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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Planetenwälzgewindetrieb, mit einer Gewindespindel, und mit einer Mutter, sowie über den Umfang der Gewindespindel verteilten Planetenrollen. Derartige Planetenwälzgewindetriebe wandeln Drehbewegungen in Linearbewegungen um, oder umgekehrt.
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Aus
DE 10 2015 202 270 A1 ist ein Planetenwälzgewindetrieb mit einer Gewindespindel, und mit einer Mutter, sowie über den Umfang der Gewindespindel verteilten Planetenrollen bekannt geworden. Die Planetenrollen sind in Bordringen aufgenommen, die zu beiden Stirnseiten der Planetenrollen angeordnet sind. Beide Bordringe sind drehfest in einer Hülse aufgenommen. Die Bordringe weisen an deren Innenumfang jeweils eine schraubenförmig ausgebildete Dichtlippe auf, die in eine Gewinderille der Gewindespindel eingreift. Die Planetenrollen rotieren um ihre Planetenrollenachse und wälzen am Außenumfang der Gewindespindel ab unter einer Relativdrehung zwischen Gewindespindel und den Bordringen. Die Gewindespindel hat ein schraubenförmig um die Spindelachse gewundenes Gewinde mit wenigstens einer schraubenförmig gewundenen Gewinderille, die durch Gewindeflanken begrenzt ist. Unter einer Relativdrehung zwischen Mutter und Gewindespindel erfolgt sowohl eine Relativdrehung als auch eine axiale Relativverschiebung zwischen der Gewindespindel und der Mutter. Der axiale Vorschub zwischen den Bordringen und der Gewindespindel pro einer vollen Relativumdrehung zwischen Bordring Gewindespindel muss genauso groß sein wie die Steigung des Gewindeganges der Gewindespindel.
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Nur mit dieser speziellen Übersetzung des Planetenwälzgewindetriebes können die am Innenumfang der Bordringe angeordneten schraubenförmigen Dichtlippen der Dichtung entlang der Gewinderille der Gewindespindel verlagert werden, ohne von den Gewindeflanken der Gewindespindel überrollt zu werden.
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Aufgabe der Erfindung war es, einen Planetenwälzgewindetrieb nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, dessen Dichtung auf einfache Art und Weise verbessert ist und unabhängig von einer bestimmten Übersetzung eingesetzt werden kann.
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Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch den Planetenwälzgewindetrieb nach Anspruch 1 gelöst. Zweckdienliche Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Der Planetenwälzgewindetrieb ist mit einer Gewindespindel, sowie einer Mutter und mit über den Umfang verteilt angeordneten Planetenrollen zwischen der Mutter und der Gewindespindel versehen. Die Mutter kann beispielsweise als Hülse ausgeführt sein, an deren Innenumfang quer zur Spindelachse angeordnete Rillen ausgebildet sind, mit denen ein Rillenprofil der Planetenrollen kämmt. Die Mutter kann axial in Mutterteile geteilt sein, zwischen denen Stellmittel zum Einstellen einer Vorspannung wirken, die zwischen Planetenrollen und Mutter übertragen wird.
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Die Planetenrollen sind in Bordringen aufgenommen, die zu beiden Stirnseiten der Planetenrollen angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Bordringe mit über den Umfang verteilt angeordneten Taschen versehen, in die die Planetenrollen mit ihren axialen Enden eingreifen.
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Die Planetenrollen können in Taschen eines Planetenrollenkäfigs aufgenommen sein. Die Taschen der Bordringe sind in diesem Fall Teil dieser Taschen des Planetenrollenkäfigs.
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Der Planetenrollenkäfig kann gebildet sein durch die beiden Bordringe, die durch über den Umfang verteilt angeordnete Käfigstege fest miteinander verbunden sind, wobei die Taschen durch die umfangsseitig benachbarten Käfigstege begrenzt werden.
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Eine Dichtung greift in einen von dem Gehäuse und der Gewindespindel gebildeten Ringspalt ein. Vorzugsweise ist an beiden axialen Seiten der Planetenrollen jeweils eine Dichtung eingesetzt, die einen von der Mutter und der Gewindespindel gebildeten Ringspalt nach außen dichtet, um zu vermeiden, das unerwünschte Fremdstoffe in das Innere des Planetenwälzgewindetriebes gelangen.
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Ein ringförmiger Dichtlippenträger der Dichtung trägt eine schraubenförmig um die Spindelachse gewundene Dichtlippe, die in einen Gewindegang der Gewindespindel eingreift. Durch den Eingriff wird sichergestellt, dass keine unerwünschten Fremdstoffe von außen in das Innere zwischen Gehäuse und Gewindespindel eindringt.
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Die Dichtung ist drehbar angeordnet gegenüber der Mutter sowie der Gewindespindel, und gegenüber den Bordringen oder gegenüber dem Planetenrollenkäfig. Somit sind Relativdrehungen der Dichtung sowohl gegenüber dem Gehäuse als auch gegenüber der Gewindespindel als auch gegenüber den Bordringen oder gegenüber dem Planetenrollenkäfig möglich. Die Geschwindigkeit der Drehbewegung der Dichtung wird bestimmt durch die Steigung der des Gewindeganges.
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Ein an dem Dichtlippenträger befestigtes Führungsteil greift in den Gewindegang ein und ist für einen Gleitkontakt mit der Gewindespindel ausgebildet. Unter einer Relativdrehung zwischen Dichtung und Gewindespindel verfährt das Führungsteil entlang der schraubenförmig gewundenen Rille der Gewindespindel. Wenn die Spindel lediglich axial verschoben wird - beispielsweise im Fall einer drehangetriebenen Mutter des Gewindetriebes, oder im Fall des drehangetriebenen Planetenrollenkäfigs - legt sich eine Gewindeflanke des Gewindeganges an das Führungsteil an, der in Umfangsrichtung ausweicht, um nicht überrollt zu werden von der Gewindeflanke. Das Führungsteil ist Teil der Dichtung, so dass die Dichtung unter dem axialen Vorschub der Gewindespindel entsprechend der Steigung des Gewindes relativ zu der Gewindespindel rotiert.
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Auf diese Weise ist ein Planetenwälzgewindetrieb bereitgestellt, dessen Dichtung mit ihrer Dichtlippe einwandfrei in den Gewindegang der Gewindespindel eingreift, unabhängig von bestimmten Übersetzungsverhältnissen und unabhängig von dem Antriebspfad des Planetenwälzgewindetriebes. Der Antriebspfad kann ausgehend von einer Motorwelle wahlweise über die Mutter, oder über die Gewindespindel, oder über den Planetenrollenkäfig angelegt sein.
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Das Führungsteil kann durch einen Stift gebildet sein, dessen eines Ende in dem Dichtlippenträger verankert ist, und dessen anderes Ende in den Gewindegang eingreift. Der Stift kann eine an das Profil des Gewindeganges angepasste Kontur aufweisen, so dass ein guter Gleitkontakt zwischen der anliegenden Gewindeflanke und dem Stift gewährleistet ist.
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Der Dichtlippenträger ist aus einem starren Material gebildet, beispielsweise aus Stahl. Die schraubenförmig um die Längsachse der Gewindespindel gewundene Dichtlippe ist aus einem für schleifende Dichtungen typischen Material gebildet, das weich und elastisch sein kann. Dieses Material kann an den Dichtlippenträger beispielsweise angespritzt oder daran reibschlüssig befestigt sein, beispielsweise durch Einklemmen.
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Der Dichtlippenträger kann scheibenförmig sein mit einem axial gerichteten Hülsenabschnitt, an den die Dichtlippe angespritzt ist.
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Der Dichtlippenträger und die Bordringe können einander hintergreifen als Verliersicherung der Dichtung an den Bordringen. Auf diese Weise können die Bordringe oder der Planetenrollenkäfig mit der Dichtung als Baugruppe auf einfache Art und Weise eingebaut werden.
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Vorzugsweise sind der Dichtlippenträger und der Bordring mit einander hintergreifenden Vorsprüngen und Ausnehmungen versehen, die auf einfache Art und Weise in einem Spritzwerkzeug eingerichtet werden, wenn der Bordring und der Dichtlippenträger beide aus Kunststoff gespritzt sind.
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Stirnseitig kann der Planetenwälzgewindetrieb ferner Spaltdichtungen aufweisen, die zwischen dem Bordring und der Mutter eingerichtet sind. Auf diese Weise ist der Ringspalt zwischen Mutter und Gewindespindel einwandfrei abgedichtet, radial innen durch die beschriebene Dichtlippe und radial außen durch die Spaltdichtung.
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Die Dichtung ist mittels eines Axiallagers und/oder mittels eines Radiallagers an dem Bordring drehbar gelagert. Das Axiallager und/oder das Radiallager können jeweils Gleitflächen an dem Bordring sowie an der Dichtung aufweisen.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in einer Figur abgebildeten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Planetenwälzgewindetriebes in einer Ausschnittvergrößerung im Längsschnitt.
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Der Planetenwälzgewindetrieb weist eine Gewindespindel 1 und eine auf der Gewindespindel 1 angeordnete Mutter 2 auf. Zwischen der Gewindespindel 1 und der Mutter 2 sind über den Umfang verteilte Planetenrollen 3 angeordnet. Die Planetenrollen 3 sind in einem an sich bekannten Planetenrollenkäfig 4 aufgenommen, von dem lediglich einer der beiden Bordringe 5 abgebildet ist, sowie eine Tasche 6, in die ein axiales Ende der Planetenrolle 3 eingreift.
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Dieser Planetenrollenkäfig 4 weist über den Umfang verteilt angeordnete Stege auf, die die beiden Bordringe 5 fest miteinander verbinden. In der Darstellung sind die Stege nicht abgebildet. Umfangsseitig einander benachbart angeordnete Stege begrenzen eine Tasche 6.
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In bekannter Weise sind die Planetenrollen 3 mit einem abgestuften Rillenprofil 7 versehen und kämmen mit einem mutterseitigen Rillenprofil 8 sowie mit einem Gewindegang 9 der Gewindespindel 1.
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Innerhalb der Mutter 2 ist eine Dichtung 10 eingesetzt, die in einen von der Mutter 2 und der Gewindespindel 1 gebildeten Ringspalt 11 eingreift. Ein ringförmiger Dichtlippenträger 12 der Dichtung 10 trägt eine schraubenförmig um die Spindelachse gewundene Dichtlippe 13, die in den Gewindegang 9 der Gewindespindel 1 eingreift. Die Dichtlippe 10 ist an den Dichtlippenträger 12 angespritzt. Alternativ kann die Dichtlippe auch angeklebt werden, oder eingeklemmt werden.
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Ein als Stift 14 ausgebildetes Führungsteil 15 der Dichtung 10 greift in den Gewindegang 9 ein. Der Stift 14 ist für einen Gleitkontakt mit der Gewindespindel 1 ausgebildet, dessen eines Ende in dem Dichtlippenträger 12 verankert ist und dessen anderes Ende in den Gewindegang 11 eingreift.
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Eine Stiftachse des Stiftes 14 ist quer zur Längsachse der Gewindespindel 1 angeordnet und schneidet die Längsachse. Das der Gewindespindel 1 zugewandte Stiftende des Stiftes 14 greift in eine den Gewindegang 9 bildende Gewinderille 16 der Gewindespindel 1 ein. Die Gewinderille 16 wird von Gewindeflanken 17 begrenzt. Es können mehrere über den Umfang verteilte Stifte 12 vorgesehen sein, die abhängig von der Steigung des Gewindeganges 11 entlang einer schraubenförmigen Linie angeordnet sind.
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Die Dichtung 10 und der Planetenrollenkäfig 4 hintergreifen einander mit Vorsprüngen 18, 19 und Ausnehmungen 20 als Verliersicherung für die Dichtung 10 an dem Planetenrollenkäfig 4.
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Die Dichtung 10 ist mittels eines Axiallagers 21 und eines Radiallagers 22 an dem Planetenrollenkäfig 4 drehbar gelagert. Das Axiallager 21 und das Radiallager 22 sind als Gleitlager ausgeführt mit Gleitlagerflächen 23, 24 versehen.
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Zwischen dem Planetenrollenkäfig 4 und der Mutter 2 ist eine Spaltdichtung 25 ausgebildet.
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Wenn der Planetenrollenkäfig 4 drehangetrieben wird mittels eines nicht abgebildeten Motors, wälzen die Planetenrollen 3 am mutterseitigen Rillenprofil 8 sowie an der Gewinderille 16 der Gewindespindel 1 ab und schieben die Gewindespindel 1 entsprechend der Gewindesteigung in axialer Richtung. Unter dem axialen Schub der Gewindespindel 1 drückt eine Gewindeflanke 17 der Gewinderille 16 gegen den Stift 14. Entsprechend der Steigung des Gewindeganges 9 dreht die Dichtung 10 mit dem Stift 14 relativ gegenüber der Gewindespindel 1, wobei der Stift 14 in Eingriff mit der Gewinderille 16 bleibt. Die Dichtlippe 13 bleibt demzufolge ebenfalls in Eingriff mit der Gewinderille 16, deren Gewindeflanken 17 die Dichtlippe 13 demzufolge nicht überrollen.
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Das beschriebene dargestellte Ausführungsbeispiel umfasst eine Variante, in der anstelle des Planetenrollenkäfigs lediglich die Bordringe vorgesehen sind.
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Bezugszahlenliste
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- 1
- Gewindespindel
- 2
- Mutter
- 3
- Planetenrollen
- 4
- Planetenrollenkäfig
- 5
- Bordring
- 6
- Tasche
- 7
- Rillenprofil
- 8
- mutterseitiges Rillenprofil
- 9
- Gewindegang
- 10
- Dichtung
- 11
- Ringspalt
- 12
- Dichtlippenträger
- 13
- Dichtlippe
- 14
- Stift
- 15
- Führungsteil
- 16
- Gewinderille
- 17
- Gewindeflanke
- 18
- Vorsprung
- 19
- Vorsprung
- 20
- Ausnehmung
- 21
- Axiallager
- 22
- Radiallager
- 23
- Gleitlagerfläche
- 24
- Gleitlagerfläche
- 25
- Spaltdichtung
