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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb umfassend eine Gewindemutter und eine relativ zur Gewindemutter um eine Drehachse drehbare Gewindespindel, wobei in der Gewindemutter und in der Gewindespindel jeweils mindestens eine wendelförmige Laufbahn für Wälzkörper ausgebildet ist, wobei Blockiermittel vorhanden sind, die eine Rotation der Gewindespindel relativ zur Gewindemutter ab einer definierten Relativstellung zwischen Gewindespindel und Gewindemutter blockieren.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein Kugelgewindetrieb dieser Art ist beispielsweise aus der
DE 10 2008 062 180 A1 bekannt, wo dessen Anwendung in einer Fahrzeugbremse offenbart wird. In elektromechanisch betätigten Feststellbremsvorrichtungen oder Bremskraftverstärkern (sog. E-Boostern) werden häufig solche Kugelgewindetriebe eingesetzt. Sie dienen zur Umwandlung der Drehbewegung des Aktuators in eine lineare Bewegung eines Betätigungskolbens. Bei der rückläufigen Drehbewegung der Spindel, häufig unter hoher Dynamik, kann es zum Verklemmen zwischen Spindel und Mutter kommen. Zur Verhinderung des Blockierens setzt man einen Verblockschutz ein, der aus einem tangentialen Anschlag zwischen der Kugelgewindemutter und der Kugelgewindespindel besteht.
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In dem genannten Dokument ist hierzu ein Umfangsanschlag vorgesehen, der aus einer mit der Gewindespindel formschlüssig verbundenen und mit einem Vorsprung versehenen Anschlagscheibe besteht. Die Scheibe wirkt mit einer Nut in der Gewindemutter zusammen und besorgt mit dieser den Endanschlag. Nachteilig ist dabei die relativ große axiale Ausdehnung des Kugelgewindetriebs. Außerdem hat die zusätzliche benötigte Scheibe Zusatzkosten bei der Herstellung und Montage zur Folge. Auch die Gewindemutter ist in der Herstellung relativ aufwendig und damit kostenintensiv, da man stirnseitig eine komplizierte Gegenkontur für die Anschlagscheibe einarbeiten muss, die die Gewindemutter ebenfalls nachteilig axial verlängert.
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Eine andere Lösung zeigt die
DE 10 2008 014 995 A1 . Hier ist an der Gewindemutter und an der Gewindespindel jeweils ein Sägezahnprofil vorgesehen, die die relative Verdrehung und damit auch die relative axiale Bewegung zwischen der Gewindemutter und der Gewindespindel begrenzt. Auch diese Lösung ist relativ aufwendig und damit kostenintensiv, da auch hier die Gewindespindel in einem aufwendigen Verfahren vorgeformt und einstichrolliert werden muss. Das Sägezahnprofil ist außerdem sehr schwer auf den Gewindeanfang und die Positionierung der Gewindemutter zur Gewindespindel abzustimmen. Eine stufenlose Positionierung ist bei beiden genannten Varianten nicht möglich.
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Eine weitere ähnliche Lösung zeigt die
DE 37 27 975 C2 . Hier sind Anschläge außerhalb des eigentlichen Kugelgewindetriebs vorgesehen.
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Aufgabe der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Kugelgewindetrieb so auszugestalten, dass er eine möglichst kurze axiale Bauweise hat, die kostengünstig realisiert werden kann. Die Mittel zur Blockade der relativen Verdrehung zwischen Gewindemutter und Gewindespindel ab einer definierten Position sollen dabei so realisiert sein, dass sie die äußere Erscheinung des Kugelgewindetriebs nicht stören.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Blockiermittel umfassen:
- - ein erstes stiftförmiges Blockierelement, das in der Gewindemutter angeordnet ist und mit einem Endabschnitt in Richtung der Laufbahn der Gewindespindel vorspringt, und
- - ein zweites stiftförmiges Blockierelement, das in der Gewindespindel angeordnet ist und mit einem Endabschnitt in Richtung der Laufbahn der Gewindemutter vorspringt,
wobei die beiden stiftförmigen Blockierelemente so in der Gewindemutter und in der Gewindespindel angeordnet sind, dass sie sich in radialer Richtung teilweise überlappen.
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Die stiftförmigen Blockierelemente weisen dabei bevorzugt eine Längsachse auf. Das in der Gewindemutter angeordnete Blockierelement kann in einer Bohrung der Gewindemutter angeordnet sein. Die Längsachse des Blockierelements steht dabei gegebenenfalls senkrecht auf der Drehachse. Das Blockierelement ist bevorzugt mit Presspassung in der Bohrung angeordnet.
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Entsprechend kann vorgesehen sein, dass das in der Gewindespindel angeordnete Blockierelement in einer Bohrung der Gewindespindel angeordnet ist. Die Längsachse des Blockierelements steht bevorzugt senkrecht auf der Drehachse. Das Blockierelement kann mit Presspassung in der Bohrung angeordnet sein.
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Der Endabschnitt mindestens eines Blockierelements, vorzugsweise beider Blockierelemente, ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung halbkugelförmig ausgebildet. Gemäß einer bevorzugten Alternative ist vorgesehen, dass der Endabschnitt mindestens eines Blockierelements, vorzugsweise beider Blockierelemente, mit einem gotischen Profil versehen ist.
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Demgemäß wird der Endanschlag (d. h. die Blockiermittel, die die relative Rotation bzw. axiale Verschiebung zwischen Gewindemutter und Gewindespindel begrenzen) bevorzugt durch zwei Stifte gebildet, die so positioniert sind, dass jeder der Stifte bzw. deren Achse die Mittellinie der jeweiligen Kugelgewinderille durchtrennt bzw. schneidet.
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In vorteilhafter Weise wird durch die vorgeschlagene Ausgestaltung der Anschlag, d. h. die Blockiermittel, die die relative Verdrehung und damit auch axiale Verschiebung zwischen Gewindemutter und Gewindespindel ab einer definierten Position verhindern, innerhalb des Kugelgewindeprofils vorgesehen. Bei eingefahrener Gewindespindel ragt die Anschlagkontur nicht aus dem Kugelgewindetrieb hervor, sie ist vielmehr durch die Kontur des Kugelgewindetriebes axial vollständig überdeckt.
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Die Kugelgewindespindel kann in bekannter herkömmlicher Weise, d. h. im Durchlaufverfahren kostensparend rolliert oder geschliffen werden. Auch die Gewindemutter ist in der Herstellung preiswert, da kein separates Anschlagsprofil stirnseitig oder an anderer Stelle vorgesehen werden muss.
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Figurenliste
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In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
- 1 in perspektivischer, teilweise geschnittener Darstellung einen Kugelgewindetrieb gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
- 2 die Einzelheit „A“ gemäß 1,
- 3 den Schnitt G-G gemäß 5 durch den Kugelgewindetrieb,
- 4 die Einzelheit „B“ gemäß 3,
- 5 den Schnitt F-F gemäß 3 durch die Mutter des Kugelgewindetriebs,
- 6 die Einzelheit „C“ gemäß 5,
- 7 den Schnitt E-E gemäß 3 durch die Spindel des Kugelgewindetriebs,
- 8 die Einzelheit „D“ gemäß 7,
- 9 einen Abschnitt der Spindel des Kugelgewindetriebs in der gesperrten Position, gesehen in radiale Richtung,
- 10 in perspektivischer Darstellung ein Blockierelement mit einem halbkugelförmigen Endabschnitt und
- 11 in perspektivischer Darstellung ein Blockierelement mit einem Endabschnitt in gotischer Ausgestaltung.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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In den Figuren sind ein Kugelgewindetrieb 1 bzw. dessen Einzelteile in unterschiedlichen Darstellungen gezeigt. Der Kugelgewindetrieb 1 besteht grundsätzlich aus einer Gewindemutter 2 und einer Gewindespindel 3. In die Gewindemutter 2 ist eine wendelförmige Laufbahn 4 für Wälzkörper (Kugeln) eingearbeitet; in die Gewindespindel 3 ist eine entsprechende Laufbahn 5 eingebracht. Die Wälzkörper selber sind in den Figuren nicht dargestellt.
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Bei einer relativen Drehung zwischen Gewindemutter
2 und Gewindespindel
3 um die Drehachse
a bewegt sich die Gewindespindel
3 in axiale Richtung (d. h. in Richtung der Drehachse
a) relativ zur Gewindemutter
2. Insoweit wird auf die eingangs genannte
DE 10 2008 014 995 A1 ausdrücklich Bezug genommen, wo ein solcher Kugelgewindetrieb
1 näher erläutert ist.
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Der Kugelgewindetrieb 1 weist in an sich bekannter Weise eine Kugelumlenkung 12 auf (siehe 3), über die die Kugeln im Umlauf geführt werden.
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Zur Begrenzung der relativen Drehung zwischen Gewindemutter 2 und Gewindespindel 3 sind Blockiermittel vorgesehen, die im Ausführungsbeispiel aus zwei Blockierelementen 6 und 7 bestehen. Die beiden Blockierelemente 6, 8 sind jeweils als stiftförmige Elemente ausgebildet, die jeweils einen Endabschnitt 7 bzw. 9 haben (siehe die 4, 6, 8, 10 und 11).
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In die Gewindemutter 2 ist eine Bohrung 10 eingebracht, deren Längsachse quer zur Drehachse a ausgerichtet ist; es wird auf die Längsachse b des ersten Blockierelements 6 Bezug genommen (siehe insbesondere die 4 und 6). In diese Bohrung 10 ist das erste Blockierelement 6 eingeschoben und durch Presspassung fixiert.
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Analog weist die Gewindespindel 3 eine Bohrung 11 auf, deren Längsachse wiederum quer zur Drehachse a ausgerichtet ist; es wird auf die Längsachse c des zweiten Blockierelements 8 Bezug genommen (siehe insbesondere die 4 und 8). In der Bohrung 11 ist das zweite Blockierelement 8 angeordnet und wiederum mit Presspassung fixiert.
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Im Ausführungsbeispiel steht die Längsachse c senkrecht auf der Drehachse a (s. 3 und 4). Die Längsachse b ist zur Längsachse c parallel angeordnet und zur Drehachse a seitlich etwas versetzt (s. 3).
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Wesentlich ist, dass beide Blockierelemente 6, 8 mit ihrem jeweiligen Endabschnitt 7 bzw. 9 jeweils zumindest teilweise in die Richtung der Laufbahn des jeweils anderen Teils vorspringen, so dass sie sich radial teilweise überlappen, wie es aus den 3 und 4 gut ersichtlich ist.
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Nicht zwingend aber möglich ist es, dass die Blockierelemente 6, 8 jeweils in die Laufbahn 4 bzw. 5 für die Wälzkörper direkt hineinreichen.
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Das hat zur Folge, dass an der entsprechenden, definierten relativen Drehposition zwischen Gewindemutter 2 und Gewindespindel 3 die beiden Blockierelemente 6 und 8 aufeinandertreffen und aneinander anschlagen, so dass ein weiteres Verdrehen der Gewindespindel 3 relativ zur Gewindemutter 2 blockiert ist.
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Jedes stiftförmige Blockierelement 6 bzw. 8 taucht demgemäß gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung in die jeweils gegenüberliegende Kugelrille ein, und zwar fast bis zur Berührung deren tiefsten Stelle. Somit ist eine optimale Überdeckung beim Anschlag der beiden Blockierelemente 6, 8, gewährleistet.
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Damit die Blockierelemente 6, 8 nicht versetzt aufeinandertreffen, ist vorgesehen, dass jedes der beiden Blockierelemente 6, 8 bzw. deren Achsen b bzw. c die Mittellinie der jeweiligen Kugelrille schneiden. Die Achsen b, c der beiden Blockierelemente 6, 8 liegen in einer Ebene, und zwar in der Ebene, in der sich die Mittellinie der beiden Gewinderillen (Laufbahnen) von Gewindemutter 2 und Gewindespindel 3 befindet (siehe hierzu insbesondere 9).
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Die Ausführung der Blockierelemente 6, 8 kann beliebig sein. In den 10 und 11 sind zwei bevorzugte Ausgestaltungen vorgesehen, nämlich in 10 eine Ausgestaltung des Endabschnitts 7, 9 mit Rundkuppe und in 11 eine Ausgestaltung des Endabschnitts 7, 9 in Form eines gotischen Profils. Bei der letztgenannten Ausführungsform ist eine gerichtete Montage erforderlich, dafür bietet diese Ausgestaltung eine optimale Überdeckung in der Fluchtebene beim Anschlag der beiden Blockierelemente 6, 8.
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Der vorgeschlagene Kugelgewindetrieb 1 ist somit mit einem tangentialen Anschlag der Gewindespindel 3 an der Gewindemutter 2 ausgestattet, wobei besagter Anschlag durch zwei stiftartige Bauteile (Blockierelemente 6 und 8) realisiert wird, die in den Körpern der Gewindemutter 2 bzw. der Gewindespindel 3 fest sitzend angeordnet sind.
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Die Anschlagskontur ist dabei innerhalb des eingefahrenen Kugelgewindetriebs 1 angeordnet, was eine vorteilhafte minimale axiale Baulänge bedeutet.
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Die Achsen der Blockierelemente 6, 8 schneiden die Mittellinien der Kugelrillen (Laufbahnen) in der Gewindemutter 2 bzw. in der Gewindespindel 3. Beim Anschlag der beiden Blockierelemente 6, 8 liegen die beiden Längsachsen b, c fluchtend in einer Ebene.
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Die beiden Blockierelemente 6, 8 tauchen dabei tief in die jeweils gegenüberliegende Kugelrille (Laufbahn) ein, möglichst so, dass nur ein geringfügiger Spalt zur Oberfläche der Laufbahn 4 bzw. 5 verbleibt, d. h. fast bis in den Rillengrund bzw. Grund der Laufbahn.
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In jedem Falle ist ein hinreichend tiefes Eintauchen vorzusehen, so dass die Schulter der Kugelrille bzw. der Laufbahn radial überragt wird. Hierdurch ist ein sicherer Anschlag der beiden Blockierelemente 6, 8 sichergestellt, wenn die definierte relative Position zwischen Gewindemutter 2 und Gewindespindel 3 erreicht ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kugelgewindetrieb
- 2
- Gewindemutter
- 3
- Gewindespindel
- 4
- Laufbahn
- 5
- Laufbahn
- 6, 8
- Blockiermittel
- 6
- erstes Blockierelement
- 7
- Endabschnitt des ersten Blockierelements
- 8
- zweites Blockierelement
- 9
- Endabschnitt des zweiten Blockierelements
- 10
- Bohrung in der Gewindemutter
- 11
- Bohrung in der Gewindespindel
- 12
- Kugelumlenkung
- a
- Drehachse
- b
- Längsachse des ersten Blockierelements
- c
- Längsachse des zweiten Blockierelements
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008062180 A1 [0002]
- DE 102008014995 A1 [0004, 0016]
- DE 3727975 C2 [0005]
