DE69921844T2 - Asymetrisches schrägwalzlager - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schraubenaktuator, welcher einen Verschraubungsmechanismus, ein Gehäuse und ein Lager umfasst, wobei das Lager einen inneren Ring oder eine Achse und einen äußeren Ring aufweist, wobei beide jeweils eine Lauffläche aufweisen, wobei das Lager weiterhin eine Mehrzahl von Rollelementen aufweist, wobei die Rollelemente in Rollkontakt mit den Laufflächen stehen, wobei die Ringe bzw. der Ring und die Achse auf der einen Seite und jedes Rollelement auf der anderen Seite einander in vier Kontaktpunkten berühren, wobei zwei Kontaktlinien durch die zwei Paare diametral gegenüberliegender Kontaktpunkte definiert sind.
  • Ein derartiger Schraubenaktuator, bei welchem der innere Ring des Lagers auf der Mutter des Verschraubungsmechanismus montiert ist, ist beschrieben in WO-A-9603301. Der Schraubenaktuator gemäß dem Stand der Technik umfasst ein gekreuztes Rollenlager, mittels dessen die axialen Kräfte zwischen dem Gehäuse und dem Verschraubungsmechanismus übertragen werden. Der Schraubenaktuator gemäß dem Stand der Technik ist weiterhin Teil eines Bremsentasters, was bedeutet, dass die hauptsächlichen axialen Belastungen auf den Verschraubungsmechanismus und somit auf das Lager überwiegend in eine Richtung auftreten. Die betroffene hauptsächliche axiale Belastung hängt mit der Verschiebung der Bremsbeläge auf der Bremsscheibe zusammen. Die entgegen gesetzte Verschiebung dient zur Entlastung der Bremswirkung zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe und führt zu Belastungen von wesentlich geringerer Größe.
  • Ziel der Erfindung ist es, einen Schraubenaktuator zur Verfügung zu stellen, welcher besonders geeignet ist für derartige Hauptachsenbelastungen in einer Richtung, welcher vielseitiger ist hinsichtlich Zusammenbau und Aufbau und welcher zu geringeren Kosten produziert werden kann. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass mindestens ein Ring mit einer hohen Schulter und einer niedrigen Schulter vorgesehen ist, wobei die Schultern die Lauffläche des Rings begrenzen, wobei die niedrige Schulter eine umlaufende Nut aufweist, wobei ein Ringelement zur Kontaktierung der Rollelemente in der Nut angeordnet ist, wobei eine der Kontaktlinien zur Achse des Lagers einen relativ kleinen Kontaktwinkel bildet, und wobei die andere Kontaktlinie relativ zur Achse des Lagers einen relativ großen Kontaktwinkel bildet, und wobei der äußere Ring des Lagers die Schraube des Verschraubungsmechanismus umfasst oder einen integralen Bestandteil der Schraube bildet.
  • Ein asymmetrisches Winkelkontakt-Kugellager an sich ist offenbart in DE-A-3046812 . Dieses dem Stand der Technik entsprechende Lager hat jedoch feste innere und äußere Ringe, was bedeutet, dass die Menge an Rollelementen, welche zwischen diesen Ringen untergebracht werden kann, beschränkt ist.
  • Ein weiteres asymmetrisches Winkelkontakt-Kugellager ist offenbart in FR-A-1150112 . Dieses dem Stand der Technik entsprechende Lager ist Teil eines Wagenradlagers und hat einen inneren Ring, welcher mit einer Nut ausgestattet ist, welche ein Ringelement aufnimmt.
  • In einer Weiterentwicklung des Schraubenaktuators gemäß der Erfindung ist die Lauffläche des Lagers in einen zentralen Trägerschaft integriert, welcher mit dem Gehäuse verbunden ist.
  • Der Verschraubungsmechanismus ist eine Zylinder- oder Kugelumlaufspindel, deren Gegenmutter als Hülse oder Kolben ausgeführt ist, welche bzw. welcher gleitend aber nicht rotierbar in einem zylindrischen Raum des Gehäuses gelagert ist.
  • Der dem Stand der Technik entsprechende Schraubenaktuator, wie offenbart in WO-A-9603301, umfasst weiterhin einen Verschraubungsmechanismus, ein Gehäuse und ein Lager, welches einen inneren Ring und einen äußeren Ring aufweist, wobei beide jeweils eine Lauffläche definieren, sowie eine Reihe von Rollelementen, welche mit den Laufflächen in Rollkontakt stehen, wobei der innere Ring des Lagers in die Mutter des Verschraubungsmechanismus eingreift oder einen integralen Bestandteil der Mutter bildet, wobei die Ringe auf der einen Seite und jedes Rollelement auf der anderen Seite einander in vier Kontaktpunkten berühren, wobei zwei Kontaktlinien durch die zwei Paare einander diametral gegenüberliegender Kontaktpunkte definiert sind.
  • Gemäß der Erfindung ist mindestens ein Ring mit einer hohen Schulter und einer niedrigen Schulter ausgestattet, welche die Lauffläche des Rings begrenzen, wobei die niedrige Schulter eine umfangsseitige Nut aufweist, wobei ein Ringelement in der Nut zur Kontaktierung der Rollelemente angeordnet ist, wobei eine der Kontaktlinien zur Achse des Lagers einen relativ kleinen Kontaktwinkel definiert, und wobei die andere Kontaktlinie relativ zur Achse des Lagers einen relativ großen Kontaktwinkel bildet.
  • Die niedrige Schulter kann mit einer Dichtung oder einer Abschirmung ausgestattet sein. Das Schulterpaar, welches dem Schulterpaar gegenüberliegt, von dem eine Schulter ein Ringelement hat, schließt einen Spalt ein, wodurch eine Labyrinthdichtung gebildet wird. Eine Dichtung kann auch mittels einer Dichtung oder einer Abschirmung erfolgen.
  • Vorzugsweise ist der äußere Ring in Bezug auf das Gehäuse abgestützt, und die Schraube ist axial verschiebbar, aber nicht rotierbar.
  • Die Erfindung wird nun weiter erklärt mit Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele.
  • 1 zeigt eine erste Ausgestaltung eines Schraubenaktuators, welcher ein erfindungsgemäßes Lager umfasst.
  • 2 zeigt eine zweite Ausgestaltung.
  • Der Schraubenaktuator, von dem ein Teil in 1 dargestellt ist, umfasst einen Schraubenaktuator 26, welcher mittels eines Lagers 1 in einem Gehäuse 27 gelagert ist. Der Schraubenaktuator 26 umfasst im Besonderen eine rotierbare, aber axial nicht verschiebbar gehaltene Mutter 28 und eine axial verschiebbare, aber nicht rotierbare Schraube 29.
  • Die Mutter 28 und Schraube 29 umfassen einander mittels Kugeln 37, welche in geeignet gestalteten Schraubengewinden in der Mutter 28 und der Schraube 29 aufgenommen sind.
  • Die Mutter 28 ist mit einem Antrieb (nicht dargestellt) verbunden und ist in dem inneren Ring 2 des Lagers 1 integriert. Der äußere Ring 3 des Lagers hat einen Flansch 32, welcher im Gehäuse 27 zwischen der Vorderseite 33 und dem Klemmring 34 festgehalten wird.
  • Weiterhin ist die Schraube 29 mit einem verschiebbaren, aber nicht rotierbaren Kolben 30 verbunden, welcher in einem Zylinderraum 31 in dem Gehäuse 27 gehalten ist.
  • Der äußere Ring 3 des Lagers 1 hat eine hohe Schulter 6 und eine niedrige Schulter 7, wobei in die niedrige Schulter 7 eine Nut 9 eingebracht ist, in welcher ein Verschlussring 10 aufgenommen ist.
  • Als Resultat dieses Aufbaus definieren die vier Kontaktpunkte 11–14 asymmetrische Kontaktlinien 15, 16. Die Kontaktlinie 15 zwischen den Kontaktpunkten 11 und 14 weist einen relativ kleinen Winkel zur Achse des Verschraubungsmechanismus 26 auf, dergestalt, dass das Lager 1 in der Lage ist, axiale Druckkräfte zu übertragen, welche auf das linke Ende der Schraube 29 ausgeübt werden.
  • Der Ring hält die Rollelemente oder Kugeln 8 innerhalb des Lagers 1 fest. In diese Richtung ist das Lager nicht in signifikantem Ausmaß belastet. In dem Fall, in dem der infrage stehende Aktuator als Aktuator für eine Scheibenbremse eingesetzt wird, werden die hauptsächlichen axialen Belastungen, wie oben beschrieben, durch die Druckkräfte auf die Schraube 29 gebildet. Die Kräfte in der entgegengesetzten Richtung, welche entlang der Kontaktlinie 16, definiert zwischen den Kontaktpunkten 12, 13, übertragen werden müssen, dienen nur der Entlastung der Bremse und sind von geringerer Größe.
  • Zwischen der hohen Schulter 6 des äußeren Rings 3 und der Schulter 17 des inneren Rings 2 ist ein Spalt 36 verfügbar, welcher eine Labyrinthdichtung bildet. Der größere Spalt zwischen der niedrigen Schulter 7 und der Schulter 18 wird mittels einer Dichtung oder einer Abschirmung 35 verschlossen.
  • Die Ausführung gemäß 2 umfasst ein ähnliches Lager 1, dessen innerer Ring 2 jedoch nun in einen zentralen Trägerschaft 24 integriert ist, welcher mit dem Gehäuse 21 verbunden ist. Der äußere Ring 3 ist mit der Schraube 23 des Verschraubungsmechanismus 20 integriert. Der Verschraubungsmechanismus 20 umfasst weiterhin eine Mutter 22, welche als Kolben 25 ausgeführt ist, welcher verschiebbar, aber nicht rotierbar in dem Gehäuse 21 gehalten ist. Die hauptsächlichen Komponenten des Lagers 1 sind ähnlich zu dem Lager 1 gemäß 1.

Claims (6)

  1. Schraubenaktuator, wobei der Schraubenaktuator einen Verschraubungsmechanismus (20) aufweist, sowie ein Gehäuse (21) und ein Lager (1), wobei das Lager einen inneren Ring oder eine Achse (2) und einen äußeren Ring (3) aufweist, wobei beide jeweils eine Lauffläche (4, 5) aufweisen, wobei das Lager (1) weiterhin eine Mehrzahl von Rollelementen (8) aufweist, wobei die Rollelemente (8) in Rollkontakt mit den Laufflächen (4, 5) stehen, wobei die Ringe (2, 3) bzw. der Ring (3) und die Achse (2) auf der einen Seite und jedes Rollelement (8) auf der anderen Seite einander in vier Kontaktpunkten (11 bis 14) berühren, wobei zwei Kontaktlinien (15, 16) durch die zwei Paare diametral gegenüberliegender Kontaktpunkte (11 bis 14) definiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ring (3) eine hohe Schulter (6) und eine niedrige Schulter (7) aufweist, wobei die Schultern (6, 7) die Lauffläche (5) des Rings (3) begrenzen, wobei die niedrige Schulter (7) eine umlaufende Nut (9) aufweist, wobei ein Ringelement (10) in der Nut (9) zur Kontaktierung der Rollelemente (8) angeordnet ist, wobei eine der Kontaktlinien (15) zur Achse des Lagers (1) einen relativ kleinen Kontaktwinkel bildet, und wobei die andere Kontaktlinie (16) relativ zur Achse des Lagers (1) einen relativ großen Kontaktwinkel bildet, und wobei der äußere Ring (3) des Lagers (1) die Schraube (23) des Verschraubungsmechanismus (20) umfasst oder einen integralen Bestandteil der Schraube (23) bildet.
  2. Schraubenaktuator gemäß Anspruch 1, wobei die innere Lauffläche (4) des Lagers (1) integriert ist in einen zentralen Trägerschaft (24), wobei der zentrale Trägerschaft (24) mit dem Gehäuse (21) verbunden ist.
  3. Schraubenaktuator gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Verschraubungsmechanismus (20) eine Zylinder- oder Kugelumlaufspindel ist, deren Gegenmutter (22) als Hülse oder Kolben (25) ausgeführt ist, welche bzw. welcher gleitend aber nicht rotierbar gelagert ist in einem zylindrischen Raum des Gehäuses (21).
  4. Schraubenaktuator, wobei der Schraubenaktuator einen Verschraubungsmechanismus (26), ein Gehäuse (27) und ein Lager (1) aufweist, wobei das Lager (1) einen inneren Ring (2) und einen äußeren Ring (3) aufweist, wobei der innere Ring (2) und der äußere Ring (3) je eine Lauffläche (4, 5) aufweisen, wobei das Lager weiterhin eine Mehrzahl von Rollelementen (8) aufweist, wobei die Rollelemente (8) in Rollkontakt mit den Laufflächen (5) stehen, wobei der innere Ring (2) des Lagers (1) die Gegenmutter (28) des Verschraubungsmechanismus (26) umfasst oder einen integralen Bestandteil dieser Gegenmutter (28) bildet, wobei die Ringe (2, 3) auf der einen Seite und jedes Rollelement (8) auf der anderen Seite einander in vier Kontaktpunkten (11 bis 14) berühren, wobei zwei Kontaktlinien (15, 16) durch die zwei Paare einander diametral gegenüberliegender Kontaktpunkte (11 bis 14) definiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ring (3) eine hohe Schulter (6) und eine niedrige Schulter (7) aufweist, wobei die Schultern (6, 7) die Lauffläche (5) des Rings (3) begrenzen, wobei die niedrige Schulter (7) eine umlaufende Nut (9) aufweist, wobei ein Ringelement (10) zur Kontaktierung der Rollelemente (8) in die Nut (9) eingebracht ist, wobei eine der Kontaktlinien (15) relativ zur Achse des Lagers (1) einen relativ kleinen Kontaktwinkel bildet, und wobei die andere Kontaktlinie (16) relativ zur Achse des Lagers (1) einen relativ großen Kontaktwinkel bildet.
  5. Schraubenaktuator gemäß Anspruch 4, wobei der äußere Ring (3) relativ zum Gehäuse (27) abgestützt ist, und wobei die Schraube (29) linear verschiebbar, jedoch nicht drehbar ist.
  6. Schraubenaktuator gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lager (1) ein vollrolliges Lager (1) ist.
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