-
Die Erfindung betrifft eine Spindeltriebanordnung mit einem oder mehreren Arretierungselementen.
-
Spindeltriebanordnungen mit Sperrmechanismen oder Arretierungssystemen sind in einer Vielfalt vorhanden. In der
DE 102 05 071 B4 ist beispielsweise eine Vorrichtung mit einer drehbaren Gewindespindel, einer primären Mutter, die auf einem beweglichen Element montiert ist und im Gewindeeingriff mit der Gewindespindel ist, sowie mit einem Bereitschafts-Sperrmechanismus offenbart. Der Bereitschafts-Sperrmechanismus ist dabei auf dem beweglichen Element montiert und funktionell so angeordnet, dass er die Drehung der Gewindespindel mit dem beweglichen Element im Falle einer Störung der primären Mutter blockiert.
-
In der
DE 602 14 929 T2 ist ein Schraubenantrieb offenbart. Dabei umfasst der Schraubenantrieb eine sekundäre Abtriebsanordnung, die einen ersten und einen zweiten Schraubengewindeteil in Schraubengewindeeingriff mit dem Antriebselement einschließt, wobei der erste und der zweite Schraubengewindeteil in Axialrichtung im Verhältnis zueinander bewegt werden können.
-
-
Des Weiteren ist in der
DE 41 03 465 A1 eine detailliert beschriebene Arretiervorrichtung zur Arretierung von Schaltungselementen eines Getriebes offenbart. Dabei besteht die Arretiervorrichtung aus einem Gehäuse und einem Arretierbolzen, welcher koaxial im Gehäuse angeordnet ist und über eine Druckfeder in einer Schaltstellung gehalten wird. An einem nach außen weisenden Ende des Arretierbolzens ist eine Rastkugel angeordnet, die in eine Rastausnehmung der Schaltstange eingreift.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte und weiterentwickelte Spindeltriebanordnung mit einem Arretierungssystem aufzuzeigen.
-
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird die im Anspruch 1 angegebene Spindeltriebanordnung vorgeschlagen. Optionale vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ganz oder teilweise aus den abhängigen Ansprüchen.
-
Die erfindungsgemäße Spindeltriebanordnung weist zwei Spindeltriebsteile, nämlich ein Rotationsteil und ein nicht rotierbares Teil, auf. Das Rotationsteil sowie das nicht rotierbare Teil weisen jeweils ein spiralförmiges Gewinde auf, so dass die beiden Spindeltriebsteile miteinander verschraubt werden können. Dadurch wird eine rotatorische Bewegung des Rotationsteils in eine translatorische Bewegung umgewandelt. Das Rotationsteil kann beispielsweise eine Gewindespindel und das nicht rotierbare Teil eine Spindelmutter umfassen. In diesem Fall wird die Gewindespindel in die Spindelmutter hineingeschraubt. Das heißt, die Gewindespindel dreht sich und die Spindelmutter verschiebt sich nur in axialer Richtung. Bei einer weiteren Variante weist das Rotationsteil eine Spindelmutter und das nicht rotierbare Teil eine Gewindespindel auf. Bei dieser Variante wird die Spindelmutter auf die Gewindespindel geschraubt. Somit dreht sich die Spindelmutter und die Gewindespindel verschiebt sich nur in axialer Richtung.
-
Die erfindungsgemäße Spindeltriebanordnung zeichnet sich des Weiteren dadurch aus, dass parallel zur Rotationsachse des Rotationsteils an einem Spindeltriebsteil ein oder mehrere Arretierungselemente, insbesondere zwei, vorgesehen sind. Das bedeutet, dass die Arretierungselemente entweder am Rotationsteil oder am nicht rotierbaren Teil befestigt sind. Dabei weist jedes Arretierungselement eine drehbare Rastkugel auf, die in Richtung der Rotationsachse relativ zum Spindeltriebsteil verschiebbar ist. Vorzugsweise sind dabei die Arretierungselemente im gleichen radialen Abstand zur Rotationsachse sowie mit einem in Umfangsrichtung gleichen Abstand zueinander an einer Stirnseite des Spindeltriebsteils angeordnet.
-
Des Weiteren zeichnet sich die erfindungsgemäße Spindeltriebanordnung dadurch aus, dass das andere Spindeltriebsteil, an dem nicht die Arretierungselemente befestigt sind, an der Stirnseite zu den Arretierungselementen hin eine zu den Arretierungselementen korrespondierende Rastkontur aufweist. Vorzugsweise sind die Rastkonturen kalottenförmig ausgebildet.
-
Neben den zwei Varianten bezüglich der rotatorischen Bewegung sind auch unterschiedliche Ausführungen hinsichtlich der Anordnung der Arretierungselemente möglich. Es können beispielsweise die Arretierungselemente im Rotationsteil oder im nicht rotierbaren Teil befestigt sein. Dabei weist immer das gegenüberliegende Spindeltriebsteil die Rastkonturen auf.
-
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform weist ein Rotationsteil auf, das eine Gewindespindel und eine Hülse beinhaltet, wobei die Gewindespindel und die Hülse miteinander drehfest verbunden sind, und wobei die Arretierungselemente in der Hülse befestigt sind und aus dieser herausragen. Das bedeutet, dass an der Gewindespindel ein weiteres Bauteil befestigt ist. Es ist allerdings auch denkbar, dass das Rotationsteil, nämlich Gewindespindel und Hülse, einteilig ausgebildet ist und somit die Gewindespindel eine Kragenform aufweist. Die Arretierungselemente sind radial mit einem bestimmten Abstand zur Rotationsachse an der Hülse oder an der Kragenform der Gewindespindel angeordnet. Anstelle der Arretierungselemente können hier auch die Rastkonturen ausgebildet sein.
-
Bei derselben Ausführungsform ist es demnach vorteilhaft, wenn das nicht rotierbare Teil eine Spindelmutter und eine Hohlwelle aufweist, die miteinander fest verbunden sind, wobei die Rastkontur an der Stirnseite der Hohlwelle ausgebildet ist. Die Rastkontur muss zwingend den gleichen radialen Abstand zur Rotationsachse des anderen Spindeltriebsteils im Vergleich zu den Arretierungselementen aufweisen. Es ist allerdings auch denkbar, dass die Rastkontur direkt an der Stirnseite der Spindelmutter ausgebildet ist. Des Weiteren ist es auch möglich, dass die Arretierungselemente in die Hohlwelle oder direkt in die Spindelmutter eingebracht sind. Hierfür müssten allerdings die Rastkonturen an der Gewindespindel oder an der Hülse ausgebildet sein.
-
Die Arretierungselemente weisen neben einer Rastkugel vorzugsweise auch jeweils eine Druckfeder auf, die die Rastkugel bis zu einer gewissen Krafteinwirkung in einer Stellung hält. Die Rastkugel ist dabei vorzugsweise kugelgelagert. Dadurch kann eine reibungsarme Drehbewegung sowie eine axiale Verschiebung der Rastkugel erreicht werden.
-
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten, beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sowie aus den Zeichnungen. Diese zeigen in:
- 1 eine erfindungsgemäße Spindeltriebanordnung in perspektivischer Ansicht,
- 2 die Spindeltriebanordnung aus 1 mit gelöster Arretierung in Schnittansicht,
- 3 die Spindeltriebanordnung aus 2 in Arretierungsstellung,
- 4 einen Ausschnitt der Arretierung in 3 in Schnittansicht,
- 5 die Spindeltriebanordnung aus 3 in Draufsicht,
- 6 einen Ausschnitt der Arretierung in 5,
- 7 das Wirkprinzip des Arretierungselements,
- 8 die Spindeltriebanordnung in Seitenansicht,
- 9 eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Spindeltriebanordnung.
-
In den 1, 2, 3, 5, 8 und 9 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spindeltriebanordnung 1 in unterschiedlichen Ansichten dargestellt. Die Spindeltriebanordnung 1 beinhaltet unter anderem zwei Spindeltriebsteile 2, 3, nämlich ein Rotationsteil 2 und ein nicht rotierbares Teil 3. Das Rotationsteil 2 weist dabei eine Rotationsachse 4 auf, die mit der Mittellinie 5 des nicht rotierbaren Teils 3 übereinstimmt. Das Rotationsteil 2 und das nicht rotierbare Teil 3 weisen jeweils ein zueinander korrespondierendes Gewinde 6 auf, wobei das Rotationsteil 2 in das nicht rotierbare Teil 3 geschraubt ist. In dieser Ausführungsform ist als Spindeltrieb ein Kugelgewindetrieb dargestellt. Allerdings sind auch alle anderen dem Fachmann bekannten Spindeltriebe anwendbar.
-
Das Rotationsteil 2 besteht dabei aus mehreren Elementen und umfasst eine Gewindespindel 7 sowie eine Hülse 8. Die Hülse 8 ist drehfest an einem Ende der Gewindespindel 7 befestigt und weist an der zum nicht rotierbaren Teil 3 zugewandten Stirnseite 9 zwei Bohrungen 10 auf. In beiden Bohrungen 10 ist jeweils ein Arretierungselement 11 eingefügt, das ebenfalls von der Spindeltriebanordnung 1 umfasst wird.
-
Das Arretierungselement
11 weist zumindest eine Druckfeder
12 sowie eine Rastkugel
13 auf. Ein detaillierter Aufbau eines solchen Arretierungselements
11 ist in dem bereits genannten Stand der Technik
DE 41 03 465 A1 offenbart. Das Wirkprinzip der Arretierungselemente ist in der
7 dargestellt. Die Druckfeder
12 hält die Rastkugel 13 in einer nach außen aus der Bohrung
10 der Hülse
8 gerichteten Position.
-
Das nicht rotierbare Teil 3 besteht ebenfalls aus mehreren Elementen und umfasst eine Spindelmutter 14, die mit der Gewindespindel 7 des Rotationsteils 2 in Eingriff steht, eine Hohlwelle 15, bestehend aus zwei Abschnitten I, II, sowie mehrere Verbindungselemente 16, insbesondere Spannbolzen. Die Spindelmutter 14 ist in dem ersten Abschnitt I der Hohlwelle 15 eingefügt und mittels der Verbindungselemente 16 fest fixiert. Die Gewindespindel 7 wird am Gewinde 6 der Spindelmutter 14 geführt und ragt in den zweiten Abschnitt II der Hohlwelle 15 hinein. Dabei ist der Innendurchmesser der Hohlwelle 15 des zweiten Abschnitts II ungefähr gleichgroß wie der Außendurchmesser der Gewindespindel 7. Der zweite Abschnitt II der Hohlwelle 15 weist eine durchgehende Langlochbohrung 17 auf, in der ein Bolzen 18 eingebracht ist, der wiederum eine Gleitbuchse 19 hält. Die Gleitbuchse 19 sowie ein Wälzlager 20, das auf der Hülse 8 des Rotationsteils 2 angeordnet ist, dienen als Lagerung der Spindeltriebanordnung 1. Der Bolzen 18 mit der Gleitbuchse 19 stellt des Weiteren eine Verdrehsicherung sowie eine Beschränkung des axialen Verschiebeweges der Gewindespindel 7 dar. Ferner ist die Gleitbuchse 19 mit einem hier nicht dargestellten Gehäuse fest verbunden.
-
Die Hohlwelle 15 weist des Weiteren an der Stirnseite 21 zum Rotationsteil 2 hin zwei Rastkonturen 22 auf. Bei jeder Rastkontur 22 ist gemäß 6 und 7 in Umfangsrichtung eine Unsymmetrie vorhanden. Jede Rastkontur 22 weist demnach eine Konusform 23 auf der einen Hälfte sowie eine Kalottenform 24 auf der anderen Hälfte der Rastkontur 22 auf, so dass durch die Drehbewegung des Rotationsteils 2 die Rastkugel 13 an der Stirnseite 21 der Hohlwelle 15 entlang fährt und über die Konusform 23 in die Rastkontur 22 eingeführt wird. Durch die Kalottenform 24 wird der notwendige Kraftaufwand zum Weiterdrehen des Rotationsteils 2 erhöht. Durch das Einrasten der Rastkugeln 13 in die Rastkonturen 22 wird die Gewindespindel 7 arretiert. Die Arretierung kann nur gelöst werden, wenn ein angreifendes Drehmoment größer ist als die Haltekraft des Arretierungselements 11.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Spindeltriebanordnung
- 2
- Rotationsteil / Spindeltriebsteil
- 3
- nicht rotierbares Teil / Spindeltriebsteil
- 4
- Rotationsachse des Rotationsteils
- 5
- Mittellinie des nicht rotierbaren Teils
- 6
- Gewinde
- 7
- Gewindespindel
- 8
- Hülse
- 9
- Stirnseite der Hülse
- 10
- Bohrung
- 11
- Arretierungselement
- 12
- Druckfeder
- 13
- Rastkugel
- 14
- Spindelmutter
- 15
- Hohlwelle
- 16
- Verbindungselement
- 17
- Langlochbohrung
- 18
- Bolzen
- 19
- Gleitbuchse
- 20
- Wälzlager
- 21
- Stirnseite der Hohlwelle
- 22
- Rastkontur
- 23
- Konusform
- 24
- Kalottenform
- I
- erster Abschnitt der Hohlwelle
- II
- zweiter Abschnitt der Hohlwelle
-
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 10205071 B4 [0002]
- DE 60214929 T2 [0003]
- DE 10315348 A1 [0004]
- EP 1832510 B1 [0004]
- US 2013/0264399 A1 [0004]
- US 4747320 A [0004]
- US 5295406 A [0004]
- US 3198029 A [0004]
- US 4149430 A [0004]
- US 6928895 B2 [0004]
- US 6851648 B2 [0004]
- DE 4103465 A1 [0005, 0018]
