DE19836683A1 - Screw drive unit for electric actuators in automobiles comprises an intermediate glide layer which is attached to the carrier element and is directly in contact with the threaded spindle profile - Google Patents
Screw drive unit for electric actuators in automobiles comprises an intermediate glide layer which is attached to the carrier element and is directly in contact with the threaded spindle profileInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Gewindetrieb mit einer Spindel, die an ihrer äußeren Oberfläche ein Gewindeprofil aufweist und von einem ringförmigen Tragkörper umgeben ist, der an seiner inneren, der Spindel zugewandten Oberfläche ein dem Gewindeprofil der Spindel entsprechendes Gewinde profil größeren Durchmessers aufweist, wobei zwischen dem Tragkörper und der Spindel eine Bewegungen übertragende Zwischenschicht angeord net ist.The invention relates to a screw drive with a spindle on it outer surface has a thread profile and of an annular Support body is surrounded, the inner, facing the spindle Surface of a thread corresponding to the thread profile of the spindle Profile has larger diameter, being between the support body and the spindle is provided with a motion-transmitting intermediate layer is not.
Es besteht in der Automobilindustrie momentan das Problem, preiswerte, betriebssichere Aktuatoren zu schaffen, die z. B. für eine elektrisch betätigte Bremse geeignet sind. Ein Kugelgewindetrieb als Aktuator ist teuer und überdies empfindlich gegen das Eindringen von Schmutzpartikeln.There is currently a problem in the automotive industry, inexpensive, to create reliable actuators, the z. B. for an electrically operated Brake are suitable. A ball screw as an actuator is expensive and also sensitive to the ingress of dirt particles.
Aus dem Dokument DE 41 31 486 A1 ist ein Gewindetrieb der eingangs ge nannten Art bekannt, bei welchem zwischen der Spindel und dem Tragkör per in Gewindegängen umlaufende Wälzkörper angeordnet sind, die als Kugeln ausgebildet sind. Hier benötigt die Mutter einen Überleitkanal für die Kugeln, welche sich quer über das von zwei Windungen eines Spindelgan ges gebildete Profil erstreckt. Die Fertigung eines solchen Produktes ist technisch außerordentlich anspruchsvoll und für sehr kleine Durchmesser schwer zu realisieren.From document DE 41 31 486 A1 is a screw drive of the beginning called type known, in which between the spindle and the support body are arranged by rolling elements rotating in threads, which as Balls are formed. Here the mother needs a transfer channel for the Balls that cross across the two turns of a spindle organ ges formed profile extends. The manufacture of such a product is technically extremely demanding and for very small diameters difficult to realize.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Lösung für einen Gewindetrieb zu finden, wobei dieser gleichzeitig einen hohen Wir kungsgrad und eine sehr gute Zuverlässigkeit aufweisen soll.The invention has for its object a cost-effective solution for to find a screw drive, which at the same time has a high we degree of efficiency and very good reliability.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zwischen schicht als an dem Tragkörper befestigte Gleitschicht ausgebildet ist, die sich mit dem Gewindeprofil der Spindel in unmittelbarer Berührung befindet. Auf diese Weise erhält man einen einfach aufgebauten Gewindetrieb, der infolge des Verzichts auf Wälzkörper praktisch wartungsfrei ist.This object is achieved in that the intermediate layer is formed as a sliding layer attached to the support body, the is in direct contact with the threaded profile of the spindle. In this way you get a simple screw drive, the is virtually maintenance-free due to the absence of rolling elements.
Die Spindel kann mit einem runden Gewindeprofil versehen werden. Eine besonders gute Ausführung erhält man, wenn die Oberfläche einer solchen Gewindespindel poliert wird.The spindle can be provided with a round thread profile. A you get particularly good execution if the surface of such Threaded spindle is polished.
Auf der Gewindespindel läuft die Gewindemutter, diese kann aus einem spanend oder spanlos hergestellten Tragkörper bestehen, welcher an sei nem Innendurchmesser das gleiche Gewindeprofil hat, wie die Spindel. Er ist aber im Durchmesser des Gewindes etwas größer, um die Gleitschicht aufnehmen zu können.The threaded nut runs on the threaded spindle, which can be made from one machined or non-cutting support body exist, which is on has the same thread profile as the spindle. He but is slightly larger in diameter of the thread around the sliding layer to be able to record.
Die Gleitschicht kann eine Kunststoffschicht sein, die beispielsweise aus einem Verbundwerkstoff besteht. Eine Komponente des Verbundwerkstoffs kann aus einem Gewebe, aus Fasern oder Fäden bestehen. Dabei ist es möglich, als eine Komponente des Verbundwerkstoffes ein Poly-tetra-fluor ethylen (PTFE) zu verwenden. Der Verbundwerkstoff kann zusätzlich eine Matrix aus Harz oder aus Kunststoff enthalten. Er kann auch zusätzlich ei nen oder mehrere Zusatzstoffe zur Verbesserung der Eigenschaften hin sichtlich der Belastung, Reibung, des Verschleißes und der Beständigkeit enthalten. Die Befestigung der Gleitschicht an dem Tragkörper kann durch Kleben erreicht werden.The sliding layer can be a plastic layer, which for example consists of a composite material. A component of the composite can consist of a fabric, fibers or threads. It is possible, as a component of the composite material, a poly-tetra-fluor to use ethylene (PTFE). The composite material can also be a Resin or plastic matrix included. He can also egg NEN or more additives to improve the properties visibly the load, friction, wear and durability contain. The sliding layer can be attached to the supporting body by Gluing can be achieved.
Der Tragkörper kann in seiner äußeren Form beliebig ausgeführt werden, z. B. einen Flansch tragen oder Bohrungen zur Aufnahme eines zu bewe genden Elementes enthalten.The outer shape of the supporting body can be of any design, e.g. B. wear a flange or drill holes to accommodate a included element.
Da das Gleitmaterial einen Anfangsverschleiß hat und auch über die Zeit einen zwar geringen aber dennoch meßbaren Verschleiß aufweist, ist es möglich, den Tragkörper als vorgespannte Doppelmutter auszuführen, wo bei in einem axialen Abstand zwischen einer ersten Mutter und einer zwei ten Mutter eine deren Verspannkräfte erzeugende Feder angeordnet ist. Als Druckfeder drückt die Feder die beiden Muttern auseinander, so daß immer eine Vorspannkraft herrscht und ein möglicher Verschleiß durch axiale Ver stellung ausgeglichen wird; das Gewinde bleibt spielfrei.Since the sliding material has initial wear and also over time has a slight but measurable wear, it is possible to run the support body as a preloaded double nut where at an axial distance between a first nut and a two th nut is arranged a spring generating its clamping forces. As Compression spring, the spring pushes the two nuts apart, so that always there is a preload and possible wear due to axial Ver position is balanced; the thread remains free of play.
Die Feder kann im Falle der vorgespannten Doppelmutter sowohl als Druckfeder die beiden Muttern auseinanderdrücken als auch als Zugfeder die beiden Muttern aneinanderziehen.The spring can both in the case of the preloaded double nut Push the two nuts apart as a tension spring tighten the two nuts together.
Durch Formungenauigkeit könnte die erste Mutter ein etwas anderes Reib moment haben als die zweite Mutter, was ein gegenseitiges Verstellen be wirken würde. Dagegen ist konstruktiv vorgesehen, daß der ringförmige Tragkörper in einer Hülse gehalten ist und an der inneren Oberfläche der Hülse Längswülste ausgebildet sind, die jeweils in Nuten der ersten Mutter und der zweiten Mutter zu deren Sicherung gegen Verdrehen eingreifen.Due to inaccuracy in shape, the first nut could have a slightly different friction moment as the second mother, which means mutual adjustment would work. In contrast, it is structurally provided that the annular Support body is held in a sleeve and on the inner surface of the Sleeve longitudinal beads are formed, each in grooves of the first nut and engage the second nut to secure it against twisting.
Für besonders kurze Hübe ist die Umkehrung des gesamten Aufbaus denk bar, d. h. , daß die Spindel auf einem gewissen Bereich ihrer Länge mit dem PTFE-Gewebe beklebt wird bzw. daß nach anderen Verfahren ein Gleitma terial aufgebracht wird und der Tragkörper wie eine normale Mutter, jedoch mit hoher Oberflächenqualität, auf dieser wartungsfreien Gleitgewindespin del läuft.For particularly short strokes, the entire structure is reversed cash, d. H. that the spindle over a certain area of its length with the PTFE fabric is glued or that a sliding mat material is applied and the support body like a normal mother, however with high surface quality, on this maintenance-free sliding thread spin del is running.
Der Tragkörper und die Gewindespindel sollten möglichst aus Materialien bestehen, die den gleichen Wärmedehnungs-Koeffizienten haben, um bei Temperaturschwankungen ein Klemmen bzw. starkes Lösen zu vermeiden.The support body and the threaded spindle should be made of materials if possible exist that have the same thermal expansion coefficient to Avoid jamming or excessive loosening of temperature.
Statt der Ausführung, die die Feder in der Mitte zwischen den beiden Mut tern vorsieht, ist es auch denkbar, zwei Federn jeweils an den Hülsenenden anzubringen und so eine nach innen wirkende Vorspannkraft aufzubringen.Instead of running the spring in the middle between the two courage tern provides, it is also conceivable to have two springs each on the sleeve ends to attach and so to apply an inward biasing force.
Um eine selbstnachstellende Mutter zu erhalten, ist es auch möglich, den Tragkörper mit dem eingebrachten PTFE-Material zu schlitzen und an einer oder mehreren Stellen an seinem Umfang ein Federungselement anzubrin gen, welches eine ständige nach innen gerichtete Kraft auf die Tragkörper zungen ausübt.To get a self-adjusting mother, it is also possible to get the Slit the support body with the inserted PTFE material and on one or to place a suspension element at several points on its circumference gene, which is a constant inward force on the support body tongues.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. Show it:
Fig. 1 einen Gewindetrieb im Längsschnitt; Figure 1 shows a screw drive in longitudinal section.
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Gewindetrieb gemäß Linie II-II der Fig. 1. Fig. 2 shows a cross section through the screw drive according to line II-II in FIG. 1.
Ein erfindungsgemäßer Gewindetrieb besteht aus einer Spindel 1, die an ihrer Mantelfläche mit einem Gewindeprofil 2 versehen ist. Sie wird von ei nem Tragkörper 3 umgeben, der aus einer ersten Mutter 4, einer in einem axialen Abstand zu dieser angeordneten zweiten Mutter 5 und einer Feder 6 besteht, die in dem Abstand zwischen der ersten Mutter 4 und der zweiten Mutter 5 angeordnet ist und auf die Muttern in axialer Richtung der Spindel 1 einwirkt. Die Muttern 4 und 5 weisen an ihren inneren Oberflächen Ge windeprofile auf, die dem Gewindeprofil 2 der Spindel 1 entsprechen, im Durchschnitt aber größer sind. Auf diese Weise wird jeweils zwischen der Spindel 1 und der sie umgebenden Mutter 4 bzw. 5 ein Ringraum gebildet, der vollständig mit einer Gleitschicht 7 aus einem Kunststoff ausgefüllt ist. Diese ist an der Mutter 4 bzw. 5 angeklebt und berührt die Spindel 1 glei tend an deren Gewindeprofil 2 bei deren relativer Verdrehung gegenüber den Muttern.A screw drive according to the invention consists of a spindle 1 , which is provided with a threaded profile 2 on its outer surface. It is surrounded by egg nem support body 3 , which consists of a first nut 4 , an axially spaced from this arranged second nut 5 and a spring 6 , which is arranged in the distance between the first nut 4 and the second nut 5 and acts on the nuts in the axial direction of the spindle 1 . The nuts 4 and 5 have on their inner surfaces Ge thread profiles that correspond to the thread profile 2 of the spindle 1 , but are larger on average. In this way, an annular space is formed between the spindle 1 and the surrounding nut 4 or 5 , which is completely filled with a sliding layer 7 made of a plastic. This is glued to the nut 4 or 5 and touches the spindle 1 sliding tend to the thread profile 2 with their relative rotation relative to the nuts.
Die erste Mutter 4, die zweite Mutter 5 und die Feder 6 werden von einer gemeinsamen Hülse 8 umgeben und darin gehalten. Für die Sicherung ge gen Verdrehen der Muttern 4 und 5 gegenüber der Hülse 8 sind die Muttern mit achsparallelen Nuten 9 an ihren äußeren Mantelflächen versehen, in welche am inneren Umfang der Hülse 8 ausgebildete Längswülste 10 pas send eingreifen. The first nut 4 , the second nut 5 and the spring 6 are surrounded by a common sleeve 8 and held therein. For securing ge against rotation of the nuts 4 and 5 relative to the sleeve 8 , the nuts are provided with axially parallel grooves 9 on their outer circumferential surfaces, in which on the inner circumference of the sleeve 8 formed longitudinal beads 10 engage passively.
11
Spindel
spindle
22nd
Gewindeprofil
Thread profile
33rd
Tragkörper
Supporting body
44th
erste Mutter
first mother
55
zweite Mutter
second mother
66
Feder
feather
77
Gleitschicht
Sliding layer
88th
Hülse
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99
Nut
Groove
1010th
Längswulst
Longitudinal bead
Claims (8)
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