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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebeelement, insbesondere für die Verwendung in einem elektromechanischen Bremskraftverstärker einer Betriebsbremse eines Kraftfahrzeuges.
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Aus
DE 10 2004 024 403 A1 beispielsweise ist ein elektromechanischer Bremsdruckerzeuger für eine Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem gattungsgemäßen Getriebeelement offenbart. Dieses Getriebeelement weist einen Kugelgewindetrieb auf, zwischen dessen Spindelmutter und dessen Gewindespindel ein schraubenförmig gewundener Kugelkanal ausgebildet ist, in dem Kugeln an Kugelrillen der Gewindespindel und der Spindelmutter abwälzen. Die Gewindespindel ist schwenkbeweglich mit einem Druckkolben verbunden, der in eine Druckkammer eingreift. Unter Betätigung des Kugelgewindetriebes wird die Gewindespindel axial verlagert und betätigt den Druckkolben zur Erzeugung eines hydraulischen Bremsdrucks in der Druckkammer. Die drehangetriebene Spindelmutter ist über eine Wälzlageranordnung axial und radial in einem Gehäuse gelagert. Es wurde festgestellt, dass im Betrieb derartiger Bremsdruckerzeuger eine einwandfreie Funktion des Getriebeelementes dadurch beeinträchtigt sein kann, dass aufgrund großer Betriebslasten elastische Materialverformungen an Bauteilen des elektromechanischen Bremsdruckerzeugers auftreten, die sich nachteilig auf einen einwandfreien Betrieb des Getriebeelementes auswirken. Weiterhin wird der Druckkolben, der als Bremskolben wirkt und gegen Hydraulikflüssigkeit abgedichtet werden muss bevorzugt, eng geführt. Die sich bildende Achse der axialen und radialen Lagerung der Gewindespindel und die Achse des enggeführten Kolbens haben aufgrund von Fertigungstoleranzen unterschiedliche Lagen im Raum.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Getriebeelement anzugeben, dessen Betrieb für den Einbau und auch unter Betriebslasten einwandfrei möglich ist.
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Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch das Getriebeelement gemäß Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Getriebeelement umfasst einen Kugelgewindetrieb, zwischen dessen Spindelmutter und dessen Gewindespindel ein schraubenförmig gewundener Kugelkanal ausgebildet ist. In diesem Kugelkanal wälzen Kugeln an Kugelrillen der Gewindespindel und der Spindelmutter ab. Ferner weist das erfindungsgemäße Getriebeelement einen von dem Kugelgewindetrieb antreibaren Kolben auf, der entlang seiner Kolbenachse – also in axialer Richtung – verschiebbar ist. Dadurch, dass der Kolben an der Spindelmutter mittels einer ersten Schwenklagerung schwenkbeweglich gelagert ist, und die Gewindespindel mittels einer zweiten Schwenklagerung an einem Maschinenteil schwenkbeweglich gelagert ist, ergeben sich die nachstehend beschriebenen Vorteile.
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Aufgrund von Fertigungstoleranzen der Einzel- und der Anschlussteile treten zwischen der sich bildenden Achse der axialen und radialen Lagerung der Gewindespindel und der Achse des enggeführten Kolbens unterschiedliche Lagen im Raum auf. Die vorliegende Erfindung vermeidet Verzwängung und damit erhöhte Reibung zwischen Kolben und dessen Führung.
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Eine Deachsierung sowie unterschiedliche Raumwinkel der beiden Achsen des Kugelgewindetriebes und des Kolbens werden ermöglicht durch die schwenkbewegliche Lagerung der Gewindespindel als auch durch die schwenkbewegliche Lagerung zwischen Gewindemutter und Kolben.
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Unter großer Betriebslast ist ein durch elastische Verformung von beteiligten Bauteilen verursachtes Verkippen und/oder Taumeln der Achse des Maschinenteils gegenüber der Spindelachse des Kugelgewindetriebes und/oder ein Verkippen oder Taumeln der Spindelachse gegenüber der Kolbenachse des Kolbens möglich, ohne dass unerwünschte Kippmomente übertragen werden. Der üblicherweise in einem Zylinder längsverschieblich angeordnete Kolben überträgt keine unerwünschten Kippmomente. Zwischen Spindelmutter und Gewindespindel wirken keine aufgrund der genannten Verformungen verursachten Kippmomente.
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Die Erfindung ermöglicht demzufolge die Kompensation von Fluchtungsfehlern oder elastischen Verformungen an beteiligten Bauteilen, die zu einem Achsversatz oder zu einem Kippen von Kolbenachse, Achse des Kugelgewindetriebes sowie einer Achse des Maschinenteils führen können. Das beschriebene Zusammenspiel der beiden Schwenklagerungen ermöglicht diese Kompensation.
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Wenn bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung das Maschinenteil durch eine drehangetriebene Motorwelle gebildet ist, die drehfest mit der Gewindespindel verbunden ist, ist es auch möglich, dass unerwünschte Fluchtungsfehler zwischen der Spindelachse des Kugelgewindetriebes und der Achse der Motorwelle auftreten. Diese Fluchtungsfehler werden durch das erfindungsgemäße Getriebeelement kompensiert.
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Dadurch, dass die Gewindespindel schwenkbeweglich an dem Maschinenteil gelagert ist, ist ein gemeinsames Verschwenken der Spindelmutter mit der Gewindespindel gegenüber der Achse der Motorwelle möglich, ohne dass nachteilige Biegemomente übertragen werden.
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Bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist die Gewindespindel drehangetrieben und die Spindelmutter rotationsfest und axial verlagerbar gegenüber der Gewindespindel, wobei die Spindelmutter den Kolben betätigt. Unter Betätigung des Getriebeelementes erfolgt eine Verlagerung der Spindelmutter entlang der Spindelachse gemeinsam mit dem Kolben, wobei das erste Schwenklager Schwenk- und Kippbewegungen zwischen dem Kolben und der Spindelmutter zulässt.
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Beide Schwenklagerungen ermöglichen Kipp- und/oder Taumelbewegungen zwischen den über die Schwenklagerungen gelagerten Bauteilen.
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Vorzugsweise sind die beiden Schwenklagerungen jeweils mit wenigstens einer teilkugeligen Lagerfläche versehen. Schwenkbewegungen erfolgen somit um den Kugelmittelpunkt der Schwenklager. Diese teilkugeligen Lagerflächen lassen sich auf einfache Art und Weise bereitstellen.
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Vorzugsweise weist die erste Schwenklagerung die teilkugelige Lagerfläche sowie eine kegelförmige Lagerfläche auf, wobei die teilkugelige Lagerfläche in die kegelförmige Lagerfläche eingreift und einen etwa ringförmigen Kontakt zwischen diesen Lagerflächen ermöglicht. Die teilkugelige Lagerfläche ist in diesem Fall an einer der Spindelmutter zugewandten Stirnseite des Kolbens ausgebildet.
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Die zweite Schwenklagerung weist entsprechend die teilkugelige Lagerfläche sowie eine kegelförmige Lagerfläche auf, wobei die teilkugelige Lagerfläche ebenfalls in die kegelförmige Lagerfläche eingreift. Die teilkugelige Lagerfläche ist in diesem Fall an einem Ende der Gewindespindel angeordnet, und die kegelförmige Lagerfläche ist an dem Maschinenteil vorgesehen.
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Die teilkugelige Lagerfläche ist vorzugsweise an einer Schwenklagerscheibe ausgebildet, die auf der Gewindespindel angeordnet ist. Diese Schwenklagerscheibe kann spielfrei auf der Gewindespindel angeordnet sein, jedoch auch ein Spiel aufweisen, um die Montage der Schwenklagerscheibe auf die Gewindespindel zu erleichtern.
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Auf der Gewindespindel ist vorzugsweise eine Anschlagscheibe befestigt, deren scheibenseitiger Anschlag für ein Anschlagen mit einem spindelmutterseitigen Anschlag der Spindelmutter in einer Anschlagposition der Spindelmutter vorgesehen ist. Wenn die Gewindespindel drehangetrieben ist, verfährt die Spindelmutter gemeinsam mit dem Kolben entlang der Spindelachse je nach Drehrichtung der Gewindespindel in die eine oder in die entgegengesetzte axiale Richtung. In der einen axialen Richtung nähert sich die Spindelmutter der genannten Anschlagscheibe an, wobei die Anschlagposition erreicht wird, bevor es zu einem Klemmen zwischen Stirnflächen der Anschlagscheibe und der Spindelmutter kommen kann.
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Das erfindungsgemäße Getriebeelement ist vorzugsweise mit einem Halteelement versehen, das den Kolben verliersicher in einer Aufnahme der Spindelmutter hält. Dieses Halteelement kann folgende Funktionen übernehmen: Zunächst kann das erfindungsgemäße Getriebeelement als Baueinheit bereitgestellt werden. Wenn das erfindungsgemäße Getriebeelement Teil eines Bremskraftverstärkers ist, werden große axiale Druckkräfte zwischen der Spindelmutter und dem Kolben über das erste Schwenklager übertragen. In der Gegenrichtung können ggf. Zugkräfte zwischen der Spindelmutter und dem Kolben auftreten, die von dieser Verliersicherung übertragen werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Getriebeelementes begrenzt die kegelförmige Lagerfläche der Spindelmutter die Aufnahme, wobei der Kolben mit einem Hintergriff versehen ist, in den ein an der Spindelmutter gehaltenes Sicherungsmittel als Verliersicherung eingreift. Das Haltelement kann einen aus Kunststoff oder aus Metall gebildeten Haltering aufweisen, der vorzugsweise mit seinem Außenumfang in eine Ringnut der Spindelmutter eingreift und der vorzugsweise mit seinem Innenumfang in den Hintergriff eingreift. Der Hintergriff kann eine an dem Kolben ausgebildete Schulter oder eine Ringnut sein. Dieser Hintergriff kann auch ein an dem Kolben ausgebildeter Ballus sein, der zugleich die teilkugelige Lagerfläche für das erste Schwenklager bildet.
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Der Haltering kann federelastisch auslenkbare Arme oder Nasen aufweisen, die in den Hintergriff und/oder in die Ringnut der Spindelmutter eingreifen. Bei dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung ist der Zusammenbau von Spindelmutter und Kolben besonders einfach: Beispielsweise ist es möglich, dass der Kolben in die Aufnahme eingeführt wird und gleichzeitig oder anschließend der Haltering in die Aufnahme hinein verlagert wird, wobei schließlich die federelastisch vorgespannten Arme oder Nasen unter federelastischer Entspannung in die Ringnut oder in den Hintergriff eingreifen.
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Der Haltering kann endlos geschlossen ausgeführt sein. In diesem Fall ist es zweckmäßig, den Kolben mit einer Schulter als Hintergriff für den Haltering zu versehen. Der Haltering kann durch einfaches Aufschieben auf den Kolben bis zur Schulter aufgeführt werden und beispielsweise mit seinen federelastischen Armen unter federelastischer Entspannung in die Ringnut der Spindelmutter eingreifen.
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Der Haltering kann auch durch einen Schlitz derart unterbrochen sein, dass sich die beiden Enden des Halterings mit umfangsseitigem Abstand einander gegenüber liegen. In diesem Fall kann es zweckmäßig sein, den Kolben mit einer Ringnut zu versehen und den Haltering so klein im Durchmesser zu gestalten, dass er unter elastischer Aufweitung auf den Kolben aufgeführt und schließlich unter federelastischer Entspannung in die Ringnut eingreift. Wie im zuvor geschilderten Beispiel können federelastische Arme unter federelastischer Entspannung in die Ringnut der Spindelmutter eingreifen.
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In den beschriebenen Fällen ist der Haltering derart elastisch verformbar, dass die durch das erste Schwenklager gewährleistete Schwenkbarkeit zwischen den Achsen der Spindelmutter und des Kolbens nicht beeinträchtigt wird. Der Haltering wird vorzugsweise spielfrei eingebaut, kann aber auch mit Spiel montiert werden, wenn die Konstruktion dies erlaubt.
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Der Haltering kann auch steif ausgeführt sein. In diesem Fall ist der Kolben zweckmäßigerweise mit einem Ballus mit teilkugeligen Lagerflächen versehen, die einen gemeinsamen Kugelmittelpunkt aufweisen, Die eine teilkugelige Lagerfläche ist dem ersten Schwenklager und die andere teilkugelige Lagerfläche ist dem Haltering zugeordnet, dessen beispielsweise kegelförmige Lagerfläche an der teilkugeligen Lagerfläche des Kolbens anliegt.
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Vorzugsweise ist das Maschinenteil durch die drehfest mit der Gewindespindel verbundene Motorwelle gebildet, die über ein Stützlager drehbar gelagert ist, wobei der Kolben längsverschieblich in einen Zylinder des Getriebeelementes eingreift und einen hydraulischen Druckraum begrenzen kann. In diesem Fall ist das Getriebeelement insbesondere für die Verwendung in einem elektromechanischen Bremskraftverstärker von Kraftfahrzeugen geeignet.
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Die Gewindespindel kann an ihrem einen axialen Ende an ihrem Außenumfang mit einer Außenverzahnung versehen sein, wobei die Motorwelle einen hohlen Wellenabschnitt aufweist, an dessen Innenumfang eine Innenverzahnung ausgebildet ist, wobei die beiden Verzahnungen für eine drehfeste und schwenkbewegliche Verbindung ineinandergreifen. Die zweite Schwenklagerung ermöglicht in diesem Fall das Verschwenken oder Verkippen der beiden Verzahnungen zueinander.
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Die Gewindespindel kann an ihrem freien Ende mit einer Haltekappe versehen sein, mittels der die Gewindespindel in einer axialen Richtung gegenüber der Motorwelle positioniert ist.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in insgesamt 13 Figuren abgebildeten Ausführungsbeispieles näher erläutert, wobei Einzelheiten in unterschiedlichen alternativen Ausgestaltungen beschrieben sind. Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch ein erstes erfindungsgemäßes Getriebeelement,
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2 einen Ausschnitt aus 1 mit einem modifizierten Halteelement,
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3, 4 ein Einzelteil aus 2 in unterschiedlichen Bearbeitungsstufen,
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5 einen Ausschnitt wie in 2, jedoch mit einem modifizierten Halteelement,
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6, 7 ein Einzelteil aus 5 in perspektivischer Darstellung und in einer Ansicht,
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8, 9 eine weitere Variante eines Halteelementes,
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10, 11 eine weitere Variante eines Halteelementes und
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12, 13 eine weitere Variante eines Halteelementes.
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1 zeigt im Längsschnitt ein erfindungsgemäßes Getriebeelement, bestimmt für den Einsatz in einem elektromechanischen Bremskraftverstärker eines Kraftfahrzeuges.
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Ein Kugelgewindetrieb 1 ist antriebsseitig mit einem Maschinenteil 2 verbunden, das im Ausführungsbeispiel als hohle Motorwelle 3 ausgebildet ist. Die Motorwelle 3 ist über ein Stützlager 4 drehbar in einem nicht abgebildeten Maschinengehäuse gelagert.
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Der Kugelgewindetrieb 1 weist eine Spindelmutter 5 auf, die auf einer Gewindespindel 6 angeordnet ist. Zwischen der Gewindespindel 6 und der Spindelmutter 5 ist ein schraubenförmig um die Spindelachse gewundener Kugelkanal 7 ausgebildet, in dem Kugeln 8 angeordnet sind, die an einer Kugelrille 9 der Spindelmutter 5 sowie an einer Kugelrille 10 der Gewindespindel 6 abwälzen.
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An ihrem einen axialen Ende ist die Gewindespindel 6 mit einem Wellenstumpf 11 versehen, an dessen Außenumfang eine Außenverzahnung 12 ausgebildet ist, beispielsweise eine Kerbverzahnung. Die Motorwelle 3 ist an diesem axialen Ende der Gewindespindel 6 mit einem verjüngten hohlen Wellenabschnitt 13 versehen, an dessen Innenumfang eine nicht weiter abgebildete Innenverzahnung 14 ausgebildet ist. Über den Eingriff der Innenverzahnung 14 in die Außenverzahnung 12 ist eine drehfeste Verbindung zwischen der Motorwelle 3 und der Gewindespindel 6 hergestellt. Diese über Formschluss hergestellte drehfeste Verbindung ist derart ausgelegt, dass Kipp- oder Taumelbewegungen der Gewindespindel 6 gegenüber der Motorwelle 3 möglich sind.
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Auf den Wellenstumpf 11 der Gewindespindel 6 ist eine Anschlagscheibe 15 aufgepresst, die mit einem scheibenseitigen Anschlag 16 versehen ist, der mit einem nicht weiter abgebildeten spindelmutterseitigen Anschlag der Spindelmutter 5 für ein Anschlagen in einer Anschlagposition der Spindelmutter 5 vorgesehen ist.
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Auf dem Wellenstumpf 11 ist ferner eine Schwenklagerscheibe 17 angeordnet, die an ihrer einen Stirnfläche an der Anschlagscheibe 15 abgestützt ist. An der gegenüberliegenden Stirnseite ist die Schwenklagerscheibe 17 mit einer teilkugeligen Lagerfläche 18 versehen, deren Kugelmittelpunkt mit der Längsachse der Schwenklagerscheibe 17 zusammenfällt, die im Ausführungsbeispiel mit der Spindelachse der Gewindespindel 6 zusammenfällt. An der Motorwelle 3 ist im Übergang zwischen dem radial verjüngten Wellenabschnitt 13 und einem radial erweiterten Wellenabschnitt 19 eine Schulter 20 ausgebildet. An ihrer der Schwenklagerscheibe 17 zugewandten Seite ist an der Schulter 20 eine Kegelfläche 21 ausgebildet, wobei die Schwenklagerscheibe 17 mit ihrer teilkugeligen Lagerfläche 18 an der Kegelfläche 21 schwenkbar gestützt ist und Axialkräfte zwischen der Gewindespindel und der Motorwelle 3 überträgt. Die Schwenklagerscheibe 17 bildet gemeinsam mit der an der Schulter 20 ausgebildeten Kegelfläche 21 eine zweite Schwenklagerung 22.
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Selbstverständlich ist es möglich, die Kegelfläche der Motorwelle an einer separaten Scheibe auszubilden, die an der Motorwelle gehalten sein kann. Diese zweite Schwenklagerung 22 ermöglicht Kipp- und Taumelbewegungen des Kugelgewindetriebes 1 gegenüber der Motorwelle 3.
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An ihrer von der zweiten Schwenklagerung 22 abgewandten Stirnseite ist die Spindelmutter 5 über eine erste Schwenklagerung 23 mit einem Kolben 24 verbunden. Der Kolben 24 ist über die erste Schwenklagerung 23 kipp- und schwenkbeweglich in einer Aufnahme 25 der Spindelmutter 5 gelagert. Die zweite Schwenklagerung 22 ermöglicht die Übertragung von Betriebskräften, die als axiale Druckkraft zwischen dem Kolben 24 und der Spindelmutter 5 übertragen werden.
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Die zweite Schwenklagerung 22 ist im Ausführungsbeispiel gebildet durch eine teilkugelige Lagerfläche 26 sowie eine an der Spindelmutter 5 ausgebildete kegelförmige Lagerfläche 27. Der Kugelmittelpunkt der teilkugeligen Lagerfläche 26 liegt auf der Kolbenachse des Kolbens 24.
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Die beiden Schwenklagerungen 22 und 23 verhindern, dass ungewollte Kippmomente um eine quer zur Spindelachse angeordnete Biegeachse zwischen dem Stützlager 4 und dem Kolben 24 übertragen werden. Auf diese Weise ist ein einwandfreier Betrieb des erfindungsgemäßen Getriebeelementes möglich.
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Der Kolben 24 taucht in den hier nicht abgebildeten Zylinder des Bremskraftverstärkers ein und begrenzt dort einen volumenveränderlichen Druckraum. Über die beiden Schwenklagerungen 22, 23 ist sichergestellt, dass keine ungewollten Querkräfte oder Kippmomente zwischen dem Kolben 24 und dem nicht abgebildeten Zylinder übertragen werden.
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In der 1 sind drei Achsen bezeichnet: Die Achse M der Motorwelle 3, die Achse S der Gewindespindel 6 sowie die Achse K des Kolbens 24. Der 1 ist zu entnehmen, dass diese Achsen zueinander verkippt sind und mögliche Lagen der beteiligten Bauteile zeigen soll. Diese Verkippung wird durch die oben beschriebenen Schwenklagerungen 22, 23 ermöglicht.
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Der Kolben 24 ist über ein Halteelement 28 verliersicher in der Aufnahme 25 der Spindelmutter 5 gehalten. Das Halteelement 28 weist einen Haltering 29 auf, der in einer Ringnut 30 der Spindelmutter 5 gehalten ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Spindelmutter an diesem axialen Ende mit einem umgebördelten Radialbord versehen, der den Haltering 29 einwandfrei hält. Das Zusammenspiel des Halteringes 29 mit dem Kolben 24 wird nachstehend anhand der 2 näher erläutert.
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Der 1 ist weiter zu entnehmen, dass an dem freien Ende des Wellenstumpfes 11 eine Haltekappe 47 angeordnet ist, die eine axiale Position der Gewindespindel gegenüber der Motorwelle 3 in der einen axialen Richtung festlegt. In der anderen axialen Richtung ist die Position der Gewindespindel 6 gegenüber der Motorwelle 3 durch die oben beschriebene zweite Schwenklagerung 22 bestimmt.
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2 zeigt einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Getriebeelementes aus 1, jedoch mit einem modifizierten Haltering 31. Der Haltering 31 ist in einer Ringnut 32 der Spindelmutter 5 gehalten. Der Haltering 31 weist an seinem Innenumfang eine Kegelfläche 34 auf, die mit einer teilkugeligen Lagerfläche 33 zusammenarbeitet, die an dem Kolben 24 ausgebildet ist. Die teilkugelige Lagerfläche 33 sowie die teilkugelige Lagerfläche 26 des Kolbens 24 weisen einen gemeinsamen Kugelmittelpunkt auf. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Kolben 26 gegenüber der Spindelmutter 5 kipp- und schwenkbeweglich gelagert ist. Eine entsprechende teilkugelige Lagerfläche sowie eine entsprechende Kegelfläche sind in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 vorgesehen.
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Der Haltering 31 in dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist aus einem weichen Material gebildet. 3 zeigt den vorgefertigten Haltering 31 mit der Kegelfläche 34. Dieser Haltering 31 wird in die geöffnete Ringnut 32 der Spindelmutter 5 eingesetzt. In einem Umformvorgang wird der Haltering 31 derart umgeformt, dass Material in die nun geschlossene Ringnut 32 hinein umgeformt ist, wie es 4 zeigt.
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5 zeigt einen Ausschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Getriebeelementes, das sich von dem aus der 1 im Wesentlichen durch ein modifiziertes Halteelement 35 unterscheidet. Dieses modifizierte Halteelement 35 weist einen federelastisch verformbaren flexiblen Haltering 36 auf, wie er in den 6 und 7 abgebildet ist. Der Haltering weist zwei axial zueinander beabstandet und koaxial angeordnete Ringborde 37 auf, die über eine Vielzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Nocken 38 miteinander verbunden sind. Diese Nocken 38 sind derart flexibel gestaltet, dass sie sich unter einer Verkippung des Kolbens 24 gegenüber der Spindelmutter 5 flexibel an die Kipplage anpassen. Diese Nocken 38 greifen in die in der 5 angedeutete Ringnut 39 der Spindelmutter 5 ein. In dem Ausführungsbeispiel ist der Haltering 36 an einer Schulter 40 des Kolbens 24 axial abgestützt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Kolben 24 einwandfrei in der Spindelmutter 5 gehalten ist und verliersicher mit der Spindelmutter 5 verbunden ist.
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Der im Ausführungsbeispiel abgebildete Haltering 36 ist in sich geschlossen. Es ist jedoch ohne Weiteres möglich, diesen Haltering mit einem durchgehenden Schlitz zu versehen, sodass umfangseitig zwei Enden mit einem Umfangsabstand einander gegenüberliegend angeordnet sind. Der im Ausführungsbeispiel abgebildete ungeschlitzte Haltering 36 kann auf den Kolben aufgeschoben werden, bis er schließlich an der Schulter 40 des Kolbens 24 anschlägt. Wenn dieser Haltering geschlitzt ist, bietet es sich an, an dem Kolben 24 an seinem Außenumfang eine Ringnut auszubilden, in die sich der geschlitzte Haltering 36 unter federelastischer Entspannung hineinlegt, wobei sich die umfangseitig einander benachbarten Enden einander annähern.
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Die 8 und 9 zeigen einen modifizierten Haltering 41, der ungeschlitzt ist. Dieser Haltering weist eine Vielzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Federarmen 42 auf, die unter federelastischer Entlastung mit ihren freien Enden nach radial außen ausfedern und in eine Ringnut des Kolbens eingreifen, sodass dieser Haltering 43 einwandfrei in der Spindelmutter 5 gehalten ist. Ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 ist dieser Haltering 41 an der Schulter 40 des Kolbens 24 abgestützt, sodass der Kolben 24 einwandfrei und verliersicher in der Aufnahme der Spindelmutter 5 gehalten ist. Unter Verkippung des Kolbens 24 gegenüber der Spindelmutter 5 federn die Federarme 42 ein und aus.
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Die 10 und 11 zeigen einen Haltering 43 mit Federarmen 44, wie sie zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den 8 und 9 beschrieben wurden. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den 8 und 9 ist der Haltering 43 geschlitzt, sodass sich umfangseitig zwei einander benachbarte Enden mit Abstand zueinander gegenüberliegen. Dieser geschlitzte Haltering 43 kann unter radialer Aufweitung auf den Kolben 24 aufgeschoben werden und in eine an dem Kolben 24 eingebrachte Ringnut unter federelastischer Entspannung einrasten. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Haltering in den axialen Richtungen sowohl in dem Kolben 24 als auch in der Spindelmutter 5 einwandfrei gehalten ist.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß den 12 und 13 zeigt einen Haltering 45, der sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß den 8 und 9 dadurch unterscheidet, dass die Vielzahl der über den Umfang verteilt angeordneten Federarme 46 abwechselnd mit ihren freien Enden radial auswärts und radial einwärts gerichtet sind. Wenn dieser Haltering 45 auf den Kolben 24 aufgeschoben wird, rasten die radial einwärts gerichteten Federarme 46 unter federelastischer Entspannung in eine an dem Kolben 24 ausgebildete Ringnut ein. Die radial auswärts gerichteten Federarme 46 rasten in der Ringnut 39 der Spindelmutter 5 ein. Auch in diesem Fall ist ein einwandfreies Halten des Kolbens 24 in der Aufnahme der Spindelmutter 5 gewährleistet, sodass der Kolben verliersicher an der Spindelmutter gehalten ist.
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In sämtlichen Ausführungsbeispielen übernehmen die Halteelemente ein einwandfreies Halten des Kolbens an der Spindelmutter 5 und ermöglichen die beschriebene Schwenkbarkeit zwischen Spindelmutter und Kolben. Der in den Ausführungsbeipielen genannte Hintergriff für das Halteelement ist um die Kolbenachse herum am Umfang des Kolbens 24 ausgebildet und alternativ durch die an dem Kolben 24 ausgebildete Schulter 40 oder durch die am Außenumfang des Kolbens 24 gebildete Ringnut oder durch die an dem Kolben ausgebildete teilkugelige Lagerfläche 33 gebildet.
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Die hier offenbarten Schwenklagerungen zeichnen sich durch das Zusammenspiel einer kegeligen Lagerfläche mit einer teilkugeligen Lagerfläche aus. Diese Lagerflächen berühren einander entlang einer Kontaktlinie, die durch die Geometrie der beteiligten Lagerflächen definiert ist. Alternativ ist es auch möglich, anstelle der kegeligen Lagerfläche teilkugelige Lagerflächen vorzusehen, sodass die Schwenklagerung durch das Zusammenspiel der beiden teilkugeligen Lagerflächen geprägt ist, die einen gemeinsamen Kugelmittelpunkt aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kugelgewindetrieb
- 2
- Maschinenteil
- 3
- Motorwelle
- 4
- Stützlager
- 5
- Spindelmutter
- 6
- Gewindespindel
- 7
- Kugelkanal
- 8
- Kugel
- 9
- Kugelrille
- 10
- Kugelrille
- 11
- Wellenstumpf
- 12
- Außenverzahnung
- 13
- Wellenabschnitt
- 14
- Innenverzahnung
- 15
- Anschlagscheibe
- 16
- scheibenseitiger Anschlag
- 17
- Schwenklagerscheibe
- 18
- teilkugelige Lagerfläche
- 19
- radial erweiterter Wellenabschnitt
- 20
- Schulter
- 21
- kegelförmige Lagerfläche
- 22
- zweite Schwenklagerung
- 23
- erste Schwenklagerung
- 24
- Kolben
- 25
- Aufnahme
- 26
- teilkugelige Lagerfläche
- 27
- kegelförmige Lagerfläche
- 28
- Halteelement
- 29
- Haltering
- 30
- Ringnut
- 31
- Haltering
- 32
- Ringnut
- 33
- teilkugelige Lagerfläche
- 34
- Kegelfläche
- 35
- Halteelement
- 36
- Haltering
- 37
- Bordring
- 38
- Nocken
- 39
- Ringnut
- 40
- Schulter
- 41
- Haltering
- 42
- Federarm
- 43
- Haltering
- 44
- Federarm
- 45
- Haltering
- 46
- Federarm
- 47
- Haltekappe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004024403 A1 [0002]
