-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linearantrieb und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Linearantriebs.
-
Linearantriebe weisen häufig einen Mechanismus zur Umwandlung einer Drehbewegung, z. B. einer Motorwelle, in eine translatorische oder „lineare“ Bewegung auf. Aus dem Stand der Technik sind mehrere solcher Mechanismen bekannt, die von einfachen Schrauben-Mutter-Konfigurationen bis hin zu Kugelumlaufspindeln und (Planeten-)Rollengewindetrieben reichen.
-
Solche Linearantriebe werden z. B. zum Verschieben von Maschinenteilen verwendet. Ein besonderes Einsatzgebiet sind Fahrzeuge wie Züge oder Flugzeuge. Linearantriebe können z. B. zum Bewegen von Klappen, Fahrwerken oder Rudern verwendet werden.
-
Bei vielen dieser Anwendungen stellen Gewichts- und Bauraumbeschränkungen jedoch eine Herausforderung dar. Um z. B. Klappen in Flugzeugflügeln zu betätigen, muss der entsprechende Antrieb in den Flügel passen. Außerdem muss der Antrieb hohen (axialen) Belastungen standhalten können. Diese Anforderungen können von invertierten Rollengewindetrieben erfüllt werden. Solche Antriebe lassen sich sehr kompakt realisieren und ermöglichen eine sehr präzise und dennoch schnelle Linearbewegung.
-
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Linearantrieb, insbesondere einen leichten und/oder kompakten Linearantrieb, bereitzustellen.
-
Diese Aufgabe wird durch einen Linearantrieb und ein Verfahren zur Herstellung eines Linearantriebs gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
-
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der nachfolgenden Beschreibung.
-
Ein Linearantrieb gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Rollengewindemutter, eine Rollengewindespindel und eine Vielzahl an Planetenrollen, die einen invertierten Rollengewindetrieb bilden. Erfindungsgemäß ist ein Lager vorgesehen, das ein rotierendes Bauteil des Linearantriebs lagert. Das Lager umfasst ein Montageelement und eine Vielzahl an gerillten Lagerrollen, die mit einem ersten Lagerabschnitt des Montageelements und einem zweiten Lagerabschnitt des rotierenden Teils in Eingriff stehen. Dabei ist die Vielzahl an gerillten Lagerrollen relativ zu dem rotierenden Bauteil und dem Montageelement axial festgelegt.
-
Ein Aspekt der Erfindung beruht auf dem Ansatz, ein rotierendes Bauteil eines Linearantriebs, z. B. eine Rollengewindemutter, mit einem Lager zu lagern, das eine Vielzahl an, vorzugsweise länglichen, gerillten Lagerrollen umfasst. Zu diesem Zweck umfasst das rotierende Bauteil vorteilhafterweise einen zweiten Lagerabschnitt, in den die mehreren gerillten Lagerrollen eingreifen können. Des Weiteren umfasst das Lager vorteilhafterweise ein Montageelement mit einem ersten Lagerabschnitt, der ebenfalls mit der Vielzahl an gerillten Lagerrollen in Eingriff gebracht werden kann. Durch die Lagerung des rotierenden Teils des Linearantriebs mit einer Vielzahl an gerillten Lagerrollen können hohe Lasten übertragen werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lagern, z. B. Axiallagern wie etwa Schrägkugellagern, kann der Bauraumbedarf bei gleicher Tragfähigkeit jedoch deutlich reduziert werden.
-
Zum Beispiel kann jede der mehreren Lagerrollen mehrere Kontaktpunkte sowohl für das rotierende Bauteil im zweiten Lagerabschnitt als auch für das Montageelement im ersten Lagerabschnitt vorsehen. Um die gleiche Anzahl von Kontaktpunkten mit Schrägkugellagern zu erreichen, muss eine entsprechende Anzahl von Kugeln verwendet werden. Diese große Anzahl erfordert jedoch einen erhöhten Platzbedarf und summiert sich zu hohen Gewichten.
-
Zur Lagerung des rotierenden Bauteils des Linearantriebs sind die mehreren Lagerrollen zweckmäßigerweise derart radial zwischen dem rotierenden Bauteil und dem Montageelement angeordnet, dass sie mit dem zweiten Lagerabschnitt bzw. mit dem ersten Lagerabschnitt in Eingriff treten. Vorzugsweise sind die Lagerrollen radial um das rotierende Bauteil herum verteilt. Insbesondere können die Lagerrollen radial mit gleichen Abständen um das rotierende Bauteil verteilt sein. Bei einer Drehung des rotierenden Bauteils, insbesondere relativ zu dem Montageelement, können die Lagerrollen entlang einer Oberfläche des rotierenden Bauteils in Umfangsrichtung abrollen. Vorteilhafterweise rollen die Lagerrollen derart ab, dass sie sich nicht axial bewegen, weder relativ zum rotierenden Bauteil noch zum Montageelement.
-
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und deren Weiterbildungen beschrieben, die jeweils, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird, beliebig miteinander sowie mit den im Weiteren beschriebenen Aspekten der Erfindung kombiniert werden können.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform weist jede Lagerrolle mindestens eine Rille auf, die ein Gewinde bildet. Dieses Gewinde kämmt vorzugsweise mit einem ersten Gewinde des Montageelements und einem zweiten Gewinde des rotierenden Bauteils. Zweckmäßigerweise weist der erste Lagerabschnitt das erste Gewinde und/oder der zweite Lagerabschnitt das zweite Gewinde auf. Das Gewinde kann das Abrollen der Lagerrollen an der Oberfläche des rotierenden Bauteils in Umfangsrichtung erleichtern. Gleichzeitig kann das Gewinde eine hohe Anzahl von Kontaktpunkten zwischen dem rotierenden Bauteil bzw. dem Montageelement und jeder Lagerrolle bereitstellen, wodurch die Übertragung hoher Lasten in axialer Richtung ermöglicht wird.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind ein Schrägungswinkel des Gewindes der Lagerrollen, ein Schrägungswinkel des ersten Gewindes und ein Schrägungswinkel des zweiten Gewindes gleich. Auf diese Weise kann eine axiale Bewegung der Lagerrollen gegenüber dem rotierenden Bauteil bzw. dem Befestigungselement unterdrückt werden. Mit anderen Worten können die Lagerrollen durch die gleichen Schrägungswinkel axial festgelegt werden, ohne dass zusätzliche Mittel erforderlich sind. Gleiche Schrägungswinkel können somit einen kompakten und leichten Antrieb ermöglichen.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Rollengewindemutter den zweiten Lagerabschnitt auf. Mit anderen Worten korrespondiert die Mutter mit dem rotierenden Bauteil und steht nicht nur mit der Vielzahl an Planetenrollen, sondern auch mit der Vielzahl an Lagerrollen in Eingriff. Über das Montageelement kann die Mutter somit an einem Bauteil, z. B. in einem Flugzeugflügel, derart drehbar gelagert werden, dass bei Drehung der Mutter die Spindel (linear) verschoben wird.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform überlappt der zweite Lagerbereich axial zumindest teilweise mit einem dritten Gewinde der Rollengewindemutter, das mit der Vielzahl an Planetenrollen in Eingriff steht. Beispielsweise weist die Mutter das dritte Gewinde auf einer Innenfläche auf. Entsprechend weist die Mutter den zweiten Lagerabschnitt zweckmäßigerweise auf einer Außenfläche auf. Vorzugsweise erstreckt sich das dritte Gewinde in axialer Richtung im Wesentlichen über die gesamte Länge der Mutter. Dagegen ist es bevorzugt, dass sich der zweite Lagerabschnitt axial nur über etwa die Länge einer Lagerrolle erstreckt. So können der zweite Lagerabschnitt und das dritte Gewinde radial beabstandet sein und sich in axialer Richtung teilweise überlappen. Dies ermöglicht einen axial kurzen Antrieb.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Rollengewindespindel den zweiten Lagerabschnitt. Mit anderen Worten korrespondiert die Welle mit dem rotierenden Bauteil und steht nicht nur mit der Vielzahl an Planetenrollen, sondern auch mit der Vielzahl an Lagerrollen in Eingriff. Über das Montageelement kann die Spindel somit an einem Bauteil, z.B. in einem Flugzeugflügel, derart drehbar gelagert werden, dass bei Drehung der Rollengewindespindel die Rollengewindemutter (linear) verschoben wird.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Montageelement zumindest teilweise hohl und der erste Lagerabschnitt ist auf einer Innenfläche des Montageelements, insbesondere auf einer Innenfläche des hohlen Teils, angeordnet. Das Montageelement kann zum Beispiel als Buchse ausgebildet sein. Ein zumindest teilweise hohles Montageelement kann um eine umlaufende Außenfläche des rotierenden Bauteils, z. B. der Mutter oder der Spindel, angeordnet sein. In einer solchen Anordnung kann das Montageelement besonders dünn ausgebildet sein, wodurch sich der Bauraumbedarf und das Gewicht verringern.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Lagerabschnitt auf einer umlaufenden Außenfläche des rotierenden Bauteils angeordnet. Beispielsweise kann die Mutter ein Innengewinde zum Kämmen mit einem Gewinde der Planetenrollen und ein Außengewinde zum Kämmen mit dem Gewinde der Lagerrollen aufweisen. Der zweite Lagerabschnitt, der sich auf einer Außenfläche des rotierenden Bauteils befindet, ermöglicht eine bauraumsparende Anordnung des Montageelements um den Außenumfang des rotierenden Bauteils herum.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Lagerabschnitt auf einer Innenfläche der Rollengewindemutter angeordnet. Die Lagerrollen können somit im Inneren der Mutter angeordnet sein. Dies ermöglicht einen Antrieb mit einem besonders kleinen Querschnitt.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Lagerabschnitt axial benachbart zu einem Gewinde des rotierendes Bauteils angeordnet, das mit der Vielzahl an Planetenrollen in Eingriff steht. Insbesondere kann sich der zweite Abschnitt direkt an das Gewinde anschließen. Beispielsweise kann sich das Gewinde zum Kämmen mit den Planetenrollen direkt an das zweite Gewinde zum Kämmen mit den Lagerrollen anschließen. Es ist sogar denkbar, dass das Gewinde zum Kämmen mit den Planetenrollen in das Gewinde zum Kämmen mit den Lagerrollen übergeht. Mit anderen Worten kann ein Abschnitt des Gewindes Zum Kämmen mit den Planetenrollen den zweiten Abschnitt bilden. Die Anordnung des zweiten Lagerabschnitts und des Gewindes nebeneinander auf dem rotierenden Bauteil kann eine effiziente Herstellung erleichtern.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich zumindest ein Teil des Montageelements axial in die Rollengewindemutter hinein. Das Montageelement kann beispielsweise einen Wellenabschnitt aufweisen, der sich axial in die Mutter hinein erstreckt. Vorzugsweise sind die Lagerrollen radial zwischen dem Lagerabschnitt innen und der Mutter außen angeordnet. Auf diese Weise kann das Montageelement ähnlich wie eine Achse wirken, auf der die Mutter, also das rotierende Bauteil, drehbar gelagert ist. Dies ermöglicht einen wesentlich geringeren Querschnitt des Linearantriebs.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der erste Lagerabschnitt auf einer umlaufenden Außenfläche des Montageelements angeordnet, wobei die Außenfläche innerhalb der Rollengewindemutter angeordnet ist. Vorzugsweise weist das Montageelement einen Wellenabschnitt auf, wobei der erste Lagerabschnitt auf dem Wellenabschnitt angeordnet ist. Auf diese Weise kann ein besonders dünner Antrieb mit einem deutlich reduzierten Querschnitt realisiert werden.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das rotierende Bauteil des Antriebs einen Kragen auf, auf dem der zweite Lagerabschnitt angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Kragen einstückig mit dem rotierenden Bauteil ausgebildet. D. h. der Kragen und das rotierende Bauteil sind vorzugweise aus einem Werkstück gefertigt. Alternativ kann der Kragen an dem rotierenden Bauteil befestigt sein. Zum Beispiel kann der Kragen auf das rotierende Bauteil geklemmt werden. Vorzugsweise ist der zweite Lagerabschnitt an einer umlaufenden Außenfläche des Kragens angeordnet. Mittels des Kragens kann der zweite Lagerabschnitt aus dem rotierenden Bauteil herausragen. Dies kann die Montage des Linearantriebs z. B. an einem Maschinenteil erleichtern, insbesondere den Einbau des Antriebs in eine Flugzeugtragfläche.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bilden die Rillen jeder Lagerrolle jeweils geschlossene Schleifen, die durch eine Vielzahl an Rippen getrennt sind. Diese Rippen greifen in eine Vielzahl an komplementären Rillen im Montageelement und eine Vielzahl an komplementären Rillen des rotierenden Bauteils ein. Zweckmäßigerweise weist der erste Lagerabschnitt separate geschlossene Rillen des Montageelements auf. Insbesondere wird er durch diese Rillen im Montageelement definiert. Alternativ oder zusätzlich weist der zweite Lagerabschnitt separate geschlossene Rillen im rotierenden Bauteil auf. Insbesondere wird er durch diese Rillen im rotierenden Bauteil definiert. Vorzugsweise hat jede der Rippen und/oder Rillen eine Ringform. Mit anderen Worten verläuft jede der Rippen und/oder Rillen senkrecht zur axialen Richtung. Die Rippen der Lagerrollen können das Abrollen der Lagerrollen an der Oberfläche des rotierenden Bauteils in Umfangsrichtung erleichtern. Insbesondere können die Rippen, die in die entsprechenden Rillen eingreifen, eine axiale Bewegung der Lagerrollen verhindern, wenn diese entlang der Oberfläche des rotierenden Bauteils abrollen.
-
Das Verfahren gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung dient zur Herstellung eines Linearantriebs, insbesondere eines Linearantriebs gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Dabei werden ein Gewinde des rotierenden Bauteils für das Kämmen mit der Vielzahl an Planetenrollen und der zweite Abschnitt des rotierenden Bauteils für das Kämmen mit der Vielzahl an gerillten Lagerrollen in einem einzigen Verfahrensschritt hergestellt. Beispielsweise können das Gewinde des rotierenden Bauteils für den Eingriff in die Planetenrollen und das zweite Gewinde des rotierenden Bauteils in einem einzigen Arbeitsschritt in das rotierende Bauteil geschnitten werden. Insbesondere können die Gewinde nacheinander oder zumindest teilweise gleichzeitig in das rotierende Bauteil geschnitten werden. Auf diese Weise kann der Linearantrieb besonders effizient und zeitsparend hergestellt werden.
-
Eine bevorzugte Anwendung des Linearantriebs gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung betrifft ein Fluggerät, insbesondere ein Luft- oder Raumfahrzeug. Der erfindungsgemäße Linearantrieb ist aufgrund seiner hohen Kompaktheit, seines geringen Gewichts und seiner sehr langen Lebensdauer besonders für den Einsatz in der Flugsteuerung geeignet. Es ist jedoch auch möglich, einen solchen Linearantrieb in anderen Bereichen einzusetzen, z. B. zur Ventilsteuerung etwa in Öl- und Gasanwendungen oder zur Werkzeugpositionierung etwa beim Punktschweißen oder anderen Roboteranwendungen.
-
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Art und Weise, wie sie erreicht werden, werden in Verbindung mit den Figuren in der folgenden Beschreibung von Beispielen näher erläutert. Gegebenenfalls werden in den Figuren die gleichen Bezugszeichen für gleiche oder entsprechende Elemente der Erfindung verwendet. Die Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebenen Merkmalskombinationen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Darüber hinaus kann jedes der in der obigen Beschreibung sowie in den nachstehenden Beispielen offenbarten Merkmale isoliert betrachtet und in geeigneter Weise mit den Merkmalen jeder der obigen Ausführungsformen und ihrer weiteren Aspekte kombiniert werden. Insbesondere kann jedes der oben und unten beschriebenen Merkmale allein oder in Verbindung mit anderen der beschriebenen Merkmale mit dem Linearantrieb gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und dem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kombiniert werden.
-
Zumindest teilweise schematisch dargestellt ist in
- 1 ein Beispiel eines Linearantriebs mit einem Außenlager zur drehbaren Lagerung einer Rollengewindemutter;
- 2 ein Beispiel eines Linearantriebs mit einem Innenlager zur drehbaren Lagerung einer Rollengewindemutter; und
- ein Beispiel eines Linearantriebs mit einem Außenlager zur drehbaren Lagerung einer Rollengewindespindel.
-
1 zeigt ein Beispiel für einen Linearantrieb 1 mit einem Außenlager 2 zur drehbaren Lagerung einer Rollengewindemutter 3. Der Antrieb 1 umfasst außerdem eine Rollengewindespindel 4 und eine Vielzahl an Planetenrollen 5, die radial zwischen der Mutter 3 und der Spindel 4 angeordnet sind. Die Mutter 3, die Spindel 4 und die Vielzahl an Planetenrollen 5 bilden einen invertierten Planetenrollengewindetrieb.
-
In dem in 1 gezeigten Beispiel entspricht die Mutter 3 einem rotierenden Bauteil 6 des Antriebs 1. Das bedeutet, dass sich die Mutter 3 während des Betriebs nicht nur relativ zur Spindel 4, sondern auch zu einem Montageelement 7 des Lagers 2 dreht. Vorzugsweise ist der Antrieb 1 über das Montageelement 7 an einem externen Maschinenteil befestigt. Beispielsweise kann der Antrieb 1 über das Montageelement 7 im Inneren eines Flugzeugflügels verbaut werden. Zweckmäßigerweise kann das Montageelement 7 dabei relativ zur Umgebung des Antriebs 1 drehfest angeordnet sein, so dass das Lager 2 das rotierende Bauteil 6 drehbar lagern kann. Das rotierende Bauteil 6 kann somit in einem eingebauten Zustand des Linearantriebs 1 relativ zur Umgebung des Antriebs 1 rotieren.
-
Bei Drehung der Mutter 3 bewegen sich die Planetenrollen 5 entlang einer inneren Umfangsfläche 3a der Mutter 3 in axialer Richtung. Zu diesem Zweck weist die Mutter 3 ein drittes Gewinde 3b auf, das auf der Innenfläche 3a angeordnet ist und mit einem Außengewinde 5a der Planetenrollen 5 kämmt. Das Gewinde 5a der Planetenrollen 5 kämmt auch mit einem vierten Gewinde 4b der Spindel 4, wobei das vierte Gewinde 4b auf einer Außenumfangsfläche 4a der Spindel 4 angeordnet ist.
-
Das Gewinde 5a der Planetenrollen 5, das dritte Gewinde 3b der Mutter 3 und das vierte Gewinde 4b der Spindel 4 sind so ausgebildet, dass die Planetenrollen 5 gegenüber der Spindel 4 axial fixiert sind. Das bedeutet, dass sich die Planetenrollen 5 beim Drehen nicht entlang der Außenfläche 4a der Spindel 4, also in axialer Richtung, bewegen. Dies wird vorzugsweise durch einen gleichen Schrägungswinkel des vierten Gewindes 4b und des Gewindes 5a der Planetenrollen 5 erreicht. Dagegen weicht der Schrägungswinkel des dritten Gewindes 3b vom Schrägungswinkel des Gewindes 5a der Planetenrollen 5 ab, was die axiale Bewegung bei Drehung der Mutter 3 relativ zur Spindel 4 ermöglicht.
-
Um das rotierende Bauteil 6, d. h. die Mutter 3, drehbar zu lagern, umfasst das Lager 2 eine Vielzahl an gerillten Lagerrollen 8. Diese Lagerrollen 8 sind so angeordnet und/oder ausgebildet, dass sie mit einem ersten Lagerabschnitt 9 des Montageelements 7 und einem zweiten Lagerabschnitt 10 des rotierenden Bauteils 6 in Eingriff stehen.
-
Vorzugsweise sind die gerillten Lagerrollen 8 parallel zu einer Drehachse des rotierenden Bauteils 6 und/oder einer Symmetrieachse des Montageelements 7 angeordnet.
-
Bei einer Drehung des rotierenden Bauteils 6, d. h. der Mutter 3, bewegen sich die Lagerrollen 8 entlang einer Außenfläche 6c des rotierenden Bauteils 6 in Umfangsrichtung und ermöglichen so eine geringe Reibung. Mit anderen Worten, die Lagerrollen 8 sind so konfiguriert, dass sie das rotierende Bauteil 6 planetenartig umlaufen.
-
Die Lagerrollen 8 sind relativ zum Montageelement 7 und dem rotierenden Bauteil 6 axial festgelegt. Das bedeutet, dass sich die Lagerrollen 8 im Betrieb des Antriebs 1, d. h. bei Drehung des rotierenden Bauteils 6, nicht in axialer Richtung bewegen.
-
Zu diesem Zweck weist im vorliegenden Beispiel jede Lagerrolle 8 ein Außengewinde auf, das mit einem ersten Gewinde 11 des Montageelements 7 und einem zweiten Gewinde 12 des rotierenden Bauteils 6 kämmt. Zweckmäßigerweise ist das Gewinde jeder Lagerrolle 8 durch eine schraubenförmige Rille gebildet. Vorzugsweise ist der erste Lagerabschnitt 9 durch das erste Gewinde 11 und/oder der zweite Lagerabschnitt 10 durch das zweite Gewinde 12 definiert. Die axiale Bewegung der Lagerrollen 8 gegenüber dem rotierenden Bauteil 6 und dem Montageelement 7 ist dadurch unterdrückt, dass die Gewinde der Lagerrollen 8, das erste Gewinde 11 und das zweite Gewinde 12, einen gleichen Schrägungswinkel aufweisen.
-
Im vorliegenden Beispiel ist das Montageelement 7 hohl. Dementsprechend ist das erste Gewinde 11 vorzugsweise auf einer Innenfläche des Montageelements 7 angeordnet. Das zweite Gewinde 12 ist dementsprechend bevorzugt auf einer Außenfläche des rotierenden Bauteils 6 angeordnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass der Antrieb 1 sehr kompakt ausgestaltet werden kann. Insbesondere wird in radialer Richtung weniger Platz benötigt als bei Antrieben mit herkömmlichen Axiallagern.
-
Mit anderen Worten: Durch die Lagerung 2 mit den Lagerrollen 8 zur Abstützung des rotierenden Bauteils 6, insbesondere der Mutter 3, kann der Querschnitt des Antriebs 1 verringert werden. Denn dadurch, dass der zweite Lagerabschnitt 10, insbesondere das zweite Gewinde 12, auf der Außenfläche 6c des rotierenden Bauteils 6, also der Mutter 3, angeordnet ist, während das dritte Gewinde 3b der Mutter 3 auf der Innenfläche 3a angeordnet ist, können der zweite Lagerabschnitt 10 und dritte Gewinde 3b in axialer Richtung zumindest teilweise überlappen. Auf diese Weise kann die axiale Länge des Antriebs 1 minimiert werden.
-
2 zeigt ein Beispiel eines Linearantriebs 1 mit einem Innenlager 2 zur drehbaren Lagerung einer Rollengewindemutter 3. Ähnlich wie bei dem in 1 gezeigten Beispiel bildet die Mutter 3 zusammen mit einer Vielzahl an Planetenrollen 5 und einer Rollengewindespindel 4 einen invertierten Rollengewindetrieb, wobei die Mutter 3 einem rotierenden Bauteil 6 des Antriebs 1 entspricht. Das Lager 2 besteht aus einem Montageelement 7 und einer Vielzahl an gerillten Lagerrollen 8, die radial zwischen dem Montageelement 7 und dem rotierenden Bauteil 6 angeordnet sind, so dass sie mit einem ersten Lagerabschnitt 9 des Montageelements 7 und einem zweiten Lagerabschnitt 10 des rotierenden Bauteils 6 in Eingriff stehen.
-
Das in 2 gezeigte Beispiel unterscheidet sich von dem Beispiel aus 1 dadurch, dass der zweite Lagerabschnitt 10 an einer Innenfläche 3a der Mutter 3 angeordnet ist und dementsprechend die Vielzahl an Lagerrollen 8 im Inneren der Mutter 3 angeordnet ist.
-
Zu diesem Zweck ist das Montageelement 7 vorzugsweise wellenartig ausgebildet. Insbesondere kann das Montageelement 7 einen Wellenabschnitt aufweisen. Vorteilhafterweise erstreckt sich das Montageelement 7, insbesondere der Wellenabschnitt, teilweise in die Mutter 3 hinein. Weiter bevorzugt ist ein erster Lagerabschnitt 9 an einer Außenumfangsfläche des Montageelements 7, insbesondere des innerhalb der Mutter 3 angeordneten Abschnitts des Montageelements 7, angeordnet.
-
Diese Konfiguration des Antriebs 1 hat den Vorteil, dass der Querschnitt noch weiter reduziert werden kann. Insbesondere kann ein Außendurchmesser der Mutter 3, d. h. eine Außenumfangsfläche 6c des rotierenden Bauteils 6, den größten Querschnitt des Antriebs 1 definieren. Dementsprechend kann der Antrieb 1 leicht in enge Bauräume, z. B. in das Innere eines Flugzeugflügels, eingepasst werden.
-
Vorzugsweise grenzt der zweite Lagerabschnitt 10 axial an ein drittes Gewinde 3b der Mutter 3, wobei das dritte Gewinde 3b für den Eingriff mit einem Gewinde 5a der Planetenrollen 5 vorgesehen ist. Obwohl im Beispiel nicht gezeigt, ist es denkbar, dass die Planetenrollen 5 und die Lagerrollen 8 ein gleichartiges Gewinde aufweisen. Mit anderen Worten: Das dritte Gewinde 3b kann dem zweiten Gewinde 12 entsprechen. Dies kann den Fertigungsaufwand erheblich reduzieren. Insbesondere können das zweite und das dritte Gewinde 12, 3b in einem einzigen Verfahrensschritt erzeugt werden.
-
3 zeigt ein Beispiel eines Linearantriebs 1 mit einem Außenlager 2 zur drehbaren Lagerung einer Rollengewindespindel 4. Ähnlich wie bei dem in 1 gezeigten Beispiel ist die Spindel 4 Teil eines invertierten Rollengewindetriebs, bei dem eine Vielzahl an Planetenrollen 5 mit einem vierten Gewinde 4b der Spindel 4 und einem dritten Gewinde 3b einer Rollengewindemutter 3 in Eingriff stehen.
-
Das in 3 gezeigte Beispiel unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Beispiel dadurch, dass die Spindel 4 anstelle der Mutter 3 mit einem rotierenden Bauteil 6 des Antriebs 1 korrespondiert, d. h. die Spindel 4 ist zweckmäßigerweise relativ zur Umgebung des Antriebs 1 drehbar gelagert. Zu diesem Zweck umfasst das Lager 2 ein Montageelement 7 und eine Vielzahl an Lagerrollen 8, die mit einem ersten Lagerbereich 9 an dem Montageelement 7 in Eingriff stehen. Die Lagerrollen 8 stehen außerdem über einen zweiten Lagerabschnitt 10 mit dem rotierenden Bauteil 6, d. h. die Spindel 4, ein.
-
Die Lagerrollen 8 sind relativ zum rotierenden Bauteil 6, d. h. zur Spindel 4, und zum Montageelement 7 axial fixiert.
-
Dementsprechend verschiebt sich im vorliegenden Beispiel bei Drehung der Spindel 4 die Mutter 3 in axialer Richtung relativ zum Montageelement 7.
-
Vorzugsweise weist die Spindel 4, d.h. das rotierende Bauteil 6, einen Kragen 13 auf, wobei der zweite Lagerabschnitt 10 auf einer äußeren Umfangsfläche des Kragen 13 angeordnet ist. Dadurch kann das Montageelement 7 einen größeren Durchmesser aufweisen. Insbesondere kann das Montageelement 7 auf diese Weise radial aus der Mutter 3 herausragen, d. h. das Montageelement 7 kann den größten Querschnitt des Antriebs 1 definieren. Der Antrieb 1 kann somit über das Montageelement 7 montiert werden, ohne dass die Mutter 3 stört.
-
Bei einer anderen Variante des Antriebs 1 ist der Kragen 13 so dimensioniert, dass das Montageelement 7 nicht radial aus der Mutter 3 herausragt. Insbesondere kann der Kragen 13 einschließlich des Montageelements 7 in eine Endschnittstelle des Antriebs integriert sein (nicht dargestellt).
-
Der Kragen 13 kann mit der Spindel 4 fest verbunden sein. D. h. die Spindel 4 und der Kragen 13 können in einem Stück gefertigt sein. Alternativ kann der Kragen an der Spindel 4 befestigt werden, z. B. durch Klemmen. Auf diese Weise lässt sich der Antrieb 1 leicht an unterschiedliche Umgebungen anpassen. In einer weiteren Alternative kann die Spindel 4 durch einen weiblichen Teil einer Steckverbindung ersetzt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Linearantrieb
- 2
- Lager
- 3
- Rollengewindemutter
- 3a
- Innenfläche
- 3b
- drittes Gewinde
- 4
- Rollengewindespindel
- 4a
- Außenfläche
- 4b
- viertes Gewinde
- 5
- Planetenrolle
- 5a
- Planetenrollengewinde
- 6
- rotierendes Bauteil
- 6c
- Außenfläche
- 7
- Montageelement
- 8
- Lagerrolle
- 9
- erster Abschnitt
- 10
- zweiter Abschnitt
- 11
- erstes Gewinde
- 12
- zweites Gewinde
- 13
- Kragen
