-
Die Erfindung betrifft einen Spindeltrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Spindeltriebe werden allgemein zur Umsetzung zwischen einer rotatorischen und einer translatorischen Bewegung verwendet und weisen hierzu eine Spindel und eine Spindelmutter auf. Die Spindel und die Spindelmutter sind dabei mittels Gewinden miteinander gekoppelt, wie zum Beispiel in der Druckschrift
DE 10 2012 211 478 A1 oder
DE 10 2013 214 093 A1 beschrieben.
-
Des Weiteren zählen Kugelgewindetriebe zum Stand der Technik, wie zum Beispiel die Druckschrift
DE 199 44 875 A1 oder
DE 10 2005 053 621 A1 . Kugelgewindetriebe weisen allgemein eine Spindel, eine Spindelmutter sowie dazwischen angeordnete Kugeln auf.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen weiterentwickelten Spindeltrieb aufzuzeigen, der richtungsabhängige Reibunsgkoeffizienten aufweist.
-
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird der im Anspruch 1 angegebene Spindeltrieb vorgeschlagen. Optionale vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ganz oder teilweise aus den abhängigen Ansprüchen.
-
Der erfindungsgemäße Spindeltrieb weist eine Gewindespindel mit einer Längsachse, eine Spindelmutter und mehrere Wälzkörper auf. Die Gewindespindel ist in zwei entgegengesetzten Richtungen relativ zur Spindelmutter bewegbar und weist am Außenumfang eine schraubenförmige Nut mit zwei Seitenwänden auf. Der erfindungsgemäße Spindeltrieb zeichnet sich dadurch aus, dass die Spindelmutter einen schraubenförmigen Steg mit zwei Seitenflächen aufweist, wobei der Steg in die Nut eingreift und in der Nut axial zwischen Steg der Spindelmutter und Gewindespindel eine Reihe von Wälzkörpern angeordnet ist. Die Wälzkörper sind vorzugsweise als Kugeln oder Rollen ausgebildet.
-
Vorzugsweise weist die erste Seitenwand der Nut der Gewindespindel und die dieser Seitenwand zugewandten Seitenfläche des Stegs der Spindelmutter jeweils eine konkav ausgebildete Laufbahn, in der die Wälzkörper abrollen, auf. Das bedeutet, dass die Wälzkörper, insbesondere Kugeln oder Rollen, in rillenförmigen Laufbahnen abrollen.
-
Ferner ist vorzugsweise eine Seitenfläche des Stegs zur direkten Kontaktierung einer Seitenwand der Nut vorgesehen. Die Kontaktierung der Seitenfläche mit der Seitenwand findet nur bei einer Relativbewegung der Gewindespindel zur Spindelmutter in eine der beiden axialen Richtungen, hier als Rückwärtsbewegung bezeichnet, statt. Durch die direkte Kontaktierung herrscht ein hoher Reibungskoeffizient zwischen Spindelmutter und Gewindespindel, so dass ein selbstsichernder Effekt zwischen Spindelmutter und Gewindespindel entsteht. Während der Relativbewegung zwischen Spindelmutter und Gewindespindel in die entgegengesetzte axiale Richtung, hier als Vorwärtsbewegung bezeichnet, wird der direkte Kontakt unterbrochen und die Wälzkörper rollen an der Gewindespindel sowie an der Spindelmutter ab. Somit entsteht ein geringer Reibungskoeffizient zwischen Spindelmutter und Wälzkörper sowie zwischen Gewindespindel und Wälzkörper. Die Bezeichnungen Vorwärts- und Rückwärtsbewegung wurden willkürlich gewählt und dienen nur der Differenzierung zwischen beiden axialen Bewegungen.
-
Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn in der Spindelmutter des erfindungsgemäßen Spindeltriebs eine Wälzkörperrückführung vorhanden ist.
-
Ein derartiger erfindungsgemäßer Spindeltrieb kann beispielsweise in Niveauverstellungseinheiten bei Kraftfahrzeugen verwendet werden.
-
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus den Zeichnungen. Diese zeigen in:
-
1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spindeltriebs in dargestellter Rückwärtsbewegung,
-
2 einen erfindungsgemäßen Spindeltrieb in dargestellter Vorwärtsbewegung,
-
3 einen erfindungsgemäßen Spindeltrieb zum Verstellen einer Bohrmaschine,
-
4 eine beispielhafte Ausführungsform einer Gewindespindel in Draufsicht,
-
5 die Gewindespindel aus 4 in perspektivischer Ansicht.
-
In der 1 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spindeltriebs 1 dargestellt. Der Spindeltrieb 1 umfasst eine Gewindespindel 2 mit einer Längsachse AL, eine Spindelmutter 3 sowie eine Vielzahl an Wälzkörpern 4, die als Kugeln ausgebildet sind. Die Gewindespindel 2 ist in der 4 und 5 beispielhaft dargestellt und weist in Längsrichtung eine am Außenumfang schraubenförmig ausgebildete Nut 5 auf. Die Nut 5 der Gewindespindel 2 umfasst zwei Seitenwände 7, 8 die senkrecht zur Längsachse AL der Gewindespindel 2 ausgebildet sind. Alternativ können die Seitenwände 7, 8 der Nut 5 fließend ineinander übergehen. Die Spindelmutter 3 weist einen schraubenförmigen Steg 6 mit zwei Seitenflächen 9, 10 auf, wobei sich der Steg 6 radial zur Gewindespindel 2 erstreckt und in die Nut 5 der Gewindespindel 2 eingreift.
-
Axial zwischen der ersten Seitenwand 7 der Nut 5 der Gewindespindel 2 und der dazu zugewandten ersten Seitenfläche 9 des Stegs 6 der Spindelmutter 3 sind eine Vielzahl an Wälzkörpern 4 angeordnet. Die Wälzkörper 4 rollen dabei in einer konkaven Laufbahn 11 ab, die in der ersten Seitenwand 7 der Nut 5 ausgebildet ist. Im Vergleich dazu weist in der 2 neben der ersten Seitenwand 7 der Nut 5 auch die erste Seitenfläche 9 des Stegs 6 eine konkav ausgebildete Laufbahn 12 auf.
-
Des Weiteren weist der erfindungsgemäße Spindeltrieb 1 aus 1 eine Wälzkörperrückführung 13 auf, die eine endlose Rückführung der Wälzkörper 4 gewährleistet. Die Wälzkörperrückführung 13 ist in 1 gestrichelt dargestellt.
-
In der 1 ist die axiale Relativbewegung zwischen Spindelmutter 3 und Gewindespindel 2 mittels zwei Pfeilen, Vorwärts- V und Rückwärtsbewegung R des Spindeltriebs 1, angedeutet. Der Spindeltrieb 1 befindet sich in 1 in der Rückwärtsbewegung R.
-
Als Vorwärtsbewegung V wird die axiale Bewegung der Gewindespindel 2 relativ zur Spindelmutter 3 verstanden, bei der keine direkte Kontaktierung zwischen zweiter Seitenfläche 10 des Stegs 6 der Spindelmutter 3 und der zweiten Seitenwand 8 der Nut 5 der Gewindespindel 2 vorhanden ist. Stattdessen stehen die Wälzkörper 4 in direktem Kontakt mit der Laufbahn 11 des Stegs 6 der Spindelmutter 3 und mit der Laufbahn 12 an der ersten Seitenwand 7 der Nut 5 der Gewindespindel 2.
-
Die Bewegung der Gewindespindel 2 relativ zur Spindelmutter 3 in die entgegengesetzte Richtung wird als Rückwärtsbewegung R bezeichnet. Bei der Rückwärtsbewegung R entsteht ein direkter Kontakt zwischen Gewindespindel 2 und Spindelmutter 3 zwischen zweiter Seitenwand 8 der Nut 5 der Gewindespindel 2 und zweiter Seitenfläche 10 des Stegs 6 der Spindelmutter 3. Dadurch wird bei der Rückwärtsbewegung R im Vergleich zur Vorwärtsbewegung V ein höherer Reibungskoeffizient zwischen Spindelmutter 3 und Gewindespindel 2 erzeugt.
-
In der 2 ist der Spindeltrieb 1 aus 1 in Vorwärtsbewegung V dargestellt. Des Weiteren wird die Gewindespindel 2 mittels eines Elektromotors 14 angetrieben. Das bedeutet, dass die Gewindespindel 2 lagefest ist und die Spindelmutter 3 die translatorische Bewegung eines Spindeltriebs 1 ausführt. Die Gewindespindel 2 weist für die Kopplung mit dem Elektromotor 14 gemäß 4 und 5 an einem Ende an dessen Außenumfang ein Profil 15, beispielsweise eine Keilverzahnung, auf.
-
In der 3 ist ein Spindeltrieb 1 gemäß 1 zum Verstellen einer Werkzeugmaschine, hier eine Bohrmaschine 16, dargestellt. Hierzu wird die Gewindespindel 2 von einem Elektromotor 14 angetrieben und setzt die rotative Bewegung der Gewindespindel 2 in eine translatorische Bewegung der Spindelmutter 3 um. Der dargestellte Spindeltrieb 1 befindet sich in der Vorwärtsbewegung V, so dass geringe Reibungskoeffizienten zwischen Spindelmutter 3 und Gewindespindel 2 entstehen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Spindeltrieb
- 2
- Gewindespindel
- 3
- Spindelmutter
- 4
- Wälzkörper
- 5
- Nut
- 6
- Steg
- 7
- erste Seitenwand der Nut
- 8
- zweite Seitenwand der Nut
- 9
- erste Seitenfläche des Stegs
- 10
- zweite Seitenfläche des Stegs
- 11
- Laufbahn
- 12
- Laufbahn
- 13
- Wälzkörperrückführung
- 14
- Elektromotor
- 15
- Profil
- 16
- Bohrmaschine
- AL
- Längsachse der Gewindespindel
- V
- Vorwärtsbewegung
- R
- Rückwärtsbewegung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102012211478 A1 [0002]
- DE 102013214093 A1 [0002]
- DE 19944875 A1 [0003]
- DE 102005053621 A1 [0003]
