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Dokumentenidentifikation DE10107601B4 12.01.2006
Titel Schneckenbauteil
Anmelder Bühler Motor GmbH, 90459 Nürnberg, DE
Erfinder Popp, Dieter, 90765 Fürth, DE
DE-Anmeldedatum 17.02.2001
DE-Aktenzeichen 10107601
Offenlegungstag 29.08.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.01.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.01.2006
IPC-Hauptklasse F16H 55/22(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse F16H 1/16(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Schneckenbauteil mit einer Schnecke, mit Lagerbereichen zur Lagerung in einem Gehäuse eines Stellantriebs und Anlaufscheiben zur Axiallagerung und einen Stellantrieb, der dieses Schneckenbauteil umfasst.

Bei bekannten Stellantrieben mit Schneckengetriebe sind die Schnecken entweder auf einer Motorwelle fest aufgepresst oder mit dieser einstückig. Bei drehender Motorwelle wirkt als Reaktion auf das Widerstandsmoment des Schneckenrades eine axiale Kraftkomponente auf die Schnecke. Daher ist für die Schnecke bzw. die Motorwelle eine Axiallagerung erforderlich, die hierbei beispielsweise über die Wellenenden der Motorwelle erfolgt. Bei Verwendung von Kunststoffgehäusen ist in der Regel eine Anlaufscheibe aus Metall erforderlich, damit die Welle sich nicht im Laufe der Zeit in das Gehäusematerial einarbeitet. Dies würde zu einem erhöhten Axialspiel der Motorwelle führen und z.B. bei Drehrichtungswechsel des Motors Anschlaggeräusche verursachen. Da Anlaufscheiben gewöhnlich sehr klein dimensioiniert sind, ist deren Handhabung nicht einfach. Auch kann es vorkommen, dass statt einer Anlaufscheibe versehentlich mehrere montiert werden, wodurch es ggf. zu Schwergängigkeit oder gar Verklemmen der Motorwelle kommen kann. Schwerwiegende Folgen kann es auch haben, wenn Anlaufscheiben bei der Montage unbemerkt in den Stellantrieb fallen. Dort kann es zu Beschädigungen oder Verklemmen des Getriebes kommen. Auch bei Schnecken, die lose auf einer Achse gelagert sind oder die durch eine Kupplung von der Motorwelle getrennt sind, werden über Anlaufscheiben axial gelagert. Aus der DE-PS 199 06 693 C1 ist eine solche Anordnung bekannt. Hier können die gleichen Probleme auftreten.

Die Schriften DE 42 16 332 A1, DE 83 27 103 U1 und GB 2 117 484 A zeigen jeweils Stellantriebe mit einem gattungsgemäßen Schneckenbauteil. Die Lagerbereiche befinden sich hierbei jedoch an den beiden Enden des Schneckenbauteils, oder zumindest auf der der Schnecke abgewandten Seite einer axialen Anlauffläche, wodurch sich eine größere radiale Durchbiegung unter Last ergibt.

Die DE 199 238 330 A1 beschreibt die Verwendungsmöglichkeiten einer Kupfer-Zinn-Eisen-Legierung für die Herstellung mechanischer Bauteile des Fahrzeug- und Maschinenbaus sowie für die Herstellung elektromechanischer Bauteile.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es bei Axiallagerung von Schnecken in einem Gehäuse eines Stellantriebs dafür zu sorgen, dass möglichst wenig Teile vorhanden sind, die Montage einfach ist, keine Anlaufscheiben in den Stellantrieb fallen oder falsch montiert werden können und nur ein geringe radiale Auslenkung der Schnecke unter Last erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Schneckenbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen dargestellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

1 ein Schneckenbauteil und

2 das Schneckenbauteil im Einbauzustand in einem Stellantrieb.

1 zeigt ein Schneckenbauteil 1 mit einer Schnecke 3, mit Lagerbereichen 15, 16 zur Lagerung in einem Gehäuse eines Stellantriebs 10 und Anlaufscheiben 4, 5 zur Axiallagerung, wobei die Anlaufscheiben 4, 5 einstückig mit dem Schneckenbauteil 1 sind und der erste Lagerbereich 15, die Schnecke 3 und der zweite Lagerbereich 16 zwischen den beiden Anlaufscheiben 4, 5 angeordnet sind und die Schnecke 3 zwischen dem ersten Lagerbereich 15 und dem zweiten Lagerbereich 16 angeordnet ist.

Das Schneckenbauteil 1, ist vorzugsweise aus einer Kupfer-Nickel-Zink-Legierung, auch Neusilber genannt, durch Drehen hergestellt. Neusilber hat z.B. gegenüber Messing den Vorteil relativ hart und abriebfest zu sein. Dies ist insbesondere beim Anlauf gegen ein glasfaserverstärktes Gehäuse wichtig. Das Schneckenbauteil weist neben der Schnecke 3, der ersten Anlaufscheibe 4, der zweiten Anlaufscheibe 5, dem ersten Lagerbereich 15 und dem zweiten Lagerbereich 16 einen Aufnahmezapfen 2 für ein Kupplungsteil auf. Die Schnecke 3 und die Lagerbereiche 15 und 16 sind zwischen den Anlaufscheiben 4 und 5 angeordnet und die Schnecke 3 zwischen den beiden Lagerbereichen 15 und 16. Der Aufnahmezapfen 2 schließt an die erste Anlaufscheibe 4 an. Da alle genannten Bauteile einstückig aus dem Vollen gedreht werden, entfallen alle sonst üblichen Montageschritte. Da derartige Drehteile in programmierbaren Automatendrehmaschinen gedreht werden, sind Fehler nahezu ausgeschlossen. Durch statistische Prozesskontrolle wird üblicherweise gewährleistet, dass Maße eingehalten und der Verschleiß von Drehmeißeln rechtzeitig erkannt wird. Selbst bei der Montage des Schneckenbauteils 1 sind unabsichtliche Fehler nicht mehr möglich, da beispielsweise während der Montage keine Anlaufscheiben verloren gehen können. Drehteile sind hinsichtlich Koaxialität und Planlauf sehr genau herstellbar, das gilt bei dem beschriebenen Schneckenbauteil insbesondere für die Zuordnung der Lagerbereiche 15, 16 zur Schnecke 3 und den Anlaufscheiben 4, 5. Dies führt zu einem besonders ruhigen Lauf des Getriebes.

In 2 ist der Einbauzustand des Schneckenbauteils 1 in einem Stellantrieb 10 dargestellt. Der Stellantrieb 10 weist ein Gehäuse 11, einen mit Anschlüssen 21 versehenen Elektromotor 7, ein Untersetzungsgetriebe 14 und eine Klauenkupplung 8 mit Dämpfungselement 9 auf. Der Elektromotor 7 weist einen ersten zylindrischen Motoransatz 19 und einen zweiten zylindrischen Motoransatz 20 auf, welche von einer ersten Motoraufnahme 17 und einer zweiten Motoraufnahme 18 teilweise umfasst sind, wobei die Motoraufnahmen 17, 18 einstückig mit dem Gehäuse 11 sind. Der Elektromotor 7 weist eine Motorwelle 23 auf, die mit einem ersten Kupplungsteil 24 der Klauenkupplung 8 drehfest verbunden ist. Ein zweites Kupplungsteil 25 ist drehfest mit dem Aufnahmezapfen 2 des Schneckenbauteils 1 verbunden. Diese Verbindung kann durch Aufpressen hergestellt werden. Das Schneckenbauteil 1 ist in einem ersten Lagerbock 12 und einem zweiten Lagerbock 13, welche einstückig mit dem Gehäuse 11 des Stellantriebs 10 sind gelagert. Als Lagerbereich des Schneckenbauteils dienen die zylindrischen Lagerbereiche 15 und 16. Lagerböcke 12, 13 und Motoraufnahmen 17, 18 sind aus dem Stand der Technik bekannt, sie sind so ausgebildet, dass die zu montierenen Bauteile von einer Richtung aus montierbar sind. Das Untersetzungsgetriebe besteht aus einer Schneckenstufe, mit der Schnecke 3 und einem Schneckenrad 6; daran schließt eine Stirnradgetriebestufe und eine Ausgangswelle an. Die Anlaufscheiben 4 und 5 weisen zur Aufnahme der Axialkräfte einen deutlich größeren Durchmesser auf als die Lagerbereiche 15 und 16, dadurch können sie mit dem Schneckenrad 6 in Berührung kommen, wenn sie unmittelbar an die Schnecke 3 anschließen. Aus diesem Grund sind die Lagerbereiche 15 und 16, sowie die Schnecke 3 zwischen den Anlaufscheiben 4 und 5 angeordnet. Die Anlaufscheiben sind zumindest auf Stirnseiten 22, die den Aufnahmeböcken 12, bzw. 13 zugewandt sind angefast. Die Klauenkupplung 8 mit dem Dämpfungselement 9 dient dazu Fluchtungsfehler zwischen dem Elektromotor 7 und der Schnecke 3 auszugleichen, Drehschwingungen zu dämpfen und ggf. Lücken im Sortiment von Standardmotoren auszugleichen, die nicht mit jeder Wellenlänge lieferbar sind. Die mit der Schnecke einstückigen Anlaufscheiben 4, 5 verhindern, dass die Enden der Schnecke 3 axial an den Aufnahmeböcken 12, 13 anliegen. Dadurch ist stets ein definierter Axialanlauf gewährleistet. Dies gilt auch bei einer Vertauschung der Reihenfolge von Anlaufscheiben und Lagerbereichen.

1Schneckenbauteil 2Kupplungsaufnahme 3Schnecke 4erste Anlaufscheibe 5zweite Anlaufscheibe 6Schneckenrad 7Elektromotor 8Klauenkupplung 9Dämpfungselement 10Stellantrieb 11Gehäuse 12erster Aufnahmebock 13zweiter Aufnahmebock 14Untersetzungsgetriebe 15erster Lagerbereich 16zweiter Lagerbereich 17erste Motoraufnahme 18zweite Motoraufnahme 19erster Motoransatz 20zweiter Motoransatz 21Anschlüsse 22Stirnseiten 23Motorwelle 24erstes Kupplungsteil 25zweites Kupplungsteil

Anspruch[de]
  1. Schneckenbauteil (1) mit einer Schnecke (3), mit Lagerbereichen (15, 16) zur Lagerung in einem Gehäuse eines Stellantriebs (10) und Anlaufscheiben (4, 5) zur Axiallagerung, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheiben (4, 5) einstückig mit dem Schneckenbauteil (1) sind und der erste Lagerbereich (15), die Schnecke (3) und der zweite Lagerbereich (16) zwischen den beiden Anlaufscheiben (4, 5) angeordnet sind und die Schnecke (3) zwischen dem ersten Lagerbereich (15) und dem zweiten Lagerbereich (16) angeordnet ist.
  2. Schneckenbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenbauteil (1) ein Drehteil ist.
  3. Schneckenbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenbauteil (1) aus einer Kupfer-Nickel-Zink-Legierung (Neusilber) besteht.
  4. Schneckenbauteil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenbauteil (1) einerseits einen Aufnahmezapfen (2) aufweist, der drehfest mit einer Klauenkupplung (8) verbindbar ist, wobei der Aufnahmezapfen an die erste Anlaufscheibe (4) anschließt.
  5. Stellantrieb mit einem Schneckenbauteil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenbauteil (1) durch einen ersten Lagerbock (12) und einen zweiten Lagerbock (13) drehbeweglich gelagert sind, wobei die Lagerböcke (12, 13) die Lagerbereiche (15, 16) des Schneckenbauteils (1) teilweise umfassen.
  6. Stellantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheiben (4, 5) mit Stirnseiten (22) an Aufnahmeböcken (12, 13) anliegen.
  7. Stellantrieb nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeböcke als Schnappmittel ausgebildet sind, wobei sie die Lagerbereiche (15, 16) des Schneckenbauteils (1) formschlüssig halten.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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