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Die Erfindung betrifft ein Schraubengetriebe mit einer Gewindespindel, die von einer drehend antreibbaren Mutter aus unmittelbar oder über zwischengeschaltete Kugeln, Rollen od. dgl. axial verschiebbar ist.
Schraubengetriebe werden als Elemente des Maschinenbaues bei einer Vielzahl von Anwendungsfällen eingesetzt. Neben einfachen Schraubengetrieben, bei denen das Gewinde der Mutter unmittelbar mit dem Gewinde der Spindel in Eingriff steht, sind auch, insbesondere zur Verringerung der Reibungsverluste und zur Vergrösserung des Wirkungsgrades des Schraubengetriebes, Kugel- oder Rollenspindeln bekannt, bei denen die Gewindeteile der Mutter und der Spindel über zwischengeschaltete Wälzkörper, die meist in gesonderten Käfigen geführt sind, in Verbindung stehen, wobei diese Wälzkörper, wenn sie als Rollen ausgeführt sind, ein entsprechendes Aussengewinde aufweisen.
Durch diese Massnahme wird die beim einfachen Spindelschraubengetriebe zwischen Mutter und Spindel vorhandene gleitende Reibung durch die rollende Reibung zwischen den Gewindeteilen von Mutter und Spindel einerseits und den sich bei der Verdrehung der Mutter auf den beiden Gewindeteilen abwälzenden Wälzkörpern anderseits ersetzt, so dass die Reibungsverluste gegenüber einfachen Schraubengetrieben stark herabgsetzt werden. Prinzipiell betrifft die Erfindung beide Arten der bekannten Schraubengetriebe.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass für den Antrieb der Spindelmutter ein in seiner Drehrichtung umsteuerbarer Hydromotor vorgesehen ist, in dessen Rotor die Spindelmutter konzentrisch eingesetzt und dessen Gehäuse mit Lagern zur spielfreien Lagerung von Rotor und Spindelmutter ausgestattet ist.
Hydromotoren sind an sich allgemein bekannt. Durch die erfindungsgemässe Kombination erhält man ein Schraubengetriebe, das mit dem Antriebselement, nämlich dem Hydromotor, eine bauliche Einheit bildet und somit gemeinsam mit dem Antriebselement eingebaut werden kann. Dabei sind weder eigene Abstützungen für den Antriebsmotor noch den Aufbau komplizierende Zwischengetriebe zwischen Antriebsmotor und Schraubengetriebe erforderlich. Das erfindungsgemässe Schraubengetriebe kann auch in explosionsgefährdeten Räumen gefahrlos eingesetzt werden. Das Schraubengetriebe kann überall dort eingesetzt werden, wo regelbare Verstellbewegungen bzw. Drücke erzeugt werden müssen. Dabei ist eine exaktere Regelung der Verstellbewegung als z.
B. bei der Verwendung hydraulischer Kolbentriebe möglich, und es können im Bedarfsfall grosse Stellkräfte mit nur ein kleines Bauvolumen aufweisenden Schraubengetrieben bei relativ niedrigem Arbeitsdruck der Hydromotoren erzeugt werden. Durch Änderung der Durchflussrichtung können die Verstellbewegungen od. dgl. in beiden Richtungen erzeugt werden und es ist auch möglich, bestimmte Spindelstellungen exakt einzusteuern.
Für den Hydromotor kann ein Regler zur Steuerung der Durchflussmenge in beiden Beaufschlagungsrichtungen und bzw. oder des Beaufschlagungsdruckes vorgesehen sein. Durch Steuerung der Durchflussmenge wird die Spindelmutterdrehzahl und damit die Vorschubgeschwindigkeit des Schraubengetriebes gesteuert, wobei man bei Verwendung eines stufenlosen Reglers auch eine stufenlose Regelung der Vorschubgeschwindigkeit erzielen kann. Wird der Beaufschlagungsdruck für sich allein, z. B. über ein Druckregelventil stufenlos geregelt, dann kann man auch die von der Spindel erzeugten Arbeitskräfte genau einregeln. Auch eine Kombination der beiden Regelmöglichkeiten ist für bestimmte Anwendungsfälle denkbar.
Man kann dabei auch über Anschlagschalter od. dgl. in bestimmten Vorschubstellungen der Spindel die Reglereinstellung verändern und bzw. oder die Drehrichtung des Antriebmotors umkehren. Da auch die Gewindesteigung entsprechend dem jeweiligen Anwendungsgebiet variiert werden kann, lässt sich das erfindungsgemässe Schraubengetriebe sehr genau an eine mit seiner Hilfe zu lösende Aufgabe anpassen.
Rotor und Spindelmutter können entweder einstückig hergestellt oder auf andere geeignete Weise drehfest verbunden sein, wobei der Rotor des Hydromotors z. B eine Keilnabe bildet, in welche die mit einer Keilwellenverzahnung versehene Mutter eingreift. Es ist auch möglich, für eine Spindel zwei gesonderte, von je einem Hydromotor angetriebene Muttern vorzusehen, um auf diese Weise unter anderem die Möglichkeit eines spielfreien Antriebes bzw. einer exakten Sperrung des Schraubengetriebes in vorbestimmten Stellungen zu erzielen.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 ein Schraubengetriebe teilweise geschnitten in Ansicht und Fig. 2 das Schraubengetriebe nach Fig. l im Querschnitt.
Das dargestellte Schraubengetriebe besitzt eine Gewindespindel die in einem abgesetzten Ende - -2-- eine Querbohrung --3-- aufweist und mit diesem abgesetzten Ende--2--drehfest an einem vom Schraubengetriebe zu betätigenden Maschinenteil od. dgl. befestigt wird. Eine Mutter --4-- besitzt die Form einer langgestreckten Hülse, die lediglich in ihrem Längsmittelbereich mit einem Gewindeteil--5--versehen ist. Beim Ausführungsbeispiel wurde das Schraubengetriebe der Einfachheit halber so dargestellt, dass das Gewinde --5-- der Mutter --4-- unmittelbar mit dem Gewinde der Spindel-l--in Eingriff steht.
Es ist aber auch ohne weiteres möglich, zur Herabsetzung der Reibung zwischen den beiden Gewinden in Käfigen geführte Kugeln oder Rollen anzuordnen, also eine Rollen- oder Kugelspindel vorzusehen.
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ein. Der Rotor--8--ist beim Ausführungsbeispiel in bekannter Weise mit ein- und ausschiebbaren Flügeln - ausgestattet und exzentrisch in einem aus einem Mittelring--10--und seitlichen Lagerschalen - bestehenden Gehäuse gelagert. Das Gehäuse weist zwei Leitungsanschlüsse --12, 13-- auf, die
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wahlweise mit einer Zu- oder Ablaufleitung verbindbar sind.
Bei Beaufschlagung des Hydromotors über den Anschluss --12-- dreht der Rotor--8--in Fig. 2 im Uhrzeigersinn und bei Umkehr der Beaufschlagung, also bei einer Beaufschlagung über den Anschluss --13-- entgegen dem Uhrzeigersinn.
Die Mutter--4-und der von ihr getragene Rotor--8--sind in den Lagerschalen --11-- durch Nadelrollenlager--14--und Axialkugellager--15-spielfrei gelagert. Die Lagerschalen --11-- wurden beim Ausführungsbeispiel der Einfachheit halber einstückig dargestellt. In der Praxis wird eine mehrteilige Ausführung notwendig sein, um die Unterbringung der Lager-14, 15--in der dargestellten Weise zu ermöglichen.
Für die Steuerung des Schraubengetriebes wird ein Regler vorgesehen, mit dessen Hilfe sowohl die Beaufschlagungsrichtung des Hydromotors als auch die Beaufschlagungsmenge und bzw. oder der Beaufschlagungsdruck eingestellt werden können, wobei für Menge und Druck vorzugsweise eine stufenlose Regelungsmöglichkeit vorgesehen wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schraubengetriebe mit einer Gewindespindel, die von einer drehend antreibbaren Mutter aus unmittelbar
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dass für den Antrieb der Spindelmutter (4) ein in seiner Drehrichtung umsteuerbarer Hydromotor vorgesehen ist, in dessen Rotor (8) die Spindelmutter (4) koaxial eingesetzt und dessen Gehäuse (11) mit Lagern (14,15) zur spielfreien Lagerung von Rotor und Spindelmutter ausgestattet ist.
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