DE10017447C2 - Axialantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Axialantrieb nach dem Ober­ begriff des Hauptanspruches.

Axialantriebe, wie zum Beispiel Spindelantriebe werden häufig dort eingesetzt, wo es auf äußerst exakte Positio­ nierung ankommt. Es sind dabei bereits Spindelantriebe, wie aus den deutschen Patentschriften 19 49 049 C3 und aus dem Patent 27 18 888 C2 bekannt, bei denen eine Mutter einen größeren Gewindeinnendurchmesser als den Gewindeaußen­ durchmesser einer innen verlaufenden Stange besitzt. Da beide Gewinde jedoch mit übereinstimmenden Zähnungen ver­ sehen sind, wird sich bei einer Umdrehung entweder der Mutter oder der Stange jedoch jeweils nicht genau eine Umdrehung des anderen Teils, sondern eine um einen Bruch­ teil verschiedene Verdrehung ergeben, so daß eine genaue dosierbare Axialverschiebung zwischen der Stange und der Mutter stattfindet. Die Stange wird im folgenden als "Kernspindel" bezeichnet und muß nicht in jedem Fall rund sein.

Bei diesen Spindelantrieben ergibt sich jedoch das Pro­ blem, daß beim Verändern der Laufrichtung ein Versatz entstehen kann, der dadurch, daß die Verbindung einseitig mit Kräften beaufschlagt ist, in einer Richtung stärker als in der anderen ist und es somit bei beispielsweise computergesteuerten Verfahren es zu sich fortpflanzenden Positionierfehlern kommen kann, die nur durch aufwendige Kontrolleinrichtungen nachgeregelt werden können.

Weiter sind die DE 197 55 211 A1 und die US 4,794,810 zu nennen. Während die erste eine lineare Verstellvorrichtung mit einem Axialantrieb und einer Blattfeder zeigt, wird bei der zweiten ein gekippter Gewindemutterabschnitt offenbart. Das Problem des Versatzes sprechen die Entgegenhaltungen nicht an.

Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, einen Axialantrieb zu schaffen, bei dem ein derartiger Versatz nicht auftritt.

Gelöst wird dies durch einen Axialantrieb mit den Merkma­ len des Hauptanspruches. Die Unteransprüche geben vor­ teilhafte Ausführungsformen der Erfindung wieder.

Insbesondere ist vorteilhaft, daß der Axialantrieb auf den miteinander in Verbindung kommenden Gewindeaußenflä­ che einer Kernspindel und den Gewindeinnenflächen des we­ nigstens einen Gewindemutterabschnittes mit einer einen Formschluß in Richtung der Umfangsbewegung erzeugenden Einrichtung versehen ist.

Beispielsweise kann das eine zusätzlich zu den einen Formschluß in Drehrichtung vermittelnden Gewindeverzah­ nungen vorgesehene zweite Verzahnung im wesentlichen rechtwinklig hierzu sein, die bevorzugt an einem, neben der ersten Gewindeverzahnung vorgesehenen weiteren Ele­ ment angeordnet ist. Dieses Element kann dadurch vorzugs­ weise einseitig kontaktiert werden, daß die Mutter durch Mittel zur exzentrischen Lagerung auf die eine Längsseite aufgedrückt wird, wobei die nicht in Kontakt tretenden Mutterabschnitte nicht notwendigerweise am gegenüberlie­ genden Ende der Spindel verbleiben müssen, sondern es auch denkbar ist, ein außen an die Gewindestange angrei­ fendes Rad entsprechend auszubilden.

In einer Ausbildung als Mutter ist es jedoch besonders vorteilhaft, wenn durch simples Verkippen, wie in Fig. 2 dargestellt, ein In-Verbindung-Treten in einem Abschnitt eines neben der Mutter angeordneten Elementes vorgenommen wird. Dieses Element kann außer mit einer rechtwinklig zur Gewindeverzahnung angeordneten weiteren Verzahnung auch mit Mikrokarbiden belegt sein und damit einen Kraft­ schluß erzeugen oder diesen auf magnetischem Wege durch eingebettete Polelemente herstellen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnung. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Anordnung, bei der Mittel (selbst nicht dargestellt) die Kern­ spindel azentrisch, nur einseitig anliegend gegen den oder die Gewindemutterabschnitte lagern,

Fig. 2 eine entsprechende Anordnung, bei der Mittel zum Verkippen der Gewind­ emutterabschnitte vorgesehen sind, die ein einseitig an oder neben der Mutter angeordnetes, Kraftschluß in Richtung der Umfangsbewegung erzeu­ gendes Element in Kontakt mit der Kernspindel bringen, und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch ein als Gewindemutter ausgebildetes Au­ ßenteil quer zur Achse.

Das in der Fig. 1 schraffiert angedeutete Mittelteil kann im einfachsten Fall als Gewindespindel ausgebildet sein. Es ist jedoch nicht notwendigerweise eine runde Stange, sondern kann auch eine andersartige Form haben, die le­ diglich eine Gewindeseite aufweist, mit der es mit einem Gewindemutterabschnitt an einer Seite kontaktiert. Es könnte auch ein Zahnrad zum äußeren Eingriff vorgesehen sein. Durch seitliches Anlagern der Kernspindel an eine Seite der Gewindemutter wird in einer Ausführung gleich­ zeitig ein neben der Gewindemutter angeordnetes Element 16 kontaktiert, das vorteilhafterweise wie in einem unte­ ren Bereich, der von der Kernspindel beabstandet ist, er­ kennbar ist, mit einer zweiten Verzahnung rechtwinklig zur ersten Verzahnung versehen ist.

In der Fig. 2 ist dargestellt, wie diese zweite Verzah­ nung auch durch ein Verkippen der Gewindemutter in Kon­ takt mit der Kernspindel kommt, wobei ein In-Kontakt- Treten der Gewindemutter selber an der gegenüberliegenden Seite aufgrund der gleichen Gewindesteigung unproblema­ tisch ist. Durch die dennoch vorhandenen unterschiedlichen Durchmesser ergibt sich der gewünschte Versatz, der beim Axialantrieb die hohe Genauigkeit gewährleistet.

In der Fig. 3 ist die erste Gewindeverzahnung kaum zu er­ kennen, dagegen die auf dem Element 16 und entsprechend auch der Kernspindel vorgesehene in den Fig. 1 und 2 le­ diglich durch Striche am Rande des Gewindes angedeutete zweite Verzahnung in Form kleiner Zähne um so besser. Au­ ßen sind zehn Kugeln eines Kugellagers teilweise erkenn­ bar.

Nicht dargestellt ist eine Variante, in der die Gewinde­ mutterabschnitte auch als von Außen angreifendes Gewinde (Zahn-)Rad ausgebildet sein können, wobei die zweite Verzahnung in Form von kleinen, ineinandergreifenden Zacken vorgesehen ist.

Claims (8)

1. Axialantrieb mit einer drehbaren, mit Gewindever­ zahnung versehenen Kernspindel (14) und wenigstens ei­ nem dagegen wirkenden Gewindemutterabschnitt (10), wo­ bei der Außendurchmesser der Kernspindel (14) kleiner als der lichte Innendurchmesser der sie umgebenden Gewindemutterabschnitte (10) gewählt ist, und die Rota­ tionsmittelachse der Gewindemutterabschnitte (10) gegen die Längsachse der Gewindespindel (14) versetzt ist, gekennzeichnet durch eine neben den miteinander in Verbindung kommenden Gewinde­ außenflächen der Kernspindel (14) und, den Gewindeinnenflächen der Gewindemutterabschnitte (10) wenigstens eine einen Formschluß in Richtung der Um­ fangsbewegung erzeugende zweite Verzahnung auf einem neben der Gewindemutter angeordneten Element (16), die quer (im annähernd rechten Winkel) zur ersten Gewindeverzahnung vorgesehen ist.

2. Axialantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die den Formschluß in Richtung der Umfangsbe­ wegung erzeugende Einrichtung eine rechtwinklig zu einer Gewindeverzahnung vorgesehene zweite Verzahnung ist.

3. Axialantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die den Kraftschluß in Richtung der Umfangsbe­ wegung erzeugende Einrichtung eine auf wenigstens einer der gegenüberliegenden Gewindeflächen vorgesehene Be­ schichtung mit Mikrocarbiden ist.

4. Axialantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kraftschluß in Richtung der Umfangsbewe­ gung erzeugende Einrichtung durch auf den beiden Gewindeflächen vorgesehene magnetische Pole gebildet ist.

5. Axialantrieb nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, gekennzeichnet durch Mittel zum azentrischen, nur einseitig anliegenden Lagern der Kernspindel (14) gegen den/die Gewindemutterabschnitte (10).

6. Axialantrieb nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, gekennzeichnet durch Mittel zum nicht-axialen, verkippten Lagern der Kernspindel (14) gegen den/die Gewindemutterabschnitte (10).

7. Axialantrieb nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, gekennzeichnet durch eine Exzentrizität des Außen­ umfangs der Kernspindel (14) zur Drehachse.

8. Axialantrieb nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, gekennzeichnet durch eine Exzentrizität des Innenumfangs des wenigstens einen Gewindemutterab­ schnittes (14) zur Drehachse.