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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spindelmutter zur Montage auf einer Spindelstange.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Befestigungsmöglichkeiten von Bauteilen an einer Spindelmutter zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch Gegenstände nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe durch eine Spindelmutter zur Montage auf einer Spindelstange gelöst, mit einer ersten Befestigungsvorrichtung mit einem Außengewinde zum Befestigen der Spindelmutter an einem Innengewinde; und einer zweiten Befestigungsvorrichtung mit einem Steckabschnitt zum Befestigen der Spindelmutter an einem Zylinderbauteil. Durch die beiden Befestigungsvorrichtungen wird der technische Vorteil erreicht, dass sich ein und dieselbe Spindelmutter flexibel an unterschiedlichen Bauteilen befestigen lässt. Bei dieser Befestigung kann jeweils nur eine der Befestigungsvorrichtungen verwendet werden oder es können beide Befestigungsvorrichtungen verwendet werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Spindelmutter umfasst der Steckabschnitt eine umlaufende Nut oder einen Hinterschnitt. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich eine feste Crimpverbindung herstellen lässt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Spindelmutter umfasst die Nut ein Rechteckprofil. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich die Festigkeit der Crimpverbindung nochmals verbessern lässt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Spindelmutter umfasst der Steckabschnitt einen Anschlag zum Begrenzen des Steckabschnittes. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Zylinderbauteil auf einfache Weise in einer vorgesehenen Position angeordnet werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Spindelmutter läuft der Anschlag um die Spindelmutter um. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein gleichmäßiges und gerades Aufsetzen des Zylinderbauteils erreicht wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Spindelmutter ist zwischen der ersten Befestigungsvorrichtung und der zweiten Befestigungsvorrichtung ein zylindrischer Führungsabschnitt zum Führen der Spindelmutter angeordnet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Spindelmutter an einer zentralen Stelle geführt werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Spindelmutter umfasst der Führungsabschnitt eine umlaufende Vertiefung zum Einlegen eines ringförmigen Führungsbandes. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Führungsband gegen eine Verschiebung in axialer Richtung gesichert ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Spindelmutter umfasst die Spindelmutter ein ringförmiges Führungsband zum Führen der Spindelmutter im Inneren eines Antriebs. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Spindelmutter entlang einer linearen Bewegung unterstützt werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Spindelmutter weist das Führungsband in axialer Richtung einen Schlitz auf. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Führungsband schnell und einfach auf die Spindelmutter aufgesetzt werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Spindelmutter umfasst das Führungsband eine Aussparung als Verdrehsicherung gegenüber der Spindelmutter. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Lage des Führungsbandes fixiert bleibt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Spindelmutter ist das Führungsband aus einem Gleitkunststoff gebildet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Reibung zwischen der Spindelmutter und der Innenseite eines Antriebs verringert wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Spindelmutter ist die erste Befestigungsvorrichtung an einer ersten Seite der Spindelmutter angeordnet und die zweite Befestigungsvorrichtung ist an einer zweiten Seite der Spindelmutter angeordnet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Spindelmutter beidseitig befestigt werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Spindelmutter weist die Spindelmutter eine zylindrische Grundform auf. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Spindelmutter im Inneren eines Antriebs geführt werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Spindelmutter umfasst die Spindelmutter ein Zylinderbauteil, dass auf den Steckabschnitt aufgepresst, aufgecrimpt oder aufgeklebt ist. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine stabile Befestigung des Zylinderbauteils erreicht wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Spindelmutter;
- 2 eine perspektivische Ansicht der Spindelmutter mit einem Zylinderbauteil;
- 3 eine perspektivische Ansicht der Spindelmutter mit einem Schlitten;
- 4 eine perspektivische Ansicht der Spindelmutter mit einem Führungsband;
- 5 eine perspektivische Ansicht und eine Querschnittsansicht einer weiteren Spindelmutter; und
- 6 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Befestigen von Bauteilen an der Spindelmutter.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Spindelmutter 100. Die Spindelmutter 100, auch Bewegungsmutter genannt, ist ein Bauteil eines Trapezgewindetriebes, Kugelgewindetriebes oder Rollengewindetriebes in der Lineartechnik. Die Spindelmutter 100 ist auf einer Spindelstange 200 als Achse angeordnet, die ein Gewinde 201 aufweist, beispielsweise ein Kugelgewinde. Auf dem Gewinde 201 ist die Spindelmutter 100 drehbar gelagert. Durch Drehen der Spindelstange 200 und das Verhindern einer Drehbewegung der Spindelmutter 100 kann die Spindelmutter 100 in axialer Richtung entlang der Spindelstange 200 bewegt werden. Die Spindelmutter 100 kann je nach Spindelstange 200 ein Rechts- oder ein Linksgewinde umfassen. Die Spindelmutter 100 ist beispielsweise aus Stahl gebildet. Die Spindelmutter 100 ist beispielsweise mit einem bewegbaren Schlitten in einem Handhabungssystem gekoppelt.
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Die Spindelmutter 100 weist an dem einen Ende eine erste Befestigungsvorrichtung 101-1 mit einem Außengewinde 103-1 zum koaxialen Befestigen der Spindelmutter 100 an einem entsprechenden Innengewinde auf. Mittels dieses Außengewindes 103-1 kann die Spindelmutter 100 in das Innengewinde eines Bauteils eingeschraubt werden und so mittels einer Verschraubung befestigt werden.
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Die Spindelmutter 100 weist an dem anderen Ende eine zweite Befestigungsvorrichtung 101-2 mit einem Steckabschnitt 103-2 zum koaxialen Befestigen der Spindelmutter 100 an einem Zylinderbauteil auf. Mittels des Steckabschnittes 103-2 kann ein Zylinderbauteil an Spindelmutter 100 befestigt werden. Zunächst wird der Steckabschnitt 103-2 in eine entsprechende Öffnung des Zylinderbauteils eingesetzt und anschließend fixiert, beispielsweise durch Aufpressen, Crimpen, Quetschen oder Kleben. Durch die beiden Befestigungsvorrichtungen 101-1 und 101-2 werden unterschiedliche Befestigungsvorrichtungen gebildet, mit denen die Spindelmutter 100 auf unterschiedliche Weise befestigt werden kann.
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Der Steckabschnitt 103-2 weist eine zylindrische Form auf, in der eine umlaufende Nut 109, eine Geometrie für eine Klebeverbindung oder ein Hinterschnitt gebildet ist. Die Nut 109 umfasst ein Rechteckprofil und dient dazu, das aufgesteckte Zylinderbauteil mittels eines Quetsch- und Crimpvorganges zu fixieren. Um die Aufsteckbewegung zu begrenzen, ist ein umlaufender Anschlag 111 gebildet, an dem das Zylinderbauteil nach dem Aufstecken anliegt.
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Beim Crimpen des Zylinderbauteils 107 wird dessen Rand im Bereich des Steckabschnittes 103-2 plastisch verformt, so dass die Spindelmutter 100 und das Zylinderbauteil 107 mechanisch miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Bördeln, Quetschen, Kräuseln oder Falten.
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Zwischen der ersten Befestigungsvorrichtung 101-1 und der zweiten Befestigungsvorrichtung 101-2 ist ein zylindrischer Führungsabschnitt 113 zum Führen der Spindelmutter 100 im Inneren eines Antriebs angeordnet, beispielsweise in einem Elektrozylinder. Der Führungsabschnitt 113 weist eine umlaufende Vertiefung 115 zum Einlegen eines ringförmigen Führungsbandes auf, das einen Formschluss bewirkt. In der umlaufenden Vertiefung 115 der Spindelmutter 100 ist das Führungsband axial fixiert.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Spindelmutter 100 mit einem Zylinderbauteil 107, wie beispielsweise eine Kolbenstange oder ein Rohr. Das Zylinderbauteil 107 wird in axialer Richtung der Spindelstange 200 auf den Steckabschnitt 103-2 geschoben oder aufgepresst, bis dieses an dem Anschlag 111 anstößt. Zusätzlich kann das Zylinderbauteil 107 mit dem Steckabschnitt 103-2 verklebt, rolliert oder an diesem angecrimpt werden. Dadurch entsteht eine feste Verbindung zwischen dem Zylinderbauteil 107 und der Spindelmutter 100. Die Spindelmutter 100 weist im Wesentlichen eine zylindrische Grundform auf.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Spindelmutter 100 mit einem Schlitten 300 als weiteres Bauteil. Der Schlitten 300 umfasst eine Öffnung 301, in der ein Innengewinde 303 bereitgestellt ist. Die Befestigungsvorrichtung 101-1 mit dem Außengewinde 103-1 wird in das Innengewinde 303 des Schlittens 300 eingedreht. Das Außen- und das Innengewinde 103-1 und 303 umfassen eine profilierte Einkerbung, die fortlaufend wendelartig um eine zylinderförmige Wandung in einer Schraubenlinie verläuft. Durch Eindrehen des Außengewindes 103-1 in das Innengewinde 303 wird die Spindelmutter 100 an dem Schlitten 300 befestigt. Das Eindrehen der Spindelmutter 100 wird von einem Anschlag begrenzt.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Spindelmutter 100 mit einem Führungsband 117. Die Spindelmutter 100 umfasst das ringförmige Führungsband 117 zum Führen der Spindelmutter 100 im Inneren eines zylindrischen Antriebs. Das Führungsband 117 wird in die umlaufende Vertiefung 115 eingelegt. Bei einer axialen Bewegung der Spindelmutter 100 gleitet das Führungsband 117 an der Innenseite eines zylindrischen Antriebs entlang und stabilisiert die Spindelmutter 100 als auch die Spindelstange 200.
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Das Führungsband 117 weist in axialer Richtung einen Schlitz 119 auf, so dass dieses aufgeweitet werden kann und bei einer Montage in die umlaufende Vertiefung 115 eingelegt werden kann. Das Führungsband 117 ist beispielsweise ein Kunststoffformteil, das aus einem Gleitkunststoff oder einem Werkstoffverbund gebildet ist. An der Innenseite weist das Führungsband 117 eine Aussparung 105 auf, die sich in einen entsprechenden Vorsprung der Spindelmutter 100 fügt und als Verdrehsicherung gegenüber der Spindelmutter 100 dient. Die Aussparung 105 ist diametral gegenüber dem Schlitz 119 angeordnet, so sich radial wirkende Kräfte gleichmäßig übertragen werden können.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht und eine Querschnittsansicht einer weiteren Spindelmutter 100. Die Spindelmutter 100 weist eine im Wesentlichen zylindrische Außenform auf. Die Spindelmutter 100 umfasst das geschlossene ringförmige Führungsband 117 und das Zylinderbauteil 107. Auf den Steckabschnitt 103-2 wird zunächst das ringförmige Führungsband 117 und anschließend das Zylinderbauteil 107 aufgeschoben.
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Das Zylinderbauteil 107 liegt an dem Führungsband 117 an. Das Führungsband 117 liegt an dem umlaufenden Ring 121 an. Dadurch ist das Führungsband 117 gegen eine axiale Verschiebung zwischen dem umlaufenden Ring 121 und dem Zylinderbauteil 107 gesichert. Zwischen dem Außengewinde 103-1 und dem umlaufenden Ring 121 umfasst die Spindelmutter 100 eine umlaufende Nut 123. Durch diese Form wird ein seitliches Aufschieben des Führungsbandes 117 bei der Montage ermöglicht. Das Zylinderbauteil 107 wird beispielsweise auf die Nut 109 gecrimpt.
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Die Spindelmutter 100 kann an der Außenseite ein oder mehrere radiale Sacklochbohrungen umfassen. Die zylindrische Sacklochbohrung kann beispielsweise als Montagehilfe verwendet werden. Zu diesem Zweck kann in der Sacklochbohrung ein Hakenschlüssel angesetzt werden, über den das Drehmoment zum Einschrauben der Spindelmutter 100 in ein Innengewinde aufgebracht werden kann.
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Die Sacklochbohrung kann als Befestigungsbohrung verwendet werden. Zu diesem Zweck wird in die Sacklochbohrung ein zylindrischer Stift eingebracht. Auf diesen Stift ist eine Verdrehsicherung aufgesteckt, die verhindert, dass die Spindelmutter 100 sich mit der Spindelstange 200 mitdreht und so eine axiale Bewegung ausführt. Die Verdrehsicherung kann aus einem Gleitwerkstoff, z.B. Kunststoff, hergestellt werden. In einem weiteren Fall kann der eingesteckte Stift als Anschlag für die Hubbegrenzung eines Spindelantriebs verwendet werden.
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6 zeigt ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Befestigen von Bauteilen an der Spindelmutter 100. In Schritt S101 wird das Zylinderbauteil 107 an der Spindelmutter 100 mittels Aufstecken auf den Steckabschnitt 103-2 koaxial befestigt. Dieser Schritt kann ein anschließendes Festcrimpen oder Verkleben des Zylinderbauteils 107 umfassen.
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In Schritt S102 wird ein weiteres Bauteil 300 an der Spindelmutter 100 mittels des Außengewindes 103-1 der Spindelmutter 100 koaxial befestigt. Zu diesem Zweck wird das Außengewinde in ein entsprechendes Innengewinde des Bauteils 300 gedreht.
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Die multifunktionale Spindelmutter 100 weist außen- und stirnseitig mehrere Befestigungsgeometrien auf. Diese unterschiedlichen Befestigungsgeometrien können einzeln oder zusammen verwendet werden, um unterschiedliche Bauteile mit der Spindelmutter 100 zu koppeln.
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Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.
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Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Spindelmutter
- 101
- Befestigungsvorrichtung
- 103-1
- Außengewinde
- 103-2
- Steckabschnitt
- 105
- Aussparung
- 107
- Zylinderbauteil
- 109
- Nut
- 111
- Anschlag
- 113
- Führungsabschnitt
- 115
- Vertiefung
- 117
- Führungsband
- 119
- Schlitz
- 121
- Ring
- 123
- Nut
- 200
- Spindelstange
- 201
- Gewinde
- 300
- Bauteil/Schlitten
- 301
- Öffnung
- 303
- Innengewinde
