Beschreibung

Kugelgewindetrieb mit überlastkupplung

Die vorliegende Erfindung betriff einen Kugelgewindetrieb mit einem Gehäuse, in welchem eine Spindelmutter auf einer Kugelgewindespindel angeordnet ist, mit einer überlastkupplung, die bei Erreichen einer auf die Kugelgewindespindel wirkenden Auslösekraft auslöst, mit einer Vorspanneinrichtung, die mit wenigstens einem Stellglied auf eine Vorspannkraft einstell ^¬ bar ist und auf die überlastkupplung wirkt, und mit einem be ^¬ weglichen Druckelement, an das die Vorspanneinrichtung angreifen kann, um die Vorspannkraft auf die überlastkupplung zu übertragen.

Ein solcher Kugelgewindetrieb ist aus DE 44 27 809 bekannt. Der darin beschriebene Kugelgewindetrieb weist ein Gehäuse aus zwei zylindrischen Hohlkörpern auf, die über die Spindelmutter gestülpt sind. Stirnseitig vorgesehene Stellmuttern wirken über Tellerfedern auf Drucklager, die sich an der

Spindelmutter abstützen. Beim überschreiten einer zulässigen Stellkraft bzw. beim Erreichen einer Auslösekraft führt die Spindelmutter eine Relativbewegung zu dem anzutreibenden Element aus, indem sie eine der Tellerfederanordnungen zusammen- presst und nach einem vorgegebenen Auslenkweg einen der zylindrischen Hohlkörper in Bezug zu dem anderen verschiebt und die überlastkupplung auslöst bzw. durchrutschen lässt.

Die Konstruktion des Standes der Technik ist sehr kompliziert und verlangt eine Reihe von gegeneinander verschiebbaren Bauteilen und sogar ein zweiteiliges Gehäuse. Es ist somit kein gekapselter Aufbau im Bereich der überlastkupplung möglich. Darüber hinaus wird die Auslösekraft im Wesentlichen durch die Federraten der Tellerfedern sowie die Breite des Spaltes

zwischen den Gehäusehälften und der Spindelmutter bestimmt. Die für die Auslösekraft wesentlichen Parameter sind daher nur schwer bestimmbar und eine präzise Einstellung derselben kaum möglich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, einen eingangs genannten Kugelgewindetrieb derart weiter zu bilden, dass die Auslösekraft im Wesentlichen nur noch abhängig ist von auf die überlastkupplung wirkenden, einstellbaren Vor- Spannkräften.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Ge ^¬ häuse einteilig ausgebildet ist und das Druckelement gleitend an einer Gehäusefläche und an einer Umfangsflache der Spin- delmutter angeordnet ist.

Mit dieser Konstruktion ist es möglich, über jedes Stellglied eine Vorspannkraft einzustellen, die über ein bewegliches Druckelement direkt auf die überlastkupplung übertragen wird, ohne dass sich Gehäuseteile dabei relativ zueinander bewegen müssen. Darüber hinaus erlaubt die erfindungsgemäße Bauweise einen gekapselten Aufbau des Kugelgewindetriebs.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Merkmalen der Unteran- sprüche 2 bis 11.

Zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung im Längsschnitt durch einen Kugelgewindetrieb mit einer überlastkupp ^¬ lung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung im Längsschnitt durch einen Kugelgewindetrieb mit einer überlastkupplung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 ist schematisch ein Kugelgewindetrieb 1 darge ^¬ stellt, mit einem einteiligen Gehäuse 3, das an zwei gegen ^¬ über liegenden Stirnseiten mit jeweils einem Stellglied 5, das in der vorliegenden Ausführungsform vorzugsweise als Stellmutter ausgebildet ist, verschlossen ist. Die Stellglie ^¬ der 5 weisen eine Durchgangsöffnung 5a auf, durch die eine Kugelgewindespindel 7 hindurch durchgeführt ist. Die Kugelge ^¬ windespindel 7 ist im Bereich des Gehäuses 3 von einer Spin ^¬ delmutter 9 umschlossen, an deren Umfangsflache 9a jedes Stellglied 5 durch ein Lager 12 abgestützt ist, das in der vorliegenden Ausführungsform als ein Rollenlager oder ein Radialkugellager mit Spielpassung ausgebildet sein kann. Die Spindelmutter 9 lässt sich auf diese Weise in dem Gehäuse 3 nicht nur verdrehen, sondern auch axial verschieben. Zwischen der Spindelmutter 9 und einer Innenseite des Gehäuses 3 ist eine überlastkupplung 10 ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die überlastkupplung 10 eine Lamellenkupplung mit Reiblamellen 10a des Gehäuses 3 und Reiblamellen 10b der Spindelmutter 9.

Die überlastkupplung 10 wird durch zwei Druckelemente 11 be ^¬ grenzt, die in der vorliegenden Ausführungsform als Druckring ausgebildet sind. Zwischen jedem Stellglied 5 und dem Druck ^¬ ring 11 ist eine Vorspanneinrichtung 13 angeordnet, welche in Abhängigkeit von jedem Stellglied 5 Vorspannkräfte auf die Druckelemente 11 ausübt. Die Vorspanneinrichtung 13 ist in der vorliegenden Ausführungsform vorzugsweise ein Federelement, insbesondere eine Druckfeder, wie beispielsweise eine Schrauben- oder Tellerfeder. Die Vorspannkräfte der Vorspann-

einrichtung 13 liegen etwas über einer Auslösekraft der überlastkupplung 10. Durch ein Verdrehen eines oder beider Stellglieder 5 kann die Vorspannkraft Fk und somit auch die Auslö ^¬ sekraft Fs eingestellt werden. In einer bevorzugten Ausfüh- rungsform werden beide Stellglieder 5 um einen gleichen Betrag verdreht, so dass gleiche Vorspannkräfte auftreten. Mit einer ungleichen Einstellung können hingegen Richtungsabhängigkeiten von Bauteilen ausgeglichen werden. Da sich die Vorspannkräfte Fk in der Mittellage aufheben, lässt sich die Spindelmutter 9 mit samt der Lamellenkupplung 10 und dem

Druckelement 11 relativ leicht axial im Gehäuse 3 verschie ^¬ ben .

Die Funktionsweise der überlastkupplung 10 wird im Folgenden beschrieben:

Wird die Kugelgewindespindel 7 angetrieben, wandelt die Spin ^¬ delmutter 9 ein Drehmoment der Kugelgewindespindel 7 in eine axiale Kraft F um, da die vorgespannte überlastkupplung 10 ein Verdrehen der Spindelmutter 9 gegenüber dem Gehäuse 3 verhindert .

Die auf diese Weise erzeugte axiale Kraft F verschiebt dann die Spindelmutter 9 gegenüber dem Gehäuse 3 und der überlast- kupplung 10 in die entsprechende Wirkrichtung. Aufgrund des vorzugsweise symmetrischen Aufbaues des Kugelgewindetriebs soll im Folgenden nur die Wirkrichtung in Figur 1 zur linken Seite beschrieben werden. Die Relativverschiebung der Spindelmutter 9 gegenüber dem Gehäuse 3 erfolgt so lange, bis die Spindelmutter 9 mit einem linken Anschlag 15 gegen ein linkes Axialkugellager 17 des Druckelements 11 anstößt. Dann nimmt die Spindelmutter 9 die überlastkupplung 10 und das Druckelement 11 mit, das an einer Gehäuseinnenfläche 3a entlang glei ^¬ tet, bis das Druckelement 11 auf der rechten Seite in Fig. 1

gegen einen rechten Absatz 19 im Gehäuse 3 anschlägt.

In dieser Position bleibt die überlastkupplung 10 während eines Betriebsvorganges. Die Vorspannkraft Fk in der überlast- kupplung 10 wird dabei zwar um den Betrag der Kraft F verringert, bleibt aber jederzeit ausreichend groß, um ein Durch ^¬ rutschen der überlastkupplung 10 zu verhindern. Aufgrund der Tatsache, dass die rechte Vorspanneinrichtung 13 das Druck ^¬ element 11 gegen den rechten Absatz 19 drückt, wird die Vor- Spannkraft Fk nur noch von der Vorspannkraft (FvI) der linken Vorspanneinrichtung 13 sowie der axialen Kraft F bestimmt (Fk = FvI-F) .

Schlägt der Antrieb gegen ein Hindernis, so steigt die axiale Kraft F an. Dadurch wird die Vorspannkraft Fk in der über ^¬ lastkupplung 10 reduziert und gleichzeitig das Drehmoment in der überlastkupplung 10 erhöht. Wird eine vorbestimmte Auslö ^¬ sekraft Fs erreicht, rutscht die überlastkupplung 10 durch.

In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt.

Auch die zweite Ausführungsform arbeitet mit dem in Bezug zur ersten Ausführungsform beschriebenen Wirkprinzip. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich lediglich konstruktiv von der ersten Ausführungsform dadurch, dass in dem einteiligen Gehäuse 3 Durchbrechungen vorgesehen sind und das Druckele ^¬ ment 11 mit einem Flächenteil IIa an einer Gehäuseinnenfläche 3b anliegt, wobei jedes Flächenteil IIa im Bereich der Gehäu ^¬ seinnenfläche 3b Durchbrechungen aufweist, durch die die Druckelemente 11 wechselseitig mit Absätzen IIb hindurch ge- führt und an der Umfangsflache 9a der Spindelmutter 9 gela ^¬ gert sind. Jedes Stellglied 5 weist einen Flansch 5b auf. Zwischen diesem Flansch 5b und dem Gehäuse 3 ist die Vorspanneinrichtung 13 angeordnet.