DE102012201723A1 - Planetary rolling gear box for power steering apparatus mounted in motor car, has rolling elements that are arranged between spindle nut and spindle shaft, and support bearing whose bearing ring is combined with spindle nut - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Planetenwälzgetriebe mit einer mittels eines Stützlagers stützgelagerten, elektrisch drehangetriebenen Spindelmutter, einer axial von der Spindelmutter verlagerbaren, drehfest gelagerten Spindelwelle sowie mehreren, zwischen Spindelmutter und Spindelwelle angeordneten und abwälzenden Planetenwälzkörpern.The invention relates to a Planetenwälzgetriebe with a stützgelagerten by means of a support bearing, electrically rotating spindle nut, an axially displaceable by the spindle nut, rotatably mounted spindle shaft and a plurality, arranged between spindle nut and spindle shaft and rolling planetary rolling elements.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Planetenwälzgetriebe wandeln je nach Auslegung eine Axial- in eine Drehbewegung oder umgekehrt. Hierbei sind eine Spindelmutter und eine Spindelwelle mit einem Innengewinde beziehungsweise einem Außengewinde versehen, auf denen mit jeweils unterschiedlichen, komplementär zu diesen ausgebildeten Gewindeabschnitten versehenen Planentenwälzkörper abrollen. Hierdurch wird eine Getriebeübersetzung erzielt. Durch die Möglichkeit einer axial engen Teilung der Gewinde werden hoch übersetzende Planetenwälzgetriebe erzielt, die mit Elektromotoren geringer Leistung angetrieben werden können, klein bauen und gegebenenfalls bei entsprechender Wahl der Gewindesteigung selbsthemmend sind. Hierbei ist der Drehantrieb der Spindelwelle oder Spindelmutter durch den Elektromotor bei gleichzeitiger axialer Fixierung vorteilhaft, um entsprechend die drehfest gehaltene Spindelmutter beziehungsweise Spindelwelle axial anzutreiben. Derartige Axialantriebe können beispielsweise zur Betätigung oder Servounterstützung von Reibungskupplungen, Lenkgestängen, Bremsen, Schiebedächern und dergleichen insbesondere in Kraftfahrzeugen vorgesehen werden. Aus der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Weiterbildung eines Planetenwälzgetriebes insbesondere mit einer Verringerung der notwenigen Bauteile, vereinfachter Fertigung und verringertem Bauraum.The object of the invention is the advantageous development of a Planetenwälzgetriebes in particular with a reduction of the necessary components, simplified production and reduced space.
Allgemeine Beschreibung der ErfindungGeneral description of the invention
Die Aufgabe wird durch ein Planetenwälzgetriebe mit einer mittels eines Stützlagers stützgelagerten, elektrisch drehangetriebenen Spindelmutter, einer axial von der Spindelmutter verlagerbaren, drehfest gelagerten Spindelwelle sowie mehreren, zwischen Spindelmutter und Spindelwelle angeordneten und abwälzenden Planetenwälzkörpern gelöst, wobei an der Spindelmutter ein Lagerring des Stützlagers einteilig mit diesem aufgenommen ist. Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, wenn ein einziges Stützlager eingesetzt wird, welches die Spindelmutter und den drehenden Teil des elektrischen Antriebs wie Rotor eines Elektromotos abstützt. Der zugehörige zweite Lagerring, der mittels Wälzkörpern eine Wälzverbindung zu dem einteilig mit der Spindelmutter verbundenen Lagerring ausbildet, ist mit einem gehäusefesten Bauteil wie Gehäuse, Träger und dergleichen eines das Planetengetriebe aufnehmenden Maschinenbauteils fest verbunden, beispielsweise verpresst. In vorteilhafter Weise wird der Innenring des einzigen Stützlagers einteilig mit der Spindelhülse ausgebildet, so dass die Befestigungsmittel für das Stützlager auf der Spindelwelle ebenso entfallen wie die Tolerierung des Lagerrings und der Befestigungsmittel gegeneinander und gegenüber der Spindelmutter. Hierdurch und durch die Beschränkung auf ein einziges radial und axial wirksames Stützlager wird die Produktion des Planetenwälzgetriebes vereinfacht und der Bauraum kann verringert werden. Die Baueinheit aus Innenring und Spindelhülse wird vorteilhafterweise spanend, gesintert, halbwarm oder warm umformend hergestellt. Das Stützlager kann zur Bereitstellung einer radialen und axialen Lagerung der Spindelmutter gegenüber dem Gehäuse in Form eines Rillenkugellagers oder eines Vierpunktlagers ausgebildet sein.The object is achieved by a Planetenwälzgetriebe with a support bearing by means of a support bearing, electrically rotatable spindle nut, axially displaceable from the spindle nut, rotatably mounted spindle shaft and several, arranged between spindle nut and spindle shaft and rolling planetary rolling solved, wherein on the spindle nut a bearing ring of the support bearing with one piece this is included. It has proved to be advantageous if a single support bearing is used, which supports the spindle nut and the rotating part of the electric drive such as the rotor of an electric motor. The associated second bearing ring, which forms a Wälzkörpern a Wälzverbindung to the one-piece connected to the spindle nut bearing ring is firmly connected to a housing-fixed component such as housing, support and the like of the planetary gear receiving machine component, for example, pressed. Advantageously, the inner ring of the single support bearing is formed integrally with the spindle sleeve, so that the fastening means for the support bearing on the spindle shaft as well accounts for the toleration of the bearing ring and the fastening means against each other and against the spindle nut. As a result, and by the restriction to a single radially and axially effective support bearing production of the Planetenwälzgetriebes is simplified and the space can be reduced. The assembly of inner ring and spindle sleeve is advantageously made by machining, sintered, semi-warm or hot forming. The support bearing may be designed to provide a radial and axial bearing of the spindle nut relative to the housing in the form of a deep groove ball bearing or a four-point bearing.
Es hat sich dabei, um insbesondere gegebenenfalls auftretende Stützmomente gleichmäßig zu verteilen, als vorteilhaft erwiesen, wenn das Stützlager im Wesentlichen axial mittig zu einer axialen Wälzlänge der Planetenkörper angeordnet ist. Sollten derartige Stützmomente unbedeutend sein, kann das Stützlager in Richtung einer axialen Stirnfläche der Spindelmutter verlagert angeordnet sein, um für einen radial um die Spindelmutter angeordneten Elektromotor einen erweiterten Bauraum zur Verfügung stellen zu können.It has proved, in order to distribute in particular possibly occurring supporting moments evenly, proved to be advantageous when the support bearing is arranged substantially axially centered to an axial rolling length of the planetary body. Should such support moments be insignificant, the support bearing can be arranged displaced in the direction of an axial end face of the spindle nut in order to provide an expanded space available for a radially arranged around the spindle nut electric motor can.
Je nach Ausbildung des Antriebs der Spindelhülse durch einen Elektromotor kann axial benachbart zu dem Stützlager eine drehschlüssige Verbindung zu dem Elektromotor vorgesehen sein. Hierbei kann der Elektromotor koaxial um die Spindelwelle oder auf einer separaten parallel zu dieser angeordneten Welle angeordnet sein. Die koaxiale Anordnung des Elektromotors um die Spindelwelle wird bevorzugt, da bei fester Koppelung des Rotors oder eines diesem fest zugeordneten Koppelteils mit der Spindelmutter keine weiteren Stützlager notwendig sind und eine aus Rotor und Spindelmutter gebildete Baueinheit mit einem einzigen Stützlager gegenüber dem Gehäuse auskommt.Depending on the design of the drive of the spindle sleeve by an electric motor can be provided axially adjacent to the support bearing a rotationally locked connection to the electric motor. In this case, the electric motor can be arranged coaxially around the spindle shaft or on a separate shaft arranged parallel thereto. The coaxial arrangement of the electric motor to the spindle shaft is preferred because with fixed coupling of the rotor or a permanently assigned coupling part with the spindle nut no further support bearings are necessary and an assembly formed from rotor and spindle nut with a single support bearing relative to the housing.
Der Antrieb durch den Elektromotor erfolgt mittels drehschlüssiger Anbindung des Rotors an die Spindelmutter. Hierbei kann der Rotor direkt und ohne weitere Übersetzung mit der Spindelmutter drehschlüssig gekoppelt sein. Alternativ kann ein weiteres Unter- oder Übersetzungsgetriebe zwischen Rotor und Spindelmutter geschaltet sein. In bevorzugter Weise wird der Rotor oder ein Koppelteil des Rotors wie Übertragungshülse und dergleichen mittels eines Presssitzes mit der Spindelmutter drehschlüssig verbunden. Alternativ oder zusätzlich können Rotor oder Koppelteil formschlüssig, beispielsweise mittels einer Federverbindung wie Pass- oder Gleitfeder, einer Keil- oder Kerbzahnverbindung oder dergleichen miteinander dreh- und formschlüssig verbunden sein. The drive by the electric motor takes place by means of rotationally locking connection of the rotor to the spindle nut. Here, the rotor can be directly coupled without rotation with the spindle nut without further translation. Alternatively, another lower or transmission gear between the rotor and spindle nut can be switched. Preferably, the rotor or a coupling part of the rotor such as transmission sleeve and the like is rotationally connected by means of a press fit with the spindle nut. Alternatively or additionally, rotor or coupling part can positively, for example by means of a spring connection such as key or sliding spring, a splined or serrated connection or the like with each other rotatably and positively connected.
Um den axialen Bauraum in besonders vorteilhafter Weise zu begrenzen, sind Elektromotor und Spindelmutter radial übereinander und im Wesentlichen auf axialer Höhe zueinander angeordnet.In order to limit the axial space in a particularly advantageous manner, the electric motor and spindle nut are arranged radially one above the other and substantially at an axial height to each other.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft gezeigt, wenn die Spindelmutter ohne Vorspannmittel gegenüber der Spindelwelle ausgebildet ist. Hierbei kann geringer Schlupf zwischen der Spindelwelle und der Spindelmutter auftreten. Sollte dieser Schlupf bei erwünschter eindeutiger Zuordnung der Drehzahl des Rotors zu einer axialen Auslenkung der Spindelwelle nicht vernachlässigbar sein, kann zur Detektion eines zwischen Spindelmutter und Spindelwelle auftretenden Schlupfs eine Sensoreinrichtung vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine entsprechende Sensoreinrichtung als absolute oder inkrementelle Wegsensorik der Spindelwelle vorgesehen sein. It has also been found to be advantageous if the spindle nut is formed without biasing means relative to the spindle shaft. In this case, slight slip between the spindle shaft and the spindle nut can occur. Should this slip not be negligible in the case of a desired unambiguous assignment of the rotational speed of the rotor to an axial deflection of the spindle shaft, a sensor device may be provided for detecting a slip occurring between the spindle nut and the spindle shaft. For example, a corresponding sensor device can be provided as absolute or incremental displacement sensor of the spindle shaft.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
Die Erfindung wird anhand des in den
Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures
Der Lagerring
Zwischen der Spindelmutter
Die Funktion des Planetenwälzgetriebes ergibt sich dabei wie folgt: Der Elektromotor
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- PlanetenwälzgetriebePlanetenwälzgetriebe
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Spindelmutterspindle nut
- 44
- Planetenwälzkörperplanet rolling
- 55
- Spindelwellespindle shaft
- 66
- Stützlagersupport bearings
- 77
- RillenkugellagerDeep groove ball bearings
- 88th
- Lagerringbearing ring
- 99
- Lagerring bearing ring
- 1010
- Lagerkäfigbearing cage
- 1111
- Wälzkörperrolling elements
- 1212
- Dichtung poetry
- 1313
- Elektromotorelectric motor
- 1414
- Statorstator
- 1515
- Rotorrotor
- 1616
- Schultershoulder
- 1717
- Abstandsscheibespacer
- 1818
- Rillenabschnittgroove section
- 1919
- Außengewindeexternal thread
- 2020
- Rillenabschnittgroove section
- 2121
- Rillenabschnittgroove section
- 2222
- InnensechskantAllen
- 2323
- Drucknockenpressure cam
- 2525
- SickeBeading
- 2626
- Ausnehmungrecess
- 2828
- Laufbahncareer
- 2929
- Laufbahncareer
- 3030
- Einstichpuncture
- 3131
- Anlageflächecontact surface
- 3232
- Anlageflächecontact surface
- 3333
- Anlageflächecontact surface
- A-AA-A
- Schnittflächesection
- ZZ
- Drehachseaxis of rotation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- 2012-02-06 DE DE201210201723 patent/DE102012201723A1/en not_active Ceased
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|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150126 |
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