DE19916288A1

DE19916288A1 - Automotive brake converts shaft rotary motion into axial motion combines compact outer dimensions with high load bearing factor

Info

Publication number: DE19916288A1
Application number: DE1999116288
Authority: DE
Inventors: Alexander Zernickel; Juergen Hartmann
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1999-04-12
Filing date: 1999-04-12
Publication date: 2000-10-19

Abstract

An assembly forming part of e.g. an automotive braking system converts a rotational movement into an axial movement. The assembly consists of a shaft (1) with an outer thread (16). The shaft rests within a sleeve (18) with an internal thread (3) from which it is separated by a chamber containing a number of threaded pins. The pins are secured by a cage (17). The threads on the sleeve (18), pin (2) and shaft (1) are of the same interlocking pitch.

Description

Field of the Invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung, mit einer Gewindespindel, einer diese in einem radialen Abstand konzentrisch umgebenden Mutter und einer Anzahl in dem Abstand angeordneter, von einem Käfig geführter, achsparalleler Rollen, die an ihren Mantelflächen jeweils mehrere axial hintereinander angeordnete kreis förmige Rillen aufweisen, mit welchen sie sich sowohl mit dem Außengewinde der Gewindespindel als auch mit einer profilierten inneren Oberfläche der Mutter im Eingriff befinden.The invention relates to a device for converting a rotary movement into a linear movement, with a threaded spindle, one in one radial distance concentrically surrounding nut and a number in the Distance arranged, guided by a cage, axially parallel rollers, the Their outer surfaces each have several axially arranged circles one behind the other have shaped grooves with which they are both with the external thread the threaded spindle as well as with a profiled inner surface of the Mother engaged.

Background of the Invention

Ein Anwendungsgebiet derartiger Rollengewindetriebe zur Umwandlung einer rotatorischen Bewegung in eine translatorische Bewegung sind beispielsweise Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen. Dort ist die Gewindespindel für die Über tragung einer hohen Axialkraft bei geringer Steigung der Gewindespindel vor gesehen. Aus der Veröffentlichung DE 196 46 339 A1 ist ein solches Rollen schraubgetriebe bekannt, bei welchem jede Rolle während einer Umdrehung der Mutter im Verhältnis zu der Gewindespindel innerhalb des Käfigs um das Steigungsmaß des Gewindes axial verschoben wird. Am Ende einer solchen Umdrehung wird jede Rolle innerhalb einer axialen Nut der Mutter von einem jeweils in der Nähe einer Stirnseite des Käfigs angeordneten Nocken in die Ausgangsstellung zurückgeführt. Bei dieser mit "Hüpfer" bezeichneten Ausfüh rung liegt wegen der Notwendigkeit, die Nut und die Nocken vorzusehen, ein erhöhter Herstellungsaufwand vor, so daß sich eine teuere Konstruktion ergibt, bei der infolge der Rückführung der Rollen eine Verringerung des Wirkungs grades zu erwarten ist.An area of application of such roller screws for converting a are rotational movement into a translational movement, for example Brake systems for motor vehicles. There is the threaded spindle for the over bearing a high axial force with a small pitch of the threaded spindle seen. Such a role is known from the publication DE 196 46 339 A1 Screw gear known in which each roller during one revolution the nut in relation to the lead screw inside the cage around that Pitch of the thread is axially shifted. At the end of one Each roller turns within an axial groove of the nut by one turn cams arranged in each case in the vicinity of an end face of the cage Starting position returned. In this version called "hop" tion lies due to the need to provide the groove and the cams increased manufacturing costs before, so that there is an expensive construction, in which, as a result of the return of the rollers, a reduction in effectiveness degree is to be expected.

Summary of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen im Aufbau und in der Herstel lung vereinfachten Rollengewindetrieb mit kleinem Bauraum und hoher Trag zahl zu schaffen.The invention has for its object one in structure and in the manufacture Simplified roller screw drive with small installation space and high load capacity create number.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die innere Oberflä che der Mutter für den Eingriff der Rollen mehrere axial hintereinander ange ordnete kreisförmige Rillen enthält, deren Profil jeweils dem Rillenprofil der Rollen entspricht. Bei einem solchen Rollengewindetrieb bleiben die auch Pla neten genannten Rollen innerhalb der Mutter bei der Drehung der Gewinde spindel gegenüber der undrehbaren Mutter oder bei der Drehung der Mutter gegenüber der undrehbaren Spindel immer in derselben axialen Position, weil sowohl die Mutter als auch die Planeten mit den umlaufenden, kreisförmigen Rillen versehen sind, also nicht ein Gewinde mit einer Steigung haben. Das Außengewinde der Gewindespindel kann mehrere Gänge aufweisen.This object is achieved in that the inner surface che the nut for engaging the rollers several axially one behind the other ordered circular grooves, the profile of which corresponds to the groove profile of the Corresponds to roles. With such a roller screw, the pla Neten called roles within the nut when turning the thread spindle opposite the non-rotatable nut or when the nut rotates with the non-rotatable spindle always in the same axial position because both the mother and the planets with the orbiting, circular Grooves are provided, so they do not have a thread with a pitch. The external thread of the threaded spindle can have several gears.

Dann können sich die Rollen oder Planeten am Umfang der Spindel so anord nen, daß alle Planeten sich in der gleichen axialen Endposition befinden und sowohl mit der Mutter als auch mit der Gewindespindel im Eingriff sind. Wäre die Spindel nicht mehrgängig ausgeführt so könnte es zu einem Verspannen der Planeten kommen, da sich diese am Umfang der Spindel axial verschoben anordnen. Eine axial versetzte Montage der Planeten am Umfang der Mutter ist nicht möglich, da die Mutter nur mit kreisförmigen Rillen versehen ist. Generell gilt, daß die Anzahl der Rollen gleich der Anzahl der Gänge auf der Gewinde spindel ist. Dabei müssen die Rollen am Umfang der Spindel gleichmäßig ver teilt werden. Diese Aufgabe übernimmt der Käfig.Then the rollers or planets can be arranged on the circumference of the spindle NEN that all planets are in the same axial end position and are engaged with both the nut and the threaded spindle. Would the spindle no longer runs so it could lead to tension of the planets come because they move axially around the circumference of the spindle arrange. An axially offset mounting of the planet on the circumference of the nut is not possible because the nut is only provided with circular grooves. As a general rule The number of rollers is equal to the number of gears on the thread spindle is. The rollers on the circumference of the spindle must ver even be shared. The cage does this.

Brief description of the drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Vergleich mit dem Stand der Technik in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is compared to the prior art Technology shown in the drawing and is described in more detail below. Show it:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem axialen Schnitt; Figure 1 shows an inventive device in an axial section.

Fig. 2 eine perspektivische Teildarstellung einer Mutter einer vorbekannten Vorrichtung mit einer eingelegten Rolle; Figure 2 is a partial perspective view of a mother of a known device with an inserted roller.

Fig. 3 eine Teildarstellung der vorbekannten Vorrichtung, die in der Bohrung eines Gehäuses eingepreßt ist, in einem axialen Schnitt. Fig. 3 is a partial view of the known device, which is pressed into the bore of a housing, in an axial section.

Detailed description of the drawing

Eine in den Fig. 2 und 3 dargestellte, aus dem Dokument DE 196 46 339 A1 bekannte Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine gerad linige Bewegung besteht aus einer Gewindespindel 1, die von mehreren am Umfang in Abständen hintereinander angeordneten Rollen 2 umgeben ist. Die Rollen 2 sind zu der Gewindespindel 1 achsparallel angeordnet und weisen eine Profilierung auf, mit welcher sie sich sowohl mit dem Außengewinde der Gewindespindel 1 als auch mit dem Innengewinde einer Mutter 3 im Eingriff befinden, die konzentrisch zu der Gewindespindel 1 angeordnet ist und diese in einem den Rollen 2 entsprechenden Abstand umgibt. Die Mutter 3 ist als dünnwandige, spanlos geformte Blechhülse ausgeführt. Ihr Innengewinde kann durch Rollieren hergestellt sein. Sie wird in eine Bohrung 4 eines Gehäuses 5, welches das in Axialrichtung der Gewindespindel 1 zu verschiebende Bauteil sein kann, eingepreßt. Dabei erhält die Blechhülse ihre Form- und Maßgenau igkeit.A device shown in FIGS . 2 and 3, known from document DE 196 46 339 A1, for converting a rotary movement into a straight-line movement consists of a threaded spindle 1 which is surrounded by a plurality of rollers 2 arranged one behind the other on the circumference at intervals. The rollers 2 are arranged axially parallel to the threaded spindle 1 and have a profile with which they are in engagement both with the external thread of the threaded spindle 1 and with the internal thread of a nut 3 , which is arranged concentrically with the threaded spindle 1 and this in surrounds a distance corresponding to the rollers 2 . The nut 3 is designed as a thin-walled, chipless-shaped sheet metal sleeve. Their internal thread can be made by rolling. It is pressed into a bore 4 of a housing 5 , which can be the component to be displaced in the axial direction of the threaded spindle 1 . The sheet metal sleeve receives its dimensional and dimensional accuracy.

Die Rollen 2, welche die Gewindespindel 1 umgeben, sind innerhalb der Mutter 3 in einem Käfig 6 geführt. Bei der Drehung der Gewindespindel 1 üben die Rollen 2 eine Planetenbewegung um die Gewindespindel 1 innerhalb der Mut ter 3 aus und bewegen sich dabei in ihnen Ausnehmungen in dem Käfig 6 in axialer Richtung entsprechend der Steigung des Gewindes der Gewindespin del 1.The rollers 2 , which surround the threaded spindle 1 , are guided within the nut 3 in a cage 6 . When the threaded spindle 1 rotates, the rollers 2 exert a planetary movement around the threaded spindle 1 within the mut ter 3 and thereby move recesses in the cage 6 in the axial direction corresponding to the pitch of the thread of the threaded spindle 1 .

Nach einer vollen Umdrehung um die Gewindespindel 1 hat sich eine Rolle 2 jeweils um das Steigungsmaß des Gewindes der Spindel in axialer Richtung bewegt und muß in die Ausgangslage zurückgeführt werden. Zu diesem Zweck weist die Mutter 3 eine achsparallele Nut 7 auf, in welche die Rolle 2 nach der Umdrehung gelangt. Hier ist sie nicht mehr im Eingriff mit der Gewindespindel 1 und wird von einem in der Mutter 3 befestigten Nocken in die Ausgangslage zurückgeführt, um dann bei der weiteren Drehung der Gewindespindel 1 mit dieser wieder in Eingriff zu gelangen.After a full revolution around the threaded spindle 1 , a roller 2 has moved in the axial direction by the pitch of the thread of the spindle and must be returned to the starting position. For this purpose, the nut 3 has an axially parallel groove 7 into which the roller 2 arrives after the rotation. Here it is no longer in engagement with the threaded spindle 1 and is returned to the starting position by a cam fastened in the nut 3 , in order then to come into engagement with the latter again when the threaded spindle 1 rotates further.

Ein solcher Nocken 8 ist in der Nähe einer Stirnseite des Käfigs 6 an einem Bord 9 der als Blechhülse ausgeführten Mutter 3 angeformt. In der Nähe der anderen Stirnseite des Käfigs 6 ist eine Scheibe 10 in die Mutter 3 eingesetzt und nach dem Umbördeln des dort vorgesehenen Bordes 11 in der Mutter 3 fixiert. Diese Scheibe 10 weist den zweiten Nocken 12 der Vorrichtung auf. Je nach der Drehrichtung der Gewindespindel 1 wirkt entweder der erste Nocken 8 oder der zweite Nocken 12 auf die Rolle 2 ein zum Zwecke von deren Rück führung in die Ausgangslage.Such a cam 8 is formed near an end face of the cage 6 on a board 9 of the nut 3 designed as a sheet metal sleeve. In the vicinity of the other end face of the cage 6 , a washer 10 is inserted into the nut 3 and fixed in the nut 3 after the flange 11 provided there has been flanged. This disc 10 has the second cam 12 of the device. Depending on the direction of rotation of the threaded spindle 1, either the first cam 8 or the second cam 12 acts on the roller 2 for the purpose of guiding it back into the starting position.

Von dieser Ausführung unterscheidet sich die in Fig. 1 dargestellte erfin dungsgemäße Vorrichtung im wesentlichen dadurch, daß eine die Gewinde spindel 1 konzentrisch umgebende Mutter 13 an ihrer inneren Oberfläche mit einer Profilierung versehen ist, die von mehreren in Achsrichtung hintereinan der angeordneten kreisförmigen Rillen 14 gebildet ist. In diesen Rillen greifen die Rollen 2 mit ihrer Profilierung ein, welche jeweils ebenfalls von in Achs richtung hintereinander angeordneten kreisförmigen Rillen 15 gebildet ist. Die so profilierten Rollen 2 befinden sich gleichzeitig im Eingriff mit dem Außenge winde 16 der Gewindespindel 1. Sie werden zusätzlich von einem Käfig 17 in dem radialen Zwischenraum zwischen der Gewindespindel 1 und der Mutter 13 geführt. Der Käfig 17 sorgt außerdem dafür, daß die Rollen 2 am Umfang der Gewindespindel 1 gleichmäßig verteilt sind. Er stützt sich innerhalb der Mutter 13 axial an Borden 18 ab, welche an den beiden Stirnseiten der Mutter 13 aus gebildet sind. From this embodiment, the device according to the invention shown in FIG. 1 differs essentially in that a threaded spindle 1 concentrically surrounding nut 13 is provided on its inner surface with a profile which is formed by a plurality of axially arranged circular grooves 14 one behind the other is. In these grooves, the rollers 2 engage with their profiling, which is also formed by circular grooves 15 arranged one behind the other in the axial direction. The profiled rollers 2 are simultaneously in engagement with the Außenge thread 16 of the threaded spindle. 1 They are also guided by a cage 17 in the radial space between the threaded spindle 1 and the nut 13 . The cage 17 also ensures that the rollers 2 are evenly distributed on the circumference of the threaded spindle 1 . It is supported axially within the nut 13 on rims 18 which are formed on the two end faces of the nut 13 .

List of reference numbers

11

Gewindespindel
Threaded spindle

22nd

Rolle
role

33rd

Mutter
mother

44th

Bohrung
drilling

55

Gehäuse
casing

66

Käfig
Cage

77

Nut
Groove

88th

Nocken
cam

99

Bord
Board

1010th

Scheibe
disc

1111

Bord
Board

1212th

Nocken
cam

1313

Mutter
mother

1414

Rille der Mutter
Groove of the mother

1515

Rille der Rolle
Groove of the roll

1616

Außengewinde
External thread

1717th

Käfig
Cage

1818th

Bord
Board

Claims

1. Device for converting a rotary movement into a linear movement, with a threaded spindle ( 1 ), a nut ( 13 ) concentrically surrounding it at a radial distance and a number of axially parallel rollers arranged in the distance and guided by a cage ( 17 ) ( 2 ), which each have a plurality of axially one behind the other arranged circular grooves ( 15 ), with which they engage both with the external thread ( 16 ) of the threaded spindle ( 1 ) and with a profiled inner surface of the nut ( 13 ) , characterized in that the inner surface of the nut ( 13 ) for the engagement of the rollers ( 2 ) contains a plurality of circular grooves ( 14 ) arranged axially one behind the other, the profile of which corresponds in each case to the groove profile of the rollers ( 2 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the outer thread ( 16 ) of the threaded spindle ( 1 ) has a plurality of gears.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the number of rollers ( 2 ) on the number of gears of the threaded spindle ( 1 ) speaks ent.

4. The device according to claim 1, characterized in that the rollers ( 2 ) in the circumferential direction of the threaded spindle ( 1 ) from the cage ( 17 ) are kept at a distance.

5. The device according to claim 1, characterized in that the nut ( 13 ) is a chipless manufactured thin-walled sleeve.