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Die Erfindung betrifft ein Planetenwälzgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Planetenwälzgetriebes.
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Ein gattungsgemäßes Planetenwälzgetriebe ist beispielsweise aus der
DE 10 2010 011 820 A1 bekannt. Das bekannte Planetenwälzgetriebe, welches auch als Planetenwälzgewindetrieb bezeichnet wird, umfasst eine Gewindespindel, eine Mutter, sowie mehrere Planeten, die am Innenumfang der Mutter und zugleich am Außenumfang der Gewindespindel abwälzen. Ferner ist im Fall der
DE 10 2010 011 820 A1 eine Vorspanneinrichtung vorgesehen, wobei die Mutter zwei axial zueinander bewegliche Mutterteile umfasst und die Vorspanneinrichtung ein gegen das eine Mutterteil angefedertes Federelement aufweist.
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Einzelheiten eines Planetensatzes eines Planetenwälzgetriebes sind zum Beispiel in der
DE 10 2014 202 326 A1 beschrieben. Die Planeten sind in diesem Fall mit Markierungen versehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Planetenwälzgetriebe gegenüber dem genannten Stand der Technik insbesondere unter fertigungstechnischen Aspekten weiterzuentwickeln.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Planetenwälzgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Montage eines Planetenwälzgetriebes gemäß Anspruch 4. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Montageverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Vorrichtung, das heißt das Planetenwälzgetriebe, und umgekehrt.
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Das Planetenwälzgetriebe umfasst in an sich bekannter Grundkonzeption eine Gewindespindel, mehrere auf der Gewindespindel abrollende Planeten, sowie eine die Planeten umgebende Spindelmutter, in welcher die Planeten abrollen.
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Erfindungsgemäß weist die Spindelmutter mindestens eine zum Einsetzen der Planeten vorgesehene Füllöffnung auf. Entsprechend der länglichen Form der Planeten ist die Füllöffnung im Wesentlichen in Längsrichtung des Planetenwälzgetriebes ausgerichtet. Um ein Einfüllen der Planeten zu ermöglichen, muss die Füllöffnung zumindest geringfügig größer als ein Planet sein. Die Füllöffnung ermöglicht das Einsetzen der Planeten in die Spindelmutter, nachdem die Spindelmutter bereits auf die Gewindespindel aufgesetzt wurde.
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Bei der Spindelmutter des Planetenwälzgetriebes handelt es sich nicht notwendigerweise um ein einstückiges Bauteil. Vielmehr umfasst die Spindelmutter in bevorzugter Ausgestaltung zwei Mutterteile, wobei die Füllöffnung durch beide Mutterteile gemeinsam gebildet ist. Beim Betrieb des Planetenwälzgetriebes können die beiden Mutterteile gegeneinander vorgespannt sein, wie prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt. Die Mutterteile werden auch in Fällen, in denen sie nicht exakt gleich oder spiegelbildlich zueinander ausgebildet sind, als Mutterhälften bezeichnet.
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Unabhängig davon, aus wieviel Teilen die Spindelmutter aufgebaut ist, kann die mindestens eine Füllöffnung, welche das Einsetzen der Planeten von der Mantelfläche der Spindelmutter aus ermöglicht, vor dem Einbau der Spindelmutter in eine Umgebungskonstruktion mit Hilfe mindestens eines Füllstücks, das heißt Deckels, verschlossen werden. Hierbei sind Abschnitte eines Rillenprofils, in welchem die Planeten abrollen, vorzugsweise auch durch das Füllstück gebildet, wobei die durch das Füllstück bereitgestellten Profilabschnitte an Profilabschnitte innerhalb der Spindelmutter anschließen. Um eine Hineinfallen des Füllstücks in die Spindelmutter zu verhindern, kann das Füllstück ebenso wie die Füllöffnung konisch geformt sein.
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Nach dem Einsetzen des Füllstücks in die Spindelmutter kann diese beispielsweise in eine Bohrung einer Umgebungskonstruktion eingesetzt werden. Das Füllstück, welches allgemein auch als Deckel bezeichnet wird, kann mit einer reduzierten Vorspannung im Verzahnungsbereich ausgelegt sein, wobei lediglich eine geometrische Führung der Planeten durch das Füllstück vorgesehen sein kann. Die Profilierung der Planeten taucht hierbei in das Rillenprofil des Füllstücks weniger tief als in das Profil der Spindelmutter ein.
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Sofern die Füllöffnung in der Spindelmutter durch zwei Mutterteile gebildet ist, ist vorzugsweise auch das Füllstück geteilt. Die Montage ist in diesem Fall in folgenden Schritten möglich:
- - Die Mutterteile werden auf der Gewindespindel derart positioniert, dass durch beide Mutterteile gemeinsam mindestens eine Füllöffnung gebildet ist,
- - durch die Füllöffnung hindurch werden die Planeten in die aus den Mutterteilen gebildete Anordnung eingesetzt,
- - nach der Befüllung mit sämtlichen Planeten werden die beiden Mutterteile gegeneinander verdreht.
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Durch die Verdrehung zwischen den beiden Mutterteilen vor Abschluss der Montage ist selbst ohne Füllstücke kein Herausfallen von Planeten mehr möglich. Um die Planeten in ihrer endgültigen Position zu halten, sind typischerweise Käfigringe vorgesehen, welche auch als Planetenscheiben bezeichnet werden und in grundsätzlich bekannter Weise Ausnehmungen aufweisen, in denen die zapfenförmigen Enden der Planeten geführt sind. Im gegeneinander verdrehten Zustand der Mutterteile, das heißt in dem Zustand, in dem kein vollständiges Füllfenster mehr existiert, hat jeder Planet in jedem Betriebszustand Kontakt zu mindestens einer Mutterhälfte, wobei durch diesen Kontakt insbesondere Axialkräfte zwischen Gewindespindel, Planet und Mutter übertragbar sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist jede Mutterhälfte einen Abschnitt einer Passfedernut auf, wobei in der ersten Mutterhälfte ein in Umfangsrichtung zu messender Abstand zwischen der Füllöffnung und dem Abschnitt der Passfedernut gegeben ist, welcher von dem in der zweiten Mutterhälfte in der entsprechenden Richtung existierenden Abstand zwischen der Füllöffnung und dem in dieser Mutterhälfte gegebenen Abschnitt der Passfedernut abweicht.
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Das Verdrehen der beiden Mutterhälften gegeneinander um einen bestimmten Winkel während der Montage hat somit zwei Effekte: Erstens werden die beiden Teile der Füllöffnung, welche zunächst miteinander fluchten und damit ein Einsetzen der Planeten ermöglichen, gegeneinander in Umfangsrichtung der Spindelmutter verschoben. Zweitens wird durch dieses Verschieben in Umfangsrichtung eine Winkelrelation zwischen den beiden Mutterteilen hergestellt, in welcher sich die beiden Abschnitte der Passfedernut zur kompletten Passfedernut ergänzen. Beispielsweise ist eine Verdrehung zwischen den beiden Mutterteilen um 180° vorgesehen, um von dem Zustand, in dem die Füllöffnung komplett offen ist, zu dem Zustand, in dem die Passfedernut komplettiert ist, zu gelangen. Die geteilte, nicht verschlossene Füllöffnung ist zur Durchleitung von Schmierstoff beim Betrieb des Planetenwälzgetriebes nutzbar.
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Die Passfedernut ist in Umfangsrichtung der Spindelmutter vorzugsweise weniger ausgedehnt als die Füllöffnung, wobei die Füllöffnung im Unterschied zur Passfedernut in typischen Ausgestaltungen keine einheitliche Breite aufweist. Nachdem die beiden Abschnitte der Passfedernut korrekt, das heißt zueinander fluchtend, ausgerichtet wurden, wird die Winkelrelation zwischen den Mutterteilen fixiert. Hierbei kann eine geringfügige axiale Beweglichkeit zwischen den Mutterteilen und eine Federvorspannung in der entsprechenden Richtung, das heißt in Längsrichtung der Gewindespindel und damit des gesamten Planetenwälzgetriebes, vorgesehen sein.
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In die Passfedernut ist eine Passfeder einsetzbar, welche auch in eine Ausnehmung in einem Gehäuse, in welches die Spindelmutter eingesetzt wird, eingreift. Die Spindelmutter fungiert in diesem Fall als linearverschiebbares Abtriebselement des Planetenwälzgetriebes, wobei die Gewindespindel als rotierbares Antriebselement vorgesehen ist. Ebenso sind Bauformen realisierbar, bei welchen die Spindelmutter als Antriebselement des Planetenwälzgetriebes rotiert, während die Gewindespindel als verschiebbares Abtriebselement ausgebildet ist. In diesem Fall ist die Gewindespindel in verdrehgesicherter Weise in einer Umgebungskonstruktion zu führen.
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Unabhängig davon, welche Komponente des Planetenwälzgetriebes als antreibendes Element oder als Abtriebselement zum Einsatz kommt, können einzelne Komponenten des Planetenwälzgetriebes aus metallischen und/oder nicht metallischen Werkstoffen hergestellt werden. Sofern Getriebekomponenten des Planetenwälzgetriebes aus Kunststoff gefertigt sind, kann es sich beispielsweise um Teile aus thermoplastischem, im Spritzgussverfahren verarbeitetem Material, optional mit Füllstoffen, handeln. Getriebekomponenten aus metallischen Werkstoffen sind beispielsweise durch urformende oder umformende Verfahren, insbesondere aus Stahl, herstellbar.
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Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Planetenwälzgetriebes in perspektivischer Ansicht,
- 2 einen Planeten des Planetenwälzgetriebes nach 1,
- 3 Füllstücke, welche zum Einsetzen in die Spindelmutter des Planetenwälzgetriebes nach 1 vorgesehen sind,
- 4 bis 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Planetenwälzgetriebes in verschiedenen Montagestadien, jeweils in perspektivischer Ansicht.
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Die folgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf beide Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnetes Planetenwälzgetriebe umfasst eine Gewindespindel 2, eine Spindelmutter 3 und eine Mehrzahl an Planeten 4. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion des Planetenwälzgetriebes 1 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.
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In den Ausführungsbeispielen ist die Gewindespindel 2 als rotierendes Antriebselement und die Spindelmutter 3 als verschiebbares Abtriebselement des Planetenwälzgetriebes 1 vorgesehen. Das Gewinde der Gewindespindel 2 ist mit 5 bezeichnet. Mit dem Gewinde 5 kämmt ein steigungslos profilierter Mittelabschnitt 6 eines jeden Planeten 4. An den Mittelabschnitt 6 schließen sich verjüngte Seitenabschnitte 7, 8 des Planeten 4 an. Auch die Seitenabschnitte 7, 8 weisen eine Profilierung ohne Steigung auf, kämmen jedoch im Gegensatz zum Mittelabschnitt 6 ausschließlich mit der Spindelmutter 3. An den Stirnseiten des Planeten 4 gehen die Seitenabschnitte 7, 8 in glatte Zapfen 9, 10 über, welche im fertig montierten Planetenwälzgetriebe 1 in Käfigringen 11 geführt sind, die auch als Planetenscheiben bezeichnet werden.
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Die Spindelmutter 3 umfasst in jedem Ausführungsbeispiel zwei gleich große Mutterteile 12, 13, wobei der erste Seitenabschnitt 7 eines jeden Planeten 4 am ersten Mutterteil 12 angreift, wogegen der zweite Seitenabschnitt 8 eines jeden Planeten 4 in der entsprechenden Weise das zweite Mutterteil 13 kontaktiert. Die Mittelabschnitte 6 sämtlicher Planeten 4 erstrecken sich über die zwischen den Mutterteilen 12, 13 liegende Mittelebene des Planetenwälzgetriebes 1 hinweg, ohne die Mutterteile 12, 13 zu kontaktieren. In der in 1 dargestellten Anordnung der Mutterteile 12, 13 ist eine Füllöffnung 14 gebildet, welche der Form der Planeten 4 angepasst ist und ein Einsetzen der Planeten 4 in die Spindelmutter 3 ermöglicht. Entsprechendes gilt für die Anordnung nach 4.
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Nach dem Einsetzen sämtlicher Planeten 4 in die Spindelmutter 3 wird die Füllöffnung 14 durch Füllstücke 15, 16 verschlossen, welche in 3 dargestellt sind. Jedes Füllstück 15, 16 weist eine Innenprofilierung 17 auf, welche die Profilierung des Mutterteils 12, 13 ergänzt. Die in 3 dargestellten Füllstücke 15, 16 sind auch für das Ausführungsbeispiel nach 4 geeignet.
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Zusätzlich zur Füllöffnung 14 ist in 1 eine Passfedernut 18 erkennbar, in die eine Passfeder 19 eingesetzt ist. Die Passfedernut 18 ermöglicht zusammen mit der Passfeder 19 die verdrehgesicherte Verschiebung der Spindelmutter 3 in einer Umgebungskonstruktion.
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Das Ausführungsbeispiel nach den 4 bis 6 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach 1 dadurch, dass die jeweils in einem Mutterteil 12, 13 liegenden Abschnitte 20, 21 der Passfedernut 18 nicht miteinander fluchten, wenn die Füllöffnung 14 ihre zum Einsetzen der Planeten 4 vorgesehene Form hat, wie in 4 dargestellt. Ausschließlich in der in 4 dargestellten Winkelrelation zwischen den Mutterteilen 12, 13 ist ein Einsetzen der Planeten 4 in die Spindelmutter 3 möglich.
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Nach der Positionierung sämtlicher Planeten 4 in der Spindelmutter 3 werden die Mutterteile 12, 13 gegeneinander verdreht, wie in den 5 und 6 veranschaulicht. In der in 6 dargestellten Endposition der Mutterteile 12, 13 fluchten die Abschnitte 20, 21 miteinander, so dass die Passfedernut 18 ihre vorgesehene Funktion erfüllen kann. Selbst ohne Füllstücke 15, 16 wäre ein Entfernen von Planeten 4 aus der Spindelmutter 3 in der Anordnung nach 6 ausgeschlossen. Sowohl im Ausführungsbeispiel nach 1 als auch im Ausführungsbeispiel nach den 4 bis 6 werden die Mutterteile 12, 13 durch die Passfeder 19 in zueinander unveränderbarer Winkelrelation gehalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Planetenwälzgetriebe
- 2
- Gewindespindel
- 3
- Spindelmutter
- 4
- Planet
- 5
- Gewinde
- 6
- Mittelabschnitt
- 7
- Seitenabschnitt
- 8
- Seitenabschnitt
- 9
- Zapfen
- 10
- Zapfen
- 11
- Käfigring, Planetenscheibe
- 12
- Mutterteil
- 13
- Mutterteil
- 14
- Füllöffnung
- 15
- Füllstück
- 16
- Füllstück
- 17
- Innenprofilierung
- 18
- Passfedernut
- 19
- Passfeder
- 20
- Abschnitt
- 21
- Abschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010011820 A1 [0002]
- DE 102014202326 A1 [0003]
