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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Planetenwälzgewindetrieb mit einer zentral angeordneten Spindel mit einer Außenprofilierung und einer konzentrisch zur Spindel angeordneten Mutter mit einer Innenprofilierung, wobei zwischen der Spindel und der Mutter mehrere, über den Umfang der Spindel verteilt angeordnete Planeten angeordnet sind, wobei jeder Planet eine Anzahl um seinen Umfang umlaufende Rillen aufweist, wobei die Außenprofilierung der Spindel mit einem Teil der Rillen der Planeten und die Innenprofilierung der Mutter mit einem Teil der Rillen der Planeten in Eingriff steht, wobei sich die Spindel und die Mutter in eine axiale Richtung erstreckt.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein Planetenwälzgewindetrieb dieser Art ist aus der
DE 10 2010 011 820 A1 bekannt. Eine ähnliche Lösung wird in der
DE 23 20 406 C2 beschrieben, wobei in diesem Dokument insbesondere die Ausgestaltung des Käfigs, mit dem die Planeten gehalten bzw. geführt werden, thematisiert wird.
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Nachteilig ist es bei vorbekannten Planetenwälzgewindetrieben, dass für eine konkrete Ausgestaltung eines solchen Triebs unterschiedliche Planetentypen erforderlich sind, was durch die Steigung bei axial bündig angeordneten Planeten bedingt ist. Bei vorbekannten gattungsgemäßen Systemen müssen somit aufgrund variierender Winkelverhältnisse die Planeten mit einem versetzten mittigen Profil hergestellt werden, welches in Kontakt mit der Profilierung der Spindel steht. Bei vorbekannten Konstruktionen eines gattungsgemäßen Planetenwälzgewindetriebs ist somit ein Sonderprofil für die Planeten erforderlich, um einen einwandfreien Eingriff in die Profilierung der Spindel sicherzustellen.
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Aufgabe der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Planetenwälzgewindetrieb so fortzubilden, dass es möglich ist, in Grenzen universelle Planeten einsetzen zu können. Dies soll insbesondere mit Blick auf die axiale Bündigkeit der Anordnung der Planeten erfolgen. Somit soll ein Standardplanet für eine Vielzahl unterschiedlicher Planetenwälzgewindetriebe einsetzbar sein.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter an mindestens einer Umfangsstelle eine nutförmige Vertiefung aufweist, die die Innenprofilierung der Mutter (in Umfangsrichtung) unterbricht und die sich in axiale Richtung erstreckt.
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Dabei ist bevorzugt genau eine solche nutförmige Vertiefung an einer einzigen Umfang Stelle vorgesehen.
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Die Mutter besteht bevorzugt aus zwei Mutterringen, die in axialer Richtung beabstandet voneinander angeordnet sind. Beide Mutterringe weisen in diesem Fall die mindestens eine nutförmige Vertiefung auf. Die mindestens eine nutförmige Vertiefung in beiden Mutterringen fluchten dabei in axiale Richtung.
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Die beiden Mutterringe sind vorzugsweise in axiale Richtung elastisch gegeneinander vorgespannt. Hierzu sieht eine bevorzugte Ausführungsform vor, dass einer der beiden Mutterringe in einer Aufnahmehülse in axialer Richtung festgelegt ist und der andere Mutterring in der Aufnahmehülse axial verschieblich angeordnet und mittels eines Federelements in axiale Richtung vorgespannt ist.
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Damit wird nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erreicht, dass die Planeten bei Erreichen der nutförmigen Vertiefung infolge der elastischen Vorspannung der beiden Mutterringe, insbesondere durch das Federelement, in axiale Richtung verschoben und so in axiale Richtung rückgeführt werden.
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Die Innenprofilierung der Mutter ist vorzugsweise als steigungsbehaftete Gewinderille ausgebildet.
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An jedem Mutterring kann im stirnseitigen Bereich der Planeten ein Rampenring angeordnet sein, der eine Führungskulisse für den Planeten aufweist.
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Die Planeten werden bevorzugt von einem Käfig geführt. Hierbei sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor, dass im Käfig Aufnahmetaschen für einen Planeten angeordnet sind, die in axiale Richtung länger ausgeführt sind als es der axialen Länge der Planeten entspricht.
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Die vorgeschlagene Lösung stellt somit einen gattungsgemäßen Planetenwälzgewindetrieb zur Verfügung, mit dem eine mechanische Planetenrückführung erfolgen kann. Bevorzugt hat dabei die Mutter (d. h. das Hülsenelement) steigungsbehaftete (also gewindeartige) Rillen am Innenumfang sowie die genannte nutförmige Vertiefung (Quernut) für die axiale Rückführung der Planeten. Somit werden die Planeten am Ende eines Umlaufs über die weiter bevorzugt vorgesehenen stirnseitig angeordneten Rampenringe in den Nuten axial zurückgeführt.
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Die Mutter und namentlich die beiden Mutterringe, die diese bilden, werden somit erfindungsgemäß mit einer in axialer Richtung verlaufende Nut versehen, die die Innenprofilierung der Mutter unterbricht und es ermöglicht, dass durch sie der Planet in axiale Richtung rückgeführt werden kann. Die weiter vorgesehenen Rampenringe mit den Führungskulissen erlauben es, dass die Planeten beim Erreichen der Nut definiert radial bewegt und so außer Eingriff gebracht und dann axial gefördert werden können. Gleichermaßen bewerkstelligen die Rampenringe mit ihren Führungskulissen, dass nach der axialen Rückführung des Planeten dieser wieder definiert radial zugeführt und so in Eingriff mit der Profilierung gebracht wird.
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Durch die Anordnung der nutförmigen Vertiefung für die Rückführung der Planeten besteht im Falle der Anordnung einer einzigen derartigen Nut an einer Umfangsstelle des Mutterrings die Möglichkeit, dass nach einer Umrundung des Mutterrings der Planet in die Nut eintritt und so in einen lastfreien Zustand tritt; diese ermöglicht die axiale Rückführung des Planeten.
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Die fluchtende Anordnung der nutförmigen Vertiefung in beiden Mutterringen stellt sicher, dass der Planet gleichzeitig aus beiden Mutterringen in den genannten lastfreien Zustand eintreten kann, der für die axiale Rückführung erforderlich ist.
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Figurenliste
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In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
- 1 im Radialschnitt einen Planetenwälzgewindetrieb,
- 2 eine andere Darstellung des Radialschnitts des Planetenwälzgewindetriebs,
- 3 in perspektivischer Darstellung einen Teil des einen Mutterrings des Planetenwälzgewindetriebs,
- 4 in perspektivischer Darstellung einen Teil des anderen Mutterrings des Planetenwälzgewindetriebs und
- 5 einen Teil des Käfigs des Planetenwälzgewindetriebs mit einer Aufnahmetasche für eine Planeten, gesehen aus radialer Richtung.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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In 1 ist ein Planetenwälzgewindetrieb 1 zu sehen, dessen grundsätzlicher Aufbau an sich bekannt ist.
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Der Planetenwälzgewindetrieb 1 umfasst eine Spindel 2, die sich in axiale Richtung a erstreckt und die eine Außenprofilierung 3 aufweist. Bei dieser Außenprofilierung 3 handelt es sich um einen Gewindegang. Konzentrisch zur Spindel 2 ist eine Mutter 4 angeordnet, die aus zwei axial beanstandeten Mutterringen 4' und 4" besteht. Beide Mutterringe 4', 4" haben eine Innenprofilierung 5, bei der es sich um eine steigungsbehaftete Profilierung, d. h. um einen Gewindegang, handelt.
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Im radialen Zwischenraum zwischen der Außenprofilierung 3 der Spindel 2 und der Innenprofilierung 5 der Mutter 4 befindet sich eine Anzahl Planeten 6, die um den Umfang der Spindel 2 herum angeordnet sind. Jeder Planet 6 hat einen zentralen Mittenbereich mit Rillen 7, die als geschlossene, umlaufende Rillen, d. h. frei von einer Steigung, ausgebildet sind. Dieser zentrale Mittenbereich steht im regulären Betrieb des Planetenwälzgewindetriebs 1 mit der Außenprofilierung 3 der Spindel 2 im Eingriff. Weiterhin hat jeder Planet 6 zwei endseitige Abschnitte mit jeweiligen Rillen 8, die gleichermaßen als geschlossene, umlaufende Rillen, d. h. frei von einer Steigung, ausgebildet sind. Diese beiden Endbereiche stehen im regulären Betrieb des Planetenwälzgewindetriebs 1 mit der Innenprofilierung 5 der Mutter 4, d. h. mit den Mutterringen 4' bzw. 4", im Eingriff.
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Diese Situation ergibt sich auch aus 2. Details zur vorgeschlagenen Lösung ergeben sich aus den 3 bis 5.
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Hiernach ist insbesondere vorgesehen, dass die Mutter 4 bzw. die beiden Mutterringe 4' und 4" (s. hierzu die 3 und 4) an einer Umfangsstelle 9 eine nutförmige Vertiefung 10 aufweist. Diese Vertiefung 10 unterbricht die Innenprofilierung 5 der Mutter 4 in Umfangsrichtung; die Vertiefung 10 erstreckt sich dabei in axiale Richtung a.
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In beiden Mutterringen 4', 4" ist jeweils ein Rampenring 13 bzw. 14 angeordnet, der eine Führungskulisse 15 aufweist. Die Führungskulisse 15 bewirkt, dass dann, wenn ein Planet 6 die Umfangsstelle 9 und somit den Bereich der nutförmigen Vertiefung 10 erreicht hat, der Planet 6 radial außer Eingriff mit der Spindel 2 und namentlich der Außenprofilierung 3 derselben gebracht wird. Durch die Vertiefung 10 kann dann der Planet in axiale Richtung a zurückgeführt werden, bevor er dann wieder durch die Führungskulisse 15 in Eingriff mit der Außenprofilierung 3 der Spindel 2 gebracht wird.
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Die Führungskulisse 15 hat im übrigen eine solche Ausgestaltung, dass sie die Aufgabe erfüllen kann, dass der Planet 6 beim Eintritt in die Vertiefung 10 eine axiale Verschiebung des Planeten 6 um einen axialen Betrag veranlasst, der genau der Steigung des gewindeartigen Profils bei einer Umdrehung entspricht. Wenn sich demgemäß der Planet 6 in der nutförmigen Vertiefung 10 befindet und somit in einem lastfreien Zustand, bewirkt der Rampenring besagte axiale Verschiebung des Planeten 6 und somit seine Rückführung.
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Die beiden Mutterringe 4', 4" und die Rampenringe 13 und 14 sind symmetrisch angeordnet, so dass je nach Drehrichtung der Spindel 2 bzw. des Planetensatzes entweder der Rampenring 13 oder der Rampenring 14 zum Einsatz kommt.
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Die Steigung der Außenprofilierung 3 der Spindel 2 und die Steigung der Innenprofilierung 5 der beiden Mutterringe 4', 4" sind gleich. Auch ist die Richtung der Steigung von Spindel 2 und Mutterringen 4', 4" dieselbe.
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Der Käfig 16, der für die Führung der Planeten 6 vorhanden ist, weist in axiale Richtung a verlängerte Aufnahmetaschen 17 auf, so dass eine Rückführung der Planeten 6 in axiale Richtung a auch ermöglicht ist, wenn sich der Planet 6 in der Aufnahmetasche 17 befindet. Die Ausgestaltung des Käfigs 16 ist dabei so vorgenommen, dass der Planet 6 sowohl in axiale Richtung a als auch in radiale Richtung eine Bewegungsmöglichkeit hat, was für die Rückführung des Planeten 6 erforderlich ist.
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Die beiden Mutterringe 4', 4" sind in einer Aufnahmehülse 11 angeordnet, die eine Indexierung 18 für die beiden Mutterringe 4', 4" aufweist. Der Mutterring 4' ist dabei durch einen axialen Anschlag in der Aufnahmehülse 11 axial festgelegt, während der Mutterring 4" in axiale Richtung a beweglich in der Aufnahmehülse 11 angeordnet ist. Ein Federelement 12 (hier in Form von Tellerfedern) spannt den Mutterring 4" in axiale Richtung a relativ zum Mutterring 4' vor, so dass das System unter Vorspannung ist.
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Durch die so erzeugte Vorspannung infolge des Federelements 12 wird erreicht, dass die Planeten 6 bei Erreichen der nutförmigen Vertiefung 10 axial zurückgeführt werden. Da die Mutterringe 4', 4" mit einer gewindeartigen Innenprofilierung 5 versehen sind, werden die Planeten 6 bei regulärem Betrieb relativ zu den Mutterringen 4', 4" axial verschoben; infolge der vorgesehenen nutförmigen Vertiefungen 10 kann dann eine axiale Rückführung der Planeten 6 erfolgen, was durch das Federelement 12 unterstützt wird. Diese Rückführ-Bewegung wird durch die Führungskulisse 15 in den Rampenringen 13 und 14 unterstützt bzw. zusätzlich veranlasst.
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Die Führung des Käfigs 16 kann dabei durch die Profilierung der Planeten 6 erfolgen oder auch über axial verlängerte zylindrische Abschnitte der Planeten 6, die in entsprechende Ausnehmungen des Käfigs 16 eingreifen. Für derartige Ausnehmungen im Käfig 16 wären in diesem Falle allerdings sich radial erstreckende Langlöcher erforderlich, um eine radiale Bewegungsmöglichkeit des Planeten 6 relativ zum Käfig 16 zu erlauben.
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Da im übrigen die Mutterringe 4', 4" mit einer gewindeartigen Innenprofilierung 5 versehen sind, ergibt sich auch während des regulären Betriebs des Planetenwälzgewindetriebs 1 die Notwendigkeit einer gewissen relativen axialen Bewegung zwischen Planet 6 und Käfig 16.
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Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung wird ein hohes Untersetzungsverhältnis ermöglicht und damit eine höhere Kraftentwicklung bei gleichem Eingangsdrehmoment.
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Angemerkt sollte noch werden, dass das vorgeschlagene Konzept mit seinen Elementen synchron (und steigungstreu) arbeitet, so dass eine axiale Vorspannkraft - wie bevorzugt vorgesehen - nicht zwingend ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetenwälzgewindetrieb
- 2
- Spindel
- 3
- Außenprofilierung der Spindel
- 4
- Mutter
- 4'
- Mutterring
- 4"
- Mutterring
- 5
- Innenprofilierung der Mutter
- 6
- Planet
- 7
- Rille im Planeten
- 8
- Rille im Planeten
- 9
- Umfangsstelle
- 10
- nutförmige Vertiefung
- 11
- Aufnahmehülse
- 12
- Federelement
- 13
- Rampenring
- 14
- Rampenring
- 15
- Führungskulisse
- 16
- Käfig
- 17
- Aufnahmetasche
- 18
- Indexierung für den Mutterring
- a
- axiale Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010011820 A1 [0002]
- DE 2320406 C2 [0002]
