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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Planetenwälzgewindetrieb. Derartige Rot-/Trans-Getriebe wandeln eine Rotation in eine translatorische Bewegung um.
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Aus
DE 10 2017 112 710 A1 ist ein Planetenwälzgewindetrieb nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt geworden, der mit einer auf einer Spindel angeordneten Mutter, und mit einem drehangetriebenen Planetenrollenträger, in dessen um die Spindelachse herum verteilt angeordneten Taschen Planetenrollen aufgenommen sind, die einerseits mit ihrem ersten Rillenprofil mit der Spindel und anderseits mit ihrem zweiten Rillenprofil mit der Mutter kämmen.
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Die Planetenrollen überragen die Mutter in axialen Richtungen, die mittels eines Kugellagers an einem Maschinenteil drehbar gelagert ist. Je nach Anwendung kann es zweckmäßig sein, die Spindel nach radial außen besser abzuschirmen gegen unerwünschten Kontakt mit Fremdstoffen oder anderen Gegenständen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Planetenwälzgewindetrieb gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckdienliche Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 7 angegeben.
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Der Planetenwälzgewindetrieb gemäß Anspruch 1 ist mit einer auf einer Spindel angeordneten Mutter und mit einem drehangetriebenen Planetenrollenträger versehen, in dessen um die Spindelachse herum verteilt angeordneten Taschen Planetenrollen aufgenommen sind, die einerseits mit ihrem ersten Rillenprofil mit einem spindelseitigen Eingriffsprofil der Spindel und anderseits mit ihrem zweiten Rillenprofil mit einem mutterseitigen Eingriffsprofil der Mutter kämmen. Das spindelseitige Eingriffsprofil der Spindel ist vollständig innerhalb der Mutter angeordnet. Die Spindel kann endseitig Abschnitte ohne das Eingriffsprofil aufweisen, die auch die Mutter axial überragen können.
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Die Spindel ist als Hohlspindel ausgebildet, durch die eine Stange durchgeführt ist, wobei die Hohlspindel drehbar und axial unverschieblich gegenüber der Stange gelagert ist. Zunächst ist die das Eingriffsprofil der Spindel in der Mutter geschützt. Vorzugsweise ist die Spindel vollständig innerhalb der Mutter angeordnet.
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Die durchgeführte Stange kann als Funktionsteil, beispielsweise als Ventilstange ausgeführt sein. Das Funktionsteil und die Spindel können aus einem jeweils geeigneten Stahl hergestellt sein. Der Schaft der Stange kann glatt ausgeführt sein.
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Das zweite Rillenprofil der Planetenrollen kann mit einem Muttergewinde der Mutter, und das erste Rillenprofil der Planetenrollen kann mit dem als Rillenprofil ausgebildeten spindelseitigen Eingriffsprofil der Hohlspindel kämmen. Wenn der Planetenrollenträger drehangetrieben wird wälzen die Planetenrollen am Innengewinde der Mutter ab. Die Hublänge des Planetenwälzgewindetriebs ist beschränkt durch die axiale Erstreckung des Innengewindes der Mutter.
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In einer alternativen Anordnung kann das spindelseitige Eingriffsprofil als Spindelgewinde und das mutterseitige Eingriffsprofil als Rillenprofil ausgebildet sein.
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In beiden Alternativen ist der Planetenwälzgewindetrieb steigungstreu, das heißt, eine volle Umdrehung des Planetenrollenträgers um die Spindelachse erzwingt aufgrund des formschlüssigen Eingriffs der Planeten mit der Mutter und der Spindel einen Vorschub, der vom Betrag her der Steigung des Gewindes der Mutter oder der Spindel entspricht.
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Die Planetenrollen können zweckmäßigerweise in dem drehangetriebenen Planetenrollenträger axial entlang der Spindelachse verschieblich aufgenommen sein. Zu diesem Zweck können die Taschen des Planetenrollenträgers eine Taschenlänge aufweisen, die zumindest um den Betrag einer Hublänge länger ist als die Planetenrollen. Unter dem Drehantrieb werden die drehenden Planetenrollen in den Taschen axial verlagert.
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Die Hohlspindel kann in axialer Richtung beidseitig mittels jeweils eines Axialwälzlagers an der Stange drehbar gelagert sein. Beispielsweise kann an der Stange eine Hülse befestigt sein an der zwei Axiallagerscheiben der beiden Axialwälzlager gehaltert sind. Die Spindel kann endseitig an ihren Stirnflächen mit Laufbahnen des Axialwälzlagers versehen sein.
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Die Planetenrollen können jeweils einen dünneren mittleren Planetenabschnitt aufweisen, an dessen beiden Enden jeweils ein dickerer endseitiger Planetenabschnitt anschließt. Das erste Rillenprofil kann an dem mittleren Planetenabschnitt und dass zweite Rillenprofil kann an den beiden endseitigen Planetenabschnitten ausgebildet sein. In diesem Fall kämmen der mittlere Planetenabschnitt mit der Spindel und die endseitigen Planetenabschnitte mit der Mutter.
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Die beiden Axialwälzlager können innerhalb der axialen Erstreckung der endseitigen Planetenabschnitte angeordnet sein. Eine radiale Überdeckung der Planetenrollen sowohl mit der Spindel als auch mit den Axialwälzlagern ist mit dieser Anordnung möglich.
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Der beschriebene Planetenwälzgewindetrieb kann in einem Abgasrückführventil einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges verwendet werden. In diesem Fall ist die Mutter an einem gestellfesten Maschinenteil befestigt und eine Ventilstange durch die Stange gebildet.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in zwei Figuren abgebildeten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Planetenwälzgewindetrieb im Längsschnitt und
- 2 eine Ausschnittvergrößerung der 1.
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Der in den 1 und 2 abgebildete Planetenwälzgewindetrieb ist mit einer auf einer Spindel 1 angeordneten Mutter 2 versehen. Ein drehangetriebener Planetenrollenträger 3 ist koaxial zwischen der Mutter 2 und der Spindel 1 eingesetzt. In dessen um die Spindelachse herum verteilt angeordneten Taschen 4 sind Planetenrollen 5 drehbar aufgenommen. Die Planetenrollen 5 kämmen einerseits mit ihrem ersten Rillenprofil 6 mit einem spindelseitigen Eingriffsprofil 7 der Spindel 1 und anderseits mit ihrem zweiten Rillenprofil 8 mit einem mutterseitigen Eingriffsprofil 9 der Mutter 2.
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Die Spindel 1 ist mit ihrem spindelseitigen Eingriffsprofil 7 vollständig innerhalb der Mutter 2 angeordnet und als Hohlspindel 10 ausgebildet. Durch die Hohlspindel 10 ist eine Stange 11 durchgeführt, wobei die Hohlspindel 10 drehbar und axial unverschieblich gegenüber der Stange 11 gelagert ist.
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Das zweite Rillenprofil 8 der Planetenrollen 5 kämmt mit dem als Muttergewinde 12 ausgebildeten mutterseitigen Eingriffsprofil 9 der Mutter 2. Das erste Rillenprofil 6 der Planetenrollen 5 kämmt mit dem als spindelseitigen Rillenprofil 13 ausgebildeten Eingriffsprofil 7 der Hohlspindel 10.
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Die Planetenrollen 5 sind in den Taschen 4 des Planetenrollenträgers 3 entlang der Spindelachse verschieblich aufgenommen. Eine Taschenlänge der Tasche 4 ist zumindest um den Betrag einer Hublänge länger ist als die Planetenrollen 5.
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Die Planetenrollen 5 weisen jeweils einen dünneren mittleren Planetenabschnitt 15 auf, an dessen beiden Enden jeweils ein dickerer endseitiger Planetenabschnitt 16 anschließt. Das erste Rillenprofil 6 ist an dem mittleren Planetenabschnitt 15 und das zweite Rillenprofil 8 ist an den beiden endseitigen Planetenabschnitten 16 ausgebildet.
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Die Hohlspindel 10 ist in axialer Richtung beidseitig mittels jeweils eines Axialwälzlagers 14 an der Stange 11 drehbar gelagert. Die beiden Axialwälzlager 14 sind innerhalb der axialen Erstreckung der endseitigen Planetenabschnitte 16 angeordnet.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist der Planetenwälzgewindetrieb in einem Abgasrückführventil einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges angeordnet. Die Mutter 2 ist an einem gestellfesten Maschinenteil 18 befestigt, also drehfest angeordnet. Eine Ventilstange 18 ist durch die Stange 11 gebildet.
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Der Planetenrollenträger 3 wird über ein Antriebsteil 17 mittels eines nicht abgebildeten Verbindungsteils drehangetrieben. Das Antriebsteil 17 rotiert um die Spindelachse und ist auf der Mutter 2 wälzgelagert. 1 zeigt zwei unterschiedliche Betriebslagen. Links von der Spindelachse ist die Betriebslage abgebildet, in der die Spindel 1 ihre untere Lage eingenommen hat. Rechts von der Spindelachse ist die Betriebslage abgebildet, in der die Spindel 1 ihre obere Lage eingenommen hat.
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Unter der Rotation des Planetenrollenträgers 3 wälzen die Planetenrollen 5 an dem Muttergewinde 12 sowie an dem spindelseitigen Rillenprofil 13 der Spindel 1 ab. Entsprechend der Steigung des Muttergewindes 12 erfahren die Planetenrollen 5 einen axialen Vorschub gemeinsam mit der Spindel 1 und der Stange 11. Die Planetenrollen 5 wandern in den Taschen 4 des Planetenrollenträgers 3 in axialer Richtung. Eine Hublänge ist definiert durch die maximal mögliche axiale Relativverschiebung zwischen der Mutter 2 und der Stange 11 und also auch der Spindel 1. Die Taschenlänge der Taschen 4 des Planetenrollenträgers 3 ist auf diese Hublänge abgestimmt und gegebenenfalls etwas länger ausgeführt. Unter dem Abwälzen der Planetenrollen 5 an der Spindel 1 kann diese ebenfalls in Rotation versetzt werden und relativ zu der Stange 11 rotieren. Die Ventilstange 18 ist an ihrem einen Ende mit einem nicht abgebildeten Ventilteller versehen, der einen Abgasweg öffnen und schließen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spindel
- 2
- Mutter
- 3
- Planetenrollenträger
- 4
- Taschen
- 5
- Planetenrollen
- 6
- erstes Rillenprofil
- 7
- spindelseitiges Eingriffsprofil
- 8
- zweites Rillenprofil
- 9
- mutterseitiges Eingriffsprofil
- 10
- Hohlspindel
- 11
- Stange
- 12
- Muttergewinde
- 13
- spindelseitiges Rillenprofil
- 14
- Axialwälzlager
- 15
- mittlerer Planetenabschnitt
- 16
- endseitiger Planetenabschnitt
- 17
- Antriebsteil
- 18
- Ventilstange
- 19
- gestellfestes Maschinenteil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017112710 A1 [0002]
