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Die Erfindung betrifft einen Planetengewindetrieb gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus der
DE 1 301 789 B ist ein Platengewindetrieb bekannt, der eine sich entlang einer Drehachse erstreckende Gewindespindel umfasst, welche von einer Mutter umgeben ist. Die Mutter umfasst mehrere langgestreckte Planeten, welche mit Spindelgewindegängen an der Gewindespindel und Muttergewindegängen an der Mutter in Schraubeingriff stehen. Weiter umfasst die Mutter an beiden in Richtung der Drehachse weisenden Enden jeweils eine Abstreifkontur, welche mit geringem Abstand zu den Gewindespindelgängen ausgeführt ist.
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Ein Nachteil derartiger Planetengewindetriebe besteht darin, dass im Wälzkontakt zwischen den Planeten und der Gewindespindel und im Wälzkontakt zwischen den Planeten und der Mutter viel Reibungswärme entsteht. Diese Wärme wird häufig mittels gesonderter Kühlvorrichtungen abgeführt, beispielsweise indem eine Kühlflüssigkeit durch die Gewindespindel geleitet wird.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Wärme, welche in die Gewindespindel eingetragen wird, besonders gut abgeleitet wird. Im Rahmen der Erfindung wird der Planetengewindetrieb vorzugsweise in einem Aktuator verwendet, der auch als Elektrozylinder bekannt ist. In einem derartigen Aktuator ist die Gewindespindel vollständig von einem Gehäuse umgeben, wobei sie nur über die Mutter und ein Drehlager mit anderen metallischen Teilen in Berührkontakt steht. Der über diesen metallischen Berührkontakt ableitbare Wärmstrom ist klein. Im Übrigen ist zwischen der Gewindespindel und dem Gehäuse des Aktuators eine Luftschicht vorhanden, die Wärme sehr schlecht leitet. Derartige Aktuatoren ohne besondere Kühlvorrichtung können daher nur über einen sehr kleinen Teil ihrer Betriebszeit für Antriebszwecke genutzt werden, wobei sie im Übrigen still stehen, um abzukühlen. Durch die Erfindung kann der Anteil der aktiven Betriebszeit mit wenig Aufwand deutlich erhöht werden.
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Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass die Abstreiffläche hinsichtlich ihres Abstands zu einem Außendurchmesser der Gewindespindel und hinsichtlich ihrer Länge in Richtung der Drehachse so ausgelegt ist, dass Schmierfett, welches sich im Inneren der Mutter befindet, bei einer Bewegung der Mutter entlang der Drehachse durch die Abstreiffläche in den wenigstens einen Spindelgewindegang gedrückt wird, so dass im Bereich der Abstreiffläche Wärme von der Gewindespindel unmittelbar auf das Schmierfett und weiter vom Schmierfett unmittelbar auf die Abstreiffläche übertragbar ist.
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In dem genannten Wärmeleitungspfad ist vorzugsweise keine Luft enthalten bzw. eingeschlossen. Derartige Luft würde die Wärmeleitung erheblich behindern. Hierbei ist anzumerken, dass Schmierfett eine erheblich bessere Wärmeleitfähigkeit als Luft aufweist. Der genannte Abstand zwischen der Abstreiffläche und der Gewindespindel wird vorzugsweise besonders klein ausgelegt, wobei die genannte Länge der Abstreiffläche vorzugsweise besonders groß ausgelegt wird. Durch beide Maßnahmen wird der Wärmeleitwiderstand der Schmierfettschicht minimiert. Das Verhältnis zwischen der genannten Länge und dem genannten Abstand beträgt vorzugsweise wenigstens 100, höchst vorzugsweise wenigstens 250. Die genannte Länge der Abstreiffläche bezieht sich vorzugsweise auf den unten erläuterten kreiszylindrischen Abschnitt der Abstreiffläche. Die unten erläuterten Einführschrägen sind für die erfindungsgemäße Wärmeübertragung weniger wirksam als der kreiszylindrische Abschnitt. Durch die genannten Maßnahmen sinkt der Wärmewiderstand im Bereich der Abstreiffläche vorzugsweise unter 1 K/W, höchst vorzugsweise unter 0,1 K/W. Die entsprechende Temperaturdifferenz in Kelvin wird dabei zwischen der Gewindespindel und dem Abstreifer im Bereich der Abstreiffläche gemessen.
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Nachdem das Schmierfett die Abstreiffläche passiert hat, verbleibt es vorzugsweise in dem wenigstens einen Spindelgewindegang. Wenn die Mutter den entsprechenden Abschnitt der Gewindespindel erneut passiert, steht das Schmierfett damit weiter zur Schmierung zur Verfügung. Es hat sich überdies gezeigt, dass sich derartige, mit Schmierfett gefüllte Spindelgewindegänge günstig auf die Kühlung der Gewindespindel auswirken. Die Mutter ist vorzugsweise zumindest teilweise mit Schmierfett gefüllt.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
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Es kann vorgesehen sein, dass zwischen der Mutter und der Gewindespindel, außer an den Planeten, überall ein Abstand vorhanden ist, welcher größer oder gleich dem kleinsten Abstand zwischen der Abstreiffläche und dem Außendurchmesser der Gewindespindel ist. Damit wird das Schmierfett in den Spindelgewindegängen im Wesentlichen ausschließlich durch die Abstreiffläche und durch die Planeten beeinflusst, wodurch sich reproduzierbar das gewünschte Verhalten des Schmierfetts ergibt. Insbesondere ist daran gedacht, dass außer den Planeten kein Teil der Mutter in den wenigstens einen Spindelgewindegang eingreift. Dementsprechend ist die Mutter nicht mit den bekannten Enddichtungen ausgestattet, welche jeweils eine Dichtlippe aus einem Elastomer aufweist, welche die Gewindespindel über ihren gesamten Umfang berührt.
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Es kann vorgesehen sein, dass ein kleinster Abstand zwischen der Abstreiffläche und dem Außendurchmesser der Gewindespindel so klein gewählt ist, dass das außerhalb der Mutter in dem wenigstens einen Spindelgewindegang anhaftende Schmierfett gegen die im Betrieb auftretenden Zentrifugalkräfte fest an der Gewindespindel gehalten wird. Wenn das an der Gewindespindel außerhalb der Mutter anhaftende Schmierfett durch die Zentrifugalkräfte beim Drehen der Gewindespindel abgeschleudert wird, ist es für Schmierzwecke verloren. Dies ist besonders dann nachteilig, wenn der Planentengewindetrieb mit einer Fettfüllung besonders lange betrieben werden soll.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Abstreiffläche einen bezüglich der Drehachse kreiszylindrischen Abschnitt aufweist, dessen Abstand zu einem Außendurchmesser der Gewindespindel zwischen 0,05 mm und 1,2 mm, vorzugsweise zwischen 0,05 mm und 0,4 mm, beträgt. Der genannte Abstand des kreiszylindrischen Abschnitts bildet vorzugsweise den kleinsten Abstand zwischen der Abstreiffläche und dem Außendurchmesser der Gewindespindel. Der Außendurchmesser der Gewindespindel wird vorzugsweise durch den wenigstens einen Spindelgewindegang definiert.
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Es kann vorgesehen sein, dass eine Länge des kreiszylindrischen Abschnitts in Richtung der Drehachse zwischen 40% und 200%, vorzugsweise zwischen 60% und 150%, des Außendurchmessers der Gewindespindel beträgt. Die untere Grenze ist dabei vorzugsweise für große Außendurchmesser der Gewindespindel maßgeblich, wobei die obere Grenze für kleine Außendurchmesser maßgeblich ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Abstreiffläche in Richtung der Drehachse unmittelbar auf der dem wenigstens einen Planeten zugewandten und/oder unmittelbar auf der dem wenigstens einen Planeten abgewandten Seite des kreiszylindrischen Abschnitts eine Einführschräge aufweist. Die Einführschräge ist vorzugsweise kreiskegelförmig bezüglich der Drehachse ausgebildet. Mit der Einführschräge wird vermieden, dass sich das Schmierfett vor bzw. hinter dem kreiszylindrischen Abschnitt in einer größeren Menge ansammelt. Dies würde verhindern, dass es vom kreiszylindrischen Abschnitt in den wenigstens einen Spindelgewindegang gedrückt wird. Wenn eine derartige Ansammlung an der Außenseite der Mutter stattfindet, ist das entsprechende Schmierfett für die Schmierung der Planeten im Inneren der Mutter verloren. Es wird früher oder später von der Gewindespindel abgeschleudert.
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Es kann vorgesehen sein, dass ein Winkel zwischen der Einführschräge und der Drehachse zwischen 10° und 40°, vorzugsweise zwischen 20° und 35°, beträgt. Dementsprechend ist eine vergleichsweise flache Einführschräge vorgesehen, da sich eine solche Einführschräge als besonders wirksam beim Verhindern von Schmierfettansammlungen erwiesen hat.
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Es kann vorgesehen sein, dass eine Länge der Einführschräge in Richtung der Drehachse zwischen 5% und 20% einer Länge des kreiszylindrischen Abschnitts in Richtung der Drehachse beträgt. Die Einführschräge ist dementsprechend vergleichsweise lang ausgeführt, damit sie eine Schmierfettansammlung wirksam verhindert.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Abstreifer radial außerhalb der Abstreiffläche wenigstens einen Luftdurchbruch aufweist, durch welchen Luft aus dem Inneren der Mutter nach außerhalb der Mutter gelangen kann und umgekehrt. Sofern an beiden Enden der Mutter ein Abstreifer vorgesehen ist, ist an beiden Abstreifern wenigstens ein Luftdurchbruch vorgesehen. Wenn der Planetengewindetrieb innerhalb des unten angesprochenen Aktuators verwendet wird, ergibt sich durch die erfindungsgemäße Schmierfettschicht zwischen der Gewindespindel und der Abstreiffläche das Problem, dass die im Aktuator befindliche Luft nicht mehr ohne weiteres an der Mutter vorbei strömen kann. Mit den vorgeschlagenen Luftdurchbrüchen wird ein Strömungsweg für die im Aktuator befindliche Luft eröffnet, so dass diese innerhalb des Aktuators bei einer Bewegung der Mutter bzw. des Auslegers nicht komprimiert oder dekomprimiert wird. Vorzugsweise sind an einem Abstreifer mehrere Luftdurchbrüche vorgesehen, die gleichförmig verteilt über dessen Umfang angeordnet sind. Der wenigstens eine Luftdurchbruch ist vorzugsweise als kreiszylindrische Bohrung ausgeführt, die sich parallel zur Drehachse erstreckt. Durch die Luftströmung innerhalb der Mutter wird auch deren Kühlung verbessert.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Abstreifer als gesondertes Bauteil ausgeführt ist, welches mit einem gesonderten Halteteil an einen Mutterhauptkörper der Mutter befestigt ist, wobei der wenigstens eine Luftdurchbruch jeweils in dem Halteteil fortgesetzt ist. An dem Halteteil ist vorzugsweise ein rohrförmiger Ausleger des unten angesprochenen Aktuators befestigt. Der wenigstens eine Muttergewindegang ist vorzugsweise unmittelbar an dem Mutterhauptkörper angeordnet.
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Schutz wird außerdem für einen Aktuator mit einem erfindungsgemäßen Planetengewindetrieb beansprucht, wobei der Aktuator ein Gehäuse und einen Ausleger umfasst, wobei die Gewindespindel an einem vom Ausleger abgewandten Ende bezüglich der Drehachse drehbar am Gehäuse gelagert ist, wobei der Ausleger in Richtung der Drehachse verschiebbar aus dem Gehäuse herausragt, wobei ein Ende der Gewindespindel in den Ausleger hinein ragt, wobei der Ausleger fest mit der Mutter verbunden ist. Die Drehlagerung der Gewindespindel ist vorzugsweise dazu ausgelegt, die vom Planetengewindetrieb erzeugten Axialkräfte abzustützen. Der Ausleger ist vorzugsweise rohrartig ausgeführt, wobei er entlang der Drehachse eine konstante Querschnittsform aufweist. Die genannte Querschnittsform ist vorzugsweise kreisringförmig bezüglich der Drehachse ausgebildet. Die Mutter ist vorzugsweise relativ zum Gehäuse gegen Verdrehung bezüglich der Drehachse gesichert. Ein entsprechender Aktuator ohne den erfindungsgemäßen Planetengewindetrieb ist beispielsweise aus der
DE 10 2013 211 617 A1 bekannt.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Mutter mit wenigstens einem federelastischen Wärmeleitteil aus Metall fest verbunden ist, wobei das Wärmeleitteil permanent an einer Innenumfangsfläche des Gehäuses anliegt, so dass im Bereich des wenigstens einen Wärmeleitteils Wärme von der Mutter unmittelbar auf das betreffende Wärmeleitteil und weiter vom betreffenden Wärmeleitteil unmittelbar auf das Gehäuse übertragbar ist. Die Mutter und/oder das Gehäuse bestehen vorzugsweise aus Metall, so dass sie Wärme gut leiten. Das federelastische Wärmeleitteil besteht vorzugsweise aus gehärtetem Federstahl. Alternativ ist es denkbar, das Wärmeleitteil aus Aluminium herzustellen, um dessen Wärmeleitfähigkeit zu verbessern. Das Gehäuse besteht vorzugsweise zumindest teilweise aus Aluminium. Vorzugsweise liegt das wenigstens eine Wärmeleitteil unter Vorspannung an der Innenumfangsfläche des Gehäuses an. Vorzugsweise sind mehrere Wärmeleitteile vorgesehen, welche gleichförmig verteilt über den Umfang der Mutter angeordnet sind.
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Es kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Wärmeleitteil plattenförmig mit einer konstanten Dicke ausgebildet ist. Das wenigstens eine Wärmeleitteil wird vorzugsweise aus Blech hergestellt.
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Es kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Wärmeleitteil einen Durchbruch aufweist, welcher von einem Gleitbelag aus Kunststoff durchsetzt ist, wobei der Gleitbelag derart fest mit der Mutter verbunden ist, dass er das Wärmeleitteil an der Mutter hält. Der Gleitbelag liegt vorzugsweise derart gleitbeweglich am Gehäuse an, dass er eine Drehbewegung der Mutter relativ zum Gehäuse unterbindet oder zumindest begrenzt. Entsprechende Gleitbeläge sind aus der
DE 10 2007 043 391 B4 und der
DE 10 2013 215 842 A1 bekannt. Da diese Gleitbeläge aus Kunststoff bestehen, leiten sie Wärme vergleichsweise schlecht. Durch das Wärmeleitteil ergibt sich dennoch ein guter Wärmeübergang.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Aktuators mit einem erfindungsgemäßen Planetengewindetrieb;
- 2 einen Längsschnitt des Aktuators nach 1;
- 3 einen perspektivischen Längsschnitt des Planetengewindetriebs des Aktuators nach 1;
- 4 eine perspektivische Ansicht der Mutter des Planetengewindetriebs nach 3;
- 5 einen perspektivischen Längsschnitt des Abstreifers; und
- 6 eine perspektivische Ansicht des Wärmeleitteils.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Aktuators 10 mit einem erfindungsgemäßen Planetengewindetrieb 40. Der Aktuator 10 umfasst ein Gehäuse 20, welches entlang einer Drehachse 11 langgestreckt ausgebildet ist. In Richtung der Drehachse 11 ragt ein Ausleger 30 aus dem Gehäuse 20 heraus, wobei er mittels des Antriebsmotors 25 entlang der Drehachse 11 bewegbar ist. Der Antriebsmotor 25 ist vorzugsweise ein Elektromotor, der beispielsweise mittels eines Zahnriemens oder direkt über eine Kupplung mit der Gewindespindel in Drehantriebsverbindung steht. Die Anordnung des Antriebsmotors 25 in 1 am Gehäuse 20 ist eine von mehreren möglichen Varianten.
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Das Gehäuse 20 umfasst einen Gehäusehauptkörper 23, der beispielsweise aus Aluminium im Strangpressverfahren hergestellt ist. Der Gehäusehauptkörper 23 ist rohrartig ausgeführt, wobei er sich mit einer konstanten Querschnittsform entlang der Drehachse 11 erstreckt. Das Gehäuse 20 umfasst einen ersten und einen zweiten Endblock 21; 22, welche in Richtung der Drehachse 11 an gegenüberliegenden Enden des Gehäusehauptkörpers 23 befestigt sind, vorzugsweise mittels Schrauben. Der zweite Endblock 22 bildet ein Lineargleitlager für den Ausleger 30, namentlich für dessen rohrartigen Abschnitt 31, der vorliegend als kreiszylindrisches Rohr ausgeführt ist. Am freien Ende des rohrartigen Abschnitts 31 ist ein Endkopf 32 angeordnet, welcher vorliegend als Gelenkkopf ausgeführt ist, wobei weitere Varianten möglich sind.
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2 zeigt einen Längsschnitt des Aktuators nach 1. Im Inneren des Gehäuses 20 ist eine Gewindespindel 41 angeordnet, welche sich entlang der Drehachse 11 erstreckt. An einem Ende ist die Gewindespindel 41 im ersten Endblock 21 bezüglich der Drehachse 11 drehbar gelagert. Das entsprechende Drehlager 24 umfasst vorliegend zwei Schrägkugellager, wobei je nach gewünschter Axialkraft mehr Einzellager vorgesehen sein können. An dem vom Drehlager 24 abgewandten Ende ragt die Gewindespindel 41 in den rohrartigen Abschnitt 31 des Auslegers 30 hinein, wobei sie eine Mutter 50 durchsetzt, welche fest mit einem Ende des Auslegers 30 verbunden ist. Die Mutter 50 und die Gewindespindel 41 bilden zusammen einen Planentengewindetrieb 40.
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Beim Betrieb des Planetengewindetriebs 40 entsteht im Wälzkontakt erhebliche Reibungswärme, insbesondere wenn der Planetengewindetrieb 40 große Axialkräfte überträgt. Da diese Wärmequelle vollständig vom Gehäuse 20 umgeben ist, fließt die Wärme nur schlecht zur Umgebung hin ab. Diesem Problem könnte mit einer Flüssigkeitskühlung abgeholfen werden. Diese ist beim vorliegenden Aktuator 10 aus Kostengründen aber nicht vorgesehen. Stattdessen soll mit der Erfindung die Kühlung auf kostengünstige Weise so weit verbessert werden, dass der Aktuator 10 für viele praktisch vorkommende Anwendungsfälle ausreichend gut gekühlt ist.
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3 zeigt einen perspektivischen Längsschnitt des Planetengewindetriebs 40 des Aktuators nach 1. Die Mutter 50 umfasst einen hülsenartigen Mutterhauptkörper 52, der an seiner Innenumfangsfläche mit wenigstens einem Muttergewindegang 51 versehen ist. Vorliegend kommt ein Planetengewindetrieb zum Einsatz, bei dem die Gewindegänge an der Mutter 50, an den Planeten 53 und an der Gewindespindel 41 jeweils schraubenförmig ausgeführt sind. Es ist aber auch denkbar, dass die Gewindegänge an der Mutter und an den Planeten jeweils in Form eines geschlossenen Rings verlaufen. Alle genannten Gewindegänge haben vorzugsweise die Form eines Spitzgewindes. Die Anzahl der schraubenförmigen Muttergewindegänge 51 und deren Steigung wird entsprechend den geplanten Einsatzbedingungen des Aktuators gewählt. Gleiches gilt für die Spindelgewindegänge 42 und deren Steigung.
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Die Gewindespindel 41 hat an ihrer Außenumfangsfläche wenigstens einen bezüglich der Drehachse 11 schraubenförmig verlaufenden Spindelgewindegang 42. Dieser erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Gewindespindel 41, so dass die Mutter 50 einen maximalen Verfahrweg hat. Zwischen der Gewindespindel 41 und dem Mutterhauptkörper 52 sind mehrere, beispielsweise neun, Planeten 53 angeordnet, welche gleichförmig verteilt um die Drehachse 11 herum angeordnet sind. Die Planeten 53 stehen sowohl mit der Gewindespindel 41 als auch mit dem Mutterhauptkörper 52 in Schraubeingriff. Die Drehbewegung der Planeten 53 ist vorliegend mittels zweier Zahnkränze 54 zwangsgeführt, so dass zwischen den Planeten 53 und dem Mutterhauptkörper 52 kein Schlupf auftritt. Die Planeten 53 sind an ihren beiden Enden in jeweils einer Lagerscheibe 55, die fest mit dem Mutterhauptkörper 52 verbunden ist, drehbar gelagert.
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Der Mutterhauptkörper 52 mit den Planeten 53 bildet eine vorab montierbare Baugruppe, welche als Ganzes in das topfartig ausgebildete Halteteil 60 eingebaut ist, wobei es dort mittels der Ringmutter 62 fest verspannt ist. Die Spannkraft der Ringmutter wird dabei allein vom Mutterhauptkörper 52 abgestützt.
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Zwischen dem Halteteil 60 und dem Mutterhauptkörper 52 ist der flanschartige Abschnitt 75 des gesonderten Abstreifers 70 eingespannt, so dass dieser fest an der verbleibenden Mutter 50 gehalten ist. Der Abstreifer 70 hat eine Abstreiffläche 71, die der Außenumfangsfläche der Gewindespindel 41 mit geringem Abstand gegenüber steht, wobei sie sich über eine vergleichsweise große Länge in Richtung der Drehachse 11 erstreckt. Hierdurch wird das in der Mutter 50 befindliche Schmierfett bei einer Bewegung des Planetengewindetriebs 40 in Spindelgewindegänge 42 gedrückt, wobei es den Spalt zur Abstreiffläche im Wesentlichen vollständig ausfüllt, so dass sich dort keine Luft mehr befindet. Dadurch wird eine gut wärmeleitende Verbindung zwischen der Gewindespindel 41 und der Mutter 50 hergestellt. Dementsprechend kann die Wärme aus der Gewindespindel 41 über die Mutter 50 zum Gehäuse (Nr. 20 in 1) fließen und von dort zur Umgebung abgegeben werden.
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Hinzuweisen ist noch auf die Luftdurchbrüche 76; 63, die jeweils im Abstreifer 70 und im Halteteil 60 angeordnet sind. Wenn sich die Mutter im Gehäuse (Nr. 20 in 1) bewegt, kann Luft über die Luftdurchbrüche 76; 63 durch die Mutter 50 hindurch strömen. Hierdurch wird die Kühlung der Mutter 50 weiter verbessert. Weiter wird vermieden, dass es innerhalb des Gehäuses durch die Bewegung der Mutter zu Luftdruckschwankungen kommt.
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An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass die Mutter 50 an beiden in Richtung der Drehachse 11 gegenüberliegenden Enden mit einem Abstreifer 70 versehen ist. Die beiden Abstreifer 70 sind an ihrer Innenumfangsfläche bzw. an der Abstreiffläche 71 identisch ausgeführt. Ihrer Außenumfangsfläche sind die jeweils angrenzenden Bauteile angepasst. Beide Abstreifer 70 werden mit den flanschartigen Abschnitten 75 über die Ringmutter 62 im Halteteil 60 geklemmt.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Mutter 50 des Planetengewindetriebs nach
3. Zu erkennen ist die Außenform des Halteteils 60. An dessen Außenumfangsfläche sind insgesamt vier Gleitleisten 61 aus Kunststoff befestigt, die in angepasste Gleitbahnen am Gehäusehauptkörper (Nr. 23 in
2) eingreifen, so dass die Mutter 50 relativ zum Gehäuse gegen Verdrehen um die Längsachse gesichert ist. Wegen weiterer Details wird auf die
DE 10 2013 215 842 A1 verwiesen, deren gesamter Inhalt in Bezug genommen und zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
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Um die Gleitleisten 61 herum ist jeweils ein plattenartiges Wärmeleitteil 90 angeordnet. Dieses wird von den Gleitleisten 61 gegen das Halteteil 60 geklemmt, so dass dort ein widerstandsarmer Wärmeübergang gegeben ist. Die in Umfangsrichtung weisenden freien Enden eines jeden Wärmeleitteils 90 liegen unter Vorspannung an der Innenumfangsfläche des Gehäusehauptkörpers (Nr. 23 in 2) an, so dass auch dort ein widerstandsarmer Wärmeübergang gegeben ist. Das Wärmeleitteil 90 besteht vorzugsweise aus gehärtetem Federstahl, so dass die genannte Vorspannung dauerhaft erhalten bleibt. Alternativ ist es denkbar, das Wärmeleitteil 90 aus Aluminium herzustellen, um dessen Wärmeleitfähigkeit zu verbessern.
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In Richtung der Drehachse 11 vor und hinter den Gleitleisten 61 ist jeweils ein Abstreifer 64 angeordnet, welcher die entsprechenden Gleitbahnen von Fremdkörpern befreit. Damit wird der Verschleiß der Gleitleisten 61 aus Kunststoff minimiert. Alternativ kann der Abstreifer 64 beispielsweise aus offenzelligem Schaumstoff gefertigt und mit Öl getränkt sein. Damit können die Gleitbahnen im Gehäusehauptkörper mit Öl benetzt und somit deren Gleiteigenschaften verbessert werden.
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Mit dem Schmierstoffübertrager 66 ist es möglich, flüssigen oder fettförmigen Schmierstoff in die Mutter 50 einzuführen. Mit dem Betätigungsmagnet 65 in Form eines Permanentmagnet ist es möglich, einen Endschalter zu betätigen, der im Gehäuse, insbesondere im Gehäusehauptkörper, aufgenommen ist.
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5 zeigt einen perspektivischen Längsschnitt des Abstreifers 70. Dargestellt ist die Variante des Abstreifers 70, die angrenzend zum Ausleger (Nr. 30 in 2) angeordnet ist. Die gegenüberliegend an der Mutter angeordnete Variante des Abstreifers unterscheidet sich allein hinsichtlich ihrer Außenumfangsform von der in 5 dargestellten Variante. Dort ist insbesondere der Außendurchmesser des hülsenartigen Abschnitts 74 größer ausgeführt.
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Der Abstreifer 70 ist einstückig ausgebildet, wobei er einen hülsenartigen Abschnitt 74 und einen flanschartigen Abschnitt 75 umfasst. Der hülsenartige Abschnitt 74 bildet mit seiner Innenumfangsfläche die Abstreiffläche 71, welche rotationssymmetrisch bezüglich der Drehachse 11 ausgebildet ist. Der flanschartige Abschnitt 75 dient der Befestigung des Abstreifers 70 am Halteteil. Dort erfolgt die oben erläuterte Klemmung.
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Die Abstreiffläche 71 umfasst einen bezüglich der Drehachse 11 kreiszylindrischen Abschnitt 72. Bezüglich der Drehachse 11 an beiden gegenüberliegenden Enden des kreiszylindrischen Abschnitts 72 ist jeweils eine Einführschräge 73 angeordnet, welche kreiskegelförmig bezüglich der Drehachse 11 ausgeführt ist.
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Die Länge 77 des kreiszylindrischen Abschnitt 72 beträgt bei der vorliegenden Ausführungsform etwa 60% des Außendurchmessers (Nr. 43 in 3) der Gewindespindel. Je größer die Länge 77 desto besser der Wärmeübergang. Diesem Grundsatz ist jedoch nach oben eine Grenze gesetzt, da das in den Spalt zwischen der Abstreiffläche und der Gewindespindel eintretende Schmierfett irgendwann nicht mehr ausreicht, um den genannten Spalt vollständig ausfüllen.
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Die Länge 79 der Einführschrägen beträgt vorliegend etwa 10% der Länge 77 des kreiszylindrischen Abschnitts 72. Die Einführschrägen 73 bilden einen vergleichsweise flachen Winkel zur Drehachse 11, der jedenfalls weniger als 40° beträgt. Ein größter Kegeldurchmesser der Einführschrägen 73 ist so gewählt, dass sich vor dem Abstreifer ansammelndes Schmierfett sicher und vollständig in den Spalt zwischen Abstreiffläche 71 und Gewindespindel gedrückt wird.
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Weiter ist auf die Luftdurchbrüche 76 im Abstreifer 70 hinzuweisen. Vorliegend sind sechs Luftdurchbrüche 76 vorgesehen, die gleichmäßig verteilt über den Umfang des Abstreifers 70 angeordnet sind. Die Luftdurchbrüche 76 sind jeweils als kreiszylindrische Bohrungen ausgeführt, die sich parallel zur Drehachse 11 erstrecken.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht des Wärmeleitteils 90. Das Wärmeleitteil 90 ist plattenartig mit einer konstanten Dicke ausgeführt, wobei es insbesondere aus Blech hergestellt ist. Es besteht aus gehärtetem Federstahl. Sein Umriss ist rechteckig mit verrundeten Ecken ausgebildet. Ausgehend von einer ebenen Form ist das Wärmeleitteil 90 bogenförmig gebogen, wobei die Biegeachse parallel zur Drehachse verläuft. Im Zentrum ist ein rechteckiger Durchbruch 91 vorgesehen, welcher von der Gleitleiste (Nr. 61 in 4) durchsetzt wird. Benachbart zum Durchbruch 91 liegt das Wärmeleitteil 90 an der Mutter an. In dem mit der Nr. 92 gekennzeichneten Bereich liegt das Wärmeleitteil 90 innen am Gehäuse an.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Aktuator
- 11
- Drehachse
- 20
- Gehäuse
- 21
- erster Endblock
- 22
- zweiter Endblock
- 23
- Gehäusehauptkörper
- 24
- Drehlager
- 25
- Antriebsmotor
- 30
- Ausleger
- 31
- rohrartiger Abschnitt
- 32
- Endkopf
- 40
- Planetengewindetrieb
- 41
- Gewindespindel
- 42
- Spindelgewindegang
- 43
- Außendurchmesser der Gewindespindel
- 50
- Mutter
- 51
- Muttergewindegang
- 52
- Mutterhauptkörper
- 53
- Planet
- 54
- Zahnkranz
- 55
- Lagerscheibe
- 60
- Halteteil
- 61
- Gleitbelag
- 62
- Ringmutter
- 63
- Luftdurchbruch im Halteteil
- 64
- Abstreifer
- 65
- Betätigungsmagnet
- 66
- Schmierstoffübertrager
- 70
- Abstreifer
- 71
- Abstreiffläche
- 72
- kreiszylindrischer Abschnitt
- 73
- Einführschräge
- 74
- hülsenartiger Abschnitt
- 75
- flanschartiger Abschnitt
- 76
- Luftdurchbruch im Abstreifer
- 77
- Länge der Abstreiffläche in Richtung der Drehachse
- 78
- Winkel zwischen Einführschräge und Drehachse
- 79
- Länge der Einführschräge in Richtung der Drehachse
- 90
- Wärmeleitteil
- 91
- Durchbruch
- 92
- Anlage zum Gehäuse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1301789 B [0002]
- DE 102013211617 A1 [0018]
- DE 102007043391 B4 [0021]
- DE 102013215842 A1 [0021, 0034]
