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Die Erfindung betrifft einen Gewindetrieb gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus der
US 5 664 459 A1 ist ein Gewindetrieb bekannt. Gemäß der
2 der
US 5 664 459 A1 umfasst der Gewindetrieb
10 eine sich in eine Längsrichtung erstreckende Spindel
14, an der wenigstens eine schraubenförmige Spindelnut
30 vorgesehen ist. Die Spindel ist von einer Mutter
12 umgeben, an deren Hauptkörper aus Stahl eine Mutternut
16 vorgesehen ist, welche der Spindelnut gegenüber steht, so dass zwischen der Mutternut und Spindelnut eine Reihe von kugelförmigen Wälzkörpern
34 abwälzen können. An beiden in Längsrichtung weisenden Enden des Hauptkörpers ist eine Umlenkausnehmung
24 in dem Hauptkörper vorgesehen.
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In der Umlenkausnehmung ist ein gesondertes Umlenkstück 26 angeordnet, in dem ein gebogener Umlenkkanal für die Wälzkörper vorgesehen ist. Die gebogenen Umlenkkanäle der beiden Umlenkstücke sind über einen Rücklaufkanal so miteinander verbunden, dass die Wälzkörper endlos umlaufen können. Der Rücklaufkanal ist in Form einer zylindrischen Bohrung im Hauptkörper ausgebildet.
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Anzumerken ist, dass die schraubenförmige Mutternut vor der Umlenkausnehmung hergestellt wird. Hierbei kommt beispielsweise eine Schleif- oder ein Hartdrehverfahren zum Einsatz. Die entsprechenden Bearbeitungsschritte werden zur Verfahrensvereinfachung entlang der gesamten Länge des Mutterhauptkörpers ausgeführt. Die Mutternut wird daher durch die Umlenkausnehmung in einen tragenden Teil, in dem die Wälzkörper laufen, und einem nicht tragenden Teil, in dem keine Wälzkörper angeordnet sind, unterteilt.
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Hierbei tritt das Problem auf, dass versehentlich Wälzkörper im nicht tragenden. Bereich der Mutternut montiert werden können, ohne dass dies vom Monteur oder vom Benutzer des Gewindetriebs sofort bemerkt werden würde. Dieses Problem tritt besonders dann auf, wenn die Mutter mit Hilfe einer zylindrischen Montagehilfe auf die Spindel aufgeschraubt wird. An den Enden ist meist ein zylindrischer Lagersitz vorgesehen, so dass dort keine Spindelnut vorhanden ist. Wenn die Mutter mit den Wälzkörpern über diesen Lagersitz geschoben wird kann es passieren, dass Wälzkörper aus dem tragenden Bereich der Spindelnut herausfallen und in den nicht tragenden Bereich der Spindelnut gelangen. Da entsprechende Bereiche des Gewindetriebs bei der Montage nicht einsehbar sind, wird dies oft nicht bemerkt. Wird ein derart fehlerhaft montierter Gewindetrieb längere Zeit betrieben, so hat dies unweigerlich die Zerstörung des Umlenkstückes zur Folge, wodurch im weiteren Schadensverlauf der Schraubeingriff zwischen Spindel und Mutter aufgehoben wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das vorstehend beschriebene Problem zu beheben.
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Gemäß dem selbständigen Anspruch wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Mutternut im nichttragenden Bereich mit einer Störgeometrie versehen ist die verhindert, dass die Mutter mit der Spindel zusammengebaut werden kann, wenn sich ein Wälzkörper im nicht tragenden Bereich der Mutternut befindet. Der erfindungsgemäße Gewindetrieb kann nicht mehr zusammengebaut werden, wenn sich ein Wälzkörper im nichtragenden Bereich der Mutternut befindet. Der Wälzkörper passt wegen der Störgeometrie nicht mehr in den nicht tragenden Bereich hinein. Damit bemerkt der Monteur, dass beim Aufschrauben der Mutter auf die Spindel ein Wälzkörper aus dem tragenden Bereich der Mutternut herausgefallen ist und kann folglich entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
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Die Störgeometrie kann von einem vom Hauptkörper verschiedenen Störteil gebildet sein, das im nichtragenden Bereich der Mutternut aufgenommen ist. Das Störteil lässt sich besonders einfach und kostengünstig herstellen. Hierbei ist insbesondere an ein spritzgegossenes Kunststoffbauteil gedacht.
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Das Störteil kann den nichttragenden Bereich der Mutternut im Wesentlichen vollständig ausfüllen. Hierdurch wird besonders sicher ausgeschlossen, dass ein Wälzkörper zwischen den nicht tragenden. Bereich der Mutternut und der Spindelnut gelangt.
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Das Störteil kann mit dem Umlenkstück fest verbunden sein. Das Störteil muss fest mit dem Hauptkörper verbunden sein. Da der Hauptkörper aus Stahl besteht ist es sehr aufwändig, dort geeignete Befestigungskonturen vorzusehen. Das Umlenkstück besteht dagegen regelmäßig aus Kunststoff und ist ohnehin fest mit dem Hauptkörper verbunden. Es ist daher kostengünstig möglich, das Störteil fest mit dem Umlenkstück zu verbinden. Bevorzugt wird das Störteil einstückig mit dem Umlenkstück ausgeführt.
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Anstelle oder zusätzlich zum Störteil kann die Mutternut im nichttragenden Bereich vom schraubenförmigen Verlauf abweichen, um die Störgeometrie zu bilden. Beim Schleifen oder Hartdrehen der Mutternut kann der vorgeschlagene Verlauf problemlos hergestellt werden. Die Spindelnut folgt über die gesamte Länge der Spindel einem exakt schraubenförmigen Verlauf. Durch die vorgeschlagene Abweichung der Mutternut ist zwischen der Spindelnut und der Mutternut im nichttragenden Bereich nicht mehr genügend Raum zur Aufnahme eines Wälzkörpers vorhanden. Die Montage des Gewindetriebs wird unmöglich, wenn sich ein Wälzkörper dort befindet. Das gleiche gilt, wenn die Tiefe und/oder die Breite der Mutternut im nichttragenden Bereich geringer ausgeführt ist als im tragenden Bereich, um die Störgeometrie zu bilden.
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An wenigstens einem in Längsrichtung weisenden Ende der Mutter kann eine Enddichtung vorgesehen sein, deren Dichtlippe in Dichteingriff mit der Spindel steht, wobei zwischen dem Umlenkstück und der Enddichtung ein gesonderter Füllring vorgesehen ist, der den dort vorhandenen Freiraum zwischen Spindel und Mutter im Wesentlichen vollständig ausfüllt. Hierdurch wird sicher ausgeschlossen, dass ein Wälzkörper unbeabsichtigter Weise im Bereich angeordnet ist, den erfindungsgemäß der Füllring angeordnet ist. Ein derartiger Wälzkörper würde sonst von der Enddichtung gehalten und könnte beim Betrieb des KGT zu Beschädigungen führen.
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An dem Füllring kann ein Schmiermittelauftrager vorgesehen sein, der aus einem Schmiermittelspeichermaterial besteht. Als Schmiermittelspeicher kommt vorzugsweise Filz oder ein offenzelliger Schaumstoff zum Einsatz. Als Schmiermittel vorzugsweise Öl. Über den Schmiermittelauftrager soll Schmierstoff auf die Spindelnut aufgetragen werden. Dieser Schmiermittelauftrager hat den Vorteil, dass er sich innerhalb des durch die Enddichtung abgedichteten Innenraumes der Mutter befindet, so dass das ausgetragene Schmiermittel problemlos zu den Wälzkörpern gelangen kann. Als Schmiermittelvorratsraum kommt bevorzugt die aus der
DE 10 2006 033 852 A1 bekannte Schmiereinheit zum Einsatz. Das in dieser Schmiereinheit aufgenommene Schmiermittelspeichermaterial steht dabei bevorzugt in Schmiermittelübertragungsverbindung mit dem erfindungsgemäßen Schmiermittelauftrager.
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Der gesamte Füllring kann aus dem Schmiermittelspeichermaterial bestehen. Auf diese Weise lässt sich der Füllring besonders kostengünstig herstellen. Die typischerweise recht hohe Flexibilität des Schmiermittelspeichermaterials steht der Primärfunktion des Ringes, nämlich einen Wälzkörper fern zu halten, nicht entgegen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar:
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1 eine grobschematische Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Gewindetriebs während der Montage der Mutter auf die Spindel;
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2 einen Längsschnitt der Mutter eines erfindungsgemäßen Gewindetriebs; und
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3 eine Explosionsansicht der Mutter gemäß 2.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Gewindetrieb 10 während der Montage der Mutter 30 auf die Spindel 20. Die Spindel 20 erstreckt sich in eine Längsrichtung 11, wobei an ihrer im Wesentlichen zylindrischen Außenumfangsfläche eine schraubenförmig verlaufende Spindelnut 21 angebracht ist. Die Spindelnut 21 ist im Querschnitt betrachtet spitzbogenförmig ausgeführt, so dass die kugelförmigen Wälzkörper die Spindelnut 21 an zwei Punkten berühren.
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Am Ende der Spindel 20 ist ein zylindrischer Lagerzapfen 22 angebracht, dessen Durchmesser im vorliegenden Ausführungsbeispiel kleiner als der Kerndurchmesser der Spindelnut 21 ist. Unmittelbar benachbart zu der Gewindespindel 20 ist die Mutter 30 dargestellt, die sich noch auf der Montagehilfe 12 befindet. Bei der Montagehilfe 12 handelt es sich um einen Kreiszylinder, dessen Durchmesser dem Kerndurchmesser der Spindelnut 21 entspricht.
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Um die Mutter 30 auf die Spindel 20 zu montieren wird erstgenannte von der Montagehilfe 12 über den Lagerzapfen 22 geschoben und anschließend in die Spindelnut 21 eingeschraubt, so dass sich sämtliche Wälzkörper in Eingriff mit der Spindelnut 21 befinden. Hierbei kann es passieren, dass im Bereich des Lagerzapfens 22 Wälzkörper aus der Mutternut herausfallen, da der Durchmesser des Lagerzapfens 22 in vielen Anwendungsfällen kleiner als der Kerndurchmesser der Spindelnut 21 ist.
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2 zeigt eine erfindungsgemäße Mutter 30 im Längsschnitt. Die Mutter 30 umfasst einen hohlzylindrischen Hauptkörper 40 aus Wälzlagerstahl. An der Innenumfangsfläche des Hauptkörpers 40 ist eine schraubenförmige Mutternut 41 angebracht, die im Querschnitt betrachtet spitzbogenförmig ausgebildet ist, so dass die kugelförmigen Wälzkörper 34 die Mutternut 41 an zwei Punkten berühren. Wenigstens im Bereich der Mutternut 41 ist der Hauptkörper 40 gehärtet. An den in Längsrichtung weisenden Enden des Hauptkörpers 40 ist je eine Umlenkausnehmung 44 vorgesehen, welche die Mutternut 41 in einen tragenden 42 und einen nicht tragenden Bereich 43 unterteilt. Der nichttragende Bereich 43, der dem in 2 rechten Umlenkstück 50 zugeordnet ist, liegt vor der Schnittebene und ist daher nicht zu erkennen.
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In der Umlenkausnehmung 44 ist je ein einstückiges Umlenkstück 50 aufgenommen, welches aus Kunststoff spritzgegossen ist. Die beiden identischen Umlenkstücke 50 weisen jeweils eine Abhebenase 51 auf, mit der die Wälzkörper 34 aus der Spindelnut herausgehoben werden und in den gebogenen Umlenkkanal 52 des Umlenkstücks 50 überführt werden. Von dort laufen die Wälzkörper 34 über den Rücklaufkanal 46 zum gebogenen Umlenkkanal 52 des anderen Umlenkstücks 50, so dass sie wieder in tragenden Eingriff mit der Spindelnut und der Mutternut 41 gelangen. Der Rücklaufkanal 46 ist in Form einer in Längsrichtung verlaufenden Bohrung im Hauptkörper 40 ausgeführt.
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An dem Umlenkstück 50 ist eine Störgeometrie 53 einstückig in Form eines sichelförmigen Fortsatzes angebracht. Der sichelförmige Fortsatz 53 deckt die Mutternut 41 im nichttragenden Bereich 42 derart ab, dass er zusammen mit der angrenzenden Innenoberfläche des Hauptkörpers 40 eine im Wesentlichen ununterbrochene zylindrische Innenoberfläche bildet.
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Die Umlenkstücke 50 werden durch einen Spannring 31 in der Umlenkausnehmung 44 gehalten, der in eine Spannringnut 45 im Hauptkörper 40 eingreift. Endseitig ist die Mutter 30 mit einer Enddichtung 32 verschlossen, deren Dichtlippe 33 die Spindel gleitend berührt, wenn sich die Mutter 30 auf der Spindel befindet.
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Zwischen dem Spannring 31 und der Enddichtung 32 ist ein Füllring 60 angeordnet, der den dortigen Zwischenraum im Wesentlichen vollständig ausfallt. Der Füllring 60 ist über den gesamten Ringumfang mit einer im Wesentlichen konstanten T-förmigen Querschnittsfläche ausgeführt.
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Anzumerken ist noch, dass es sich bei der vorliegenden Mutter 30 um eine sogenannte Einschraubmutter handelt, die an der in 2 rechten Seite ein Innengewinde 47 aufweist, mit der sie an einer (nicht dargestellten) übergeordneten Baugruppe befestigt werden kann. Auf dieser Seite wurde auf die Enddichtung und auch auf den Füllring verzichtet. Selbstverständlich kann die Mutter 30 in jeder beliebigen bekannten Bauform, beispielsweise als Flansch- oder Zylindermutter, ausgeführt sein, wobei an beiden Längsenden eine Enddichtung und ein Füllring vorgesehen sind.
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3 zeigt die Mutter 30 gemäß 2 in einer Explosionsdarstellung, insoweit kann auf die Ausführungen zu 2 verwiesen werden. Hinzuweisen ist auf den Schmiermittelauftrager 61, der dazu ausgebildet ist, die Spindelnut gleitend zu berühren. Der Schmiermittelauftrager besteht aus einem Schmiermittelspeichermaterial, beispielsweise aus einem offenzelligen Schaumstoff oder Filz. Der verbleibende Füllring 60 besteht aus einem festen Kunststoff, beispielsweise POM. Der Schmiermittelauftrager 61 steht mit einem (nicht dargestellten) Schmiermittelspeicher in Schmiermittelübertragungsverbindung, so dass Schmiermittel, vorzugsweise Schmieröl, vom Schmiermittelspeicher auf die Spindelnut übertragen werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gewindetrieb
- 11
- Längsrichtung
- 12
- Montagehilfe
- 20
- Spindel
- 21
- Spindelnut
- 22
- Lagerzapfen
- 30
- Mutter
- 31
- Spannring
- 32
- Enddichtung
- 33
- Dichtlippe
- 34
- Wälzkörper
- 40
- Hauptkörper
- 41
- Mutternut
- 42
- tragender Bereich der Mutternut
- 43
- nicht tragender Bereich der Mutternut
- 44
- Umlenkausnehmung
- 45
- Spannringnut
- 46
- Rücklaufkanal
- 47
- Befestigungsgewinde
- 50
- Umlenkstück
- 51
- Abhebenase
- 52
- gebogener Umlenkkanal
- 53
- Störgeometrie bzw. sichelartiger Fortsatz
- 60
- Füllring
- 61
- Schmiermittelauftrager
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5664459 A1 [0002, 0002]
- DE 102006033852 A1 [0014]
