DE102018202926A1

DE102018202926A1 - Aktuator mit einer Gewindespindel und Kunststoffelement

Info

Publication number: DE102018202926A1
Application number: DE102018202926.1A
Authority: DE
Inventors: Manuel Doppler; Emmanuel Eyraud; Marcel Soltermann
Original assignee: SKF AB
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2019-08-29
Also published as: US20190264787A1; US11193566B2; CN110195768A; CN110195768B

Abstract

Die Erfindung geht aus von Aktuator mit einer Gewindespindel und mit einem Bauteil (10), das ein Innengewinde (12) aufweist und das auf die Gewindespindel geschraubt ist.Es wird vorgeschlagen, dass das Bauteil wenigstens einen Bereich (14) aufweist, welcher aus Kunststoff, insbesondere aus Hartplastik, besteht und welcher die Gewindespindel berührt.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Aktuator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist ein Aktuator mit einer Gewindespindel bekannt, auf die eine Mutter geschraubt ist. Die Mutter ist mit einer Feststellschraube an der Gewindespindel befestigt. Alternativ kann die Mutter auch für das Gewinde der Gewindespindel unterdimensioniert sein und einen Schlitz aufweisen. Eine ist eine Ausbildung eines Aktuator bekannt, bei der zwei Muttern gegeneinander sich berühren auf die Gewindespindel geschraubt sind. Außerdem sind Nylstop Sicherheitsmuttern bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine hohen Effizienz zu erreichen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und die Merkmale des Patentanspruchs 10 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von einem Aktuator mit einer Gewindespindel und mit einem Bauteil, das ein Innengewinde aufweist und das auf die Gewindespindel geschraubt ist.
Es wird vorgeschlagen, dass das Bauteil wenigstens einen Bereich aufweist, welcher aus Kunststoff, insbesondere aus Hartplastik, besteht und welcher die Gewindespindel berührt. Erfindungsgemäß kann eine hohe Effizienz erreicht werden. Insbesondere kann eine sehr kompakte, sehr kostengünstige und einfach herzustellende Bauweise erreicht werden. Ferner kann insbesondere erreicht werden, dass das Bauteil auf einfache Weise auf der Gewindespindel verschraubbar ist und trotzdem während eines Betriebs des Aktuator seine Position relativ zu der Gewindespindel beibehält. Im Besonderen kann das Bauteil die Rolle eines Sicherheitsendstopps wie in der Norm IEC 60601-1 definiert spielen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Bauteils,
2 zeigt einen Querschnitt des Bauteils, sodass dieses in zwei Hälften zerteilt wird,
3 zeigt ein Metallelement des Bauteils, und
4 zeigt ein Kunststoffelement des Bauteils.

Die 1 und 2 zeigen ein erfindungsgemäßes Bauteil, welches im montierten Zustand auf eine Gewindespindel eines Aktuator, insbesondere eines Hebeaktuators, geschraubt ist. Das Bauteil weist ein Metallelement 16, das als Mutter 26 ausgebildet ist, und ein Kunststoffelement 18 auf. In dem montierten Zustand ist ein Innengewinde der Mutter auf die Gewindespindel geschraubt. Das Kunststoffelement weist einen Bereich 14 auf, der die Gewindespindel in dem montierten Zustand berührt. Der Bereich ist ringförmig ausgebildet. Der Bereich 14 ist in einem Zustand, in dem das Bauteil von der Gewindespindel demontiert ist, im Vergleich zu einem Zustand, in dem das Bauteil auf die Gewindespindel geschraubt ist, verformt. In einem Querschnitt (2) ist der Bereich lippenförmig ausgebildet. An seinem radialen Außenbereich weist das Metallelement eine Verzahnung auf, die sich über den vollständigen Umfang des Metallelements erstreckt. Das Metallelement ist in das Grundstoffelement eingepresst.
Bei einem Aufschrauben des Bauteils auf die Gewindespindel dreht sich die Mutter um eine Zentralachse 28. Der Abstand des Bereichs 14 von der Zentralachse ist kleiner als der Außendurchmesser 30 eines Innengewindes 12 der Mutter. Das Kunststoffelement berührt mit seiner Oberfläche mehr als 10 % der Gesamtoberfläche des Metallelements.
Das Kunststoffelement weist an seiner radialen Außenoberfläche Abflachungen 32 auf, die mit einem Schraubenschlüssel derart umgriffen werden können, dass durch Bewegen des Schraubenschlüssels ein Verschrauben des Bauteils auf der Gewindespindel möglich ist. Dabei überträgt das Kunststoffelement eine Kraft in Umfangsrichtung 20 auf das Metallelement. Eine axialseitige Endfläche 22 (2) des Metallelements ist weiter von einem Schwerpunkt des Bauteils entfernt als eine axialseitige Endfläche 24 des Kunststoffelements, wobei die beiden Endflächen an derselben Seite des Bauteils angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass bei einem Auftreffen der betreffenden Seite des Bauteils auf eine ebene Fläche eines Gehäuses das Kunststoffelement nicht von den Metallelement weggedrückt wird.
Der Bereich 14 sorgt dafür, dass eine Position des Bauteils relativ zu der Gewindespindel während einem Betrieb des Aktuators fixiert ist. Ferner ist mittels des Bauteils ein Abschalten des Antriebs des Aktuators realisiert, und zwar indem das Bauteil, wenn es relativ zu dem Gehäuse des Aktuators seine bestimmte Position erreicht, einen Schalter betätigt, der den Antrieb deaktiviert. Falls der Schalter versagt, bewirkt das Bauteil auf mechanische Weise einen Stillstand der Gewindespindel relativ zu dem Gehäuse des Aktuators, was besonders wichtig ist für medizinische Aktuatoren, da hier zwei Abschaltmechanismen Vorschrift sind. Durch ein Verschrauben des Bauteils werden die Endpositionen für beide Abschaltmechanismen gleichzeitig verändert, was insbesondere die Unfallgefahr bei Operationstischen vermindert.
Anstatt des genannten Schalters kann eine Endposition der Gewindespindel auch dadurch markiert werden, dass das Bauteil auf das Gehäuse des Aktuator auftrifft, wodurch ein Überstrom im Aktuator erzeugt wird, welcher der Elektronik des Aktuators signalisiert, dass eine Endposition erreicht ist, welche dann in einem Speicher des Aktuator gespeichert wird.
Das Bauteil ist an einem ersten Ende der Gewindespindel aufgeschraubt. Ein weiteres, baugleiches Bauteil ist an dem zweiten Ende der Gewindespindel aufgeschraubt. Durch ein Verschrauben der beiden Bauteile auf der Gewindespindel sind die Maximums- und Minimumsposition des Aktuators und der Gesamtfahrweg des Aktuators sehr genau einstellbar, was insbesondere zum Ausgleich von Toleranzen nützlich ist.
Vorliegend ist die Mutter 26 relativ kurz, was Bauraum spart.
Wenn das Bauteil auf die Gewindespindel geschraubt ist, werden das Kunststoffelement und das Metallelement durch das Gewinde der Gewindespindel relativ zueinander in Position gehalten. Beim Aufschrauben des Bauteils auf die Gewindespindel wird ein spezielles Werkzeug verwendet, um zu gewährleisten, dass das Kunststoffelement und das Metallelement relativ zueinander in Position bleiben.
Da sowohl das Metallelement als auch das Kunststoffelement sehr kostengünstig sind, ist auch das gesamte Bauteil äußerst kostengünstig.
Das Kunststoffelement kann aus Hartplastik bestehen.
Bezugszeichenliste

10: Bauteil
12: Innengewinde
14: Bereich
16: Metallelement
18: Kunststoffelement
20: Umfangsrichtung
22: Endfläche
24: Endfläche
26: Mutter
28: Zentralachse
30: Außendurchmesser
32: Abflachung

Claims

Aktuator mit einer Gewindespindel und mit einem Bauteil (10), das ein Innengewinde (12) aufweist und das auf die Gewindespindel geschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil wenigstens einen Bereich (14) aufweist, welcher aus Kunststoff, insbesondere aus Hartplastik, besteht und welcher die Gewindespindel berührt.
Aktuator nach Anspruch 1, wobei das Bauteil wenigstens ein Metallelement (16) mit einer Bauform aufweist, welche eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Kraftübertragung in eine Umfangsrichtung des Metallelements ermöglicht.
Aktuator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Bauteil wenigstens ein Kunststoffelement (18) umfasst, welches den Bereich aufweist und welches ein Metallelement (16) des Aktuators berührt.
Aktuator nach Anspruch 3, wobei das Kunststoffelement dazu ausgebildet ist, formschlüssig eine Kraftübertragung auf das Metallelement in eine Umfangsrichtung (20) des Metallelements zu ermöglichen.
Aktuator nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei das Metallelement in das Kunststoffelement eingepresst ist oder das Kunststoffelement durch teilweises Umspritzen des Metallelements hergestellt ist.
Aktuator nach einem der Ansprüche 3-5, wobei eine axialseitige Endfläche (22) des Metallelements weiter von einem Schwerpunkt des Bauteils entfernt ist als eine axialseitige Endfläche (24) des Kunststoffelements, welche an einer gleichen Seite des Bauteils angeordnet ist wie die axialseitige Endfläche des Metallelements.
Aktuator nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Bereich verformt ist im Vergleich zu einem Zustand, in welchem das Bauteil von der Gewindespindel demontiert ist.
Aktuator nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Bereich lippenförmig ausgebildet ist.
Aktuator nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Bauteil mittels einem Schraubenschlüssel auf der Gewindespindel verschraubbar ist.
Bauteil, insbesondere für einen Aktuator nach einem der vorigen Ansprüche, mit einem Kunststoffelement und einer Mutter (26), welche eine Zentralachse (28) aufweist, um welche sich die Mutter bei einem Aufschrauben auf ein Außengewinde dreht, wobei das Kunststoffelement wenigstens einen Bereich (14) aufweist, dessen Abstand von der Zentralachse kleiner ist als der Außendurchmesser (30) eines Innengewindes (12) der Mutter, wobei das Kunststoffelement wenigstens 10 % , vorzugsweise wenigstens 30 %, einer Gesamtoberfläche der Mutter berührt.