DE19747074A1

DE19747074A1 - Lageranordnung

Info

Publication number: DE19747074A1
Application number: DE19747074A
Authority: DE
Inventors: Alexander Dipl Ing Zernickel; Johannes Dipl Ing Lang; Juergen Dipl Ing Hartmann
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1997-10-24
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 1999-04-29
Also published as: JP2001521119A; DE19881624D2; WO1999022157A1; US6318516B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für eine Vorrichtung zur Betätigung einer Fahrzeugbremse, mit einer zentralen Gewindespindel, welche in einem ortsfesten Gehäuse gegen Verdrehung gesichert sowie zu einer Bremsscheibe der Fahrzeugbremse hin und von dort fort axial verschiebbar angeordnet ist, und mit einem die Gewindespindel gemeinsam mit Wälzkörpern umgebenden Innenring, welcher an dem drehbaren Läufer eines Elektromotors stirnseitig angekuppelt und in dem Gehäuse über ein Axialwälzlager und eine radiale Wälzlagerung drehbar gehalten ist.

Hintergrund der Erfindung

Eine solche bekannte, in der EP-OS 0 743 470 offenbarte Lageranordnung verwendet zur Umwandlung der Drehbewegung des Motorläufers in eine Verschiebebewegung der die Bremse betätigenden Spindel einen Planetenge windetrieb. Dieser ermöglicht es, für eine große Kraftübertragung auf die Brems scheibe einen kleinen Spindelvorschub dadurch zu erzeugen, daß die Spindel mit einem feinen Gewinde mit sehr kleiner Steigung versehen ist, während der Innenring als Spindelmutter ausgebildet ist, der ein grobes Gewinde aufweist. Die Wälzkörper sind als Rollenkörper ausgeführt. Sie befinden sich in dem Ringraum zwischen der Spindel und der Spindelmutter und umkreisen bei der Drehung der Spindelmutter die Spindel als Planeten. Sie sind mit den Gewin den der Spindel und der Spindelmutter im Eingriff und benötigen daher jeweils zwei unterschiedliche Gewinde, ein feines Gewinde für den Eingriff an der Spindel und ein grobes Gewinde für den Eingriff an der Spindelmutter. Daher weist diese Anordnung den Nachteil eines sehr hohen Herstellungsaufwandes auf.

Der als Spindelmutter ausgebildete vorbekannte Innenring ist von einem an der Gewindespindel befestigten topfförmigen Bremskolben umgeben. Bei der axialen Bewegung der Gewindespindel gleitet der Zylindermantel des Brems kolbens mit seiner inneren Oberfläche an dem Innenring und mit seiner äuße ren Oberfläche an der Innenwand der Bohrung des ortsfesten Gehäuses entlang, in welchem diese Bauteile angeordnet sind. Dadurch entstehen erhebliche Energieverluste infolge von Reibung.

Die Lagerung des Innenringes in dem Gehäuse ist über den angekuppelten Läufer des Elektromotors durchgeführt, wobei der Läufer als Radiallager zwei Kugellager und als Axiallager ein Rollenlager aufweist.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung für die Betäti gungsvorrichtung der Fahrzeugbremse zu schaffen, mit welcher eine Verringe rung der Reibungsverluste und demzufolge eine Verbesserung des Gesamt wirkungsgrades erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Axialwälzlager des Innenringes von einem Planetentrieb gebildet ist, der als Planeten mehrere Wälzkörper aufweist, welche zwischen dem Innenring und einer Bohrungswand des Gehäuses angeordnet sind.

Der Vorteil eines solchen Axiallagers, bei welchem die Axialkraft von mehreren Planeten übertragen wird, besteht darin, daß das Lagerreibmoment, vor allem bei sehr hohen Axiallasten, wesentlich geringer ausfällt, als bei einem vergleich baren herkömmlichen Axiallager. Dies ist dadurch zu erklären, daß die auf tretende Flächenpressung bei einem herkömmlichen Axiallager sehr viel größer ist.

Die Planeten des Axiallagers können Kugeln sein, für welche jeweils der Innen ring und die Bohrungswand in Umfangsrichtung kreisförmige und im Längs schnitt kreisbogenförmige Nuten als Laufbahnen aufweisen.

Die Planeten des Axialwälzlagers können aber auch Rollen mit in Umfangs richtung verlaufenden Kreisrillen sein, welche sich mit entsprechenden Kreisril len des Innenringes und eines an der Bohrungswand des Gehäuses befestigten Außenringes im Eingriff befinden.

Zur Erhöhung der Knickfestigkeit des Innenringes kann die radiale Wälzlagerung des Innenringes von zwei Nadellagern gebildet sein, deren Nadelhülsen an der Bohrungswand anliegen und an dem Außenring des Axiallagers stirnseitig an grenzen.

Die Wälzkörper, die innerhalb des Innenringes angeordnet sind und die Gewin despindel unmittelbar umgeben, können Rollen mit in Umfangsrichtung ver laufenden Kreisrillen sein, die sich sowohl mit einem Gewinde des Innenringes als auch mit dem Gewinde der Gewindespindel im Eingriff befinden. Es ist aber auch möglich, hier als Wälzkörper Kugeln zu verwenden, die sich dann sowohl mit einer wendelförmigen Kugellaufbahn des Innenringes als auch mit einer entsprechenden Laufbahn der Gewindespindel im Eingriff befinden müssen.

Die erfindungsgemäße Ausführung mit einer Gewindespindel und einer Lage rung ihres Antriebsringes, welche gerillte Planetenrollen für dessen axiale Lagerung verwendet, kann mit "Axiallager auf Spindelbasis" bezeichnet werden.

Versuche haben ergeben, daß im Bereich hoher Axialbelastungen die Reibmo mente des Axiallagers auf Spindelbasis deutlich unterhalb der Werte für ein Axial-Schrägkugellager liegen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich die Axialkraft beim Axiallager auf Spindelbasis auf viele Kontaktpunkte verteilt. Hieraus resultieren kleinere Druckellipsen als beim Axial-Schrägkugellager. Zusätzlich nimmt die Größe der Druckellipsen beim Schrägkugellager aufgrund der Schmiegung zwischen Laufbahn und Wälzkörper bei Lasterhöhung stärker zu als beim Axiallager auf Spindelbasis, dessen Planetenflanken ballig ausge führt sein können.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt einen Axialschnitt durch eine Bremsbetätigungsvorrichtung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

In einem ortsfesten Gehäuse 1 einer Bremsbetätigungsvorrichtung ist eine Gewindespindel 2 axial verschieblich, aber gegen Drehung gesichert angeord net. Sie dient zur Einwirkung auf eine Bremsscheibe 3 über einen Bremsbelag 4. Zur Erzeugung der Axialverschiebung der Gewindespindel 2 dient ein Plane tentrieb mit einem die Gewindespindel 2 umgebenden koaxialen Innenring 5 und mehreren achsparallelen Rollen 6, die als Planeten in dem Zwischenraum zwischen dem Innenring 5 und der Gewindespindel 2 angeordnet sind. Jede Rolle 6 weist an ihrem Umfang Kreisrillen auf, mit denen sie sich sowohl mit dem Gewinde der Gewindespindel 2 als auch mit einem Innengewinde im Eingriff befindet, das an der inneren Oberfläche des Innenringes 5 ausgebildet ist.

Der Innenring 5 ist an einer Stirnseite an dem Läufer eines Elektromotors 7 angekuppelt, der sich ebenfalls in dem ortsfesten Gehäuse 1 befindet. Im eingeschalteten Zustand des Elektromotors 7 dreht sich daher der Innenring 5 in dem Gehäuse 1 um seine Längsachse und überträgt sein Drehmoment über die Rollen 6 auf die Gewindespindel 2. Da sich diese nicht um ihre Achse drehen kann, muß sie sich infolge ihres Gewindes, in welchem die Rollen 6 eingreifen, axial verschieben.

Der Innenring 5 ist in einer achsparallelen Bohrung des Gehäuses 1 sowohl axial als auch radial gelagert. Erfindungsgemäß ist die axiale Lagerung mit einem Planetentrieb durchgeführt, wobei in dem ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Innenring 5 und einer Bohrungswand 8 des Gehäuses 1 mehrere Rollen 9 den Innenring 5 umgeben und somit als Planeten wirken. Die Rollen 9 verlaufen achsparallel zu dem Innenring 5 und weisen ebenso, wie die Rollen 6, am Umfang Kreisrillen auf, mit denen sie in entsprechenden Kreisrillen eingreifen, welche an der Mantelfläche des Innenringes 5 angeordnet sind. Gleichzeitig greift jede Rolle 9 mit ihren Kreisrillen in entsprechenden Kreisril len eines Außenringes 10 ein, die an dessen innerer Oberfläche ausgebildet sind. Der Außenring 10 liegt an der Bohrungswand 8 des Gehäuses 1 an und ist dort axial und in Umfangsrichtung festgelegt.

Da die Rollen 9 und der Außenring 10 jeweils nur mit Kreisrillen versehen sind, also keine Gewindesteigung haben, ergibt sich bei der Rotation des Innenringes 5, der an der äußeren Oberfläche ebenfalls Kreisrillen aufweist, keine axiale Bewegung der Rollen 9. Eine Axialkraft kann jedoch über die einzelnen Flanken an den Kreisrillen der Rollen 9 und des Außenringes 10 aufgenommen werden.

Für die radiale Lagerung des Innenringes 5 in dem ortsfesten Gehäuse 1 sind zwei Nadellager vorgesehen, deren Nadelhülsen 11 in der Bohrung des Gehäu ses 1 axial vor und hinter dem Außenring 10 angeordnet sind und an der Bohrungswand 8 anliegen. Durch diese Ausbildung der radialen Lagerung des Innenringes 5 mit Hilfe von Nadellagern wird die Knickfestigkeit des Innenrin ges 5 erhöht.

Bezugszeichenliste

1

ortsfestes Gehäuse

2

Gewindespindel

3

Bremsscheibe

4

Bremsbelag

5

Innenring

6

Rolle

7

Elektromotor

8

Bohrungswand

9

Rolle

10

Außenring

11

Nadelhülse

Claims

1. Lageranordnung für eine Vorrichtung zur Betätigung einer Fahrzeugbremse, mit einer zentralen Gewindespindel (2), welche in einem ortsfesten Gehäuse (1) gegen Verdrehung gesichert sowie zu einer Bremsscheibe (3) der Fahrzeug bremse hin und von dort fort axial verschiebbar angeordnet ist, und mit einem die Gewindespindel (2) gemeinsam mit Wälzkörpern konzentrisch umgebenden Innenring (5), welcher an dem drehbaren Läufer eines Elektromotors (7) stirnsei tig angekuppelt und mit diesem in dem Gehäuse (1) über ein Axialwälzlager und eine radiale Wälzlagerung drehbar gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Axialwälzlager des Innenringes (5) von einem Planetentrieb gebildet ist, der als Planeten mehrere Wälzkörper aufweist, welche zwischen dem Innenring (5) und einer zu dem Innenring (5) koaxialen Bohrungswand (8) des Gehäuses (1) angeordnet sind.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plane ten des Axialwälzlagers Rollen (9) mit in Umfangsrichtung verlaufenden Kreisril len sind, welche sich mit entsprechenden Kreisrillen des Innenringes (5) und eines an der Bohrungswand (8) des Gehäuses (1) befestigten Außenringes (10) im Eingriff befinden.

3. Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Wälzlagerung des Innenringes (5) von zwei Nadellagern gebildet ist, deren Nadelhülsen (11) an der Bohrungswand (8) anliegen und an dem Außenring (10) des Axiallagers stirnseitig angrenzen.

4. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in nerhalb des Innenringes (5) angeordneten Wälzkörper, welche die Gewinde spindel (2) unmittelbar umgeben, Rollen (6) mit in Umfangsrichtung verlaufen den Kreisrillen sind, die sich sowohl mit einem Gewinde des Innenringes (5) als auch mit dem Gewinde der Gewindespindel (2) im Eingriff befinden.