滾珠螺杆傳動裝置和相關的電機執行器的製作方法

2023-06-15 00:29:22 1

本發明涉及一種滾珠絲槓傳動裝置，該滾珠絲槓傳動裝置具有在螺杆上安置的滾珠絲槓螺母以及在螺杆和在滾珠絲槓螺母上構成的、互補的滾道，在所述滾道中安置被容置在保持架中的滾珠和至少一個用於產生回復力的彈簧件。

背景技術：

不同於循環滾珠螺母，滾珠絲槓螺母沒有設置滾珠的循環部和/或轉向部。滾珠能夠在兩個運動方向上一直運動，直至它們抵靠在止擋件上。

這種類型的滾珠絲槓傳動裝置會被使用作為機電執行器。在這種情況下，電驅動發動機或者與螺杆連接或者與滾珠絲槓螺母連接，這樣由驅動發動機產生的旋轉運動可轉化為位移。這種類型的機電執行器在機動車中既可以被用作機電制動裝置也可以被用作駐車制動裝置，方式是，移動滾珠絲槓螺母來移動液壓制動系統的活塞，由此將制動墊片擠壓在制動盤上。

由wo2009/053359a1已知一種滾珠絲槓傳動裝置，其中，在滾道中除了滾珠還設有彈簧件。由此確保始終存在用於滾動滾珠的滾動路徑。在負載下滾珠滾動，在空載操作中滾珠可以滑動。通過使用多個彈簧件(在此被稱為中間彈簧件)，應能夠降低相鄰滾珠之間的摩擦。

由de102013202099a1已知一種根據權利要求1的前序部分的特徵的滾珠絲槓傳動裝置，在該裝置的保持架和該裝置的彈簧件之間安置杆。

在de102009012235a1中建議一種被進一步開發的滾珠絲槓傳動裝置，該滾珠絲槓傳動裝置另外還具有滾動體保持架。該保持架防止滾動體相互接觸，相應地避免通過摩擦力導致的效率的降低。因為被支撐在彈簧件上，所以彈簧件的端部部段能夠在負載的情況下在保持架和螺杆或者滾珠絲槓螺母的滾道或滾珠槽之間移動，由此會不期望地改變彈簧力。

技術實現要素：

因此，本發明所要解決的技術問題在於，提供一種滾珠絲槓傳動裝置，該滾珠絲槓傳動裝置被設計為，避免彈簧件的端部部段卡住。

為了解決本發明所要解決的技術問題，在開始處提到的滾珠絲槓傳動裝置的類型根據本發明被設置為在保持架和至少一個彈簧件之間安置滾珠。

與現有技術不同的是，彈簧件不直接與保持架鄰接，尤其在圓周方向上不與在保持架的邊緣鄰接，取而代之的是，在保持架和彈簧件之間安置滾珠，這樣能夠避免彈簧件的端部部段在保持架和滾道之間形成的中間空間中移動。在這種情況下，中間空間既可以在保持架和設在螺杆上的滾道之間，也可以備選地在保持架和設在滾珠絲槓螺母上的滾道之間。彈簧件的端部部段抵靠起定心或定中作用的滾珠被加載彈力。由此避免彈簧件的端部部段在負載下在沒有為其設置的中間空間中移動，其中這樣的移動也使由彈簧產生的回覆力減少。相應地，根據本發明設置的滾珠確保通過彈簧件始終產生恆定的回覆力，此外，滾珠除了對彈簧件的端部部段定心之外，還能夠準確定位端部部段。

根據本發明的滾珠絲槓傳動裝置的第一設計方案能夠設置，在保持架和至少一個彈簧件之間安置的滾珠的直徑被選擇為，使該滾珠是被支承的滾珠。在該設計方案中，這樣選擇該滾珠的直徑，使它在負載下在彼此對置的滾道之間滾動。該滾珠優選與其餘安置在螺杆和滾珠絲槓螺母之間的滾珠相同。

根據本發明的滾珠絲槓傳動裝置的備選的設計方案能夠設置，在保持架和至少一個彈簧件之間安置的滾珠的直徑也能被如此小地選擇，使該滾珠不是被支承的滾珠。在這種情況下，滾珠不承載軸向負載，因此滾珠不會在滾道之間滾動。滾珠因此優選比其餘安置在螺杆和滾珠絲槓螺母之間的滾珠具有更小的直徑。

同樣也在本發明的範圍內的是，保持架具有至少一個與在保持架和至少一個彈簧件之間安置的滾珠的外輪廓相匹配或相適配的凹形的支承面。該凹形的支承面大致相對等於滾珠形狀，這樣滾珠和保持架的外輪廓沿著線接觸。保持架的支承面能夠設在保持架的軸向延長的部段上。保持架還能夠具有多個這樣的用於多個滾珠的支承面。

根據本發明的滾珠絲槓傳動裝置的有利的設計方案規定，滾珠絲槓傳動裝置具有至少兩個彈簧件，所述兩個彈簧件被這樣安置，使它們產生彼此相反定向的回覆力。因此，第一彈簧件能夠這樣安置，使它在保持架上在第一旋轉方向上施加力。接著，另外的彈簧件能夠這樣安置，使它在保持架上在相反的旋轉方向上施加力。在這種情況下，兩個彈簧件優選通過滾珠支承在保持架上。保持架的兩個支承面能夠被安置在軸向在保持架上延伸的凸出部的圓周方向上的相反側上。在很多應用中，滾珠絲槓傳動裝置具有行程方向，滾珠絲槓傳動裝置在負載下在該行程方向上運動。在相反的方向上，即所謂的回程方向，與此相對運動實際上是無負載地進行。對這樣的應用，能夠省略配屬於回程方向的彈簧件的滾珠。如果必要的話，也可以將配屬於回程方向的彈簧件省去。

同樣也在本發明的範圍內的是，滾珠絲槓傳動裝置具有至少兩個軸向彼此錯開安置的彈簧件，這兩個彈簧件被這樣安置，使它們在相同方向上產生作用的回覆力。在該設計方案中，平行安置彈簧件，從而能夠產生較高的總回復力。這具有的優點是，降低在單個彈簧件上的面壓力。因此，彈簧件以不希望的方式變形的風險被降低。優選地是，兩個平行安置的彈簧件能夠被安置為，使得它們被安置在滾珠絲槓螺母的軸向端部的區域中。相應地，保持架具有在兩個軸向端部上的相應的、與滾珠的外輪廓適配的支承面。

在根據本發明的滾珠絲槓傳動裝置中，彈簧件的長度為滾道的一半圓周至大約四分之三的圓周之間。彈簧件因此優選在滾道的一半圓周上或(圓形)滾道的大約四分之三的圓周上延伸。通過設置彈簧件的長度，能夠影響由彈簧件產生的彈簧力。

在根據本發明的滾珠絲槓傳動裝置中特別有利的是，或者這樣地設置在螺杆中的滾道，使在保持架中容置的滾珠保持在螺杆內的滾道中，或者這樣地設置在滾珠絲槓螺母中的滾道，使在保持架中容置的滾珠保持在滾珠絲槓螺母內的滾道中。當滾珠保持在滾珠絲槓螺母中時，有利的是，螺杆能夠被裝配或拆卸，而不會使被支承的滾珠脫落。在相反情況下，當滾珠保持在螺杆上時，螺杆能夠被裝配或拆卸，其中滾珠被固持在螺杆上。

鑑於根據本發明的滾珠絲槓傳動裝置的保持架，能夠設定，保持架具有或者是徑向向內錯移的或者是徑向向外錯移的滾珠槽。當保持架，更準確地說是它的滾珠槽不位於赤道方向上時，滾珠不是徑向向內就是徑向向外移動。徑向向內或徑向向外錯移的滾珠槽還能夠被設計為在保持架上構成的型材，該型材關於圓柱形的保持架面徑向向內或徑向向外地錯位。

此外，本發明涉及一種機電執行器，該機電執行器具有所述類型的滾珠絲槓傳動裝置和電驅動發動機，該電驅動發動機或者與螺杆或者與滾珠絲槓螺母連接。機電執行器優選是機電制動裝置和/或駐車制動裝置的組件。

附圖說明

下面，根據結合附圖的實施例來闡述本發明。附圖是示意性的視圖，並示出：

圖1以立體的、局部剖切的視圖示出根據本發明的滾珠絲槓的第一實施例；

圖2是圖1中所示的滾珠絲槓傳動裝置的保持架的立體圖；

圖3是在圖2中所示的保持架的側視圖；

圖4以立體的、局部剖切的視圖示出根據本發明的滾珠絲槓的另外的實施例；

圖5是在圖4中所示的滾珠絲槓傳動裝置的保持架的側視圖；

圖6是根據本發明的滾珠絲槓傳動裝置的保持架；

圖7是在圖6中所示的保持架的另外的立體圖；以及

圖8是根據本發明的滾珠絲槓傳動裝置的保持架的經修改的實施方案。

具體實施方式

在圖1中所示的滾珠絲槓傳動裝置1包括螺杆2，在圖1中示出該螺杆的局部剖視圖。螺杆2具有滾道3。此外，滾珠絲槓傳動裝置1具有滾珠絲槓螺母4，滾珠絲槓螺母也被稱為滾珠絲槓螺母。圓柱形的滾珠絲槓螺母4在其內部中具有滾道5，該滾道適配於螺杆2的滾道3，這樣在滾珠絲槓螺母4的內部中能夠容置滾珠。滾珠絲槓傳動裝置1包括保持架6，設計為滾珠的滾動體通過該保持架被導引。在圖1中能夠看到，保持架6具有多排軸向並排布置的滾珠槽7，這些滾珠槽彼此間隔開並且能夠分別容置滾珠。

在這種情況下，保持架6由鋼板製成並被設計為衝壓彎曲件。在圖1的視角能夠看到，在軸向方向上延伸的接合部8，其中保持架6的相互鄰接的自由端部被焊接。為了防止塑性變形，保持架6可選地根據作用在滾珠絲槓傳動裝置1上的力進行熱處理。

滾珠絲槓傳動裝置1具有第一彈簧件9，該第一彈簧件被設計為壓縮螺旋彈簧，並且被容置在螺杆2的互補的滾道3、5與滾珠絲槓螺母4之間。在所示實施例中，第一彈簧件9大約在滾道的半周(即，大約180°)上延伸。在圖1中可以看出，第一彈簧件9的端部部段10沒有直接支承在保持架6，而是支承在滾珠11上。滾珠11通過其相反的一側支承在保持架6的凹陷的支承面12上。在這個位置上，保持架6具有在軸向方向上延伸的部段13，在該部段上設有用於滾珠11的支承面12。在該實施例中，滾珠11是一種被支承的滾珠，也就是說，滾珠的外徑這樣來選擇，使滾珠在滾珠絲槓傳動裝置1運動時在滾道3、5上滾動。

在圖1中所示的第一彈簧件9與主負載方向相關聯。彈簧件9具有用於滾動滾珠的滾動路徑，這樣在螺杆2和滾珠絲槓螺母4之間做相對運動時滾珠滾動並不會打滑。

通過第一彈簧件9的端部部段10與滾珠11貼靠，將端部部段10居中或被定心，由此避免該端部部段進入在保持架6和兩個滾道3、5中的一者之間的中間空間中，這會發生在常規的滾珠絲槓傳動裝置中，在常規的滾珠絲槓傳動裝置中彈簧件的端部部段直接貼靠在保持架上。

圖2和圖3示出保持架6，其中圖2是立體圖以及圖3是側視圖。滾珠在這種情況下未與保持架6一起被示出，滾珠在裝配狀態中被插入滾珠槽7中。

在圖1中示出第二彈簧件14，該第二彈簧件同樣支承在保持架6的凸出的部段13上。但是第二彈簧件14支承在部段13上的與支承面12相反的一側上，從而使第二彈簧件14施加與由第一彈簧件9產生的力定向相反的力。第二彈簧件14與回程方向相關聯，而第一彈簧件1與主負載方向相關聯。與回程方向相關聯的第二彈簧件14相比於第一彈性件具有顯著較低的負載，因此在第二彈簧件14的端部部段15之間的滾珠可以被省略。同樣地，所需的用於第二彈簧件14的端部部段15的特殊成形的支承面和在用於滾珠11的相反的一側上的支承面一樣也較小。在特定的應用中自然可以省略第二彈簧件14。

圖4示出滾珠絲槓傳動裝置16的另一實施例，該滾珠絲槓傳動裝置基本上與在圖1中所示的滾珠絲槓傳動裝置1一致。因此，相同的組件在這裡不再詳細闡述。與第一實施例相一致，滾珠絲槓傳動裝置16包括具有滾道3的螺杆2和具有滾道5的滾珠絲槓螺母4。在互補的滾道3、5中容置由保持架17導引的滾珠(未示出)。在保持架17中將第一彈簧件9、滾珠11和第二彈簧件14容置在滾道之間。在第一彈簧件9的下部能夠看到第二彈簧件14的端部部段，該第二彈簧件支承在滾珠絲槓螺母4上。

與圖1中所示的滾珠絲槓傳動裝置1不同的是，圖4中所示的滾珠絲槓傳動裝置16具有第三彈簧件18，該第三彈簧件被安置在滾珠絲槓螺母4的與第一彈簧件9相反的軸向側上。在第三彈簧件18的端部部段19和保持架17的支承面20之間安置滾珠21，該滾珠與滾珠11相同。在圖4中第三彈簧件18的被遮蓋的相反的端部支承在滾珠絲槓螺母4上。在變型的實施方案中，該端部也能夠支承在其他(未示出的)部件上，例如在銷或壓盤上。

在圖4中能夠觀察到，兩個彈簧件9、18彼此平行地安置並且產生平行作用的力。通過設計為如同支承面12的支承面20能夠防止第三彈簧件18的端部部段19移入保持架17和滾道3、5中的一者之間的自由空間中。通過並聯連接的彈簧件9、18能夠使由彈簧件9、18產生的總作用力提高並被調整至特定值。在另外的實施例中也可以設置平行安置的第三彈簧件。

圖5、圖6和圖7示出保持架17的側視圖以及立體圖。在圖5中能夠觀察到，用於滾珠11、21的凹陷設計的支承面12、20。在圖5中能夠觀察到，用於第二彈簧件14的支承面22設計為直的、軸向延伸的邊緣，由此針對第二彈簧件14沒有設置凹陷的支承面。在圖5、圖6和圖7中分別示出單個支承的滾珠23，該滾珠由保持架17導引。保持架17具有滾珠槽7，該滾珠槽關於保持架17徑向向內錯移。滾珠23以這種方式通過保持架17保持在滾珠絲槓螺母4中，使螺杆2能夠旋轉，而不會導致支承的滾珠23掉出。

相反，圖8示出不同的保持架24，如保持架17一樣該保持架也具有圓弓狀的用於滾珠11、21的支承面12、20，該支承面分別使彈簧件居中或定心。此外，保持架24具有軸向的支承面22。

與保持架17不同的是，保持架24具有滾珠槽25，該滾珠槽關於保持架24的周面徑向向外錯移。通過滾珠槽25的這種特殊設計方案，支承的滾珠23被保持架24固持在螺杆2上，使滾珠絲槓螺母4能夠被移除，而不會導致滾珠23脫落。通過徑向向外錯開的滾珠槽25，滾珠23在它的赤道方向上被徑向向內錯移地固持。

滾珠絲槓傳動裝置1、16是機電制動裝置的組件，其中，螺杆2與電驅動發動機連接。驅動發動機的旋轉轉換成滾珠絲槓螺母4的移動，由此使活塞抵靠制動摩擦片移動，從而使制動摩擦片壓靠在制動盤上。

附圖標記列表

1滾珠絲槓傳動裝置

2螺杆

3滾道

4滾珠絲槓螺母

5滾道

6保持架

7滾珠槽

8接合部

9彈簧件

10端部部段

11滾珠

12支承面

13部段

14彈簧件

15端部部段

16滾珠絲槓傳動裝置

17保持架

18彈簧件

19端部部段

20支承面

21滾珠

22支承面

23滾珠

24保持架

25滾珠槽