Die Erfindung betrifft eine Spindelmutter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der US 3,815,434 A ist eine Spindel-Spindelmutter-Anordnung bekannt, die eine gelenkig verbundene zweiteilige Mutter aufweist, wobei die beiden Mutterhälften miteinander verrastet werden.

Die US 2019/0136901 A1 offenbart eine Spindel-Spindelmutter-Anordnung, die eine mehrteilige Mutter offenbart, die Innengewinde aufweisende Kupplungsteile umfasst, die von einem Spannring vorgespannt gehalten werden, sodass diese um eine Spindel herum vorfixiert werden können. Zur Drehmomentübertragung wird eine Sechskantkappe, die auf die Kupplungsteile abgestimmt ist, über die an der Spindel fixierten Kupplungsteile gestülpt. Die Sechskantkappe weist ein Durchgangsloch auf, das größer als der Spindelaußendurchmesser ist, sodass die Mutter ohne Drehung an einer gewünschten Stelle positioniert werden kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Spindel anzugeben, die in verbesserter Weise an eine Spindel montiert und dort betrieben werden kann.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.

Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

In bekannter Weise weist eine Spindelmutter zwei Mutterelemente auf, die zusammen ein Innengewinde bilden, wobei jedes Mutterelement einen Scharnierbereich aufweist. Die Scharnierbereiche der beiden Mutterelemente greifen gelenkig ineinander, wobei im geöffneten Zustand der Gewindebereich des Mutterelements außerhalb des durch den Gewindebereich des anderen Mutterelements definierten Gewindes liegt.

Auf diese Weise kann die Spindelmutter an einer gewünschten Position an der Spindel montiert werden, ohne dass die Spindelmutter entlang der gesamten Spindellänge gedreht werden muss.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die beiden Scharnierbereiche so ausgebildet sind, dass diese in Radialrichtung formschlüssig und in Axialrichtung lösbar verbunden sind. An der dem Scharnierbereich gegenüberliegenden Seite eines jeden Mutterelements ist ein Spannbereich angeordnet, wobei die beiden Spannbereiche über ein vorgespanntes federelastisches Spannelement so verbunden sind, dass die beiden Spannbereiche unter Vorspannung zueinander hingedrückt werden.

Durch das federelastische Spannelement werden die beiden Mutterelemente unter elastischer Vorspannung an die Spindel gepresst, sodass sich eine, insbesondere in axialer Richtung, weitgehend spielfreie Aufnahme einer Spindel in der Spindelmutter ergibt.

Ferner ermöglicht das federelastische Element eine Kompensation von Abweichungen im Hinblick auf die Maß-, Form- oder Lageabweichungen zwischen der Spindel und der Spindelmutter, sodass ein konstantes Spindeldrehmoment erzeugt wird. Durch die formschlüssige Scharniergestaltung kann eine ausreichende Stabilität erreicht werden, sodass ausreichend große Vorspannkräfte realisiert werden können.

Durch die erfindungsgemäße mehrteilige Ausgestaltung der Spindelmutter wird eine einfache Montage ermöglicht, da die beiden Mutterelemente an der Stelle, an der sie in eine Spindel eingesetzt werden sollen, miteinander verbunden werden können. Über das Scharnier können sie zusammengeklappt werden und in ihrem Spannbereich über ein Spannelement verbunden werden. Die zur Drehmomentübertragung notwendigen Übertragungsstrukturen können bevorzugt Teil der Mutterelemente sein.

Die Kunststoffmutterteile können so eine große Vielfalt an Übertragungsstrukturen aufweisen, um die Relativdrehung der Spindelmutter zur Spindel zu ermöglichen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Mutterelemente aus einem Kunststoff hergestellt. Durch die elastische Verformbarkeit des Kunststoffs gegenüber einer aus einem Metall, insbesondere Stahl, gebildeten Spindel wird erreicht, dass sich die Mutter unter der aufgebrachten Vorspannkraft mit ihrem Innengewinde besonders gut an die Gewindekontur der Spindel anschmiegt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Spindelmutter derart gestaltet, dass die Summe der Teilumfänge des Innengewindes der Mutterelemente geringer ist als der zum Innendurchmesser des Gewindes korrespondierende Umfang. Dadurch wird erreicht, dass die Mutterelemente in eine Lage zueinander gebracht werden können, in der über einen langen Zeitraum eine Vorspannung aufgebracht werden kann, da in der Einbausituation die Mutterelemente sich, an der dem Scharnier gegenüberliegenden Seite, nicht berühren können.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Spannbereich in axialer Richtung Anschlagelemente auf, an die ein befestigtes Spannelement anschlägt, sodass dadurch eine Verlustsicherung des Spannelements in Axialrichtung erreicht wird. Eine axiale Relativverschiebung der beiden Mutterelemente zueinander wird durch das Gewinde der Spindel verhindert. Es ist vorgesehen, dass der Abstand zwischen Anschlagsteg und Rastnase größer, insbesondere ca. 1 bis 2 mm größer, ist als die Länge des Spannelements.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Spannbereich in axialer Richtung beidseitig, insbesondere in seinem Randbereich, ein Anschlagelement auf, das wenigstens an einer Seite als Raststruktur ausgebildet ist, sodass eine Rastverbindung durch eine axiale Relativbewegung zwischen dem Spannelement und den Mutterelementen herstellbar ist.

Bevorzugt kann der Spannbereich eine in axialer Richtung verlaufende Nut aufweisen, in die das Spannelement eingreift und dort entsprechend formschlüssig gehalten ist.

In vorteilhafter Weise kann das Spannelement in Form einer Federklemme ausgebildet sein. Die insbesondere einstückige Federklemme weist bevorzugt einen etwa v-förmigen Querschnitt, insbesondere mit einer Rastwölbung zur Sicherstellung des seitlichen Eingriffs, auf.

Die Federklemme erstreckt sich bevorzugt über wenigstens 90 % der axialen Ausdehnung der beiden Mutterelemente. Dadurch kann eine ausreichend große Vorspannung hergestellt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, betrifft diese eine Spindel-Spindelmutter-Anordnung umfassend eine zuvor beschriebene Spindelmutter und eine in der Spindelmutter aufgenommene Spindel. Die Spindelmutter und die Spindel weisen dabei bevorzugt ein Trapezgewinde mit gleichem Flankenwinkel auf. Dadurch kann erreicht werden, dass sich durch die Vorspannkraft eine großflächige Anlage der beiden Flanken ergibt, wodurch das axiale Spiel zwischen Spindelmutter und Spindel erheblich reduziert ist.

Gemäß einerweiteren Fortbildung der Spindel-Spindelmutteranordnung sind das Spannelement, der Kunststoff der Spindelmutter und die Spindel derart aufeinander abgestimmt, dass sich das Mutterelement in Anlage an die Spindel im elastischen Bereich verformt.

Gemäß einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine solche Spindel-Spindelmutteranordnung besonders vorteilhaft in einer verstellbaren Lenksäule eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Insoweit umfasst eine verstellbare Lenksäule eine zuvor beschriebene erfindungsgemäße Spindel- Spindelmutteranordnung. Da sich ein schwankendes Drehmoment während der Verstellung einer Lenksäule durch auf- und abschwellende Geräusche des Antriebsmotors ausdrückt, können durch die erfindungsgemäße Spindel, Spindelmutter-Anordnung auftretende Schwankungen der Antriebsgeräusche, die während der Verstellung der Lenksäule auftreten reduziert werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.

In der Zeichnung bedeutet:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Spindel-Spindelmutteranordnung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßem Spindel-Spindelmutteranordnung im zusammengebauten Zustand;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßem Spindel-Spindelmutteranordnung im endmontierten Zustand;

Fig. 4 eine Schnittansicht der Fig. 3, und

Fig. 5 eine Schnittansicht der Fig. 3. Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Spindel-Spindelmutteranordnung 10 umfassend eine Spindelmutter 20 und eine Spindel 30. Die Spindelmutter 20 umfasst zwei Mutterelemente 22, 24, die über ein Spannelement 26 verbunden sind. Jedes Mutterelement 22, 24 weist ein Teil-Innengewinde auf, sodass durch die beiden Mutterelemente 22, 24 ein Innengewinde gebildet wird, in dem eine Spindel 30 geführt wird. Das Mutterelement 22 weist einen Spannbereich 32, einen Gewindebereich 34 und einen Scharnierbereich 36 auf. Der Gewindebereich 34 liegt zwischen dem Scharnierbereich 36 und dem Spannbereich 32. Das Mutterelement 24 weist ebenfalls einen Spannbereich 42, einen Gewindebereich 44 und einen Scharnierbereich 46 auf. Der Scharnierbereich 36 ist so gestaltet, dass dieser eine über einen Teilbereich seitlich offene Hülse umfasst. Der Winkelbereich, in dem die Hülse 38 ausgenommen ist, beträgt weniger als 45°, sodass eine Scharnierbewegung der beiden Mutterelemente 22, 24 gegeneinander möglich ist, dennoch aber eine stabile Lagerung gewährleistet ist. Das Mutterelement 24 weist einen Scharnierbereich 46 auf, der insbesondere teilweise als zylindrischer Stift 48 ausgebildet ist, der in axialer Richtung in die Hülse 38 eingeschoben werden kann. Die Verbindung des Stifts 48 zum Gewindebereich 44 ist dabei so gestaltet, dass eine axiale Relativbewegung im geöffneten Zustand bei innenliegender Spindel 30 möglich ist. Auf diese Weise kann die Spindelmutter 20 einfach an einer beliebigen Stelle der Spindel 30 montiert werden.

Weiter ist in Fig. 1 zu erkennen, dass der Spannbereich 42, der analog zum Spannbereich 32 ausgebildet ist, in axialer Richtung an einem Ende einen Anschlag-Steg 50 aufweist. Am gegenüberliegenden axialen Ende des Mutterelements 24 weist der Anschlagbereich 42 eine Rastnase 52 auf. Da die beiden Spannbereiche 32, 42 der beiden Mutterelemente 22, 24 analog ausgebildet sind, kann das Spannelement 26 so über diese Rastnase geschoben werden, dass es sicher zwischen dem Anschlag-Steg 50 und der Rastnase in axialer Richtung gehalten ist.

Das Spannelement 26 übt eine Federkraft auf die Spannbereiche 32, 42 aus, die im Wesentlichen in Tangentialrichtung wirkt, sodass die beiden Mutterelemente 22, 24 an die Spindel 30 gedrückt werden. Dadurch werden die Flanken des Muttergewindes zwischen die Flanken des Spindelgewindes gedrückt, sodass eine axiale Relativbewegung zwischen der Spindel 30 und der Spindelmutter 20 weitgehend verhindert werden kann. Dadurch greifen die Spindelmutter und die Spindel in Axialrichtung spielfrei ineinander.

Durch die Gestaltung des Federelements 26 und die dadurch einstellbare Federkonstante kann die Spindelmutter 20 unterschiedlich stark an die Spindel 30 angedrückt werden, sodass die Spindel- Spindelmutteranordnung 10 im Hinblick auf unterschiedliche Reibmomente zwischen Spindel 30 und Spindelmutter 20 auf einfache Weise angepasst werden kann.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Spindel-Spindelmutter-Anordnung 10 mit im Scharnierbereich 36, 46 verbundenen Mutterelementen 22, 24, wobei die Mutterelemente 22, 24 im Spannbereich 32, 42 noch nicht über das Spannelement 26 verbunden sind. In dem dort gezeigten Montageabschnitt liegen die Mutterelemente 22, 24 mehr oder minder locker an der Spindel 30 an.

Fig. 3 zeigt eine Spindel-Spindelmutter-Anordnung 10 in einem endmontierten Montageschritt. Die Mutterelemente 22, 24 werden unter Vorspannung an die Spindel 30 angedrückt. Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht der Spindelmutter 20 und Spindel 30, wobei zu erkennen ist, dass durch das Aneinanderdrücken der beiden Mutterelemente 22, 24 die Spindel 30 seitlich an dem Gewindebereich 34, 44 der Mutterelemente 22, 24 anliegt.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch die Spindelanordnung gemäß Fig. 3. Die Gewindebereiche 34, 44 der beiden Mutterelemente 22,24 werden so an die Spindel 30 angedrückt, dass die Gewindeflanken in Anlage kommen. Die Spindel 30 und die Spindelmutter sind so aufeinander abgestimmt, dass bei aneinanderliegenden Gewindeflanken ein radialer Abstand R zwischen Spindel 30 und Spindelmutter 20 an den Gewindespitzen der Spindel vorliegt. Dadurch wird eine radiale Anlage von Spindel und Spindelmutter vermieden, bevor die Flanken aneinanderliegen.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die Spindel-Spindelmutteranordnung 10. In dieser Darstellung ist erkennbar, dass die Scharnierachse A des Scharnierbereichs 36 in einer Ebene mit der Mittelachse M der Spindel 30 liegt. Diese Ebene schneidet das Spannelement 26 insbesondere in seiner Mitte. Dadurch wird eine möglichst gleichmäßige Anpresskraftverteilung erreicht.

Wie in Fig. 5 gut zu erkennen ist, ist das Spannelement 26 etwa v-förmig ausgebildet, wobei dieses am Ende der Schenkel nach innen gebogen ist, um an den Spannbereichen 32, 42 der Spindelmutter 20 anzuliegen.

Ferner ist an dieser Darstellung zu erkennen, dass die Summe der Teilumfänge der Teilgewinde der einzelnen Mutterelemente 22, 24 geringer ist als der korrespondierende Spindelumfang. Dies ermöglicht, dass die Mutterelemente 22, 24 unter Aufbringung einer Vorspannkraft an die Spindel 30 angedrückt werden können, da die beiden Mutterelemente in der Richtung der Spannkraft nicht in Anlage gelangen können.

Auf diese Weise ist eine Spindel-Spindelmutter-Anordnung 10 geschaffen, die eine einfache Montage und eine flexible Anpassung an das Reibmoment im Übergang zwischen Spindel und Spindelmutter ermöglicht und eine weitgehend spielfreie Lagerung in Axialrichtung ermöglicht.