DE102008046119A1 - Ball screw for electromechanical steering system of vehicle, has threaded spindle comprising helical ball tracks at outer circumference, and balls that are in contact with ball tracks, where ball tracks have variable thread pitch - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kugelgewindetrieb, umfassend eine Kugelmutter, eine Gewindespindel mit einer oder mehreren schraubenförmigen Kugellaufbahnen am Außenumfang, sowie Kugeln, die an der Kugelmutter geführt sind und mit der Kugellaufbahn bzw. den Kugellaufbahnen der Gewindespindel in Eingriff stehen.The The invention relates to a ball screw, comprising a Ball nut, a threaded spindle with one or more helical ball raceways on the outer circumference, as well as balls that are guided on the ball nut and with the ball track or the ball raceways of the threaded spindle are engaged.
Derartige Kugelgewindetriebe sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Sie werden vielfach zum Bewegen von Werkzeugschlitten oder Hubeinrichtungen eingesetzt. Neuerdings finden Kugelgewindetriebe auch in elektromechanischen Lenkungen Verwendung, um ein Antriebsmoment eines Elektromotors in eine Axialkraft an einer Lenkstange zu übersetzen.such Ball screws are well known in the art. They are often used for moving tool slides or lifting devices used. Recently found ball screws also in electromechanical Steering use to a driving torque of an electric motor to translate into an axial force on a handlebar.
In der Regel variiert bei elektromechanischen Fahrzeuglenkungen das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkradwinkel und dem an den Fahrzeugrädern eingestellten Lenkwinkel in Abhängigkeit des Lenkeinschlags. Dies lässt sich beispielsweise durch eine entsprechende Ansteuerung des Elektromotors realisieren.In The rule varies in electromechanical vehicle steering the transmission ratio between the steering wheel angle and the steering angle set on the vehicle wheels dependent on of the steering angle. This leaves For example, by a corresponding control of the electric motor realize.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Alternativen zur Variation des Übersetzungsverhältnisses zu schaffen.In front In this background, the invention is based on the object alternatives for variation of the gear ratio to accomplish.
Erfindungsgemäß wird hierzu ein Kugelgewindetrieb der eingangs genannten Art dahingehen weitergebildet, dass dessen Kugellaufbahn bzw. Kugellaufbahnen an der Gewindespindel eine variable Gewindesteigung aufweisen.According to the invention for this purpose a ball screw of the type mentioned in mind further developed, that its ball track or ball raceways on the threaded spindle have a variable thread pitch.
Hierdurch lässt sich unabhängig vom Motor eine Variation des Übersetzungsverhältnisses realisieren.hereby let yourself independently from the engine a variation of the gear ratio realize.
Entsprechende Kugelgewindetriebe können jedoch auch zu anderen Zwecken, beispielsweise in Werkzeugmaschinen oder Hubvorrichtungen eingesetzt werden. Durch die erfindungsgemäße Konfiguration mit variabler Steigung lässt sich beispielsweise an einer Werkzeugmaschine eine sehr genaue Zustellung im Arbeitsbereich sowie ein schnelles Verfahren außerhalb des eigentlichen Arbeitsbereichs erzielen, wodurch eine Taktzeiteinsparung ermöglicht wird.Appropriate Ball screws, however, can for other purposes, such as in machine tools or Lifting devices are used. By the configuration according to the invention with variable pitch leaves For example, on a machine tool a very accurate delivery in the work area as well as a quick procedure outside achieve the actual work area, resulting in a cycle time savings is possible.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.advantageous Embodiments of the invention are specified in further claims.
So kann beispielsweise der Verlauf des Maßes der variablen Gewindesteigung bezüglich einer ausgewählten Stellung symmetrisch sein. Dies ist überall dort von Vorteil, wo ein gleichartiges Bewegungsverhalten um eine Ausgangsstellung erwünscht ist. Dies gilt insbesondere für den Einsatz in einer Fahrzeuglenkung.So For example, the course of the variable thread pitch in terms of a selected one Be symmetrical position. This is an advantage wherever a similar movement behavior is desired around a starting position. This is especially true for the use in a vehicle steering.
Bei letzterer ist es zudem von Vorteil, wenn die Gewindesteigung ausgehend von einer Mittelstellung mit kleiner Steigung in beide Richtungen zunimmt.at The latter, it is also advantageous if the thread pitch starting from a middle position with a small pitch in both directions increases.
Prinzipiell kann der Kugelgewindetrieb mit einer einzigen Kugellaufbahn ausgeführt werden. Vorzugsweise sind an der Gewindespindel jedoch mehrere, in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnete Kugellaufbahnen vorhanden. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Gewindespindel zweigängig, das heißt es sind zwei separate Kugellaufbahnen vorhanden, die jeweils einen gleichartigen Steigungsverlauf aufweisen. Hierdurch wird zum einen ein guter Kraftausgleich an der Gewindespindel erzielt, zum anderen bleibt der Fertigungsaufwand für die Herstellung der Kugellaufbahnen noch verhältnismäßig gering. Grundsätzlich können jedoch auch mehr als zwei separate Kugellaufbahnen vorgesehen werden.in principle The ball screw can be performed with a single ball raceway. Preferably, however, several, in the circumferential direction of the threaded spindle mutually staggered ball raceways available. According to a preferred Design is the threaded spindle zweigängig, that is they are two separate ball raceways available, each having a similar Slope gradient have. This will on the one hand a good force balance achieved on the threaded spindle, on the other hand remains the production cost for the Production of ball races still relatively low. In principle, however, can also more than two separate ball raceways are provided.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist je Kugellaufbahn eine Kugel an der Kugelmutter angeordnet. Im Unterschied zu Kugelgewindetrieben mit Kugelumlauf bleiben bei der erfindungsgemäßen Lösung die Kugel bzw. die Kugeln in Bezug auf die Kugelmutter stationär.According to one Another advantageous embodiment of the invention is per ball raceway arranged a ball on the ball nut. In contrast to ball screws with ball circulation remain in the inventive solution, the ball or balls stationary with respect to the ball nut.
Vorzugsweise ist hierbei jede Kugel zwischen an der Kugelmutter drehbar gelagerten Rollen aufgenommen, so dass die Reibung zwischen den Kugeln und deren kugelmutterseitiger Führung reduziert wird.Preferably Here, each ball is rotatably mounted between the ball nut Rolls added so that the friction between the balls and their ball-nut-side leadership is reduced.
Zu diesem Zweck ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Rollen ein an die Kugelform angepasstes Profil aufweisen. Dies ermöglicht zudem eine kompakte Bauweise, da der Abstand der Drehachsen der Rollen verringert werden kann.To For this purpose, it is still advantageous if the roles on have the spherical shape adapted profile. This also allows a compact design, as the distance between the axes of rotation of the rollers can be reduced.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung sind die Rollen quer zu ihrer Drehachse zweigeteilt. Hierdurch wird die Reibung zwischen den Kugeln und deren Führung weiter reduziert, insbesondere dann, wenn die Kugellaufbahnen eine stärkere Schrägstellung zu den Drehachsen der Rollen, welche vorzugsweise parallel zur Längsachse der Kugelgewindespindel verlaufen, aufweisen. Dies ist insbesondere bei größeren Gewindesteigungen der Fall.According to one Another advantageous embodiment, the rollers are transverse to her Twist axis divided into two. This will cause the friction between the balls and their leadership further reduced, especially when the ball races a more inclination to the axes of rotation of the rollers, which are preferably parallel to the longitudinal axis run the ball screw, have. This is special for larger thread pitches the case.
Vorzugsweise sind die Rollen an Stiften bzw. Achsen gelagert, die ihrerseits an der Kugelmutter festgelegt sind.Preferably the rollers are mounted on pins or axles, which in turn are fixed to the ball nut.
Wie oben bereits angedeutet, kommt der vorstehend erläuterten Kugelgewindetrieb bevorzugt bei einer Fahrzeuglenkung zum Einsatz. In diesem Fall ist die Gewindespindel dann ein Abschnitt einer Lenkstange der Lenkung.As already indicated above, the above-described ball screw is preferred a vehicle steering system used. In this case, the threaded spindle is then a portion of a handlebar of the steering.
Mit der Erfindung wird somit ferner eine elektromechanische Lenkung mit einem Kugelgewindetrieb der vorstehend erläuterten Art geschaffen.With The invention thus also an electromechanical steering created with a ball screw of the type described above.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:following the invention with reference to an embodiment shown in the drawing explained in more detail. The Drawing shows in:
Das
in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiels
zeigt einen Kugelgewindetrieb mit einer Kugelmutter
Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist
die Gewindespindel
Unabhängig von
der Anzahl der Kugellaufbahnen weist jede Kugellaufbahn
Der
Verlauf des Maßes
der variablen Gewindesteigung nimmt ausgehend von einer Mittelstellung
mit kleiner Gewindesteigung in beide Richtungen zu. Vorzugsweise
ist dieser Verlauf bezüglich
einer ausgewählten
Stellung, welche z. B. die vorgenannte Mittelstellung sein kann,
symmetrisch. Letzteres ist insbesondere für den Einsatz in einer Fahrzeuglenkung
von Vorteil. Die Gewindespindel
Wie
den
Die
Kugeln
Die
Lagerung der Rollen
Die
Rollen
Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit
einer zweigängigen
Gewindespindel
In
einer Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels werden die
Drehachsen der Rollen
In
einer weiteren Abwandlung können
auch mehr als eine Kugel
Der vorstehend erläuterte Kugelgewindetrieb kommt bevorzugt bei einer elektromechanischen Fahrzeuglenkung zum Einsatz, lässt sich jedoch auch für andere Zwecke, beispielsweise in einer Werkzeugmaschine oder einer Hubvorrichtung verwenden.Of the explained above Ball screw is preferred in an electromechanical vehicle steering to use, lets but also for other purposes, such as in a machine tool or a Use lifting device.
Die Erfindung wurde anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.The Invention has been explained in more detail with reference to an embodiment. she but is not limited to this but comprises all embodiments defined by the claims.
- 11
- Kugelmutterball nut
- 22
- Gewindespindelscrew
- 33
- KugelBullet
- 44
- erste Kugellaufbahnfirst Ball track
- 55
- zweite Kugellaufbahnsecond Ball track
- 66
- Rollerole
- 77
- Stiftpen
- 88th
- Taschebag
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200810046119 DE102008046119A1 (en) | 2008-09-05 | 2008-09-05 | Ball screw for electromechanical steering system of vehicle, has threaded spindle comprising helical ball tracks at outer circumference, and balls that are in contact with ball tracks, where ball tracks have variable thread pitch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200810046119 DE102008046119A1 (en) | 2008-09-05 | 2008-09-05 | Ball screw for electromechanical steering system of vehicle, has threaded spindle comprising helical ball tracks at outer circumference, and balls that are in contact with ball tracks, where ball tracks have variable thread pitch |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102008046119A1 true DE102008046119A1 (en) | 2010-03-11 |
Family
ID=41650741
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200810046119 Withdrawn DE102008046119A1 (en) | 2008-09-05 | 2008-09-05 | Ball screw for electromechanical steering system of vehicle, has threaded spindle comprising helical ball tracks at outer circumference, and balls that are in contact with ball tracks, where ball tracks have variable thread pitch |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102008046119A1 (en) |
Cited By (1)
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-
2008
- 2008-09-05 DE DE200810046119 patent/DE102008046119A1/en not_active Withdrawn
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