DE102011088997A1

DE102011088997A1 - Planetenwälzgewindetrieb

Info

Publication number: DE102011088997A1
Application number: DE102011088997A
Authority: DE
Inventors: Thomas Rink
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2013-06-20

Abstract

Planetenwälzgewindetrieb, mit einer auf einer Gewindespindel (2) angeordneten Spindelmutter (1), und mit einer Vielzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Planeten (3), die in Wälzeingriff mit der Gewindespindel (2) sowie der Spindelmutter (1) stehen, wobei die Gewindespindel (2) eine Vielzahl von schraubenförmig um die Spindelachse gewundene Windungen wenigstens einer Gewinderille (8) aufweist, wobei einander benachbarte Windungen mit einer Teilung t voneinander beabstandet sind, und wobei ein Sensorelement (15) eine axiale Verlagerung der Gewindespindel (2) und der Spindelmutter (1) zueinander erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (15) eine Anzahl n von magnetoresistiven Sensoren (16) aufweist, die entlang der Gewindespindel mit einem axialem Abstand zueinander angeordnet sind, der durch den Ausdruck ((P/G)·LE – f·LE)·a bestimmt ist, wobei P/G eine dimensionslose Größe angibt, bei der P die Steigung der Gewindespindel (2) angibt, und bei der G die Gangzahl der Gewindegänge der Gewindespindel (2) angibt, wobei LE eine Längeneinheit angibt, die der Teilung t oder einem Vielfachen von t entspricht, und und wobei f ein Faktor ist, der die Werte 1/10 oder 3/10 oder 5/10 oder 7/10 annehmen kann, und wobei a ein Teilungsverhältnis 1/n ist, bei dem n als natürliche Zahl die Anzahl der magnetoresistiven Sensoren (16) angibt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Planetenwälzgewindetrieb, der eine Relativdrehung zwischen Spindelmutter und Gewindespindel in eine translatorische Relativverschiebung zwischen Spindelmutter und Gewindespindel umwandelt.
Aus DE 102009040606 A1 war ein Planetenwälzgewindetrieb bekannt, der mit einer Vielzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Planeten versehen ist, die in Wälzeingriff mit der Gewindespindel sowie der Spindelmutter stehen, wobei die Gewindespindel eine Vielzahl von schraubenförmig um die Spindelachse gewundene Windungen wenigstens einer Gewinderille aufweist. Die Spindelmutter ist an ihrem Innenumfang mit einem mutterseitigen Profil versehen, wobei das planetenseitige Profil der Planeten in Wälzeingriff mit dem mutterseitigen Profil steht. Die Planeten sind mit ringförmig geschlossenen Rillen versehen, die quer zur Planetenachse angeordnet sind. Die Planeten laufen auf Umlaufbahnen, die quer zur Spindelachse angeordnet sind.
Im Betrieb derartiger Planetenwälzgewindetriebe kann ein Schlupf zwischen Gewindespindel und Spindelmutter beobachtet werden.
Gemäß DE 102009040606 A1 ist ein für die Positionsbestimmung vorgesehenes Längenmesssystem vorgesehen, das einen fest mit der Spindelmutter verbundenen Sensor aufweist, der die Gewindespindel abtastet. Der Sensor erfasst die vorbeilaufenden Windungen der Gewinderille, wobei die Gewindespindel als Maßverkörperung zur Bestimmung einer axialen Position von Spindelmutter und Gewindespindel zueinander verwendet wird.
Für eine verbesserte Positionsbestimmung sieht DE 102009040606 A1 zusätzlich einen als Absolutwertgeber ausgebildeten Drehgeber vor, der eine absolute Winkelposition der Gewindespindel anzeigt.
Aufgabe der Erfindung war es, einen Planetenwälzgewindetrieb anzugeben, der eine verbesserte Positionsbestimmung ermöglicht.
Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch den Planetenwälzgewindetrieb gemäß Anspruch 1 gelöst: Das Sensorlement weist eine Anzahl n von magnetoresistiven Sensoren auf, die entlang der Gewindespindel mit einem axialem Abstand zueinander angeordnet sind, der durch den Ausdruck ((P/G)·LE – f·LE) ·a bestimmt ist, wobei P/G eine dimensionslose Größe angibt, bei der P die Steigung der Gewindespindel (2) angibt, und bei der G die Gangzahl der Gewindegänge der Gewindespindel (2) angibt, wobei LE eine Längeneinheit angibt, die der Teilung t oder einem Vielfachen von t entspricht, und und wobei f ein Faktor ist, der die Werte 1/10 oder 3/10 oder 5/10 oder 7/10 annehmen kann, und wobei a ein Teilungsverhältnis 1/n ist, bei dem n als natürliche Zahl die Anzahl der magnetoresistiven Sensoren (16) angibt. Die verwendeten Operatoren bedeuten in bekannter Weise: „/“ Divisionszeichen, „·“ Multiplikationszeichen, „–„ Minuszeichen.
Auf diese Weise ist eine Nonius Anordnung der Sensoren geschaffen, die eine hochgenaue Positionsbestimmung ermöglicht. Außerdem kann in vorteilhafter Weise ein zusätzlicher Drehgeber entfallen.
Eine wirtschaftlich günstige und technisch einfache erfindungsgemäße Lösung sieht vor, das Sensorelement zehn entlang der Gewindespindel mit jeweils 9 / 10 t axialem Abstand zueinander angeordnete magnetoresistive Sensoren aufweist. In diesem Fall kann dieses Sensorelement als sogenannter 1/10 Nonius bezeichnet werden, der eine hochgenaue Positionsbestimmung ermöglicht.
Bei dem erfindungsgemäßen 1/10 Nonius sind 10 Sensoren mit gleichem axialem Abstand über 8,1 Windungen der Gewinderille der Gewindespindel gleichmäßig verteilt. Die Gewinderille ist begrenzt durch einen Rillenboden und Gewindeflanken, die in Gewindespitzen münden.
Wenn beispielsweise der erste Sensor genau über einer definierten Stelle – der ersten Windung liegt, ist der zweite Sensor um 1 / 10 t axialem Abstand versetzt zu der definierten Stelle der folgenden Windung angeordnet. Die definierte Stelle kann die Gewindespitze oder der Rillenboden sein. Ein Sensor des Nonius kann erst dann einer definierten Stelle der Windung der Gewindespindel exakt gegenüberliegen, wenn die Ablesemarke, d. i. die Null-Marke des Nonius, um den entsprechenden Differenzbetrag verschoben wurde.
Idealerweise repräsentiert jeder der 10 Sensoren eine unterschiedliche ganzzahlige Zahl von Null bis Neun. Der erste Sensor kann die Ziffer Null repräsentieren, und der zehnte Sensor kann die Ziffer Neun repräsentieren. Wurde beispielsweise eine axiale Relativverschiebung zwischen Spindelmutter und Gewindespindel entsprechend 67,0 Windungen vorgenommen, kann die Zehntelstelle genau bestimmt werden, denn der erste Sensor ist als Null-Sensor dann exakt über der definierten Stelle einer der Windungen der Gewinderille angeordnet. Wenn die Zehntelstelle beispielsweise den Wert 0,1 beträgt, ist der zweite Sensor als Eins-Sensor über der definierten Stelle einer der Windungen der Gewinderille. Für die weiteren Dezimalstellen von 0,2 bis 0,9 liegt jeweils einer der Sensoren – dritter Sensor bis zum zehnten Sensor – über der definierten Stelle einer Windung der Gewinderille.
Bei den magnetoresistiven Sensoren ist der elektrische Widerstand abhängig von dem Magnetfeld, das sie detektieren. Das detektierte Magnetfeld zeigt einen sinusförmigen Verlauf mit einem oberen und einem unteren Extremwert, die eingenommen werden, wenn der Sensor genau über einer Gewindespitze oder einem Rillenboden liegt. Bei den magnetoresistive Sensoren ändert sich der elektrische Widerstand des abtastenden Sensors während des Überstreichens einer Windung der Gewinderille, die von einem Rillenboden und von Gewindeflanken begrenzt ist, die in Gewindespitzen münden. Der Sensor reagiert mit sinusförmigen Änderungen seines elektrischen Widerstandes aufgrund einer Änderung des magnetischen Flusses, der abhängig ist von der Lage des Rillenbodens und der Gewindespitze in Bezug auf den Sensor. Über geeignete Messtechnik kann diese Änderung des elektrischen Widerstandes für eine verbesserte Positionsbestimmung ausgewertet werden.
Diese Eigenschaft der magnetoresistiven Sensoren kann mit sogenannten magnetisch vorgespannten Sensoren vorteilhaft genutzt werden. Bei diesen magnetisch vorgespannten Sensoren ist der Sensor an sich mit einem Stützmagneten versehen, der als Permanentmagnet ausgeführt sein kann. Wenn die magnetisierbare Gewindespindel an dem magnetisch vorgespannten Sensor vorbeigeführt wird – also Gewindespitzen und Rillenböden an dem Sensor vorbeilaufen – ändert sich aufgrund der Rillenstruktur der Gewindespindel bei jedem Wechsel von Windung zu Windung das Magnetfeld. Die Änderung des Magnetfeldes wird von dem vorgespannten Sensor als Änderung des elektrischen Widerstandes erfasst, aufgrund dessen das erfindungsgemäße Sensorelement ein Signal abgeben kann, dass eine genaue Positionsermittlung ermöglicht, wobei jeweils der Sensor mit einem gemessenen Extremwert die Zehntelstelle angibt. Die Gewindespindel wird im Wirkungsbereich des Sensors aufmagnetisiert, so dass die Gewindespindel auch als passive Massverkörperung aufgefasst werden kann.
Die ganzzahligen Windungen können über einen Zähler-Sensor erfasst werden; der Zähler-Sensor kann als magnetoresistiver Sensor ausgeführt sein und ein magnetisches Feld detektieren. Wenn der Zähler-Sensor mit einem Stützmagneten versehen ist, detektiert der Zähler-Sensor eine Veränderung des magnetischen Feldes, wenn Gewindespitzen und Rillenböden der Gewinderille vorbeilaufen. Die Signale des Zähler-Sensors können an einen Zähler weitergegeben werden. Beispielsweise kann ausgehend von einer Endlage des Planetenwälzgewindetriebes in einer Referenzfahrt der Zähler beginnend mit 1 immer um den Betrag 1 hochgesetzt werden, wenn der Zähler-Sensor ein Überfahren einer Windung gemessen und an den Zähler weiter gegeben hat. Einer der Sensoren des Sensorelementes kann als Zählersensor ausgebildet sein, und beispielsweise ein Signal an den Zähler übermitteln, wenn der elektrische Widerstand einen minimalen oder einen maximalen Wert annimmt. Der Zähler kann auch in das Sensorelement integriert werden. Der Zählersensor kann jedoch auch losgelöst von dem Sensorelement als eigenes Bauteil an dem erfindungsgemäßen Planetenwälzgewindetrieb vorgesehen sein.
Die Maßverkörperung ist dadurch gebildet, dass einander benachbarte Windungen der Gewinderille der Gewindespindel mit einer konstanten Teilung t voneinander beanstandet sind. Wenn die vorbeilaufenden Windungen gezählt werden, kann aufgrund der bekannten Teilung t eine absolute axiale Position der Spindelmutter in Bezug auf die Gewindespindel mithilfe des erfindungsgemäßen Nonius angegeben werden.
Bei einer eingängigen Gewindespindel ist die Teilung t gleich der Steigung p der Gewinderille. Bei einer mehrgängigen Gewindespindel mit mehreren Gewindegängen G ist die Teilung t=p/G, also gebildet durch den Quotienten aus der Steigung p zu der Gangzahl G. Erfindungsgemäße Planetenwälzgewindetriebe können eingängig oder mehrgängig ausgeführt sein.
In Kenntnis der Teilung t – beispielsweise 3 mm – kann dann der tatsächliche verfahrene Weg in eine Längeneinheit umgerechnet werden. Wurde mit Hilfe des Zählersensors ein ganzzahliger Wert von 67 Windungen ausgehend von einer Nulllage ermittelt und mit Hilfe des Nonius eine Verschiebung von 0,3 t ermittelt, kann die Verschiebung von 67,3 Windungen über die Teilung t von 3 mm angegeben werden mit einer Verschiebung von 201,9 mm.
Der erfindungsgemäße Planetenwälzgewindetrieb hat den Vorteil, unabhängig von einem Schlupf zwischen Spindelmutter und Gewindespindel eine genaue Positionsbestimmung von Spindelmutter und Gewindespindel zueinander zu ermöglichen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in fünf Figuren abgebildeten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Planetenwälzgewindetrieb,
2 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Planetenwälzgewindetriebes aus 1,
3 eine Detailvergrößerung aus 1,
4 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen 1/10 Nonius des Planetenwälzgewindetriebes und
5 eine weitere Prinzipskizze mit gegenüber der 4 verschobenem Nonius.
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Planetenwälzgewindetrieb im Längsschnitt. Eine Spindelmutter 1 ist auf einer drehfest angeordneten Gewindespindel 2 drehbar angeordnet. Die Spindelmutter 1 kann über einen nicht abgebildeten motorischen Antrieb angetrieben und in Rotation versetzt werden.
Eine Vielzahl von über den Umfang der Gewindespindel 2 verteilt angeordneten Planeten 3 sind in Wälzeingriff mit der Gewindespindel 2 und der Spindelmutter 1. Die Verteilung der Planeten ist in 2 zu erkennen. Die Planeten 3 laufen auf Kreisbahnen um die Spindelachse der Gewindespindel 2. Sie rotieren um ihre Planetenachse und rotieren gegenüber der Gewindespindel 2 sowie der Spindelmutter 1, wobei die Planeten 3 am Innenumfang der Spindelmutter 1 sowie am Außenumfang der Gewindespindel 2 abwälzen.
In bekannter Weise sind die Planeten 3 mit einem planetenseitigen Profil 4 versehen, das mit der Gewindespindel 2 sowie der Spindelmutter 1 kämmt. Die Planeten 3 sind an beiden Enden mit radial abgesetzten Zapfen 5 versehen, die durch ein radial erweitertes Mittelstück 6 einstückig miteinander verbunden sind. Das planetenseitige Profil 4 weist einen mittleren Profilabschnitt 4a auf, der am Außenumfang des Mittelstücks 6 angeformt ist. Der Profilabschnitt 4a kämmt mit der Gewindespindel 2. Die beiden Zapfen 5 sind an ihrem Außenumfang jeweils mit einem äußeren Profilabschnitt 4b versehen, der mit der Spindelmutter 1 kämmt. Die Profilabschnitte 4a, 4b sind durch ringförmig geschlossene, parallel zueinander angeordnete Rillen gebildet.
Die Spindelmutter 1 ist an ihrem Innenumfang an beiden axialen Enden jeweils mit einem mutterseitigen Profil 7 versehen, das mit den planetenseitigen äußeren Profilabschnitten 4b kämmt. Das mutterseitige Profil 7 ist durch ringförmig geschlossene, parallel zueinander angeordnete Rillen gebildet.
Die Gewindespindel 2 ist an ihrem Außenumfang mit einer Gewinderille 8 versehen, die aus einer Vielzahl von um die Spindelachse schraubenförmig gewundenen Windungen 9 gebildet ist. 3 zeigt deutlich, dass die Gewinderille 8 durch einen Rillenboden 9 und Gewindeflanken 10 begrenzt ist, die in Gewindespitzen 11 münden. Die Gewinderille 8 kämmt mit dem mittleren Profilabschnitt 4a der Planeten 3.
Die Spindelmutter 1 ist in einem Gehäuse 12 über zwei Wälzlager 13 drehbar gelagert. Das Gehäuse 12 ist von der Gewindespindel 2 durchdrungen und an einem axialen Ende mit einer Ausnehmung 14 versehen, die koaxial zu der Spindelachse angeordnet ist. In dieser Ausnehmung 14 ist ein Sensorelement 15 einer nicht weiter abgebildeten Messeinrichtung angeordnet, die für eine axiale Positionsbestimmung der Gewindespindel 2 in Bezug auf die Spindelmutter 1 vorgesehen ist. Das Sensorelement 15 ist vorliegend ringförmig ausgebildet, es kann jedoch eine davon abweichende Gestalt aufweisen. Das Sensorelement 15 ist in der Ausnehmung 14 des Gehäuses 12 gehaltert. Das Sensorelement 15 und die Spindelmutter 2 sind axial zueinander positioniert.
Das Sensorelement 15 weist im Ausführungsbeispiel zehn Sensoren 16 auf, die entlang der Spindelachse mit axialem Abstand zueinander angeordnet sind. In 3 ist lediglich der erste Sensor 16 und der zehnte Sensor 16 angedeutet. Die Sensoren 16 sind sogenannte magnetoresistive Sensoren, deren elektrischer Widerstand abhängig ist von einem detektierten Magnetfeld. Die Sensoren 16 sind magnetisch über einen als Permanentmagneten ausgeführten Stützmagneten 17 vorgespannt. Wenn einer der Sensoren 16 genau über einer Gewindespitze 11 angeordnet ist, detektiert dieser Sensor einen maximalen magnetischen Fluss. befindet sich der Sensor 16 genau über einem Rillenboden 9, detektiert der Sensor 16 einen minimalen magnetischen Fluss. Der Wechsel zwischen diesen Extremwerten ist sinusförmig.
Bei Planetenwälzgewindetrieben ist der axiale Vorschub zwischen Gewindespindel und Spindelmutter bei einer vollen Umdrehung zwischen Spindelmutter und Gewindespindel nicht übereinstimmend mit der Steigung des Gewindes der Gewindespindel. Aus diesem Grund laufen für einen in Bezug auf die Spindelmutter 2 ortsfesten Beobachter die einzelnen Windungen der Gewinderille 8 erkennbar vorbei. Anders verhält es sich bei einer Schraube-Mutter Verbindung, bei der unter einer vollen Umdrehung der Schraube gegenüber der Mutter ein axialer Vorschub erfolgt, der gerade der Steigung des Schraubengewindes entspricht. Aus diesem Grund stehen für einen in Bezug auf die Spindelmutter 2 ortsfesten Beobachter die Windungen der Schraube still.
Im Ausführungsbeispiel ist die Gewindespindel drehfest und axial verschieblich gegenüber dem Gehäuse 12 angeordnet. Das Sensorelement 15 ist gehäusefest angeordnet. Für einen in Bezug auf das Gehäuse 12 ortsfesten Beobachter laufen die einzelnen Windungen der Gewinderille 8 erkennbar vorbei.
Das Sensorelement 15 detektiert Änderungen des Magnetfeldes während einer Relativdrehung zwischen Gewindespindel 2 und Spindelmutter 1 und ermöglicht eine genaue axiale Positionsbestimmung der Gewindespindel 2 in Bezug auf die Spindelmutter 1.
Die 4 und 5 zeigen das Sensorelement 15 und die Gewindespindel 2 in schematischer Darstellung. Zusätzlich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist in den 4 und 5 noch ein Zähler 18 mit einem Sensor 19 vorgesehen, der bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 in das Sensorelement 15 integriert sein kann.
4 zeigt die zehn entlang der Gewindespindel 2 angeordneten Sensoren 16 des Sensorelementes 15. Der axiale Abstand zwischen zwei einander benachbarten Sensoren 16 beträgt 9 / 10 t, wobei „t“ die Teilung der Gewinderille 8 ist. Jeder dieser Sensoren 16 repräsentiert eine ganzzahlige Zahl von 0 bis 9, wobei die Ziffern entlang der Spindelachse in aufsteigender Reihe den Sensoren 16 zugeordnet sind. Bei dieser Anordnung bildet das Sensorelement 15 einen Nonius, der weiter unten näher erläutert wird.
Der Sensor 19 des Zählers 18 detektiert eine Änderung des Magnetfeldes unter einer Relativverschiebung zwischen Gewindespindel und Spindelmutter. Der Zähler wird mit dem Durchlaufen einer jeden Windung der Gewinderille 8 jedes Mal um einen Wert hochgesetzt, und zählt die Anzahl der durchlaufenen Windungen.
Der Darstellung ist zu entnehmen, dass der Zähler-Sensor 19 des Zählers 18 genau über einer der Gewindespitzen 11 der Gewinderille 8 liegt. In dieser Lage zwischen Gewindespindel 2 und Spindelmutter 1 ist der erste Sensor 16 – Null-Sensor – des Sensorlementes 15 ebenfalls genau über einer Gewindespitze 11 angeordnet. Der zweite Sensor 16 – Eins-Sensor – liegt 1 / 10 t vor der nächsten Gewindespitze 11. Der dritte Sensor 16 – Drei-Sensor – liegt 2 / 10 t vor der folgenden Gewindespitze 11. Schließlich liegt der zehnte Sensor 16 – Zehn-Sensor – 9 / 10 t vor der nachfolgenden Gewindespitze 11. In der Darstellung ist der Null-Sensor mit einem Kreis markiert, um ihn als denjenigen Sensor 16 zu identifizieren, der gerade über einer Gewindespitze 11 liegt.
Wird die Gewindespindel 2 gegenüber dem Sensorelement 15 axial in Pfeilrichtung nach links um beispielsweise 4,6 Windungen verschoben, ergibt sich eine Position, in der der Sensor 19 des Zählers 18 vier Gewindespitzen 11 gezählt hat und gerade zwischen zwei einander benachbarten Gewindespitzen 11 bleibt. Um die exakte Position zwischen diesen Gewindespitzen 11 bestimmen zu können liefert das Sensorelement 15 ein entsprechendes Signal. In dem Beispiel liegt aufgrund der Nonius Funktion der Sechs-Sensor 16 gerade über einer Gewindespitze 11. Es liegt eine Verschiebung im Dezimalbereich von 0,6 t vor. Während der Zähler 18 die Windungen zählt, ermittelt das Sensorelement 15 als Nonius die genaue Position innerhalb von zwei einander benachbarten Windungen. In dem Dezimalbereich von 0,1t bis 0,9t ist jedem Sensor 16 eine beliebige der Gewindespitzen 11 zugeordnet. Anstelle einer Gewindespitze 11 kann auch der Rillenboden 9 als Bezugspunkt für die Positionsermittlung dienen. Eine Umrechnung in ein Längenmaß ist in Kenntnis der Teilung t einfach möglich, die als Längenmaß bspw in mm angegeben wird.
Bei einer rückläufigen Bewegung der Gewindespindel 2 kann die Dezimalstelle in der Weise ermittelt werden, dass sie durch den Differenzbetrag des signalgebenden Sensors 16 zum Wert 1t bestimmt ist. Wird beispielsweise die Gewindespindel 2 – ausgehend von der Position gemäß 4 – um 0,3t nach rechts verschoben, liegt der Sieben-Sensor 16 genau über einer Gewindespitze. Die Dezimalstelle gegeben durch den Differenzbetrag 1t – 0,7t = 0,3t.
Der Zähler 18 kann auch in das Sensorelement 15 integriert werden. Beispielsweise kann einer der Sensoren 16 – beispielsweise der Null-Sensor – zusätzlich als Zähler-Sensor verwendet werden.
Bei der Initialisierung des Zählers 18 kann eine Referenzfahrt durchgeführt werden, wobei ausgehend von einer Endlage zwischen Gewindespindel und Spindelmutter eine Fahrt bis zu dem anderen Ende durchgeführt wird, wobei der Zähler zu Beginn der Referenzfahrt auf Null gesetzt ist und am Ende der Referenzfahrt einen ganzzahligen Wert anzeigt, der der Anzahl der überfahrenen Windungen entspricht. Auf diese Weise kann eine absolute Position der Gewindespindel 2 gegenüber der Spindelmutter 1 bestimmt werden.
Das Sensorlement weist im Ausführungsbeispiel eine Anzahl n = 10 von magnetoresistiven Sensoren auf, die entlang der Gewindespindel mit einem axialem Abstand zueinander angeordnet sind, der durch den Ausdruck ((P/G)·LE – f·LE)·a bestimmt ist, wobei P/G eine dimensionslose Größe angibt, bei der P die Steigung der Gewindespindel (2) angibt, und bei der G die Gangzahl der Gewindegänge der Gewindespindel (2) angibt, wobei LE eine Längeneinheit angibt, die der Teilung t oder einem Vielfachen von t entspricht, und und wobei f ein Faktor ist, der die Werte 1/10 oder 3/10 oder 5/10 oder 7/10 annehmen kann, und wobei a ein Teilungsverhältnis 1/n ist, bei dem n als natürliche Zahl die Anzahl der magnetoresistiven Sensoren (16) angibt.
Im Beispiel ist P/G = 1, LE = 10t, f = 1/10 und a = 1/10. Der Sensorabstand, also der axiale Abstand von zwei einander benachbarten Sensoren beträgt im Ausführungsbeispiel demzufolge (9/10)·t
Die Erfindung ist gleichermaßen geeignet für Planetenwälzgewindetriebe, bei denen die Gewindespindel rotativ angetrieben wird und die Spindelmutter drehfest gehalten ist. In diesem Fall kann das erfindungsgemäße Sensorelement ortsfest zu der Spindelmutter gehalten werden.
Bezugszeichenliste

1: Spindelmutter
2: Gewindespindel
3: Planet
4: planetenseitiges Profil
4a: mittlerer Profilabschnitt
4b: äußerer Profilabschnitt
5: Zapfen
6: Mittelstück
7: mutterseitiges Profil
8: Gewinderille
9: Rillenboden
10: Gewindeflanke
11: Gewindespitze
12: Gehäuse
13: Wälzlager
14: Ausnehmung
15: Sensorelement
16: Sensor
17: Stützmagnet
18: Zähler
19: Zähler-Sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009040606 A1 [0002, 0004, 0005]

Claims

Planetenwälzgewindetrieb, mit einer auf einer Gewindespindel (2) angeordneten Spindelmutter (1), und mit einer Vielzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Planeten (3), die in Wälzeingriff mit der Gewindespindel (2) sowie der Spindelmutter (1) stehen, wobei die Gewindespindel (2) eine Vielzahl von schraubenförmig um die Spindelachse gewundene Windungen wenigstens einer Gewinderille (8) aufweist, wobei einander benachbarte Windungen mit einer Teilung t voneinander beabstandet sind, und wobei ein Sensorelement (15) eine axiale Verlagerung der Gewindespindel (2) und der Spindelmutter (1) zueinander erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorlement (15) eine Anzahl n von magnetoresistiven Sensoren (16) aufweist, die entlang der Gewindespindel (2) mit einem axialem Abstand zueinander angeordnet sind, der durch den Ausdruck ((P/G)·LE – f·LE)·a bestimmt ist, wobei P/G eine dimensionslose Größe angibt, bei der P die Steigung der Gewindespindel (2) angibt, und bei der G die Gangzahl der Gewindegänge der Gewindespindel (2) angibt, wobei LE eine Längeneinheit angibt, die der Teilung t oder einem Vielfachen von t entspricht, und und wobei f ein Faktor ist, der die Werte 1/10 oder 3/10 oder 5/10 oder 7/10 annehmen kann, und wobei a ein Teilungsverhältnis 1/n ist, bei dem n als natürliche Zahl die Anzahl der magnetoresistiven Sensoren (16) angibt.
Planetenwälzgewindetrieb nach Anspruch 1, bei dem jeder der zehn magnetorestriktiven Sensoren (16) eine unterschiedliche ganzzahlige Ziffer zwischen Null und Neun repräsentiert.
Planetenwälzgewindetrieb nach Anspruch 1, bei dem ein Zähler-Sensor (19) für einen Zähler (18) vorgesehen ist, wobei der Zählersensor (19) bei Durchlauf jeder Windung der Gewinderille (8) der Gewindespindel (2) ein Signal für den Zähler (18).
Planetenwälzgewindetrieb nach den Ansprüchen 2 und 3, bei dem einer der zehn Sensoren (16) des Sensorelementes (15) als Zähler-Sensor ausgebildet ist.