DE60203824T2

DE60203824T2 - Kugelgewindetrieb-modul

Info

Publication number: DE60203824T2
Application number: DE60203824T
Authority: DE
Inventors: Carl Vissers; Koos Zwarts; Nico Kollaard; Bernie Van Leeuwen; Henk Kapaan
Original assignee: SKF Industrie SpA
Current assignee: SKF Industrie SpA
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2022-12-07
Also published as: ITTO20011138A1; WO2003048610A1; EP1461543B1; ITTO20011138A0; JP2005511986A; EP1461543A1; CN1617987A; DE60203824D1; US20050103139A1; KR20040094396A; AU2002343181A1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Schneckenstellglied, das in einem Schneckenstellglied verwendet wird, das dem Oberbegriff von Anspruch 1 entspricht.
Schneckenstellglieder werden oft für verschiedene Aufgaben verwendet. In letzter Zeit wurden Versuche unternommen, um Schneckenstellglieder auch als Ersatz für hydraulische Stellglieder einzusetzen. Ein Schneckenstellglied besitzt den Vorteil, dass es elektrisch betätigt werden kann, wobei das bedeutet, dass auf die Hydraulikleitungen und das Hydrauliköl verzichtet werden kann. Durch eine geeignete elektronische Steuerung können Schneckenstellglieder weiters leicht an bestimmte Aufgaben angepasst werden, beispielsweise an eine Kompensation der Abnutzung und eine Anzeige für die Instandhaltung.
Das am nächsten kommende Dokument des Stands der Technik DE 196 52 230 A offenbart ein Schneckenstellglied-Modul, das in einem Gehäuse untergebracht ist und einen Schneckenmechanismus mit einer Mutter und einer Schnecke, ein erstes Lager für den Rotor eines Motors, ein erstes Lager, um den Rotor eines Motors auf der Mutter drehbar aufzunehmen, ein zweites Lager, um die Mutter gegenüber dem Gehäuse drehbar aufzunehmen, sowie eine Verriegelungseinrichtung enthält, um eine Drehung der Schnecke gegenüber dem Gehäuse zu verhindern.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Schneckenstellglied-Modul zu liefern, das universell auf mehreren Gebieten eingesetzt werden kann. Es sollte möglich sein, ein derartiges Modul in verschiedenen Gehäusen anzubringen, die an das vorgesehene Anwendungsgebiet angepasst sind.
Dieses Ziel wird mit einem Schneckenstellglied-Modul erreicht, wie es in den angeschlossenen Ansprüchen festgelegt ist.
Das Schneckenstellglied-Modul gemäß der Erfindung enthält eine Buchse, die ein universelles Bauelement darstellt, das so auf gebaut ist, dass es in ein vorbereitetes Gehäuse eingesetzt werden kann. Der Vorteil eines derartigen Moduls besteht darin, dass es vorgefertigt werden kann, und dass seine letzte Anwendung nur darin besteht, dass es in dem in Frage kommenden Gehäuse passend angeordnet und befestigt wird.
Dazu besitzt die Buchse vorzugsweise an einem Ende einen nach außen hervorragenden Vorsprung, wobei dieser Flansch als Halterung gegen einen Teil des Gehäuses dient, das eine Bohrung im Gehäuse umgibt. Die Buchse wird in der Bohrung oder dem zylindrischen Hohlraum stabil gehalten. Der Flansch wird fest gegen den entsprechenden Gehäuseteil gedrückt, wenn eine Stellkraft über das Schneckenstellglied-Modul aufgebracht wird.
Gemäß einer ersten Möglichkeit ist ein Laufring des Lagers mit der Buchse gemeinsam aufgebaut, wobei auch ein Laufring in der Mutter integriert ist. Bei einer zweiten Möglichkeit besitzt das Lager einen äußeren Ring und einen inneren Ring, die mit der Buchse bzw. der Mutter verbunden sind.
Bei einer sehr kompakten Ausführungsform besitzt die Mutter einen Teil, der gegenüber der Buchse vorspringt, wobei der vorspringende Teil den Rotor über ein oder mehrere Rolllagerelemente trägt. Der vorspringende Teil der Mutter kann ein Antriebsende besitzen, das über einen Reduktionsgetriebe-Mechanismus in den Rotor eingreift.
Zumindest einer der Laufringe des Rotorlagers ist in der Mutter integriert und zumindest ein Laufring des Rotorlagers im Rotorhaltering integriert. Andererseits besitzt in diesem Fall das Rotorlager einen äußeren Ring und einen inneren Ring, die mit dem Rotor bzw. der Mutter verbunden sind.
Bei einer sehr stabilen Ausführungsform greift die Schnecke in einen Kolben ein, wobei der Kolben in einem Zylinder verschiebbar aufgenommen wird, der in der Buchse enthalten ist. Der Zylinder kann von der Buchse selbst gebildet werden, wodurch das Modul weiter vereinfacht und seine Kompaktheit verbessert wird. Die Schnecke kann mit dem Kolben verbunden sein oder eine Einheit mit ihm bilden.
Die Erfindung betrifft weiters ein Schneckenstellglied, das ein Schneckenstellglied-Modul enthält, das in einem Gehäuse untergebracht ist, wobei das Schneckenstellglied-Modul einen Schneckenmechanismus mit einer Mutter und einer Schnecke, den Rotor eines Motors sowie eine Buchse enthält, die im Hinblick auf das Gehäuse gehalten wird, wobei die Buchse ein Lager trägt, mit dem die Mutter drehbar gehalten wird, sowie eine Verriegelungseinrichtung enthält, um Drehungen der Schnecke gegenüber der Buchse zu verhindern.
Die Erfindung wird nun im Zusammenhang mit einer Ausführungsform des Schneckenstellglied-Moduls ausführlicher beschrieben, das in der Fig. dargestellt ist. Das Schneckenstellglied-Modul gemäß der Erfindung trägt die Bezugsziffer 20 und ist in einem Gehäuse 1 untergebracht, von dem nur ein Teil dargestellt ist.
Das Schneckenstellglied-Modul enthält eine Buchse 6, die einen nach außen verlaufenden Flansch 8 besitzt, der auf einem Gehäusebereich 21 aufliegt, der einen zylindrischen Hohlraum 9 des Gehäuses umgibt, der die Buchse 6 aufnimmt. Eine Dichtung 22 ist so vorgesehen, dass sie das Schneckenstellglied-Modul gegenüber Schmutz, Schmierfett usw. schützt.
Die Buchse 6 bildet einen Zylinder 17, der einen Kolben 16 aufnimmt, mit dem die zu betätigenden Teile verbunden werden können. Mit Hilfe eines Balgs 23 werden der Kolben 16 und der Zylinder 17 gegenüber Schmutz usw. geschützt.
Die Buchse 6 springt an ihrem vom Flansch 8 weg gerichteten Ende aus dem zylindrischen Hohlraum 9 vor. Das vorspringende Ende trägt ein Lager 7, mit dem die Mutter 3 eines Schneckenmechanismus 2 drehbar aufgenommen wird.
Das betreffende Lager 7 besitzt Laufbahnen 10, 11, die in der Buchse 6 bzw. in der Mutter 3 integriert sind. Die Kugeln 24 werden mit einem Sprengring 25 in ihrer Stellung gehalten, der in einer entsprechend geformten Rille aufgenommen wird, die in der Buchse 6 ausgebildet ist.
Die Schnecke 4 des Schneckenmechanismus 2 ist mit einer quer verlaufenden Wand 18 des Kolbens 16 über eine Schraubverbindung 26 verbunden. Der Kolben 16 wird im Zylinder 17 von einer Feder 37 und einer Rille 36 nichtdrehbar gehalten, wobei dies bedeutet, dass sich auch die Schnecke 4 nicht drehen kann.
Die Schnecke und die Mutter besitzen entsprechend ausgebildete Schneckengänge 27 bzw. 28, in denen Kugeln 29 untergebracht sind. Durch Einsätze 30, die in der Mutter 3 untergebracht sind, können diese Kugeln von benachbarten Schneckengängen transportiert werden, wenn sich die Mutter 3 gegenüber der Schnecke 4 dreht.
Die Mutter 3 besitzt einen Teil 31, der gegenüber der Buchse 6 vorspringt. Dieser vorspringende Teil 31 der Mutter 3 trägt ein Rolllagerelement 5, das zwei Reihen von Kugeln 32 sowie einen äußeren Ring 14 enthält. Die Reihen von Kugeln 32 werden in einer integrierten Laufbahn der Mutter 3 sowie in der Laufbahn 33 eines Laufbahnstücks 34 untergebracht. Dieses Laufbahnstück 34 wird mit Hilfe einer Feder, beispielsweise einer Tellerfeder 35, unter Vorspannung gehalten. Die anderen Laufbahnen 13 und 38 sind im Außenring 14 untergebracht.
Das Lager 5 dient dazu, um den Rotor eines Motors, vorzugsweise eines Elektromotors, aufzunehmen, der nicht dargestellt ist. Das äußerste Ende des vorspringenden Teils 31 der Mutter 3 trägt eine Verzahnung 15, mit der die Mutter 3 in den Motor (nicht dargestellt) beispielsweise über einen Reduktionsgetriebe-Mechanismus eingreifen kann.
Obwohl bei der in Frage kommenden Ausführungsform bestimmte Kugellager dargestellt sind, können auch (axiale/radiale) Rollenlager oder Kombinationen davon verwendet werden.
Das Gehäuse kann aus einem metallischen, einem nichtmetallischen oder einem Verbundwerkstoff hergestellt werden.
Der Schneckenmechanismus kann statt der hier gezeigten Kugelschnecke auch eine Walzenschnecke oder eine Reibungsschnecke enthalten.
Ein Drehfühler kann zwischen den ortsfesten und den drehenden Teilen der Lagerteile oder der Teile des Schneckenmechanismus untergebracht sein, um die Umdrehungen des Schneckenstellglied-Moduls zu überwachen. Weiters kann zwischen der Schnecke 4 und dem Kolben 16 ein Lastsensor untergebracht sein, bei spielsweise ein Flüssigkeitsdruck-Fühler.
Der Außenring 14 des Lagers 5 kann, wie dies dargestellt ist vom Rotor des Motors getrennt oder mit diesem integriert sein.
Das Schneckenstellglied-Modul kann als Ganzes in sich abgeschlossen und auf seine Lebensdauer geschmiert und abgedichtet sein. weiters kann das Lager auf seine Lebensdauer abgeschirmt oder abgedichtet sein.
Zwischen dem Flansch 8 und dem Gehäuse 1 können Bauelemente enthalten sein, um das Schneckenstellglied-Modul gegenüber Wärme von außen zu schützen/abzuriegeln. Weiters kann die Außenfläche des Kolbens 16 derartige Bauelemente enthalten.
Die Buchse kann aus einem metallischen, nichtmetallischen oder einem Verbundwerkstoff hergestellt werden. Weiters kann die Buchse in einem pulvermetallurgischen Verfahren gefertigt werden. Andererseits kann die Buchse aus einem Pulverwerkstoff hergestellt und gehärtet, hartgedreht oder gewirbelt werden, um die endgültigen Abmessungen und die geforderte Oberflächengüte zu erhalten. Andere Bauteile des Schneckenstellglied-Moduls können auch aus einem Pulverwerkstoff hergestellt werden, beispielsweise die Mutter, die Schnecke, der Kolben, der äußere Ring des Rotorlagers usw. Der Kolben selbst kann gleichfalls aus einem nichtmetallischen oder einem Verbundwerkstoff gefertigt werden.
Der Flansch 8 kann Öffnungen besitzen, um ihn gegenüber dem Gehäuse zu befestigen und zu fixieren.
Der Rotor des Motors kann als eine Einheit mit dem äußeren Ring 14 des Lagers ausgebildet werden.

Claims

Schneckenstellglied-Modul, das in einem Gehäuse (1) untergebracht werden kann, wobei das Modul enthält: einen Schneckenmechanismus (2) mit einer drehbaren Mutter (3) und einer Schnecke (4), ein erstes Lager (5), um den Rotor eines Motors auf der Mutter (3) drehbar zu lagern, eine Buchse (6), die im Hinblick auf das Gehäuse (1) gehalten werden soll, eine Verriegelungseinrichtung (36, 37), um eine Drehung der Schnecke (4) im Hinblick auf die Buchse (6) zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (6) ein zweites Lager (7) trägt, in dem die Mutter (3) drehbar gelagert ist, wobei die Buchse (6) – einen Zylinder (17) bildet, um einen Kolben (16) verschiebbar aufzunehmen, der mit der Schnecke (4) verbunden ist, – eine Laufbahn (10) des zweiten Lagers (7) integriert und – an einem Ende einen nach außen vorspringenden Flansch (8) besitzt, der an einem Teil des Gehäuses (1) aufliegt, der eine zylindrische Bohrung (9) im Gehäuse (1) umgibt.
Schneckenstellglied-Modul gemäß Anspruch 1, wobei der Kolben (16) im Zylinder (17) von der Verriegelungseinrichtung (36, 37) so gehalten wird, dass er sich nicht drehen kann.
Schneckenstellglied-Modul gemäß Anspruch 1, wobei die Schnecke (4) mit einer Querwand (18) des Kolbens (16) verbunden ist.
Schneckenstellglied, das ein Gehäuse (1) enthält, das ein Schneckenstellglied-Modul gemäß irgendeinem der bisherigen Ansprüche aufnimmt.