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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gewindetrieb mit Axialanschlag, insbesondere in Bremskraftverstärkern von Kraftfahrzeugen.
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Gewindetriebe wandeln rotative in translatorische Bewegungen um, oder umgekehrt. Sie weisen eine Gewindespindel und eine darauf angeordnete Mutter auf.
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In vielen Fällen ist ein spindelseitiger Axialanschlag und ein mutterseitiger Anschlag eingerichtet zum Anschlagen des mutterseitigen Anschlags gegen den spindelseitigen Axialanschlag.
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Es ist bekannt, dass der spindelseitige Anschlag eine Blechscheibe aufweisen kann, an deren Innenumfang ein Mehrflachprofil zur drehfesten Verbindung mit der Gewindespindel ausgebildet ist, und an deren der Mutter zugewandten Stirnseite eine Anschlagfläche für den mutterseitigen Anschlag ausgebildet ist.
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Wenn die Mutter unter Relativdrehung von Gewindespindel und Mutter in axialer Richtung zueinander verschoben werden, kommt es am Ende des Hubs zu einem Anschlagen der Mutter an den spindelseitigen Axialanschlag. Der spindelseitige Anschlag kann ein Dämpferelement aufweisen, das in axialer Richtung ein Anschlagen der Mutter dämpft. Im Kontakt der Mutter mit dem Axialanschlag erfolgt eine Relativdrehung in einem Reibkontakt. Die spindelseitige Anschlagfläche kann demzufolge auch als Reibfläche bezeichnet werden.
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Die Blechscheibe des Axialanschlags kann an einem Bauteil axial abgestützt sein, das beispielsweise als drehfest mit der Gewindespindel verbundene Antriebshülse ausgebildet ist, in der die Blechscheibe sitzt.
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Aufgabe der Erfindung war es, einen Gewindetrieb anzugeben, dessen Axialanschlag einfach und kostengünstig herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wurde durch den Gewindetrieb gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckdienliche Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Der Gewindetrieb ist mit einer Gewindespindel und einer darauf angeordneten Mutter versehen. Die Mutter und die Gewindespindel stehen in Schraubeingriff miteinander. Der Gewindetrieb ist vorzugsweise als Kugelgewindetrieb ausgebildet, dessen Kugeln an schraubenförmig um die Gewindetriebsachse gewundenen Kugelrillen der Mutter und der Gewindespindel abwälzen. Der Schraubeingriff ist über die Kugeln gewährleistet.
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Ferner sind ein spindelseitiger Axialanschlag sowie ein mutterseitiger Anschlag zum Anschlagen gegen den spindelseitigen Axialanschlag eingerichtet. Der Axialanschlag kann aus mehreren Bauteilen gebildet sein und beispielsweise ein Dämpfer- oder Federelement umfassen, das ein Anschlagen des mutterseitigen Anschlags gegen den Axialanschlag dämpft.
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Der mutterseitige Anschlag kann auf einfache Art und Weise durch eine Stirnfläche der Mutter bereitgestellt werden. Wenn die Gewindespindel gemeinsam mit dem Axialanschlag drehangetrieben ist, erfolgt unter Drehbetätigung der Gewindespindel eine axiale Verschiebung der Mutter gegenüber der Gewindespindel. Wenn die Mutter in Richtung auf den Axialanschlag verfahren wird, schlägt die Mutter gegen den rotierenden spindelseitigen Axialanschlag und kommt zum Stillstand.
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Der Axialanschlag weist eine Blechscheibe auf, an deren Innenumfang ein Mehrflachprofil zur drehfesten Verbindung mit der Gewindespindel ausgebildet ist. Es kann zweckdienlich sein, wenn die Blechscheibe axiale Verschiebungen gegenüber der Gewindespindel zulässt. In diesem Fall ist es sinnvoll ein axial an der Gewindespindel gehaltenes Stützteil vorzusehen, zwischen dem und der Blechscheibe ein Dämpfer oder eine Feder angeordnet ist, die ein Anschlagen der Mutter gegen den Axialanschlag dämpft. Das Mehrflachprofil kann diese geringfügigen axialen Verschiebungen zulassen.
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Beispielsweise kann ein Zweiflach an die Blechscheibe angeformt sein. Am Innenumfang der Blechscheibe kann zu diesem Zweck ein in Umfangsrichtung um die Spindelachse herum gebildeter Axialbund angeformt sein, dessen innere Mantelfläche das Mehrflachprofil bildet.
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Der Axialbund kann der einwandfreien Übertragung eines Drehmomentes zwischen Blechscheibe und Gewindespindel dienen, wenn die Mutter an der Blechscheibe abgebremst wird. Außerdem kann der Axialbund als Stütze für die Blechscheibe auf der Gewindespindel dienen, so dass die Blechscheibe einwandfrei an der Gewindespindel quer zur Spindelachse ausgerichtet ist. Insbesondere bei dünnwandigen Blechscheiben mit einer Dicke unter einem Millimeter bietet der Axialbund ausreichend Stützfläche zur Übertragung des Drehmomentes.
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Der Axialbund kann der Mutter zugewandt sein und im Kontakt der Blechscheibe mit der Mutter in der Anschlagposition in die Mutter eingreifen. In der Anschlagsituation kann der axiale Bauraum für den Axialanschlag demzufolge reduziert werden.
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Die Blechscheibe weist an ihrer der Mutter zugewandten Stirnseite eine Anschlagfläche für den mutterseitigen Anschlag auf. Vorzugsweise ist die Anschlagfläche unmittelbar an der Stirnseite der Blechscheibe ausgebildet. Im Kontakt der Mutter mit dem Axialanschlag erfolgt eine Relativdrehung in einem Reibkontakt. Nach dem Erstkontakt der Mutter mit dem Axialanschlag kann das erwähnte Dämpferelement durch den wirkenden Stoß in Richtung auf das Stützteil gedrückt werden, wodurch die Blechscheibe axial verschoben wird. Die Mutter folgt dieser axialen Bewegung der Blechscheibe in einer schraubenden Bewegung, so dass die Mutter im Kontakt mit der Blechscheibe eine Relativdrehung verrichtet, die eine Reibung erzeugt. Die spindelseitige Anschlagfläche kann demzufolge auch als Reibfläche bezeichnet werden.
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Die Blechscheibe weist mehrere über den Umfang verteilt angeordnete, aus der Blechscheibe herausgebildete Blechlaschen auf, die jeweils einen axial gerichteten Axialsteg sowie einen an den Axialsteg anschließenden, nach radial außen gerichteten Radialsteg bilden. Der Axialsteg kann als aus der Ebene des Blechs herausgebogene Krümmung gestaltet sein, an die der Radialsteg einstückig anschließt.
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Die Blechlaschen begrenzen einen ringförmigen Aufnahmeraum, in den beispielsweise ein Sicherungsmittel eingesetzt werden kann, um die Blechscheibe an einem Maschinenteil abzustützen; beispielsweise kann ein Sicherungsring in den Aufnahmeraum eingesetzt werden, der in eine Nut des Maschinenteils eingreift oder einschnappt, und eine axiale Abstützung des Sicherungsrings in wenigstens einer der beiden axialen Richtungen gewährleistet.
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Die Blechscheibe bildet mit ihrer auf der Seite der herausgebildeten Blechlaschen gelegenen Stirnfläche sowie mit den Blechlaschen den Aufnahmeraum zur Aufnahme des Sicherungsrings.
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Der Sicherungsring ist somit in beiden axialen Richtungen abgestützt, nämlich einerseits an der Stirnfläche der Blechscheibe und andererseits an den Radialstegen der Blechlaschen. Der Sicherungsring ist außerdem in radialer Richtung gesichert, denn er umgibt die mehreren Axialstege der Blechlaschen, von denen wenigstens drei über den Umfang verteilt ausgebildet sind. Die Radialstege begrenzen demzufolge gemeinsam mit der Stirnfläche eine axiale Erstreckung des Aufnahmeraums und die Axialstege der Blechlaschen begrenzen eine radiale Erstreckung des Aufnahmeraums nach radial innen.
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Die Blechscheibe weist an ihrer der Mutter zugewandten Stirnseite die radial innerhalb der Blechlaschen ausgebildete, umfangseitig geschlossene Anschlagfläche für den mutterseitigen Anschlag auf. Diese Anschlagfläche ist demzufolge kreisringförmig ausgebildet. Die Mutter kann mit ihrer Stirnfläche den mutterseitigen Anschlag bilden. Die spindelseitige Anschlagfläche ist in dieser Weiterbildung kreisringförmig geschlossen und ermöglicht ein zuverlässiges Abbremsen und Stoppen der Mutter am Axialanschlag.
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Die Blechscheibe kann an ihrer von der Mutter abgewandten Stirnseite eine zu der Spindelachse koaxial angeordnete topfförmige Ausnehmung radial innerhalb der Blechlaschen aufweisen. Einerseits verbessert die topfförmige Ausnehmung eine Steifigkeit der Blechscheibe. Andererseits kann die topfförmige Ausnehmung dazu dienen, beispielsweise einen Elastomerring aufzunehmen, der als Dämpfer zwischen der Blechscheibe und einem Anschlagteil des Axialanschlags eingesetzt ist. Das Anschlagteil kann an der Gewindespindel gehaltert sein und einen von der Mutter über die Blechscheibe und den Dämpfer in das anschlagteil übertrageben Stoß aufnehmen.
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Die Blechscheibe ist vorzugsweise aus einem dickengleichen Ausgangsblech gebildet, mit aus dem Ausgangsblech herausgestanzten und gebogenen Blechlaschen und mit dem durch Ausstanzen und Umformen von Material aus dem Ausgangsblech gebildeten Mehrflachprofil.
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Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der Blechscheibe des Gewindetriebs beinhaltet folgende Schritte, die in ihrer Reihenfolge auch geändert sein können. Zunächst kann ein Ausstanzen einer scheibenförmigen Blechplatine mit mehreren über den Umfang verteilt angeordneten radialen Vorsprüngen durchgeführt werden, die durch Radialschnitte in der Blechplatine begrenzt sind. Die Radialschnitte können mit dünnen Profilen des Stanzwerkzeugs gestanzt werden.
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Anschließend kann ein Umbiegen der radialen Vorsprünge in die beschriebene Form der Blechlaschen durchgeführt werden.
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Im Anschluss oder auch zuvor können durch Prägen oder Tiefziehen die topfförmige Ausnehmung sowie der Axialbund erzeugt werden.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in insgesamt sieben Figuren abgebildeten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Gewindetrieb im Längsschnitt,
- 2 ein Element des Gewindetriebs aus 1 in perspektivischer Darstellung
- 3 das Element des Gewindetriebs aus 2 in geänderter perspektivischer Darstellung
- 4 das Element des Gewindetriebs aus 2 in einer Ansicht
- 5 das Element aus 4 im Längsschnitt
- 6 ein Einzelteil des Elementes aus 2 in perspektivischer Darstellung
- 7 das Einzelteil aus 6 in geänderter perspektivischer Darstellung
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Der in 1 abgebildete Gewindetrieb ist als Kugelgewindetrieb ausgebildet, dessen Mutter 1 unter Zwischenschaltung von Kugeln (nicht abgebildet) auf einer Gewindespindel 3 angeordnet ist. Die Kugeln greifen in schraubenförmig um die Spindelachse gewundene Kugelrillen 4, 5 der Mutter 1 und der Gewindespindel 2 ein.
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Im Ausführungsbeispiel ist die Gewindespindel 3 drehangetrieben und die Mutter 1 verfährt entlang der Gewindespindel 3 unter deren Drehbetätigung.
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Ferner sind ein spindelseitiger Axialanschlag 6 sowie ein mutterseitiger Anschlag 7 zum Anschlagen gegen den spindelseitigen Axialanschlag 6 eingerichtet.
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Der mutterseitige Anschlag 7 ist durch eine Stirnfläche 8 der Mutter 1 bereitgestellt. Wenn die Mutter 1 in Richtung auf den Axialanschlag 6 verfahren wird, schlägt die Mutter 1 mit der Stirnfläche 8 gegen den rotierenden spindelseitigen Axialanschlag 6 und kommt zum Stillstand.
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Der Axialanschlag 6 weist eine Blechscheibe 9 auf, an deren Innenumfang ein als Zweiflachprofil 10 ausgebildetes Mehrflachprofil 26 (2) zur drehfesten Verbindung mit der Gewindespindel 3 ausgebildet ist. Zwischen einem axial an der Gewindespindel 3 abgestützten Stützteil 11 und der Blechscheibe 9 ist ein Dämpfer 12 angeordnet, der ein Anschlagen der Mutter 1 gegen den Axialanschlag 6 dämpft. Das Zweiflachprofil 10 kann geringfügige axiale Verschiebungen der Blechscheibe 9 zulassen.
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Die 2, 3, 4 und 5 zeigen ein Element des Axialanschlages 6, das aus der Blechscheibe 9 sowie einem Sicherungsring 13 gebildet ist.
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Am Innenumfang der Blechscheibe 9 ist in Umfangsrichtung um die Spindelachse herum ein Axialbund 14 angeformt, dessen innere Mantelfläche das Zweiflachprofil 10 bildet. Der Axialbund 14 dient der einwandfreien Übertragung eines Drehmomentes zwischen Blechscheibe 9 und Gewindespindel 3, wenn die Mutter 1 an der Blechscheibe 9 abgebremst wird.
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Der Axialbund 14 dient als Stütze für die Blechscheibe 9 auf der Gewindespindel 3, so dass die Blechscheibe 9 einwandfrei an der Gewindespindel 3 quer zur Spindelachse ausgerichtet ist. Der Axialbund 14 ist der Mutter 1 zugewandt und greift im Kontakt der Blechscheibe 9 mit der Mutter 1 in der Anschlagposition in die Mutter 1 ein (1).
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Die Blechscheibe 9 weist an ihrer der Mutter 1 zugewandten Stirnseite eine Anschlagfläche 15 für den mutterseitigen Anschlag 7 auf. Die Anschlagfläche 15 ist unmittelbar an der Stirnseite der Blechscheibe 9 ausgebildet. Im Kontakt der Mutter 1 mit dem Axialanschlag 6 erfolgt eine Relativdrehung in einem Reibkontakt. Die spindelseitige Anschlagfläche 15 kann demzufolge auch als Reibfläche bezeichnet werden.
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Die Blechscheibe 9 weist mehrere über den Umfang verteilt angeordnete, aus der Blechscheibe 9 herausgebildete Blechlaschen 16 auf, die jeweils einen axial gerichteten Axialsteg 17 (4) sowie einen an den Axialsteg 17 anschließenden, nach radial außen gerichteten Radialsteg 18 bilden.
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Die Blechlaschen 16 begrenzen einen ringförmigen Aufnahmeraum 19, in den der Sicherungsring 13 eingesetzt ist. Der Sicherungsring 13 greift in eine Nut 20 eines Maschinenteils 21 ein.
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Die Blechscheibe 9 bildet mit ihrer auf der Seite der herausgebildeten Blechlaschen 16 gelegenen Stirnfläche 22 sowie mit den Blechlaschen 16 den Aufnahmeraum 19 zur Aufnahme des Sicherungsrings 13 (7). Der Sicherungsring ist 13 in beiden axialen Richtungen abgestützt, einerseits an der Stirnfläche 22 der Blechscheibe 9 und andererseits an den Radialstegen 18 der Blechlaschen 16. Der Sicherungsring 13 ist außerdem in radialer Richtung gesichert, denn er umgibt die mehreren Axialstege 17 der Blechlaschen 16, von denen drei über den Umfang gleichmäßig verteilt ausgebildet sind.
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Die Blechscheibe 9 weist an ihrer der Mutter 1 zugewandten Stirnseite die radial innerhalb der Blechlaschen 16 ausgebildete, umfangseitig geschlossene Anschlagfläche 15 für den mutterseitigen Anschlag auf (5). Die spindelseitige Anschlagfläche 15 ringförmig geschlossen und ermöglicht ein zuverlässiges Abbremsen und Stoppen der Mutter 1 am Axialanschlag 6.
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Die Blechscheibe 9 weist an ihrer von der Mutter 1 abgewandten Stirnseite eine zu der Spindelachse koaxial angeordnete topfförmige Ausnehmung 23 auf, die radial innerhalb der Blechlaschen 16 angeordnet ist. Ein Boden 24 der topfförmigen Ausnehmung 23 bildet an seiner der Mutter 1 zugewandten Seite die Anschlagfläche 15, die radial innerhalb der Blechlaschen 16 angeordnet ist.
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Die topfförmige Ausnehmung 23 gewährleistet eine kantenfreie Aufnahme des Dämpfers 12. Die topfförmige Ausnehmung 23 wird über einen Stempel in einer Platine tiefgezogen. Aufgrund des Umformprozesses und entsprechendem Stempel entstehen keine scharfen Kanten und fließende Übergänge sind gewährleistet.
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Um die Anschlagfläche 15 möglichst groß zu gestalten kann durch einen Kalibrier/ Präge Schritt ein Radius R zwischen der Ebene der Blechscheibe 9 und der Wandung der topfförmigen Ausnehmung 23 klein gehalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mutter
- 2
- -
- 3
- Gewindespindel
- 4
- Kugelrille
- 5
- Kugelrille
- 6
- spindelseitiger Axialanschlag
- 7
- mutterseitiger Anschlag
- 8
- Stirnfläche
- 9
- Blechscheibe
- 10
- Zweiflachprofil
- 11
- Stützteil
- 12
- Dämpfer
- 13
- Sicherungsring
- 14
- Axialbund
- 15
- Anschlagfläche
- 16
- Blechlasche
- 17
- Axialsteg
- 18
- Radialsteg
- 19
- Aufnahmeraum
- 20
- Nut
- 21
- Maschinenteil
- 22
- Stirnfläche
- 23
- topfförmige Ausnehmung
- 24
- Boden
- 25
- -
- 26
- Mehrflachprofil
