DD282192A5

DD282192A5 - DEVICE FOR THE CONVERSION OF A ROTATORY IN TRANSLATOR MOTION

Info

Publication number: DD282192A5
Application number: DD32761489A
Authority: DD
Inventors: Holger Perthen; Helmut Grohmann; Juergen Seifert; Reiner Standfuss
Original assignee: Elektromat Veb
Priority date: 1989-04-14
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1990-09-05

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wandlung einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung, insbesondere fuer Kreuztische, Schlitten oder aehnliche Baugruppen der Feingeraetetechnik. Durch die Erfindung soll eine Vorrichtung zur Umwandlung einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung, insbesondere fuer Baugruppen der Feingeraetetechnik und Automatisierungstechnik, vorzugsweise fuer Schlitten oder Kreuztische geschaffen werden, bei der aufwendige Teilepaarungsoperationen vermieden werden und eine einfache und stets reproduzierbare Einstellung des Reibmomentes ermoeglichen wird. Erfindungsgemaesz besteht die Mutter (1) aus einem Rohrkoerper (7) und einem zugehoerigen Flansch * wobei der Rohrkoerper (7) einen der flanschabgewandten Seite zugeordneten und innen angeordneten mit einem Trapezgewinde versehenen Gewindeteil (10) und im gleichen Bereich auf der Auszenseite einen Rundgewindeteil (8) zur Aufnahme einer Schlauchfeder (5) enthaelt. In Richtung zum Flansch (6) schlieszt sich ein Kegel (9) mit einer Steigung von 1:10 bis 1:5 an, wobei der kleinere Durchmesser des Kegels (9) geringfuegig kleiner ist als der Kerndurchmesser des Rundgewindeteiles * Der Rohrkoerper (7) ist im Bereich des Rundgewindes (8) und des Kegels (9) ueber 23 seiner Laenge mit einer vierfachen Laengsteilung (12) versehen. Fig. 1{Kreuztisch; Schitten; Bewegungsumwandlung; Mutter; Trapezgewinde; Rohrkoerper; Schlauchfeder; Kegel; Flansch}The invention relates to a device for converting a rotary into a translatory movement, in particular for cross tables, carriages or similar components of Feingeraetetechnik. The invention provides a device for converting a rotary into a translatory movement, especially for assemblies of Feingeraetetechnik and automation technology, preferably be created for carriages or cross tables, are avoided in the complex part mating operations and will allow a simple and always reproducible adjustment of the friction torque. According to the invention, the nut (1) consists of a tubular body (7) and a corresponding flange * wherein the tubular body (7) has a threaded part (10) associated with the side facing away from the flange and internally arranged with a trapezoidal thread and a round thread part (in the same area on the outside) ( 8) for receiving a hose spring (5) contains. In the direction of the flange (6), a cone (9) adjoins with a pitch of 1:10 to 1: 5, wherein the smaller diameter of the cone (9) is slightly smaller than the core diameter of the round thread part * The pipe body (7) is in the area of the round thread (8) and the cone (9) over 23 of its length with a fourfold Laengsteilung (12) provided. Fig. 1 {cross table; Schittenkopf; Motion conversion; Mother; Trapezoidal thread; Rohrkoerper; Hose spring; Cone; Flange}

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wandlung einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung, insbesondere für Kreuztische, Schlitten oder ähnliche Baugruppen der Feingerätetechnik.The invention relates to a device for converting a rotary into a translatory movement, in particular for cross tables, carriages or similar assemblies of the Feingerätetechnik.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Die Umwandlung einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung wird trotz der Entwicklung und Anwendung von Linearantrieben in vielen Fällen noch in der bekannten Art, d.h. als Spindel-Mutter-System realisiert. Insbesondere ist das dann der Fall, wenn beengte räumliche Bedingungen gegeben sind oder wenn extrem alternierende Stellvorgänge, z. B. häufige Richtungsumkehr in kurzen Zeitabständen, notwendig sind, woraus erhebliche dynamische Beanspruchungen des Systems resultieren.In spite of the development and application of linear drives, the conversion from a rotational to a translational movement is still in many cases still in the known manner, ie. realized as spindle-nut system. In particular, this is the case when cramped spatial conditions are given or when extremely alternating positioning operations, eg. B. frequent reversal in short time intervals, are necessary, resulting in significant dynamic stresses of the system.

Die für diese besonderen Bedingungen geeigneten Wandler sind Gleitschraubtriebe mit Spindeln und Muttern, die mit Trapezgewinden unterschiedlichster Steigung versehen sind.Suitable converters for these special conditions are sliding screw drives with spindles and nuts, which are provided with trapezoidal threads of various pitches.

Die Hauptproblematik derartiger Systeme, speziell für geringe Positionierschrittweiten, liegt in der Art der Fertigung, d.h. der Paarung der Einzelteile und den Betriebsbedingungen, insbesondere die Gewährleistung der Funktionssicherheit sowie der Reproduzierbarkeit der Funktionsbedingungen.The main problem with such systems, especially for low positioning pitches, is in the way of fabrication, i. the pairing of the individual parts and the operating conditions, in particular the guarantee of functional reliability and the reproducibility of the functional conditions.

Für diese Zwecke sind Systeme bekannt, die radial bzw. axial verspannte, ggf. mehrteilige Muttern mit kardanischer Aufhängung enthalten, um ein eventuell vorhandenes horizontales/vertikales und/oder axiales Spiel der zugehörigen Längsführungen ausgleichen zu können.For this purpose, systems are known which radially or axially braced, possibly contain multi-part nuts with gimbal to compensate for any existing horizontal / vertical and / or axial play of the associated longitudinal guides can.

Nachteilig ist bei diesen Systemen einerseits der teilweise erhebliche fertigungstechnische Aufwand für die komplizierten Teilungsgeometrien der Muttern und andererseits das Problem, daß die Muttersegmente durch die direkte Wirkung beispielsweise einer aufgespannten Spiralfeder an die Spindel angelegt werden, wodurch definierte Betriebsbedingungen über einen längeren Zeitraum nicht eingehalten werden können.A disadvantage of these systems, on the one hand, the sometimes considerable manufacturing expense for the complicated Teilungsgeometrien the nuts and on the other hand, the problem that the mother segments are created by the direct effect, for example, a spanned spiral spring to the spindle, whereby defined operating conditions over a longer period can not be met ,

Es ist weiterhin nicht möglich, zwischen Mutter und Spindel ein definiertes Reibmoment einzustellen.It is also not possible to set a defined friction between mother and spindle.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Umwandlung einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung insbesondere für Baugruppen der Feingerätetechnik und Automatisierungstechnik, vorzugsweise für Schlitten oder Kreuztische, zu schaffen, die m^;t geringem Fertigungsaufwand hergestellt und montiert werden kann.The object of the invention is to provide a device for converting a rotary into a translatory movement, in particular for assemblies of precision engineering and automation technology, preferably for carriages or cross tables, the m ^; t low production costs can be produced and mounted.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Umwandlung einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung zu schaffen, bei der aufwendige Teilepaarungsoperationen vermieden werden und eine einfache und stets reproduzierbare Einstellung des Reibmomentes zwischen einer Spindel und einer Mutter bzw. des Spieles je nach Anwendungsfall möglich ist.The invention has for its object to provide a device for converting a rotary into a translational movement, are avoided in the complex part-pairing operations and a simple and always reproducible adjustment of the friction torque between a spindle and a nut or the game depending on the application is possible ,

Zur Lösung der Aufgabe wird von einer Vorrichtung ausgegangen, die ein Spindel-Mutter-System mit einer geteilten Mutter und ein zugehöriges Federelement enthält.To solve the problem, it is assumed that a device containing a spindle-nut system with a split nut and an associated spring element.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Mutter aus einem Rohrkörper und einem zugehörigen Flansch gebildet wird, wobei der Rohrkörper einen der flanschabgewandten Seite zugeordneten und innen angeordneten mit einem Trapezgewinde versehenen Gewindeteil und im gleichen Bereich auf der Außenseite einen Rundgewindeteil zur Aufnahme einerAccording to the invention the object is achieved in that the nut is formed from a tubular body and an associated flange, wherein the tubular body associated with the flanschabgewandten side and internally arranged threaded part provided with a trapezoidal thread and in the same area on the outside a round threaded part for receiving a

Schlauchfeder enthält. In Richtung zum Flansch schließt sich ein Kegel mit einer Steigung von 1:10 bis 1:5 an, wobei der kleinere Durchmesser des Kegels geringfügig kleiner ist als der Kerndurcnmesser des Rundgewindeteiles.Hose spring contains. In the direction of the flange, a cone adjoins with a gradient of 1:10 to 1: 5, wherein the smaller diameter of the cone is slightly smaller than the Kerndurcnmesser the round thread part.

Der Rohrkörper ist im Bereich des Rundgewindes und des Keyels über Va seiner Länge mit einer vierfachen Längsteilung versehen. Die Länge des Rohrkörpers im Verhältnis zum Flankendurchmesser des Gewindeteiles solllte vorzugsweise bei 4:1 liegen.The tube body is provided in the region of the round thread and the key over Va its length with a fourfold longitudinal division. The length of the tubular body in relation to the pitch diameter of the threaded part should preferably be 4: 1.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show:

Fig. 1: eino Ausführungsform der Erfindung undFig. 1: eino embodiment of the invention and

Fig.2: eine Querschnittsdarstellung des Mutterkörpers.2 shows a cross-sectional view of the mother body.

Fig. 1 zeigt die Gesamtheit der Vorrichtung, die aus einer Mutter 1 mit einer Bundbuchse 2 zum Anschluß an einen nicht dargestellten Schlitten eines Kreuztisches sowie zwei Klemmblechen 3, die zusammen mit axial am Umfang der Bundbuchse 2 angeordneten Schrauben 4 die Verbindung zwischen der Mutter 1 und der Bundbuchse 2 herstellen, besteht.Fig. 1 shows the entirety of the device consisting of a nut 1 with a collar bushing 2 for connection to a carriage, not shown, a cross table and two clamping plates 3, which together with axially on the circumference of the collar bushing 2 arranged screws 4, the connection between the nut. 1 and the collar bushing 2, exists.

Die Klsmmbleche 3 dienen zur Gewährleistung einer von der Bewegung der Schrauben 4 unabhängigen Lage der Mutter 1 an einer Anlagefläche.The Klsmmbleche 3 serve to ensure an independent of the movement of the screws 4 position of the nut 1 on a contact surface.

Die Mutter 1 enthält einen Flansch 6 mit einem daran anschließenden Rohrkörper 7. Der Rohrkörper 7 ist vierfach über Va seiner Länge mit einer Längsteilung 12 versehen und enthält auf der Außenseite im Anschluß an den Flansch 6 einen Kegel 9 und daran anschließend einen Rundgewindeteil 8 zur Aufnahme einer aüfschraubbaren Schlauchfeder 5. (Fig. 2) Der Kegel 9 ist so anzuordnen, daß der kleinere Durchmesser des Kegels 9 kleiner als der Kerndurchmesser des Rundgewindeteiles 8 ist und eine Steigung von vorteilhafterweise von 1:10 bis 1:5 aufweist, wobei der größere Durchmesser des Kegels 9 dem Außendurchmesser des Rohrkörpers 7 entspricht.The tube body 7 is provided four times Va over its length with a longitudinal pitch 12 and contains on the outside following the flange 6 a cone 9 and then a round thread part 8 for receiving The cone 9 is to be arranged so that the smaller diameter of the cone 9 is smaller than the core diameter of the round thread part 8 and a slope of advantageously from 1:10 to 1: 5, wherein the larger Diameter of the cone 9 corresponds to the outer diameter of the tubular body 7.

Die Abmessungen des Rundgewindeteiles 8 sind so zu gestalten, daß die Schlauchfeder 5 ohne Eigendeformation und damit ohne Rückwirkung auf den Rohrkörper 7 aufgeschraubt werden kann.The dimensions of the round thread part 8 are to be designed so that the tube spring 5 can be screwed without self-expression and thus without repercussion on the tubular body 7.

Die Innenseite der Mutter 1 enthält im Bereich des Flansches 6 eine Freibohrung 11 und im Bereich des Kegels 9 und des Rundgewindeteiles 8 einen Gewindeteil 10, z. B. als Trapezgewinde zur Aufnahme einer nicht dargestellten Spindel, die mit dem entsprechenden Außengewinde zu versehen ist.The inside of the nut 1 contains in the region of the flange 6 a free bore 11 and in the region of the cone 9 and the round thread part 8 a threaded part 10, z. B. as a trapezoidal thread for receiving a spindle, not shown, which is to be provided with the corresponding external thread.

Die Mutter 1 kann neben dem Anschluß an eine Bundbuchse 2 (Fig. 1) auch direkt an eine Fläche eines Schlittens angeschlossen werden. Im Flansch 6 der Mutter 1 sind Bohrungen 13 vorgesehen, die zu den Schrauben 4 so groß gestaltet sind, daß eine radiale Einstellung zur Anschraubfläche von 0,5 mm möglich ist.The nut 1 can also be connected directly to a surface of a carriage in addition to the connection to a collar bushing 2 (FIG. In the flange 6 of the nut 1 holes 13 are provided, which are designed so large to the screws 4, that a radial adjustment to the mounting surface of 0.5 mm is possible.

Für die konkrete Ausführung der Vorrichtung ist zu berücksichtigen, daß die Differenz des Flankendurchmessers des Trapezgewindes zum Außendurchmesser des Rohrkörpers 7 klein bleibt. Die Länge des Rohrkdrpers 7 sollte im Verhältnis zum Flankendurchmesser von 4:1 liegen.For the specific embodiment of the device is to be considered that the difference of the pitch diameter of the trapezoidal thread to the outer diameter of the tubular body 7 remains small. The length of the Rohrkdrpers 7 should be in relation to the pitch diameter of 4: 1.

Die Innengeometrie des Rohrkörpers 7 ist so zu gestalten, daß die Länge des Gewindeteiles 10 etwa 50...60% der Gesamtlänge beträgt. Der Rest, die Freibohrung 11, ist wenig größer als der Durchmesser des Gewindeteiles 10 zu gestalten.The inner geometry of the tubular body 7 is to be designed so that the length of the threaded portion 10 is about 50 ... 60% of the total length. The rest, the free bore 11, is little larger than the diameter of the threaded part 10 to make.

Wird die Schlauchfeder 5 auf die Mutter 1 aufgeschraubt, bis sie den Kegel 9 berührt, so wird die Mutter nach innen verformt und legt f ich kraftschlüssig an das Gewinde der nicht dargestellten Spindel an. Auf Grund der auftretenden Federwirkung beim Auflaufen der Schlauchfeder 5 auf den Kegel 9 stellt sich eine bleibende Andruckkraft der Mutter 1 an die Spindel ein.If the tube spring 5 is screwed onto the nut 1 until it touches the cone 9, then the nut is deformed inwards and puts on the thread of the spindle, not shown, force-fittingly. Due to the spring action occurring when running the hose spring 5 on the cone 9, a permanent pressure force of the nut 1 is applied to the spindle.

Damit läßt sich jedes Spiel bzw. jedes Reibmoment zwischen der Mutter 1 und der Spindel einstellen, wobei die Feinfühligkeit durch das Steigungsverhältnis des Kegels 9 vorgegeben wird.Thus, each game or each friction torque between the nut 1 and the spindle can be adjusted, the sensitivity is specified by the slope ratio of the cone 9.

Da die Schlauchfedei 5 die Mutter 1 umschließt, wirken die Stellkräfte gleichmäßig auf alle vier Mutternteile, wodurch auch bei längerem Einsatz keine partielle Verschleißgeometrie entsteht. Durch den vierfach geteilten Rohrkörper 7 der Mutter 1 werden bestimmte Differenzen, die zwischen der Spindelachse und der dazugehörigen Führung für einen Schieber, Schlitten o. ä. auf Grund von Fertigungstoleranzen auftreten, radial zur Spindel ausgeglichen.Since the Schlauchfedei 5 encloses the nut 1, the actuating forces act evenly on all four nut parts, which even with prolonged use no partial wear geometry arises. Due to the quadruple split tubular body 7 of the nut 1 certain differences that occur between the spindle axis and the associated guide for a slide, carriage o. Ä. Due to manufacturing tolerances, radially offset to the spindle.

Damit ist ein direkter Anschluß der Mutter 1 an einen Schieber, Schlitten o. ä. möglich, was sonst nur über aufwendige kardanische Aufhängungen realisierbar ist.This is a direct connection of the nut 1 to a slide, carriage o. Ä. Possible, which is otherwise feasible only on expensive gimbal suspensions.

Wird die Spindel mit einem Flankendurchmesser hergestellt, der geringfügig kleiner ist als das Nennmaß, und die Mutter 1 mit einem Schneidbohrer gefertigt, der gleichermaßen zum Nennmaß größer ist, so treten keine Paarungsprobleme mehr auf, wie das s ist bei hochgenauen Spindel-Mutter-Systemen der Fall ist, da die Zustellmöglichkeit der Mutter 1 zur Spindel kontinuierlich am gesamten Umfang feinfühlig und reproduzierbar gegeben ist.If the spindle is made with a pitch diameter slightly smaller than the nominal size, and the nut 1 is made with a cutting bit larger than the nominal size, no mating problems will occur, as is the case with high accuracy lead screw systems the case is because the possibility of delivery of the nut 1 to the spindle is continuously given sensitively and reproducibly on the entire circumference.

Claims

A device for converting a rotary into a translational movement, comprising a spindle nut system with a split nut and an associated spring element, characterized in that the nut (1) consists of a tubular body (7) and an associated flange (6) , wherein the tubular body (7) has a threaded part (10) which is assigned to the side facing away from the flange and arranged internally, and a round thread part (8) for receiving a hose spring (5) in the same area on the outside, that extends in the direction of the flange ( 6) a cone (9) with a Steigunq of 1:10 to 1: 5 followed, wherein the smaller diameter of the cone (9) is slightly smaller than the core diameter of the round thread part (8) that the tubular body (7) in the region Round thread (8) and the cone (9) over ² h of its length with a fourfold longitudinal pitch (12) is provided and that the length of the tubular body (7) in relation to the Fla Nenkendurchmesser of the threaded part (10) is preferably 4: 1.

For this

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