NL1014561C2 - Schroefactuator. - Google Patents

Description

« *

Schroefactuator.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een schroefactuator omvattende een roterend aangedreven holle schroef en een translerend verplaatsbaar aangebrachte 5 moer waarbij zowel de schroef als de moer voorzien zijn van samenwerkende spiraalvormige groeven voor het in de daardoor gevormde ruimte opnemen van wentelelementen, waarbij de schroef van middelen voorzien is voor het verplaatsen van die wentelelementen uit een deel van de groef naar een ander deel van de groef teneinde een kringloop van die wentelelementen te vormen, waarbij die middelen 10 omvatten een in die schroef aangebrachte uitsparing.

Een dergelijke schroefactuator is bekend uit het Nederlandse octrooi 1009584 ten name van SKF Industrial Trading & Development Company B.V. In dit octrooi wordt de toepassing voor een remactuator beschreven. Begrepen moet worden dat de onderhavige uitvinding eveneens toegepast kan worden voor dergelijke remactuatoren 15 maar daartoe niet beperkt is. Als ander voorbeeld worden genoemd koppelingen, continu variabele transmissies, tandwielkasten en dergelijke.

Wezenlijk voor de onderhavige uitvinding is de bijzonderheid dat de moer van de schroefactuator in tegenstelling tot in de stand der techniek getoonde constructies niet roteert maar uitsluitend transleert terwijl de schroef roteert.

20 Het op grote schaal industrieel toepassen van dergelijke actuatoren betekent dat het aantal onderdelen daarvan zo veel mogelijk beperkt moet worden. Daardoor worden de kosten voor het vervaardigen van de onderdelen verminderd, de kosten voor het samenvoegen beperkt en kan de totale kostprijs verlaagd worden. Bovendien zal in het algemeen de betrouwbaarheid van een actuator met minder onderdelen toenemen.

25 Het is het doel van de onderhavige uitvinding een schroefactuator te verschaffen waarbij het aantal onderdelen verminderd wordt.

Dit doel wordt bij een hierboven beschreven schroefactuator verwezenlijkt doordat deze omvat dat de dwarsdoorsnede van die uitsparing vanaf de buitenzijde van de schroef naar de hartlijn van die schroef afneemt.

30 In het hierboven beschreven Nederlandse octrooi 1009584 vindt terugvoer van de wentelelementen, in dit geval kogels, plaats door een aan de buitenzijde van de schroef aangebrachte constructie. Een dergelijke constructie is gecompliceerd en ongewenst. In later ingediende octrooiaanvragen/octrooien van SKF Industrial Trading & ' 0 1 4RR1 2

Development Company B.V. welke op de indieningsdatum van onderhavige aanvrage nog niet gepubliceerd waren, wordt recirculeren door het inwendige van de schroef beschreven. Daartoe zijn inzetelementen aanwezig die met behulp van een binnen de schroef geplaatste huls op hun plaats gehouden worden omdat deze anders uit de 5 schroef vallen met alle gevolgen van dien.

Met behulp van de constructie volgens de uitvinding is het mogelijk een dergelijke huls te vermijden.

De uitvinding kan op een aantal wijzen gerealiseerd worden. Afhankelijk van de wijze van vervaardiging van de desbetreffende schroef, kan voor een bepaald methode 10 gekozen worden. Zo zijn de mogelijkheden om de schroef een bepaalde vormgeving te geven anders indien de schroef gesmeed wordt, gegoten wordt of via de poedermetaal technologie vervaardigd wordt. Eventuele nabehandelingen zijn eveneens afhankelijk van de gebruikte technologie.

Bovendien is de beoogde toepassing van belang. In corrosieve omgevingen kan 15 een corrosiewerende bekleding opgebracht worden op een of meer van de componenten van de actuator. Indien de delen aan slijtage onderhevig zijn, kan een hardheidgevende slijtvaste oppervlaktebekleding zoals een DLC bekleding aangebracht worden.

Volgens een van voordeel zijnde uitvoering van de uitvinding kan recirculatie van de wentelelementen verkregen worden door het wanddeel dat tussen twee groeven 20 van de schroef ligt weg te nemen. Daardoor kunnen de wentelelementen in een ander deel van de schroef komen en de gewenste baan voor een oneindige recirculatie vormen. Bij een dergelijke constructie is het niet langer noodzakelijk een doorgaande opening door de wand van de holle schroef te maken.

Volgens een verdere variant van de uitvinding is een buisvormig orgaan 25 aanwezig aangesloten op een door de wand van de holle schroef gaande uitsparing. Dit buisvormig orgaan mondt bij voorkeur uit op een verdere overeenkomstige doorgaande uitsparing in de wand van de schroef. Deze zal in het algemeen stroomopwaarts van de eerst genoemde uitsparing liggen. Daarbij is het mogelijk deze verdere uitsparing een aantal gangen stroomopwaarts van de eerste uitsparing aan te brengen. Ook is het 30 mogelijk deze slechts een gang of een deel van een gang stroomopwaarts te plaatsen. In de laatste gevallen kan het wenselijk zijn meer dan een buisvormig orgaan aan te sluiten op een aantal stellen uitsparingen. Daardoor wordt een recirculatiestelstel verkregen met een aantal afzonderlijke ringvormige banen voor de wentelelementen.

; ^ i4561 3

In plaats van een buisvormig orgaan kan vanzelfsprekend een boring aangebracht worden met bepaalde vormgevingstechnieken zoals bij toepassing van de poedermetallurgie techniek is het mogelijk zeer gecompliceerde doorgangen te verwezenlijken. Dat wil zeggen de schroef kan hol of massief uitgevoerd worden.

5 In een andere uitvoeringsvariant van de uitvinding is de uitsparing voorzien van een inzetdeel dat voor de recirculatie vormt. Daarbij zijn de uitsparing en het inzetdeel van samenwerkende middelen voorzien om de positie van dit inzetdeel onverplaatsbaar vast te leggen. In ieder geval dient het onmogelijk te zijn dat het inzetdeel door de uitsparing in de richting van de hartlijn van de holle schroef beweegt. Deze middelen 10 voor de onderlinge fïxering van het inzetdeel en de groef kunnen aangebracht zijn in de uitsparing zoals hierboven beschreven maar het inzetdeel kan eveneens van vleugels of dergelijke voorzien zijn die zich uitstrekken in de groef. De groef zal dan ter plaatse van een verdieping of dergelijke voorzien zijn die aansluit op de uitsparing en daar deel van uitmaakt.

15 De inzetdelen kunnen uit enig gewenst materiaal vervaardigd worden zoals metallische, niet-metallische en kunststof materialen. De inzetdelen kunnen met enige in de stand der techniek bekende techniek vervaardig worden zoals poeder metallurgie techniek sinteren, gietwerk en dergelijke. De inzetdelen kunnen al dan niet direct gevormd worden of aan een nabehandeling onderworpen worden eventueel na na 20 harden.

De door de schroef opgewekte drukkracht moet door een axiaal druklager opgenomen worden zoals bekend is in de stand der techniek. Voorbeelden daarvan zijn kogel- of rollenlagers.

Volgens een verdere uitvoering van de uitvinding is dit een verdere 25 schroefactuator. Beide actuatoren kunnen een gelijke of verschillende spoed hebben met een gelijke of tegengestelde spoed richting. Indien deze schroefactuator een tegengestelde spoed heeft ten opzichte van de bovengenoemde actuator kan bij verlaagde rotatiesnelheid van de schroef ten opzichte van de moer een vergrote verplaatsing verkregen worden. Vanzelfsprekend is het eveneens mogelijk de 30 schroefactuator van verscheidene zich in hoofdzaak parallel uitstrekkende spiraalvormige banen voor wentelelementen te voorzien dat wil zeggen dat de mogelijkheid bestaat dat meer dan één start aanwezig is.

i 0 145 61 4

De hierboven beschreven uitvindingsgedachte kan enkelvoudig maar ook meervoudig uitgevoerd worden. Dat wil zeggen het is mogelijk een aantal zich parallel uitstrekkende schroefbanen aan te brengen elk voorzien van inzetdelen of andere hierboven beschreven middelen voor recirculatie van kogels of andere 5 wentelelementen.

De schroef kan op enigerlei in de stand der techniek bekende wijze aangedreven worden met spiebanen, kogelbanen en dergelijke. Bevestiging van de aandrijfmiddelen kan enige in de stand der techniek bekende constructie omvatten.

De hierboven beschreven maatregelen met betrekking tot het axiale 10 drukopnemende lager kunnen vanzelfsprekend toegepast worden bij elke schroefactuator welke enige in de stand der techniek bekend recirculatiemiddel kan hebben.

Hierboven zijn enkele toepassingen voor een dergelijke schroefactuator beschreven. Begrepen zal worden dat afhankelijk van toepassing de schroefactuator 15 aangepast kan worden. Eveneens is het mogelijk in een bepaalde toepassing meer dan een schroefactuator te gebruiken. Zo is het mogelijk in een remklauw een aantal actuators te gebruiken bijvoorbeeld overeenkomend met het aantal zuiger-cilindersamenstellen in gebruikelijke remklauwen. Bovendien kan de schroefactuator volgens de uitvinding zowel gebruikt worden voor de bedrijfsrem als de parkeerrem 20 van een voertuig.

De uitvinding zal hieronder nader aan de hand van in de tekening afgebeelde uitvoeringsvoorbeelden verduidelijkt worden.

Daarbij toont: fig. 1 schematisch in dwarsdoorsnede een remactuator volgens niet gepubliceerde 25 stand der techniek; fig. 2 schematisch een eerste uitvoering van een schroef volgens de uitvinding; fig. 3 schematisch gedeeltelijk in dwarsdoorsnede een verdere variant van de uitvinding; fig. 4 schematisch gedeeltelijk in dwarsdoorsnede een verdere variant van de 30 uitvinding; fig. 5 een inzetdeel; fig. 6 toepassing van het inzetdeel uit fig. 5 in een schematisch afgebeelde schroef; 10U561 5 fig. 7 schematisch een verder inzetdeel; en fig. 8 schematisch en in dwarsdoorsnede een actuator volgens een verdere uitvoering van de uitvinding.

De in fig. 1 weergegeven actuator 1 omvat een huis 2, dat is bevestigd aan een 5 gedeeltelijk weergegeven klauwstuk 3. Dat klauwstuk 3 draagt twee remblokken, waarvan één remblok 4 is getoond. De remblokken sluiten een spleet in ter opname van een remschijf (niet weergegeven) van de betreffende schijfrem.

Het huis 2 draagt een motor 5, dat door de reductietandwielmiddelen 6 het schroefmechanisme 7 aandrijft.

10 Dat schroefmechanisme 7 is opgenomen in een doorgaande boring 8 van het huis 2, welke de boring aan eind wat is afgekeerd van het remblok 4 een zich naar binnen uitstrekkende flens 9 heeft.

In de boring 8 is de moer 10 van het schroefmechanisme 7 vastgezet zodanig dat deze niet kan transleren en draaien. De moerlO rust tegen de naar buiten uitstekende 15 flens 11 van de huls 12, welk op zijn beurt door een belastingcel 13 tegen een flens 9 rust.

Het schroefmechanisme 7 bevat verder een schroef 14 en kogels 15 die samenwerken met de schroefdraden 17, 16 van respectievelijk de moer 10 en de schroef 14.

20 De kogels 15 worden in de moer 10 gerecirculeerd door middel van de recirculatie-inzetstukken 18.

In de boring 8 is verder een actuatororgaan 19 van het zuigertype opgenomen. Dit actuatororgaan 19 is in axiale richting beweegbaar, doch niet verdraaibaar door de spie/groef-verbinding 20.

25 Ook het actuatororgaan bezit een inwendige boring 21, voorzien van een inwendig schroefdraad 22.

De schroef 14 strekt zich uit in de boring 21 van het actuatororgaan 19, en werkt door kogels 23 samen met de inwendige schroefdraad 22 van het actuatororgaan 19. De kogels 23 kunnen in de schroef worden gerecirculeerd door middel van de recirculatie- 30 inzetstukken 24.

Door middel van de balg 25 is het actuatororgaan 19 van het zuigertype tegen vuil beschermd.

i ü 14561 6

De schroef bezit een inwendige huls 26, welke de recirculatie-inzetstukken 24 vasthoudt. Verder kan in die huls 26 een smeermiddel-doseerorgaan zijn opgenomen.

Verder bezit de schroef 14 een inwendige boring 27, die door middel van een groef/spie-verbinding 28 verschuifbaar samenwerkt met de aandrijfas 29. Wanneer de 5 aandrijfas 29 wordt gedraaid, draait de schroef 14 ook en verplaatst hij lineair met betrekking tot de moer 10 en ook met betrekking tot de aandrijfas 29. Het actuatororgaan 19 van het zuigertype wordt ook lineair verplaatst met betrekking tot de schroef 14, waardoor een verhoudingsgewijze grote lineaire verplaatsing wordt verkregen.

10 De schroefdraad 16 van de schroef 14, en de schroefdraad 22 van het actuatororgaan 19 werken ook als steunlager voor het actuatororgaan 19.

Met betrekking tot het feit dat een verhoudingsgewijze grote verplaatsing wordt verkregen door de dubbele of tandemactuatorwerking, is een tandwiel vertraging 6 met een verhoudingsgewijze grote vertragingsverhouding nodig.

15 Die tandwielreductie 6 omvat een steun 30, voorzien van een lager 31 waarvan de binnenring 32 een eenheid vormt met de huls 12. De buitenring 33 van het lager 31 is verbonden aan de rotor 34 van de motor 5. De stator 35 is verbonden aan het huis 2.

De buitenring 33 van het lager 31 bezit verder een excentrische naaf, die een excentrisch lager 41 draagt, dat het excentrische tandwiel 36 ondersteunt, dat in een 20 gedeelte van de naar binnen gerichte tanden van het tandwiel 37 grijpt.

Door het excentrische tandwiel 36 te draaien door de rotor 34, wordt het tandwiel 37 met een verhoudingsgewijze grote vertragingsverhouding bewogen.

De buitenomtrek van de buitenring 33 bezit een iets kleinere diameter dan de opening bepaald door de zich naar binnen uitstrekkende flens 9 van de boring 8. Aldus 25 kan het gehele samenstel van het schroefmechanisme 7 en de tandwielreductie 6 door de boring 8 worden geschoven tot aan de in de figuur weergegeven positie. Vervolgens kan de rotor 34 worden gemonteerd, en tenslotte wordt de aandrijfas 28 met het tandwiel 37 gemonteerd.

Teneinde de aandrijfas 29 op zijn plaats te houden, is een veersteun 31 voorzien. 30 Bij de in fig. 1 getoonde constructie is het noodzakelijk dat huls 26 aanwezig is.

Deze belemmert immers het naar binnen vallen van het inzetdeel 24 dat voor recirculatie zorgt.

' ' i 45 61 7

Om het nadeel van een extra onderdeel en alle daarmee samenhangende gevolgen te vermijden, wordt volgens de uitvinding een aantal voorstellen gedaan.

Een eerste uitvoering van de uitvinding is in fïg. 2 afgebeeld. Dat figuur toont slechts een schroef 45. De bijbehorende moerconstructie kan op enigerlei in de stand 5 der techniek bekende wijze uitgevoerd zijn en als voorbeeld wordt naar het eerder beschreven fig. 1 verwezen. Schroef 45 omvat een enkele spiraal vormige groef en wand 46 tussen twee aangrenzende groeven is plaatselijk van een doorbraak of uitsparing 47 voorzien. Deze uitsparing strekt zich uit tot de “bodem 48” van de holle schroef 45. Met 49 is de baan van de wentelelementen weergegeven. Op deze wijze kan 10 een recirculatiestelsel verkregen worden.

In figuur 3 is een verdere variant van de uitvinding getoond. De schroef is in het geheel met 51 aangegeven en omvat twee schuin tegenover elkaar liggende doorgaande uitsparingen 52. Deze zijn verbonden door een holle buis 33 zodat de wentelelementen zich via de desbetreffende uitsparing door de holle buis kunnen verplaatsen terug naar 15 de voorgaande gang van de groef. Bij de in fig. 3 getoonde constructie is het mogelijk een aantal van dergelijke uitsparingen met steeds een holle buis aan te brengen.

In fig. 4 is een verdere variant getoond. De schroef is daar in het geheel met 57 aangegeven. De uitsparingen zijn met 58 aangegeven terwijl de buis met 59 aangegeven is. Uit dit figuur blijkt dat de buis een zodanige lengte heeft dat de 20 wentelelementen een aantal gangen terug getransporteerd worden zodat een recirculatiestelsel ontstaat.

Volgens een verdere variant van de onderhavige uitvinding kan in de uitsparing een inzetdeel geplaatst worden. Een voorbeeld van een dergelijk inzetdeel is in fig. 5 getoond en met 62 aangegeven. Afgezien van een bijzonder gevormd oppervlak om 25 recirculatie te verwezenlijken is dit voorzien van een uitsteeksel 65 dat opgenomen kan worden in een opname 66 in uitsparing 64 van schroef 63. Dit is in figuur 6 getoond. Begrepen zal worden dat nok -opname omgekeerd worden en dat op andere wijze vastlegging van het inzetdeel ten opzichte van de schroef 63 plaats kan vinden.

Een voorbeeld van een dergelijke uitvoering is in fig. 7 getoond. Daarin is slechts 30 een inzetdeel 68 afgebeeld. Het is duidelijk dat dit voorzien is van vleugels 69 die zodanig gevormd zijn dat deze in het groefdeel dat grenst aan de uitsparing in de schroef (niet afgebeeld) opgenomen kunnen worden. Daarbij kan de groef grenzend aan de uitsparing van een verdieping voorzien zijn maar dit is niet absoluut noodzakelijk.

. ü 145 61 8

In fig. 8 is een verdere toepassing van de uitvinding afgebeeld. De daar getoonde actuator is in het geheel met 71 aangegeven. De “moer” met 72 en de groef waarin de kogels of andere wentelelementen lopen met 73. De schroef is met 74 aangegeven en is eveneens voorzien van een groef aangegeven met 75. Het linkerdeel van fig. 8 dat 5 zojuist besproken is, komt overeen met de hierboven beschreven constructies . Echter, het daarbij toegepaste axiale druk lager dat in het geheel met 70 aangegeven is, heeft een bijzondere uitvoering. Dit is volgens deze uitvoeringsvariant uitgevoerd als verdere actuator maar dat met tegengestelde spoed. Het linkerdeel van fig. 8 is voorzien van een linkse spoed terwijl het rechterdeel voorzien is van een rechtse spoed. Dit 10 linkerdeel is voorzien van inzetdeel 80. De moer van de verdere actuator is aangegeven met 77 en is voorzien van een groef 78 die samenwerkt met een groef 79 voor daartussen begrenzen van een opname van wentelelementen. Met deze constructie is het mogelijk bij een verhoudingsgewijze beperkte verplaatsing van schroef 74 en aanvaardbare spoed van de schroef respectievelijk moer toch een aanzienlijke 15 verplaatsing van moer 72 te verkrijgen.

Begrepen zal worden dat de aan de hand van fig. 8 beschreven constructie onafhankelijk van het hierboven beschreven recirculatiesysteem toegepast kan worden. Dat wil zeggen elk ander recirculatiesysteem kan daarin aanwezig zijn hoewel er volgens de uitvinding de voorkeur aan gegeven wordt het recirculatiesysteem dat 20 zojuist beschreven is aan de hand van een aantal voorbeelden toe te passen.

Na het bestuderen van het grote aantal varianten dat hierboven beschreven is, zullen bij de vakman dadelijk verdere uitvoeringen opkomen die voor de hand liggend zijn en liggen binnen het bereik van de bijgaande conclusies.

1 0 14561

Claims (19)

1. Schroefactuator (1, 71) omvattende een roterend aangedreven schroef (14,45,51, 5 57, 63, 74) en een translerend verplaatsbaar aangebrachte moer (10, 72) waarbij zowel de schroef als de moer voorzien zijn van samenwerkende spiraalvormige groeven voor het in de daardoor gevormde ruimte opnemen van wentelelementen, waarbij de schroef van middelen voorzien is voor het verplaatsen van die wentelelementen uit een deel van de groef naar een ander deel van de groef 10 teneinde een kringloop van die wentelelementen te vormen, waarbij die middelen omvatten een in die schroef aangebrachte uitsparing (47, 52, 58,64) met het kenmerk, dat de dwarsdoorsnede van die uitsparing vanaf de buitenzijde van de schroef naar de langs hartlijn van die schroef afneemt.

2. Schroefactuator volgens conclusie 1, waarbij die uitsparing een doorgebroken 15 wanddeel (46) tussen twee aangrenzende groeven omvat.

3. Schroefactuator volgens conclusie 2, waarbij die uitsparing voorzien is van een de schroef omvattende bodem (48).

4. Schroefactuator volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die middelen een op de uitsparing aangesloten buisvormig orgaan (53, 59) omvatten voor het 20 geleiden van die wentelelementen.

5. Schroefactuator volgens conclusie 4, waarbij dat buisvormige orgaan anderzijds uitmondt in een verdere uitsparing.

6. Schroefactuator volgens conclusie 4 of 5 omvattende een aantal buisvormige organen.

7. Schroefactuator volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die middelen een inzetdeel (68) omvatten voorzien van plaats bepalende delen (65) samenwerkend met overeenkomstige plaats bepalende delen (66) in die uitsparing.

8. Schroefactuator volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die middelen een inzetdeel (68) omvatten voorzien van plaats bepalende delen samenwerkend 30 met overeenkomstige plaats bepalende delen in die groeven.

9. Schroefactuator volgens conclusie 7 of 8, waarbij dat inzetdeel een smeermiddel omvat. 1 0 14561

10. Schroefactuator volgens een van de conclusies 7-9, waarbij dat inzetdeel een DLC bekleding heeft.

11. Schroefactuator volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die schroef van een axiale druk opnemend lager voorzien is, welk druk opnemend lager een verdere 5 schroefactuator (71) omvat.

12. Schroefactuator volgens conclusie 11, waarbij die verdere schroefactuator een tegengestelde spoed heeft ten opzichte van die actuator.

13. Schroefactuator volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende tenminste twee recirculatiegroeven, elk voorzien van ten minste een uitsparing en 10 bijbehorende middelen voor het verplaatsen van wentelelementen volgens een van de voorgaande conclusies.

14. Schroefactuator volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die schroef een holle schroef is.

15. Schroefactuator volgens een van de conclusies 1-13, waarbij die schroef een 15 massieve schroef is.

16. Schroefactuator volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende een remactuator.

17. Schroefactuator volgens een van de conclusies 1-15, omvattende een koppelingsactuator.

18. Schroefactuator volgens een van de conclusies 1-15, omvattende een shiftactuator voor een versnellingsbak.

19. Schroefactuator volgens een van de conclusies 1-15, omvattende een stuuractuator voor stuurbare wielen. i ΰ 145 61