DE69921844T2 - Asymetrisches schrägwalzlager - Google Patents
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Schraubenaktuator, welcher einen Verschraubungsmechanismus, ein Gehäuse und ein Lager umfasst, wobei das Lager einen inneren Ring oder eine Achse und einen äußeren Ring aufweist, wobei beide jeweils eine Lauffläche aufweisen, wobei das Lager weiterhin eine Mehrzahl von Rollelementen aufweist, wobei die Rollelemente in Rollkontakt mit den Laufflächen stehen, wobei die Ringe bzw. der Ring und die Achse auf der einen Seite und jedes Rollelement auf der anderen Seite einander in vier Kontaktpunkten berühren, wobei zwei Kontaktlinien durch die zwei Paare diametral gegenüberliegender Kontaktpunkte definiert sind.
- Ein derartiger Schraubenaktuator, bei welchem der innere Ring des Lagers auf der Mutter des Verschraubungsmechanismus montiert ist, ist beschrieben in WO-A-9603301. Der Schraubenaktuator gemäß dem Stand der Technik umfasst ein gekreuztes Rollenlager, mittels dessen die axialen Kräfte zwischen dem Gehäuse und dem Verschraubungsmechanismus übertragen werden. Der Schraubenaktuator gemäß dem Stand der Technik ist weiterhin Teil eines Bremsentasters, was bedeutet, dass die hauptsächlichen axialen Belastungen auf den Verschraubungsmechanismus und somit auf das Lager überwiegend in eine Richtung auftreten. Die betroffene hauptsächliche axiale Belastung hängt mit der Verschiebung der Bremsbeläge auf der Bremsscheibe zusammen. Die entgegen gesetzte Verschiebung dient zur Entlastung der Bremswirkung zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe und führt zu Belastungen von wesentlich geringerer Größe.
- Ziel der Erfindung ist es, einen Schraubenaktuator zur Verfügung zu stellen, welcher besonders geeignet ist für derartige Hauptachsenbelastungen in einer Richtung, welcher vielseitiger ist hinsichtlich Zusammenbau und Aufbau und welcher zu geringeren Kosten produziert werden kann. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass mindestens ein Ring mit einer hohen Schulter und einer niedrigen Schulter vorgesehen ist, wobei die Schultern die Lauffläche des Rings begrenzen, wobei die niedrige Schulter eine umlaufende Nut aufweist, wobei ein Ringelement zur Kontaktierung der Rollelemente in der Nut angeordnet ist, wobei eine der Kontaktlinien zur Achse des Lagers einen relativ kleinen Kontaktwinkel bildet, und wobei die andere Kontaktlinie relativ zur Achse des Lagers einen relativ großen Kontaktwinkel bildet, und wobei der äußere Ring des Lagers die Schraube des Verschraubungsmechanismus umfasst oder einen integralen Bestandteil der Schraube bildet.
- Ein asymmetrisches Winkelkontakt-Kugellager an sich ist offenbart in
DE-A-3046812 . Dieses dem Stand der Technik entsprechende Lager hat jedoch feste innere und äußere Ringe, was bedeutet, dass die Menge an Rollelementen, welche zwischen diesen Ringen untergebracht werden kann, beschränkt ist. - Ein weiteres asymmetrisches Winkelkontakt-Kugellager ist offenbart in
FR-A-1150112 - In einer Weiterentwicklung des Schraubenaktuators gemäß der Erfindung ist die Lauffläche des Lagers in einen zentralen Trägerschaft integriert, welcher mit dem Gehäuse verbunden ist.
- Der Verschraubungsmechanismus ist eine Zylinder- oder Kugelumlaufspindel, deren Gegenmutter als Hülse oder Kolben ausgeführt ist, welche bzw. welcher gleitend aber nicht rotierbar in einem zylindrischen Raum des Gehäuses gelagert ist.
- Der dem Stand der Technik entsprechende Schraubenaktuator, wie offenbart in WO-A-9603301, umfasst weiterhin einen Verschraubungsmechanismus, ein Gehäuse und ein Lager, welches einen inneren Ring und einen äußeren Ring aufweist, wobei beide jeweils eine Lauffläche definieren, sowie eine Reihe von Rollelementen, welche mit den Laufflächen in Rollkontakt stehen, wobei der innere Ring des Lagers in die Mutter des Verschraubungsmechanismus eingreift oder einen integralen Bestandteil der Mutter bildet, wobei die Ringe auf der einen Seite und jedes Rollelement auf der anderen Seite einander in vier Kontaktpunkten berühren, wobei zwei Kontaktlinien durch die zwei Paare einander diametral gegenüberliegender Kontaktpunkte definiert sind.
- Gemäß der Erfindung ist mindestens ein Ring mit einer hohen Schulter und einer niedrigen Schulter ausgestattet, welche die Lauffläche des Rings begrenzen, wobei die niedrige Schulter eine umfangsseitige Nut aufweist, wobei ein Ringelement in der Nut zur Kontaktierung der Rollelemente angeordnet ist, wobei eine der Kontaktlinien zur Achse des Lagers einen relativ kleinen Kontaktwinkel definiert, und wobei die andere Kontaktlinie relativ zur Achse des Lagers einen relativ großen Kontaktwinkel bildet.
- Die niedrige Schulter kann mit einer Dichtung oder einer Abschirmung ausgestattet sein. Das Schulterpaar, welches dem Schulterpaar gegenüberliegt, von dem eine Schulter ein Ringelement hat, schließt einen Spalt ein, wodurch eine Labyrinthdichtung gebildet wird. Eine Dichtung kann auch mittels einer Dichtung oder einer Abschirmung erfolgen.
- Vorzugsweise ist der äußere Ring in Bezug auf das Gehäuse abgestützt, und die Schraube ist axial verschiebbar, aber nicht rotierbar.
- Die Erfindung wird nun weiter erklärt mit Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele.
-
1 zeigt eine erste Ausgestaltung eines Schraubenaktuators, welcher ein erfindungsgemäßes Lager umfasst. -
2 zeigt eine zweite Ausgestaltung. - Der Schraubenaktuator, von dem ein Teil in
1 dargestellt ist, umfasst einen Schraubenaktuator26 , welcher mittels eines Lagers1 in einem Gehäuse27 gelagert ist. Der Schraubenaktuator26 umfasst im Besonderen eine rotierbare, aber axial nicht verschiebbar gehaltene Mutter28 und eine axial verschiebbare, aber nicht rotierbare Schraube29 . - Die Mutter
28 und Schraube29 umfassen einander mittels Kugeln37 , welche in geeignet gestalteten Schraubengewinden in der Mutter28 und der Schraube29 aufgenommen sind. - Die Mutter
28 ist mit einem Antrieb (nicht dargestellt) verbunden und ist in dem inneren Ring2 des Lagers1 integriert. Der äußere Ring3 des Lagers hat einen Flansch32 , welcher im Gehäuse27 zwischen der Vorderseite33 und dem Klemmring34 festgehalten wird. - Weiterhin ist die Schraube
29 mit einem verschiebbaren, aber nicht rotierbaren Kolben30 verbunden, welcher in einem Zylinderraum31 in dem Gehäuse27 gehalten ist. - Der äußere Ring
3 des Lagers1 hat eine hohe Schulter6 und eine niedrige Schulter7 , wobei in die niedrige Schulter7 eine Nut9 eingebracht ist, in welcher ein Verschlussring10 aufgenommen ist. - Als Resultat dieses Aufbaus definieren die vier Kontaktpunkte
11 –14 asymmetrische Kontaktlinien15 ,16 . Die Kontaktlinie15 zwischen den Kontaktpunkten11 und14 weist einen relativ kleinen Winkel zur Achse des Verschraubungsmechanismus26 auf, dergestalt, dass das Lager1 in der Lage ist, axiale Druckkräfte zu übertragen, welche auf das linke Ende der Schraube29 ausgeübt werden. - Der Ring hält die Rollelemente oder Kugeln
8 innerhalb des Lagers1 fest. In diese Richtung ist das Lager nicht in signifikantem Ausmaß belastet. In dem Fall, in dem der infrage stehende Aktuator als Aktuator für eine Scheibenbremse eingesetzt wird, werden die hauptsächlichen axialen Belastungen, wie oben beschrieben, durch die Druckkräfte auf die Schraube29 gebildet. Die Kräfte in der entgegengesetzten Richtung, welche entlang der Kontaktlinie16 , definiert zwischen den Kontaktpunkten12 ,13 , übertragen werden müssen, dienen nur der Entlastung der Bremse und sind von geringerer Größe. - Zwischen der hohen Schulter
6 des äußeren Rings3 und der Schulter17 des inneren Rings2 ist ein Spalt36 verfügbar, welcher eine Labyrinthdichtung bildet. Der größere Spalt zwischen der niedrigen Schulter7 und der Schulter18 wird mittels einer Dichtung oder einer Abschirmung35 verschlossen. - Die Ausführung gemäß
2 umfasst ein ähnliches Lager1 , dessen innerer Ring2 jedoch nun in einen zentralen Trägerschaft24 integriert ist, welcher mit dem Gehäuse21 verbunden ist. Der äußere Ring3 ist mit der Schraube23 des Verschraubungsmechanismus20 integriert. Der Verschraubungsmechanismus20 umfasst weiterhin eine Mutter22 , welche als Kolben25 ausgeführt ist, welcher verschiebbar, aber nicht rotierbar in dem Gehäuse21 gehalten ist. Die hauptsächlichen Komponenten des Lagers1 sind ähnlich zu dem Lager1 gemäß1 .
Claims (6)
- Schraubenaktuator, wobei der Schraubenaktuator einen Verschraubungsmechanismus (
20 ) aufweist, sowie ein Gehäuse (21 ) und ein Lager (1 ), wobei das Lager einen inneren Ring oder eine Achse (2 ) und einen äußeren Ring (3 ) aufweist, wobei beide jeweils eine Lauffläche (4 ,5 ) aufweisen, wobei das Lager (1 ) weiterhin eine Mehrzahl von Rollelementen (8 ) aufweist, wobei die Rollelemente (8 ) in Rollkontakt mit den Laufflächen (4 ,5 ) stehen, wobei die Ringe (2 ,3 ) bzw. der Ring (3 ) und die Achse (2 ) auf der einen Seite und jedes Rollelement (8 ) auf der anderen Seite einander in vier Kontaktpunkten (11 bis14 ) berühren, wobei zwei Kontaktlinien (15 ,16 ) durch die zwei Paare diametral gegenüberliegender Kontaktpunkte (11 bis14 ) definiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ring (3 ) eine hohe Schulter (6 ) und eine niedrige Schulter (7 ) aufweist, wobei die Schultern (6 ,7 ) die Lauffläche (5 ) des Rings (3 ) begrenzen, wobei die niedrige Schulter (7 ) eine umlaufende Nut (9 ) aufweist, wobei ein Ringelement (10 ) in der Nut (9 ) zur Kontaktierung der Rollelemente (8 ) angeordnet ist, wobei eine der Kontaktlinien (15 ) zur Achse des Lagers (1 ) einen relativ kleinen Kontaktwinkel bildet, und wobei die andere Kontaktlinie (16 ) relativ zur Achse des Lagers (1 ) einen relativ großen Kontaktwinkel bildet, und wobei der äußere Ring (3 ) des Lagers (1 ) die Schraube (23 ) des Verschraubungsmechanismus (20 ) umfasst oder einen integralen Bestandteil der Schraube (23 ) bildet. - Schraubenaktuator gemäß Anspruch 1, wobei die innere Lauffläche (
4 ) des Lagers (1 ) integriert ist in einen zentralen Trägerschaft (24 ), wobei der zentrale Trägerschaft (24 ) mit dem Gehäuse (21 ) verbunden ist. - Schraubenaktuator gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Verschraubungsmechanismus (
20 ) eine Zylinder- oder Kugelumlaufspindel ist, deren Gegenmutter (22 ) als Hülse oder Kolben (25 ) ausgeführt ist, welche bzw. welcher gleitend aber nicht rotierbar gelagert ist in einem zylindrischen Raum des Gehäuses (21 ). - Schraubenaktuator, wobei der Schraubenaktuator einen Verschraubungsmechanismus (
26 ), ein Gehäuse (27 ) und ein Lager (1 ) aufweist, wobei das Lager (1 ) einen inneren Ring (2 ) und einen äußeren Ring (3 ) aufweist, wobei der innere Ring (2 ) und der äußere Ring (3 ) je eine Lauffläche (4 ,5 ) aufweisen, wobei das Lager weiterhin eine Mehrzahl von Rollelementen (8 ) aufweist, wobei die Rollelemente (8 ) in Rollkontakt mit den Laufflächen (5 ) stehen, wobei der innere Ring (2 ) des Lagers (1 ) die Gegenmutter (28 ) des Verschraubungsmechanismus (26 ) umfasst oder einen integralen Bestandteil dieser Gegenmutter (28 ) bildet, wobei die Ringe (2 ,3 ) auf der einen Seite und jedes Rollelement (8 ) auf der anderen Seite einander in vier Kontaktpunkten (11 bis14 ) berühren, wobei zwei Kontaktlinien (15 ,16 ) durch die zwei Paare einander diametral gegenüberliegender Kontaktpunkte (11 bis14 ) definiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ring (3 ) eine hohe Schulter (6 ) und eine niedrige Schulter (7 ) aufweist, wobei die Schultern (6 ,7 ) die Lauffläche (5 ) des Rings (3 ) begrenzen, wobei die niedrige Schulter (7 ) eine umlaufende Nut (9 ) aufweist, wobei ein Ringelement (10 ) zur Kontaktierung der Rollelemente (8 ) in die Nut (9 ) eingebracht ist, wobei eine der Kontaktlinien (15 ) relativ zur Achse des Lagers (1 ) einen relativ kleinen Kontaktwinkel bildet, und wobei die andere Kontaktlinie (16 ) relativ zur Achse des Lagers (1 ) einen relativ großen Kontaktwinkel bildet. - Schraubenaktuator gemäß Anspruch 4, wobei der äußere Ring (
3 ) relativ zum Gehäuse (27 ) abgestützt ist, und wobei die Schraube (29 ) linear verschiebbar, jedoch nicht drehbar ist. - Schraubenaktuator gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lager (
1 ) ein vollrolliges Lager (1 ) ist.
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