DE19836683A1

DE19836683A1 - Gewindetrieb

Info

Publication number: DE19836683A1
Application number: DE1998136683
Authority: DE
Inventors: Joachim Schneider; Max Schlar; Alexander Zernickel
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1998-08-13
Filing date: 1998-08-13
Publication date: 2000-02-17

Abstract

Bei einem Gewindetrieb mit einer Spindel (1), die an ihrer äußeren Oberfläche ein Gewindeprofil (2) aufweist und von einem ringförmigen Tragkörper (3) umgeben ist, der an seiner inneren, der Spindel (1) zugewandten Oberfläche ein dem Gewindeprofil (2) der Spindel (1) entsprechendes Gewindeprofil größeren Durchmessers aufweist, wobei zwischen dem Tragkörper (3) und der Spindel (1) eine Bewegungen übertragende Zwischenschicht angeordnet ist, ist erfindungsgemäß die Zwischenschicht als an dem Tragkörper (3) befestigte Gleitschicht (7) ausgebildet, die sich mit dem Gewindeprofil (2) der Spindel (1) in unmittelbarer Berührung befindet.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Gewindetrieb mit einer Spindel, die an ihrer äußeren Oberfläche ein Gewindeprofil aufweist und von einem ringförmigen Tragkörper umgeben ist, der an seiner inneren, der Spindel zugewandten Oberfläche ein dem Gewindeprofil der Spindel entsprechendes Gewinde profil größeren Durchmessers aufweist, wobei zwischen dem Tragkörper und der Spindel eine Bewegungen übertragende Zwischenschicht angeord net ist.

Hintergrund der Erfindung

Es besteht in der Automobilindustrie momentan das Problem, preiswerte, betriebssichere Aktuatoren zu schaffen, die z. B. für eine elektrisch betätigte Bremse geeignet sind. Ein Kugelgewindetrieb als Aktuator ist teuer und überdies empfindlich gegen das Eindringen von Schmutzpartikeln.

Aus dem Dokument DE 41 31 486 A1 ist ein Gewindetrieb der eingangs ge nannten Art bekannt, bei welchem zwischen der Spindel und dem Tragkör per in Gewindegängen umlaufende Wälzkörper angeordnet sind, die als Kugeln ausgebildet sind. Hier benötigt die Mutter einen Überleitkanal für die Kugeln, welche sich quer über das von zwei Windungen eines Spindelgan ges gebildete Profil erstreckt. Die Fertigung eines solchen Produktes ist technisch außerordentlich anspruchsvoll und für sehr kleine Durchmesser schwer zu realisieren.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Lösung für einen Gewindetrieb zu finden, wobei dieser gleichzeitig einen hohen Wir kungsgrad und eine sehr gute Zuverlässigkeit aufweisen soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zwischen schicht als an dem Tragkörper befestigte Gleitschicht ausgebildet ist, die sich mit dem Gewindeprofil der Spindel in unmittelbarer Berührung befindet. Auf diese Weise erhält man einen einfach aufgebauten Gewindetrieb, der infolge des Verzichts auf Wälzkörper praktisch wartungsfrei ist.

Die Spindel kann mit einem runden Gewindeprofil versehen werden. Eine besonders gute Ausführung erhält man, wenn die Oberfläche einer solchen Gewindespindel poliert wird.

Auf der Gewindespindel läuft die Gewindemutter, diese kann aus einem spanend oder spanlos hergestellten Tragkörper bestehen, welcher an sei nem Innendurchmesser das gleiche Gewindeprofil hat, wie die Spindel. Er ist aber im Durchmesser des Gewindes etwas größer, um die Gleitschicht aufnehmen zu können.

Die Gleitschicht kann eine Kunststoffschicht sein, die beispielsweise aus einem Verbundwerkstoff besteht. Eine Komponente des Verbundwerkstoffs kann aus einem Gewebe, aus Fasern oder Fäden bestehen. Dabei ist es möglich, als eine Komponente des Verbundwerkstoffes ein Poly-tetra-fluor ethylen (PTFE) zu verwenden. Der Verbundwerkstoff kann zusätzlich eine Matrix aus Harz oder aus Kunststoff enthalten. Er kann auch zusätzlich ei nen oder mehrere Zusatzstoffe zur Verbesserung der Eigenschaften hin sichtlich der Belastung, Reibung, des Verschleißes und der Beständigkeit enthalten. Die Befestigung der Gleitschicht an dem Tragkörper kann durch Kleben erreicht werden.

Der Tragkörper kann in seiner äußeren Form beliebig ausgeführt werden, z. B. einen Flansch tragen oder Bohrungen zur Aufnahme eines zu bewe genden Elementes enthalten.

Da das Gleitmaterial einen Anfangsverschleiß hat und auch über die Zeit einen zwar geringen aber dennoch meßbaren Verschleiß aufweist, ist es möglich, den Tragkörper als vorgespannte Doppelmutter auszuführen, wo bei in einem axialen Abstand zwischen einer ersten Mutter und einer zwei ten Mutter eine deren Verspannkräfte erzeugende Feder angeordnet ist. Als Druckfeder drückt die Feder die beiden Muttern auseinander, so daß immer eine Vorspannkraft herrscht und ein möglicher Verschleiß durch axiale Ver stellung ausgeglichen wird; das Gewinde bleibt spielfrei.

Die Feder kann im Falle der vorgespannten Doppelmutter sowohl als Druckfeder die beiden Muttern auseinanderdrücken als auch als Zugfeder die beiden Muttern aneinanderziehen.

Durch Formungenauigkeit könnte die erste Mutter ein etwas anderes Reib moment haben als die zweite Mutter, was ein gegenseitiges Verstellen be wirken würde. Dagegen ist konstruktiv vorgesehen, daß der ringförmige Tragkörper in einer Hülse gehalten ist und an der inneren Oberfläche der Hülse Längswülste ausgebildet sind, die jeweils in Nuten der ersten Mutter und der zweiten Mutter zu deren Sicherung gegen Verdrehen eingreifen.

Für besonders kurze Hübe ist die Umkehrung des gesamten Aufbaus denk bar, d. h. , daß die Spindel auf einem gewissen Bereich ihrer Länge mit dem PTFE-Gewebe beklebt wird bzw. daß nach anderen Verfahren ein Gleitma terial aufgebracht wird und der Tragkörper wie eine normale Mutter, jedoch mit hoher Oberflächenqualität, auf dieser wartungsfreien Gleitgewindespin del läuft.

Der Tragkörper und die Gewindespindel sollten möglichst aus Materialien bestehen, die den gleichen Wärmedehnungs-Koeffizienten haben, um bei Temperaturschwankungen ein Klemmen bzw. starkes Lösen zu vermeiden.

Statt der Ausführung, die die Feder in der Mitte zwischen den beiden Mut tern vorsieht, ist es auch denkbar, zwei Federn jeweils an den Hülsenenden anzubringen und so eine nach innen wirkende Vorspannkraft aufzubringen.

Um eine selbstnachstellende Mutter zu erhalten, ist es auch möglich, den Tragkörper mit dem eingebrachten PTFE-Material zu schlitzen und an einer oder mehreren Stellen an seinem Umfang ein Federungselement anzubrin gen, welches eine ständige nach innen gerichtete Kraft auf die Tragkörper zungen ausübt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Gewindetrieb im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Gewindetrieb gemäß Linie II-II der Fig. 1.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Ein erfindungsgemäßer Gewindetrieb besteht aus einer Spindel 1, die an ihrer Mantelfläche mit einem Gewindeprofil 2 versehen ist. Sie wird von ei nem Tragkörper 3 umgeben, der aus einer ersten Mutter 4, einer in einem axialen Abstand zu dieser angeordneten zweiten Mutter 5 und einer Feder 6 besteht, die in dem Abstand zwischen der ersten Mutter 4 und der zweiten Mutter 5 angeordnet ist und auf die Muttern in axialer Richtung der Spindel 1 einwirkt. Die Muttern 4 und 5 weisen an ihren inneren Oberflächen Ge windeprofile auf, die dem Gewindeprofil 2 der Spindel 1 entsprechen, im Durchschnitt aber größer sind. Auf diese Weise wird jeweils zwischen der Spindel 1 und der sie umgebenden Mutter 4 bzw. 5 ein Ringraum gebildet, der vollständig mit einer Gleitschicht 7 aus einem Kunststoff ausgefüllt ist. Diese ist an der Mutter 4 bzw. 5 angeklebt und berührt die Spindel 1 glei tend an deren Gewindeprofil 2 bei deren relativer Verdrehung gegenüber den Muttern.

Die erste Mutter 4, die zweite Mutter 5 und die Feder 6 werden von einer gemeinsamen Hülse 8 umgeben und darin gehalten. Für die Sicherung ge gen Verdrehen der Muttern 4 und 5 gegenüber der Hülse 8 sind die Muttern mit achsparallelen Nuten 9 an ihren äußeren Mantelflächen versehen, in welche am inneren Umfang der Hülse 8 ausgebildete Längswülste 10 pas send eingreifen.

Bezugszeichenliste

1

Spindel

2

Gewindeprofil

3

Tragkörper

4

erste Mutter

5

zweite Mutter

6

Feder

7

Gleitschicht

8

Hülse

9

Nut

10

Längswulst

Claims

1. Gewindetrieb mit einer Spindel (1), die an ihrer äußeren Oberfläche ein Gewindeprofil (2) aufweist und von einem ringförmigen Tragkörper (3) umgeben ist, der an seiner inneren, der Spindel (1) zugewandten Ober fläche ein dem Gewindeprofil (2) der Spindel (1) entsprechendes Ge windeprofil größeren Durchmessers aufweist, wobei zwischen dem Tragkörper (3) und der Spindel (1) eine Bewegungen übertragende Zwi schenschicht angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwi schenschicht als an dem Tragkörper (3) befestigte Gleitschicht (7) aus gebildet ist, die sich mit dem Gewindeprofil (2) der Spindel (1) in unmit telbarer Berührung befindet.

2. Gewindetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (7) eine Kunststoffschicht ist.

3. Gewindetrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (7) ein Gewebe aus einem Poly-tetra-fluor-ethylen (PTFE) ist.

4. Gewindetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (7) mit dem Tragkörper (3) verklebt ist.

5. Gewindetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (3) als vorgespannte Doppelmutter ausgeführt ist, wobei in einem axialen Abstand zwischen einer ersten Mutter (4) und einer zwei ten Mutter (5) eine deren Vorspannkräfte erzeugende Feder (6) ange ordnet ist.

6. Gewindetrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Tragkörper (3) in einer Hülse (8) gehalten ist und an der in neren Oberfläche der Hülse (8) Längswülste (10) ausgebildet sind, die jeweils in Nuten (9) der ersten Mutter (4) und der zweiten Mutter (5) zu deren Sicherung gegen Verdrehen eingreifen.

7. Gewindetrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fe der (6) als die beiden Muttern (4, 5) auseinanderdrückende Druckfeder ausgebildet ist.

8. Gewindetrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fe der (6) als die beiden Muttern (4, 5) aneinanderziehende Zugfeder aus gebildet ist.