DE102022121514A1

DE102022121514A1 - Rolling screw drive

Info

Publication number: DE102022121514A1
Application number: DE102022121514.8A
Authority: DE
Inventors: Daniel Hell; Jean Walter
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-08-25
Filing date: 2022-08-25
Publication date: 2024-03-07

Abstract

Ein Wälzgewindetrieb (1), insbesondere Kugelgewindetrieb, umfasst zwei Gewindetriebselemente (2, 4), nämlich eine Gewindespindel (2) und eine Spindelmutter (4), zwischen den Gewindetriebselementen (2, 4) angeordnete Wälzkörper (10), sowie einer die Gewindetriebselemente (2, 4) relativ zueinander lagernde Gleitlagerung (21). Die Spindelmutter (4) ist zugleich als Innenring (11) eines Rotativlagers (23), insbesondere eines mehrreihigen Wälzlagers, ausgebildetA roller screw drive (1), in particular a ball screw drive, comprises two screw drive elements (2, 4), namely a threaded spindle (2) and a spindle nut (4), rolling bodies (10) arranged between the screw drive elements (2, 4), and one of the screw drive elements ( 2, 4) sliding bearings (21) that are mounted relative to one another. The spindle nut (4) is also designed as an inner ring (11) of a rotary bearing (23), in particular a multi-row rolling bearing

Description

Die Erfindung betrifft einen beispielsweise für die Verwendung in einem elektromechanischen Aktuator geeigneten Wälzgewindetrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a roller screw drive according to the preamble of claim 1, which is suitable, for example, for use in an electromechanical actuator.

Ein gattungsgemäßer Wälzgewindetrieb ist aus der DE 195 04 808 A1 bekannt. Es handelt sich hierbei um einen Kugelgewindetrieb mit Gleitlagerführung. Die in der DE 195 04 808 A1 beschriebene Vorrichtung umfasst eine Spindelmutter, in welcher zwei Gleitlagerbuchsen eingesetzt sind, die am Außendurchmesser der Spindel geführt werden. Damit soll eine Verkippung der Spindelmutter auf den Toleranzbereich der Gleitlager begrenzt bleiben.A generic rolling screw drive is from the DE 195 04 808 A1 known. This is a ball screw with a plain bearing guide. The ones in the DE 195 04 808 A1 The device described includes a spindle nut in which two plain bearing bushes are inserted, which are guided on the outer diameter of the spindle. This is intended to limit tilting of the spindle nut to the tolerance range of the plain bearings.

Eine Vorrichtung zur Prüfung des Kippspiels eines Kugelgewindetriebs ist zum Beispiel in der DE 10 2012 008 106 B4 beschrieben. Die Prüfvorrichtung nach der DE 10 2012 008 106 B4 umfasst unter anderem einen Wegaufnehmer oder Kippwinkelaufnehmer für die Messung der relativen Position der Spindel zur Kugelmutter.A device for checking the tilting play of a ball screw is, for example, in the DE 10 2012 008 106 B4 described. The testing device according to the DE 10 2012 008 106 B4 includes, among other things, a displacement sensor or tilt angle sensor for measuring the relative position of the spindle to the ball nut.

Die DE 10 2015 104 925 A1 offenbart einen Kugelgewindetrieb als Teil einer Lenkung eines Kraftfahrzeugs. Die Gewindespindel des Kugelgewindetriebs ist mit Hilfe eines Gleitlager-Elements gegenüber einem Gehäuse abgestützt. Bei dem Gleitlagerelement handelt es sich um eine Gleitlagerbuchse, welche in dem Gehäuse kardanisch gelagert ist.The DE 10 2015 104 925 A1 discloses a ball screw as part of a motor vehicle steering system. The threaded spindle of the ball screw is supported against a housing using a plain bearing element. The plain bearing element is a plain bearing bushing which is gimbal-mounted in the housing.

Die DE 10 2020 118 230 A1 beschreibt einen Kugelgewindetrieb, welcher für die Verwendung in einer Feststellbremse vorgesehen ist. In einem Gewindegang des Kugelgewindetriebs können Kugeln und Federelemente spielbehaftet angeordnet sein.The DE 10 2020 118 230 A1 describes a ball screw intended for use in a parking brake. Balls and spring elements can be arranged with play in a thread of the ball screw.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickelten Wälzgewindetrieb anzugeben, welcher sich durch ein besonders günstiges Verhältnis zwischen geometrischer Präzision und beim Betrieb auftretender Reibung auszeichnet.The invention is based on the object of specifying a roller screw drive that has been further developed compared to the prior art and is characterized by a particularly favorable relationship between geometric precision and the friction that occurs during operation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Wälzgewindetrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Wälzgewindetrieb umfasst in an sich bekannter Grundkonzeption zwei Gewindetriebselemente, nämlich eine Gewindespindel und eine Spindelmutter, zwischen den Gewindetriebselementen angeordnete Wälzkörper, sowie eine die Gewindetriebselemente relativ zueinander lagernde Gleitlagerung.This object is achieved according to the invention by a rolling screw drive with the features of claim 1. The rolling screw drive comprises, in a basic concept known per se, two screw drive elements, namely a threaded spindle and a spindle nut, rolling elements arranged between the screw drive elements, and a sliding bearing which supports the screw drive elements relative to one another.

Gemäß Anspruch 1 ist die Spindelmutter des Wälzgewindetriebs zugleich als Innenring eines Rotativlagers, insbesondere Wälzlagers, ausgebildet. Ein und dasselbe Gewindetriebselement, nämlich die Spindelmutter, stellt somit zugleich einen Außenring einer ersten Lagerung, das heißt der genannten Gleitlagerung, sowie einen Innenring eines weiteren Lagers, das heißt des genannten Rotativlagers, dar.According to claim 1, the spindle nut of the rolling screw drive is also designed as an inner ring of a rotary bearing, in particular a rolling bearing. One and the same screw drive element, namely the spindle nut, thus simultaneously represents an outer ring of a first bearing, that is to say the plain bearing mentioned, and an inner ring of a further bearing, that is to say the rotary bearing mentioned.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass in herkömmlichen Kugelgewindetrieben die Führung der Gewindespindel in vielen Fällen der zugehörigen Spindelmutter überlassen wird. Dies kann insbesondere bei Kugelgewindetrieben mit größerer Radialspieleinstellung eine nicht gewünschte Verkippung zwischen Gewindespindel und Spindelmutter zur Folge haben. Eine solche Verkippung kann besonders beim vollen Ausnutzen des Verstellbereichs des Kugelgewindetriebs relevant sein.The invention is based on the consideration that in conventional ball screw drives the guidance of the threaded spindle is in many cases left to the associated spindle nut. This can result in an undesirable tilting between the threaded spindle and spindle nut, particularly in ball screw drives with larger radial play settings. Such tilting can be particularly relevant when fully utilizing the adjustment range of the ball screw.

Inwiefern es zu einer nicht beabsichtigten Verkippung zwischen Gewindespindel und Spindelmutter kommt, kann auch von der Einbaulage der Kugelgewindespindel abhängig sein. Eine erhöhte Wahrscheinlichkeit von Verkippungen tritt bei waagrecht liegender Gewindespindel auf, da in einem solchen Fall Schwerkrafteinflüsse zur Verkippung beitragen können. Darüber hinaus spielt die Länge der Gewindespindel und damit des Verstellbereichs hinsichtlich eventueller Verkippungen eine Rolle.The extent to which unintentional tilting occurs between the threaded spindle and the spindle nut can also depend on the installation position of the ball screw. An increased probability of tilting occurs when the threaded spindle is horizontal, as in such a case the influences of gravity can contribute to tilting. In addition, the length of the threaded spindle and thus the adjustment range plays a role in terms of possible tilting.

Die maximale radiale Auslenkung der Gewindespindel, welche sich konzeptbedingt in einer Extremeinstellung des Kugelgewindetriebs ergeben kann, reduziert sich typischerweise beim Zurückfahren in eine Mittelposition oder in eine entgegengesetzte Extremeinstellung des Kugelgewindetriebs. Eines der Gewindetriebselemente muss hierbei eine radiale Bewegung oder Verschwenkung vollziehen, für die der Kugelgewindetrieb nicht primär konzipiert wurde. Solche nicht zum kinematischen Konzept eines Kugelgewindetriebs passende Bewegungsabläufe können zu Verspannungen innerhalb des Kugelgewindetriebs und damit zu erhöhten Leistungsbedarf und letztlich zu einem schnelleren Verschleiß führen.The maximum radial deflection of the threaded spindle, which can result from an extreme setting of the ball screw due to the concept, is typically reduced when the ball screw is moved back to a middle position or to an opposite extreme setting. One of the screw drive elements must perform a radial movement or pivoting, for which the ball screw was not primarily designed. Such movement sequences that do not match the kinematic concept of a ball screw can lead to tension within the ball screw and thus to increased power requirements and ultimately to faster wear.

Um solchen nachteiligen Auswirkungen entgegenzuwirken, könnte gemäß herkömmlicher, nicht beanspruchter Ansätze beispielsweise eine zusätzliche Lagerung der Gewindespindel oder eine besonders enge Tolerierung einzelner Elemente des Kugelgewindetriebs vorgesehen werden.In order to counteract such adverse effects, according to conventional, unclaimed approaches, for example, an additional storage of the threaded spindle or a particularly tight tolerance of individual elements of the ball screw could be provided.

Die anmeldungsgemäße Lösung wendet sich von solchen Ansätzen bewusst ab, indem sie keine zusätzliche Lagerung der Gewindespindel in einem Gehäuse, sondern eine Gleitlagerung zwischen der Gewindespindel und der Spindelmutter, welche ihrerseits als Wälzlagerinnenring fungiert, vorsieht. Die mit Hilfe mindestens eines Gleitlagerrings realisierte Gleitlagerung stellt hierbei ein Pilotlager dar, welches die Spindelmutter mit ausreichender Präzision auf der Gewindespindel zentriert.The solution according to the application deliberately turns away from such approaches in that it does not provide for additional storage of the threaded spindle in a housing, but rather a sliding bearing between the threaded spindle and the spindle nut, which in turn functions as a rolling bearing inner ring. Which is realized with the help of at least one plain bearing ring Plain bearings represent a pilot bearing that centers the spindle nut on the threaded spindle with sufficient precision.

Optional kann sich an beiden Stirnseiten der Spindelmutter ein Gleitlager befinden. Der mindestens eine Gleitlagerring, welcher in der Spindelmutter gehalten ist, kann die Gewindespindel mit oder ohne Spiel umgeben. In die Spindelmutter ist der Gleitlagerring beispielsweise eingeklebt oder eingepresst. Eine Sicherung des Gleitlagerrings in axialer Richtung ist zum Beispiel mit Hilfe einer Krallscheibe oder eines Sprengrings oder auf jede beliebige andere, prinzipiell bekannte Weise möglich. Eine Führung der Spindelmutter ist auch per Gleitlagerung über deren Außendurchmesser oder über eine Laufbahn des als Wälzlager ausgebildeten Rotativlagers, welches gemäß Anspruch 1 vorhanden ist, möglich. In allen Fällen zeichnet sich der Wälzgewindetrieb, insbesondere in Form eines Kugelgewindetriebs, durch ein sehr günstiges akustisches Verhalten aus. Der Wälzgewindetrieb kann in prinzipiell bekannter Weise entweder als Gewindetrieb ohne Wälzkörperrückführung oder als Gewindetrieb mit Wälzkörperrückführung ausgebildet sein. Im letztgenannten Fall kann die Wälzkörperrückführung entweder in Form einer Einzelumlenkung oder in Form einer Außenumlenkung gegeben sein. Das Gewinde der Gewindespindel kann als eingängiges oder mehrgängiges, beispielsweise zwei- oder dreigängiges, Gewinde ausgebildet sein.Optionally, there can be a plain bearing on both end faces of the spindle nut. The at least one plain bearing ring, which is held in the spindle nut, can surround the threaded spindle with or without play. The plain bearing ring is, for example, glued or pressed into the spindle nut. Securing the plain bearing ring in the axial direction is possible, for example, with the help of a claw disk or a snap ring or in any other way known in principle. The spindle nut can also be guided by sliding bearings over its outer diameter or via a raceway of the rotary bearing designed as a rolling bearing, which is present according to claim 1. In all cases, the roller screw drive, especially in the form of a ball screw drive, is characterized by very favorable acoustic behavior. The roller screw drive can be designed in a manner known in principle either as a screw drive without rolling element return or as a screw drive with rolling element return. In the latter case, the rolling element return can be provided either in the form of an individual deflection or in the form of an external deflection. The thread of the threaded spindle can be designed as a single-start or multi-start, for example two- or three-start, thread.

Unabhängig davon, wie der Gleitlagerring in der Spindelmutter gehalten ist, kann der Gleitlagerring eine innenseitige Gewindestruktur aufweisen, so dass der Gleitlagerring auf die Gewindespindel aufschraubbar ist. Ansonsten sind auch Ausführungsformen mit glatter, zylindrischer Innenumfangsfläche des Gleitlagerrings möglich. In einer modifizierten Ausführungsform kann an Stelle einer zylindrischen Innenumfangsfläche eine ballige Innenumfangsfläche vorgesehen sein. Auch kann der Gleitlagerring insgesamt eine Torusform beschreiben.Regardless of how the plain bearing ring is held in the spindle nut, the plain bearing ring can have an internal thread structure so that the plain bearing ring can be screwed onto the threaded spindle. Otherwise, embodiments with a smooth, cylindrical inner circumferential surface of the plain bearing ring are also possible. In a modified embodiment, a spherical inner circumferential surface can be provided instead of a cylindrical inner circumferential surface. The plain bearing ring can also describe a torus shape overall.

Zur Verdrehsicherung des Gleitlagerrings in der Spindelmutter sind verschiedene Sicherungsprinzipien nutzbar. Beispielsweise ist eine formschlüssige Verdrehsicherung gegeben. Diese kann zum Beispiel durch eine allgemein auch als Feder bezeichnete Erhebung an der Außenumfangsfläche des Gleitlagerrings gegeben sein, wobei die Erhebung in eine passende Nut in der Spindelmutter eingreift. Alternativ weisen der Gleitlagerring und die Spindelmutter zum Beispiel Polygonkonturen zur Verdrehsicherung auf. Die Verdrehsicherung zwischen Gleitlagerring und Spindelmutter sorgt in Fällen, in denen der Gleitlagerring auf die Gewindespindel aufgeschraubt ist, zugleich dafür, dass der Gleitlagerring beim Betrieb des Kugelgewindetriebs nicht aus der Spindelmutter herauswandern kann. Damit entfällt die Notwendigkeit einer zusätzlichen axialen Sicherung des Gleitlagerrings.Various securing principles can be used to prevent rotation of the plain bearing ring in the spindle nut. For example, there is a form-fitting anti-twist device. This can be provided, for example, by an elevation on the outer circumferential surface of the plain bearing ring, also generally referred to as a spring, the elevation engaging in a matching groove in the spindle nut. Alternatively, the plain bearing ring and the spindle nut have, for example, polygonal contours to prevent rotation. In cases where the plain bearing ring is screwed onto the threaded spindle, the anti-twist device between the plain bearing ring and the spindle nut also ensures that the plain bearing ring cannot move out of the spindle nut when the ball screw is in operation. This eliminates the need for additional axial securing of the plain bearing ring.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung des Wälzgewindetriebs weist die Spindelmutter, welche insgesamt eine langgestreckte Hülsenform hat, zwei axial äußere, jeweils an eine Stirnseite der Spindelmutter grenzende Abschnitte auf, wobei sich in einem ersten dieser Abschnitte mindestens ein Gewindegang für die zwischen der Gewindespindel und der Spindelmutter in mindestens einer schraubenförmigen Bahn abrollenden Wälzkörper befindet, wogegen im zweiten axial äußeren Abschnitt die Gleitlagerung angeordnet ist, und wobei ein zwischen den beiden äußeren Abschnitten befindlicher Mittelabschnitt als Innenring des Rotativlagers, insbesondere Wälzlagers, beispielsweise Kugellagers, ausgebildet ist. Die Innenumfangsfläche des Mittelabschnitts der Spindelmutter kann hierbei glatt, das heißt frei von einer Gewindestruktur, sein.According to a possible embodiment of the rolling screw drive, the spindle nut, which overall has an elongated sleeve shape, has two axially outer sections, each bordering on an end face of the spindle nut, with at least one thread in a first of these sections for the thread between the threaded spindle and the spindle nut at least one helical track rolling rolling body is located, whereas the sliding bearing is arranged in the second axially outer section, and a middle section located between the two outer sections is designed as an inner ring of the rotary bearing, in particular a rolling bearing, for example a ball bearing. The inner circumferential surface of the middle section of the spindle nut can be smooth, that is, free of a thread structure.

Bei dem Wälzlager, dessen Innenring durch die Spindelmutter bereitgestellt ist, handelt es sich beispielsweise um ein zweireihiges Lager, insbesondere ein zweireihiges Schrägkugellager. Ein solches Lager ist bekanntermaßen in der Lage, sowohl radiale Belastungen als auch axiale Belastungen in beide Richtungen aufzunehmen.The rolling bearing, the inner ring of which is provided by the spindle nut, is, for example, a double-row bearing, in particular a double-row angular contact ball bearing. Such a bearing is known to be able to accommodate both radial loads and axial loads in both directions.

Was die Werkstoffe, aus denen der Gleitlagerring gefertigt ist, betrifft, kommen prinzipiell beliebige bekannte Gleitlagermaterialien in Betracht. So kann der Gleitlagerring Kunststoff- und/oder Metallbestandteile aufweisen. Beispielhaft sind Messing und Bronze als metallische Werkstoffe zu nennen. Als Kunststoffbestandteil mit bekannt guten Gleiteigenschaften kommt unter anderem PTFE in Betracht. Die Fertigung des Gleitlagerings kann beispielsweise Sinterverfahren einschließen. Derartige Verfahren sind besonders geeignet zur Herstellung eines Gleitlagerrings mit einer tragenden metallischen Struktur und zusätzlichen nichtmetallischen Bestandteilen, welche hinsichtlich ihrer schmierenden Eigenschaften ausgewählt sind.As far as the materials from which the plain bearing ring is made are concerned, in principle any known plain bearing materials can be considered. The plain bearing ring can have plastic and/or metal components. Brass and bronze are examples of metallic materials. PTFE, among others, can be considered as a plastic component with known good sliding properties. The production of the plain bearing ring can, for example, include sintering processes. Such methods are particularly suitable for producing a plain bearing ring with a supporting metallic structure and additional non-metallic components which are selected for their lubricating properties.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

1 einen Wälzgewindetrieb in teilweise geschnittener Darstellung,
2 den Wälzgewindetrieb in perspektivischer Ansicht,
3 den Wälzgewindetrieb in Seitenansicht,
4 den Wälzgewindetrieb in stirnseitiger Ansicht,
5 einen Gleitlagerring des Wälzgewindetriebs.

An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to a drawing. Herein show:

1 a rolling screw drive in a partially sectioned view,
2 the rolling screw drive in a perspective view,
3 the rolling screw drive in side view,
4 the rolling screw drive in a front view,
5 a plain bearing ring of the roller screw drive.

Ein als Kugelgewindetrieb ausgebildeter Wälzgewindetrieb 1 kommt als Rotativ-Linear-Getriebe eines nicht weiter dargestellten elektromechanischen Aktuators zum Einsatz. Der Aktuator ist im vorliegenden Fall als Tür- oder Heckklappenaktuator eines Kraftfahrzeugs ausgebildet.A rolling screw drive 1 designed as a ball screw is used as a rotary-linear gear of an electromechanical actuator, not shown. In the present case, the actuator is designed as a door or tailgate actuator of a motor vehicle.

Der Kugelgewindetrieb 1 umfasst eine Gewindespindel 2 und eine Spindelmutter 4, welche zusammenfassend als Gewindetriebselemente 2, 4 bezeichnet werden. Die Mittelachse der Gewindespindel 2 und damit des gesamten Wälzgewindetriebs 1 ist mit MA bezeichnet. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion des Wälzgewindetriebs 1 als Getriebe zur Umsetzung einer Rotation in eine lineare Bewegung wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.The ball screw 1 includes a threaded spindle 2 and a spindle nut 4, which are collectively referred to as screw drive elements 2, 4. The central axis of the threaded spindle 2 and thus of the entire rolling screw drive 1 is designated MA. With regard to the basic function of the roller screw drive 1 as a gear for converting a rotation into a linear movement, reference is made to the prior art cited at the beginning.

Die Spindelmutter 4 weist drei in Axialrichtung hintereinander angeordnete Abschnitte 5, 6, 7 auf, nämlich einen Spindeltriebsabschnitt 5, einen Wälzlagerabschnitt 6, welcher allgemein auch als Mittelabschnitt bezeichnet wird, sowie einen Gleitlagerabschnitt 7. Würde man ausschließlich den Spindeltriebsabschnitt 5 betrachten, so wären in 1 angedeutete Kippbewegungen um eine zur Mittelachse MA orthogonale Kippachse KA denkbar. Als Antriebselement des Wälzgewindetriebs 1 kann entweder die Gewindespindel 2 oder die Spindelmutter 4 fungieren. Das jeweils andere Gewindetriebselement 4, 2 ist in nicht dargestellter Weise verdrehgesichert geführt. In jedem Fall erfolgt die Umsetzung der Rotation des antreibenden Gewindetriebselements 2, 4 in die lineare Bewegung des angetriebenen Gewindetriebselements 4, 2 im Spindeltriebsabschnitt 5.The spindle nut 4 has three sections 5, 6, 7 arranged one behind the other in the axial direction, namely a spindle drive section 5, a rolling bearing section 6, which is also generally referred to as a middle section, and a plain bearing section 7. If one were to only consider the spindle drive section 5, then in 1 Indicated tilting movements about a tilting axis KA orthogonal to the central axis MA are conceivable. Either the threaded spindle 2 or the spindle nut 4 can function as the drive element of the roller screw drive 1. The other screw drive element 4, 2 is guided against rotation in a manner not shown. In any case, the rotation of the driving screw drive element 2, 4 is converted into the linear movement of the driven screw drive element 4, 2 in the spindle drive section 5.

Im Spindeltriebsabschnitt 5 rollen Wälzkörper 10, im vorliegenden Fall Kugeln, zwischen dem Gewinde 3 und einem mit 9 bezeichneten Gewindegang der Spindelmutter 4 ab. Bei dem Gewinde 3 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein eingängiges Gewinde. Eine optionale Kugelrückführung ist nicht dargestellt.In the spindle drive section 5, rolling elements 10, in this case balls, roll between the thread 3 and a thread of the spindle nut 4, designated 9. In the exemplary embodiment, the thread 3 is a single-start thread. An optional ball return is not shown.

Um Verkippungen um die Kippachse KA, welche den Spindeltriebsabschnitt 5 schneidet, weitestgehend zu vermeiden, befindet sich im Gleitlagerabschnitt 7 ein Gleitlagerring 8, welcher die Gewindespindel 2 kontaktiert und in 5 isoliert dargestellt ist. Der Gleitlagerring 8 ist Teil eines insgesamt mit 21 bezeichneten Gleitlagers.In order to largely avoid tilting about the tilting axis KA, which intersects the spindle drive section 5, there is a plain bearing ring 8 in the plain bearing section 7, which contacts the threaded spindle 2 and in 5 shown in isolation. The plain bearing ring 8 is part of a plain bearing designated overall by 21.

Axial zwischen dem Gleitlagerabschnitt 7 und dem Spindeltriebsabschnitt 5, das heißt im Mittelabschnitt 6, ist die Außenumfangsfläche der Spindelmutter 4 derart gestaltet, dass sie Wälzkörperlaufbahnen 12, 13 für Wälzkörper 14 eines Wälzlagers 23, im vorliegenden Fall eines zweireihigen Kugellagers, bereitstellt. Unmittelbar durch die Spindelmutter 4 ist somit ein Innenring 11 des Kugellagers 23 gebildet. Das mehrreihige Kugellager 23, welches allgemein ein Rotativlager darstellt, ist in der Lage, sowohl axiale Kräfte in beiden möglichen Richtungen, das heißt Kräfte in Längsrichtung der Mittelachse MA, als auch radiale Kräfte sowie Kippbelastungen aufzunehmen.Axially between the plain bearing section 7 and the spindle drive section 5, that is in the middle section 6, the outer peripheral surface of the spindle nut 4 is designed such that it provides rolling element raceways 12, 13 for rolling elements 14 of a rolling bearing 23, in the present case a double-row ball bearing. An inner ring 11 of the ball bearing 23 is thus formed directly by the spindle nut 4. The multi-row ball bearing 23, which generally represents a rotary bearing, is able to absorb both axial forces in both possible directions, that is, forces in the longitudinal direction of the central axis MA, as well as radial forces and tilting loads.

Die Wälzkörper 14 des Kugellagers 23 sind in einem Käfig 15 geführt. Zur Abdichtung des Kugellagers 23 sind Dichtungen 16 vorgesehen. Der Außenring des Kugellagers 23 ist mit 17 bezeichnet und kann mehrteilig aufgebaut sein. In analoger Weise ist auch ein mehrteiliger Aufbau der Spindelmutter 4 möglich. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei der Spindelmutter 4 um ein einteiliges hülsenförmiges Bauteil aus Stahl. Zur Herstellung des Spindelmutter 4 sind an sich bekannte umformende und/oder spanabhebende Verfahren nutzbar.The rolling elements 14 of the ball bearing 23 are guided in a cage 15. Seals 16 are provided to seal the ball bearing 23. The outer ring of the ball bearing 23 is designated 17 and can be constructed in several parts. In an analogous manner, a multi-part structure of the spindle nut 4 is also possible. In the present case, the spindle nut 4 is a one-piece, sleeve-shaped component made of steel. Forming and/or machining processes known per se can be used to produce the spindle nut 4.

Der Gleitlagerring 8 weist eine Passfeder 19 auf, welche als Mittel zur Verdrehsicherung in eine Nut 20 der Spindelmutter 4 eingreift. An der Innenumfangsfläche des Gleitlagerrings 8 ist im vorliegenden Fall eine schraubenförmige Innenkontur 18 ausgebildet, welche ein Aufschrauben des Gleitlagerrings 8 auf das Gewinde 3 ermöglicht. Ferner sind in 5 parallel zur Mittelachse MA ausgerichtete Rippen 22 auf der Außenumfangsfläche des Gleitlagerrings 8 erkennbar. Insgesamt ist dank des Gleitrings 8 lediglich ein äußerst geringes Spiel zwischen der Gewindespindel 2 und dem Gleitlagerabschnitt 7 der Spindelmutter 4 gegeben, so dass praktisch keine Verkippungen zwischen der Gewindespindel 2 und der Spindelmutter 4 möglich sind. Ebenso sind Verkippungen zwischen dem Außenring 17 und der Gewindespindel 2 praktisch komplett ausgeschlossen. Das Gleitlager 21 wird auch als Pilotlager des Wälzgewindetriebs 1 bezeichnet.The plain bearing ring 8 has a feather key 19, which engages in a groove 20 of the spindle nut 4 as a means of securing against rotation. In the present case, a helical inner contour 18 is formed on the inner circumferential surface of the plain bearing ring 8, which enables the plain bearing ring 8 to be screwed onto the thread 3. Furthermore, there are 5 Ribs 22 aligned parallel to the central axis MA can be seen on the outer peripheral surface of the plain bearing ring 8. Overall, thanks to the sliding ring 8, there is only extremely little play between the threaded spindle 2 and the plain bearing section 7 of the spindle nut 4, so that practically no tilting between the threaded spindle 2 and the spindle nut 4 is possible. Likewise, tilting between the outer ring 17 and the threaded spindle 2 is practically completely ruled out. The plain bearing 21 is also referred to as the pilot bearing of the roller screw drive 1.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: WälzgewindetriebRolling screw drive
22: Gewindespindelthreaded spindle
33: Gewindethread
44: Spindelmutterspindle nut
55: SpindeltriebsabschnittSpindle drive section
66: Wälzlagerabschnitt, MittelabschnittRolling bearing section, middle section
77: GleitlagerabschnittPlain bearing section
88th: Gleitlagerringplain bearing ring
99: Gewindegang der SpindelmutterThread of the spindle nut
1010: Wälzkörperrolling elements
1111: InnenringInner ring
1212: Wälzkörperlaufbahnrolling element raceway
1313: Wälzkörperlaufbahnrolling element raceway
1414: Kugel, WälzkörperBall, rolling elements
1515: KäfigCage
1616: Dichtungpoetry
1717: AußenringOuter ring
1818: schraubenförmige Innenkonturhelical inner contour
1919: PassfederAdjusting spring
2020: NutNut
2121: Gleitlagerbearings
2222: Ripperib
2323: Wälzlager, Kugellager Rolling bearings, ball bearings
KAKA: KippachseTilt axis
MAM.A: MittelachseCentral axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19504808 A1 [0002]
DE 102012008106 B4 [0003]
DE 102015104925 A1 [0004]
DE 102020118230 A1 [0005]

Claims

Rolling screw drive, with two screw drive elements (2, 4), namely a threaded spindle (2) and a spindle nut (4), rolling bodies (10) arranged between the screw drive elements (2, 4), and one which supports the screw drive elements (2, 4) relative to one another Plain bearing (21), characterized in that the spindle nut (4) is also designed as an inner ring (11) of a rotary bearing (23).

Rolling screw drive Claim 1 , characterized in that the spindle nut (4) has two axially outer sections (5, 7) bordering on their end faces, with at least one thread turn (9) in a first of these sections (5) for the threaded spindle (2) and the spindle nut (4) is located in at least one helical path (9) rolling rolling body (10), whereas the sliding bearing (21) is arranged in the second axially outer section (7), and wherein a between the two outer sections (5, 7 ) located middle section (6) is designed as an inner ring (11) of the rotary bearing (23).

Rolling screw drive Claim 2 , characterized in that the inner peripheral surface of the central section (6) of the spindle nut (4) is free of any thread structure.

Rolling screw drive according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the spindle nut (4) is designed as an inner ring (11) of a rolling bearing as a rotary bearing (23).

Rolling screw drive Claim 4 , characterized in that a double-row angular contact ball bearing is provided as the rolling bearing (23).

Rolling screw drive according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the plain bearing (21) comprises a plain bearing ring (8) inserted into the spindle nut (4) and contacting at least one thread (3) of the spindle nut (3).

Rolling screw drive Claim 6 , characterized in that the plain bearing ring (8) is secured against rotation in the spindle nut (4).

Rolling screw drive Claim 6 or 7 , characterized in that the plain bearing ring (8) has a plastic component.

Rolling screw drive according to one of the Claims 6 until 8th , characterized in that the plain bearing ring (8) has a metallic component.

Rolling screw drive according to one of the Claims 6 until 9 , characterized in that the plain bearing ring (8) is designed as a sintered part.