- Prüfmaß für Abschnitt x1Test dimension for section x1
- M2M2
- Prüfmaß für Abschnitt x2Test dimension for section x2
- x0x0
- mittlerer Gewindeabschnittmiddle threaded section
- x1x1
- äußerer Gewindeendbereichouter threaded end area
- x2x2
- äußerer Gewindeendbereichouter threaded end area
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014206934 A1 [0002]DE 102014206934 A1 [0002]
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DE102017209685.3A DE102017209685A1 (en) | 2017-06-08 | 2017-06-08 | Spindle drive for an actuator, in particular a rear axle steering |
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