DE102008039390B4

DE102008039390B4 - Fehlercompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen

Info

Publication number: DE102008039390B4
Application number: DE200810039390
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2008-08-22
Publication date: 2011-09-22
Anticipated expiration: 2028-08-23
Also published as: DE102008039390A1

Abstract

Fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Radiallagern (500), dadurch gekennzeichnet, daß sie die folgende Bauteile aufweist: eine Schneckenwelle (200), an deren Außenumfangsfläche eine Schnecke (210) angeordnet ist; einen Mutterkörper (300), in dem die Schneckenwelle (200) eingelegt ist, und in dessen Außenumfang eine große Anzahl von Befestigungslöchern (310) nach einem an einem wendelförmigen Verlauf der Schnecke (210) der Schneckenwelle (200) anpassbaren Pfad ausgebildet ist, einen am unteren Ende des Befestigungslochs (310) des Mutterkörpers (300) angeordneten Stützvorsprung (360), eine in dem Befestigungsloch (310) eingesetzte und auf dem Stützvorsprung (360) aufliegende Feder (700); in den Befestigungslöchern (310) entsprechend angeordnete Radiallager (500), deren Außenräder mit Außenflächen der Schnecke (210) der Schneckenwelle (200) in Kontakt stehen, so daß die Radiallager (500) dann an der Kontaktstelle verdreht werden, wenn die Schneckenwelle (200) oder der Mutterkörper (300) in Drehung gebracht wird; einen in dem Befestigungsloch (310) eingesetzten und auf der Feder (700) aufliegenden...

Description

Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft eine Förderschnecke unter Verwendung von Radiallagern, und zwar eine fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen, die eine Schneckenwelle oder Mutter verdreht, wobei die Schneckenwelle mit der Mutter in Verbindung steht, und damit die Mutter oder einen mit dieser verbundenen, beweglichen Block linear bewegt, und bei der die sich an einer festen Stelle verdrehenden Radiallager als eine entlang einer Innenseite der Mutter geformte Schraubenmutter verwandt werden, so daß, auch wenn ein Spiel zwischen den Radiallagern und der Schneckenwelle auftritt, solches Spiel nachträglich einfach ausgeglichen werden kann.
Stand der Technik
Gewöhnlich wurden Kugelumlaufspindel-Fördervorrichtungen bisher weitgehend als Schneckenförderer verwandt, die eine mit einer Mutter verbundene Schneckenwelle drehen, und dadurch die Mutter oder einen mit dieser verbundenen, beweglichen Block linear bewegen können. Die Kugelumlaufspindel-Fördervorrichtung ist so ausgebildet, daß eine wendelförmige Innennut 14 in einer Innenumfangsfläche einer Mutter 13 angeordnet ist, und eine ebenfalls wendelförmige Außennut 12 in einer Außenumfangsfläche einer Schneckenwelle 11, sowie dadurch eine große Anzahl von Stahlkugeln 10 in einen Raum zwischen der Innen- 14 und der Außennut 12 eingesetzt wird, so daß bei einer reduzierten Reibung zwischen der Schneckenwelle 11 und der Mutter 13 eine Drehkraft der Schneckenwelle 11 in eine Linearbewegung umgewandelt werden kann. 1 zeigt eine ablenkerartige Kugelumlaufspindel-Fördervorrichtung in einer längsschnittlichen Darstellung, die ein Umkehrstück aufweist, so daß dieses innere Kugeln 10 umlaufen läßt, und 2 die Vorrichtung aus 1 in einer querschnittlichen Darstellung. Wie aus 1 und 2 erkennbar ist, wird außerhalb der Schneckenwelle 11 die Mutter 13 angeordnet, bei der die wendelförmige Innennut 14 so ausgebildet ist, daß sie der Außennut 12 der Schneckenwelle gegenübersteht, wobei eine Vielzahl von Kugeln 10 aus Stahl in einen Raum zwischen der Außen- 12 und der Innennut 14 eingesetzt wird, wobei die beiden Nuten 12 und 14 einen halbkreisförmigen Schnitt haben und einander gegenüberstehend angeordnet sind, und wobei das Umkehrstück 18 auf einer Seite innerhalb der Mutter 13 so ausgebildet ist, daß die Kugeln 10 umlaufen können. Mit dem Bezugszeichen 17 ist ein Bereich bezeichnet, bei dem ein Umlaufen der Kugeln 10 erfolgt. Gemäß dieser Ausgestaltung ist die Kugelumlaufspindel-Fördervorrichtung so ausgebildet, daß die äußere Drehkraft auf die Schneckenwelle 11 übertragen wird und damit diese verdreht wird, wobei die inneren Kugeln 10 entlang der Außen- 12 und der Innennut 14 gerollt werden, so daß sie die Mutter 13 oder einen mit dieser verbundenen, beweglichen Block gegen die Schneckenwelle 11 drücken, und danach mittels des Umkehrstücks 18 umlaufen.
Diese Kugelumlaufspindel-Fördervorrichtung nach dem Stand der Technik ist jedoch konstruktiv kompliziert, und wird damit nur schwierig bearbeitet. Zusätzlich zu diesen Nachteilen, wenn ein Bearbeitungsfehler oder Verschleiß zwischen den Kugeln 10, zwischen der Kugel 10 und der Außennut 12 der Schneckenwelle, und zwischen der Kugel 10 und der Innennut 14 der Mutter 13 auftritt, dann könnte ein Stoß zwischen den Bauteilen verursacht werden, und zur Schwingung oder zum Geräusch führen, so daß die Bauteile beschädigt werden und damit die Fördervorrichtung und deren Bauteile in einer Linearbewegungsmaschine sehr oft repariert oder ausgetauscht werden müssten.
Die Druckschriften FR 1 487 424 A und KR 100828235 BA beschreiben Fördervorrichtungen mit folgenden Bauteilen: eine Schneckenwelle, an deren Außenumfangsfläche eine Schnecke angeordnet ist; einen Mutterkörper, in dem die Schneckenwelle eingelegt ist, und in dessen Außenumfang eine große Anzahl von Befestigungslöchern nach einem an einem wendelförmigen Verlauf der Schnecke der Schneckenwelle anpassbaren Pfad ausgebildet ist; in den Befestigungslöchern entsprechend angeordnete Radiallager, deren Außenräder mit Außenflächen der Schnecke der Schneckenwelle in Kontakt stehen, so daß die Radiallager dann an der Kontaktstelle verdreht werden, wenn die Schneckenwelle oder der Mutterkörper in Drehung gebracht wird.
Weiterhin ist in der Druckschrift DE 36 16 905 A1 ein Spindeltrieb offenbart, mit einem Positioneinstellmittel, das auf den Radiallagern so angeordnet ist, dass es eine Position der Radiallager zur Mitte der Schneckenwelle einstellen kann.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen nach der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit welcher die Nachteile der bestehenden Kugelumlaufspindel-Fördervorrichtung vermieden werden können, und welche einen einfachen Aufbau aufweist, wobei eine Reibung zwischen einer Schneckenwelle und Mutter minimalisiert, und ein Stoß zwischen den Bauteilen innerhalb der Fördervorrichtung während einer Linearbewegung grundsätzlich blockiert wird, so daß eine Schwingung, ein Geräusch und eine Beschädigung der Bauteile ebenfalls minimalisiert werden können.
Ferner soll die fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen erfindungsgemäß dahingehend vorzuschlagen sein, daß, auch wenn ein Spalt zwischen den Bauteilen wegen einer reduzierten Bearbeitungsgenauigkeit von denen vorhanden ist, solcher Spalt nachträglich ausgeglichen wird, so daß ein Geräusch, eine Schwingung und Wärmeentwicklung, sowie ein Spiel oder dergleichen behoben werden können.
Darüber hinaus soll die fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen erfindungsgemäß dahingehend vorzuschlagen sein, daß ein Spiel und eine anliegende Kraft, d. h. Vorspannung dann einfach ausgeglichen werden können, wenn durch eine Reibung zwischen den Radiallagern und der Schnecke beim langen Gebrauch ein Geräusch, eine Schwingung und Wärmeentwicklung, ein Spiel oder dergleichen verursacht werden, so daß diese behoben werden können.
Schließlich soll die fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen erfindungsgemäß dahingehend vorzuschlagen sein, daß eine Drehung der Schneckenwelle genau ohne Verlust in eine Linearbewegung der Mutter umgewandelt werden kann.
Lösung der Aufgabe
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Das Positioneinstellungsmittel weist erfindungsgemäß eine Ausgleichskappe auf, die mit einem oberen Ende des Befestigungslochs verschraubt wird, und damit den Halter gegen die Feder drückt, um eine einer Mitte der Schneckenwelle zugewandte Höhe des Halters abhängig vom Verschraubungsgrad zu verstellen.
Ferner weist das Positioneinstellungsmittel erfindungsgemäß einen in der oberen Oberfläche des Halters ausgebildeten Stiftkanal auf, in den ein stabförmiger Stift einfügbar ist, und unterhalb dessen eine Drehachse des Radiallagers gehalten ist, ein in Längsrichtung der Schneckenwelle durch das Befestigungsloch durchgehend ausgebildetes Stiftloch, und einen Ausgleichsstift auf, der in das Stiftloch und den Stiftkanal des Halters eingelegt ist, und damit eine einer Mitte der Schneckenwelle zugewandte Höhe des Halters abhängig vom Durchmesser dessen im Stiftkanal eingesetzten Bereichs verstellen kann.
Vorteile der Erfindung
Gemäß der oben erwähnte Ausgestaltungen aufweisenden Erfindung wird es erreicht, daß durch den einfachen Aufbau eine Reibung zwischen der Schneckenwelle und der Mutter minimalisiert werden kann, daß eine Schwingung, ein Geräusch und eine Beschädigung der Bauteile geringst gehalten werden können, indem ein gegenseitiger Stoß zwischen den Bauteilen innerhalb der Fördervorrichtung während einer linearen Bewegung im wesentlichen unterbrochen wird, und daß, auch wenn ein Spalt zwischen den Bauteilen wegen einer verringerten Bearbeitungsgenauigkeit vorhanden ist, order ein Verschleiß wegen der Reibung zwischen den Radiallagern und der Schnecke beim langen Gebrauch auftritt, solcher Spalt oder Verschleiß nachträglich ausgeglichen werden kann, so daß durch den Stoß zwischen den Bauteilen verursachte Probleme, wie z. B. Geräusch, Schwingung, Wärmeentwicklung, Spiel oder dergleichen, gelöst werend können, und damit die Lebensdauer der Schneckenfördervorrichtung erheblich verlängert werden kann. Ferner wird die Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung der Lagerungen erfindungsgemäß derart vorgeschlagen, daß eine Drehung der Schneckenwelle genau ohne Verlust in eine Linearbewegung der Mutter umgewandelt werden kann, so daß hohe Energieeffizienz und Fördergenauigkeit erreicht werden können.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der begefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt,
in 1 eine Ausgestaltung der allgemeinen Kugelumlaufspindel in einer Schnittdarstellung,
In 2 einen Querschnitt entlang Linie A-A aus 1,
in 3 eine fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektiven Explosionsdarstellung,
in 4 die Schneckenfördervorrichtung aus 3 in einer längsschnittlichen Darstellung,
in 5 die Schneckenfördervorrichtung aus 3 in einer querschnittlichen Darstellung,
in 6 einen Halter in einer perspektiven Darstellung, der im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwandt ist,
in 7 eine partielle Schnittdarstellung, die auf die Beziehungen zwischen einer Ausgleichskappe, einem Halter, einem Radiallager, und einer Schnecke hinweist,
in 8 eine Förderbewegung der fehlerkompensierenden Schneckenfördervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer längsschnittlichen Darstellung, und
in 9 das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer partiellen Schnittdarstellung, die auf die Beziehungen zwischen einer Ausgleichskappe, einem Halter, einem Radiallager und einer Schnecke dann hinweist, wenn eine Schnittform der Schnecke dreieckig ausgebildet ist.
in 10 eine fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektiven Explosionsdarstellung,
in 11 die Schneckenfördervorrichtung aus 10 in einer längsschnittlichen Darstellung,
in 12 die Schneckenfördervorrichtung aus 10 in einer querschnittlichen Darstellung,
in 13 einen im zweiten Ausführungsbeispiel verwandten Halter in einer perspektiven Darstellung,
in 14 eine partielle Schnittdarstellung, die auf die Beziehungen zwischen einer Ausgleichsstift, einem Halter, einem Radiallager, und einer Schnecke hinweist,
in 15 eine partielle Schnittdarstellung, die auf die Positionbeziehung zwischen einem Durchmesser eines Ausgleichsstiftes und einem Halter hinweist,
in 16 eine Förderbewegung der fehlerkompensierenden Schneckenfördervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer längsschnittlichen Darstellung,
in 17 einem Zustand in einer querschnittlichen Darstellung, bei dem ein Ausgleichsstift der Schneckenfördervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung auf jedem Radiallager separat entsprechend angebracht ist,
in 18a und 18b eine partielle Schnittdarstellung, die darauf hinweist, wie bei einer trapezförmigen Schnittform einer Schnecke gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Radiallager mit der Schnecke in Kontakt gebracht wird, und
in 19 und 20 einen Zustand in einer querschnittlichen Darstellung, bei dem ein Schmiermitteltank zusätzlich auf der Schneckenfördervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung angebracht ist.
Ausführliche Beschreibung der Ausführungsbeispiele
3 bis 9 stellen eine fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, und 10 bis 20 die nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das erste Ausführungsbeispiel verwendet eine Ausgleichskappe 800 als ein Positioneinstellungsmittel der Radiallager und das zweite Ausführungsbeispiel einen Ausgleichsstift 900.
Es zeigt, in 3, eine fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektiven Explosionsdarstellung, in 4 die Vorrichtung aus 3 in einer längsschnittlichen Darstellung, in 5 die Vorrichtung aus 3 in einer querschnittlichen Darstellung, in 6 einen Halter in einer perspektiven Darstellung, der im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwandt ist, in 7 eine partielle Schnittdarstellung, die auf die Beziehungen zwischen einer Ausgleichskappe, einem Halter, einem Radiallager, und einer Schnecke hinweist, in 8 eine Förderbewegung der fehlerkompensierenden Schneckenfördervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer längsschnittlichen Darstellung, und in 9 das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer partiellen Schnittdarstellung, die auf die Beziehungen zwischen einer Ausgleichskappe, einem Halter, einem Radiallager und einer Schnecke dann hinweist, wenn eine Schnittform der Schnecke dreieckig ausgebildet ist.
Wie aus 3 bis 5 ersichtlich ist, weist die fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen erfindungsgemäß eine Schneckenwelle 200 auf, an deren Außenumfangsfläche eine Schnecke 210 angeordnet ist, und einen zylinderförmigen Mutterkörper 300, in den die Schneckenwelle 200 eingelegt wird. Mit dieser Schneckenwelle 200 wird ein Drehantrieb, wie z. B. Motor, verbunden, und mit diesem Mutterkörper 300 wird ein beweglicher Block verbunden. Gegebenenfalls kann die Schneckenwelle 200 fest angebracht werden, und damit können sowohl der Drehantrieb als auch der bewegliche Block mit dem Mutterkörper 300 verbunden werden. Insbesondere bei der relativ langen Schneckenwelle 200 ist es noch effizienter, wenn der Mutterkörper 300 von einer Außenantriebskraft gedreht und dadurch gleichzeitig auf der Schneckenwelle 200 linear bewegt wird, als wenn die Drehung der Schneckenwelle 200 von der Außenantriebskraft zur Linearbewegung des Mutterkörpers 300 führt. Gemäß der Ausführungsbeispiele der Erfindung wird es hauptsächlich beschrieben, daß die Drehung der Schneckenwelle 200 von der Außenantriebskraft zur Linearbewegung des Mutterkörpers 300 führt. Dies ist aber nicht als Einschränkung im Hinblick auf die Erfindung zu verstehen. Die erwähnte Beschreibung kann veilmehr auf natürliche Weise dafür eingesetzt werden, daß der Muterkörper 300 von der Außenantriebskraft gedreht, und damit gleichzeitig auf der Schneckenwelle 200 in die Linearbewegung gebracht wird.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen, fehlerkompensierenden Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen ist dadurch gekennzeichnet, daß in einer Außenumfangsfläche des Mutterkörpers eine Vielzahl von Befestigungslöchern 310 nach einem in einen wendelförmigen Verlauf der an der Schneckenwelle 200 angeordneten Schnecke 201 eingreifbaren Pfad ausgebildet ist, und daß in diesen Befestigungslöchern 300 die Radiallager 500 entsprechend angeordnet sind, die mit einer Drehachse 600 in Verbindung stehen und dadurch gedreht werden. Wie aus 4 ersichtlich ist, sind die Radiallager 500 so angebracht, daß eine Oberfläche deren Außenräder mit einer Gewindeecke oder -flanke in Kontakt stehen kann. Dadurch kann eine Schraube mit Innengewinde des Mutterkörpers ausgebildet werden, die in eine Schraube mit Außengewinde der Schneckenwelle 200 eingreifbar ist. Dabei werden die Radiallager 500 so angeordnet, daß ein halbes davon mit der Schnecke 201 nur dann in Kontakt steht, wenn die Schneckenwelle 200 in Uhrzeigerrichtung gedreht wird, und das restliche halbe davon mit der Schnecke 201 nur dann in Kontakt steht, wenn die Schneckenwelle 200 entgegen der Uhrzeigerrichtung gedreht wird, damit sich der Mutterkörper 300 durch die bidirektionale Drehung der Schneckenwelle 200 hin und her bewegen kann. Durch diese Ausgestaltung können die Radiallager 500 nur an einer festen Stelle ohne Verlagerung in einem Zustand verdreht werden, bei dem sie mit der Gewindeecke oder -flanke der Schnecke 201 in Kontakt stehen, wobei das unabhängig davon erfolt, in welche Richtung sich die Schneckenwelle 200 dreht, oder sich der Mutterkörper 300 bewegt.
Durch diese einfache Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schneckenfördervorrichtung kann es erreicht werden, daß die Reibung zwischen der Schneckenwelle 200 und dem Mutterkörper 300 minimalisiert wird, und daß der Stoß zwischen den Bauteilen, wie z. B. Radiallagern, zum Reduzieren der Reibung innerhalb der Fördervorrichtung während der Linearbewegung grundsätzlich blockiert wird, so daß eine Schwingung und ein Geräusch, sowie eine Beschädigung der Radiallager geringst gehalten werden können.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen ist dadurch gekennzeichnet, daß die Radiallager 500 mit der Drehachse 600 verbunden und in die entsprechenden Befestigungslöcher 310 des Mutterkörpers 300 angebracht werden, damit die Position der Radiallager 500 zur Mitte der Schneckenwelle 200 eingestellt werden kann. Zum Erreichen dieses Zwecks ist die fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen mit einem Mittel zum Einstellen der Position der Radiallager 500 versehen. Dieses sogenannte Positioneinstellungsmittel ist dafür vorgesehen, daß, auch wenn der Bearbeitungsgrad von den Bauteilen, wie z. B. Schnecke 201, Mutterkörper 300, Befestigungsloch 310, Drehachse 600 und Radiallager 500 oder dergleichen, verringert wird, und damit die Radiallager 500 im eingebauten Zustand nicht unter einer geeigneten Vorspannung mit der Schnecke 201 in Kontakt steht, dieses nachträglich ausgeglichen werden kann, oder daß, auch wenn ein Problem, wie z. B. Geräusch, Schwingung, Wärmeentwicklung und Spiel oder dergleichen wegen des gegenseitigen Stoßes und der Reibung zwischen den Bauteilen beim Gebrauch der Schneckenfördervorrichtung auftritt, solches Problem dadurch gelöst weren kann, daß das Spiel und die Vorspannung zwischen den Radiallagern 500 und der Schnecke 201 verstellt werden.
Das Positioneinstellungsmittel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist, wie aus 3, 6 und 7 ersichtlich ist, die folgenden Bauteile auf, d. h. einen am unteren Ende des Befestigungslochs 310 des Mutterkörpers 300 angeordnenten Stützvorsprung 360, eine in dem Befestigungsloch 310 eingesetzte und auf dem Stützvorsprung 310 aufliegende Feder 700, einen in dem Befestigungsloch 310 eingesetzten und auf der Feder 700 aufliegenden Halter 400, unterhalb dessen eine Drehachse des Radiallagers 500 gehalten ist, und eine Ausgleichskappe 800, die mit einem oberen Teil des in dem Befestigungsloch 310 eingesetzten Halters 400 verschraubt wird, und damit den Halter 400 gegen die Feder 700 drückt, um eine einer Mitte der Schneckenwelle zugewandte Höhe des Halters 400 abhängig vom Verschraubungsgrad zu verstellen.
Der Halter 400 is so ausgebildet und abgemessen, daß er sich innerhalb des Befestigungsloch 310 auf und ab bewegen kann. Zum Erreichen dieses Zwecks, weist der Halter 400 beim zylnderförmigen Befestigungsloch 310 eine Zylinderform eines derartigen Durchmessers, daß er ins Befestigungsloch 310 eingesetzt werden und sich innerhalb dessen bewegen kann. Ein Körper 410 des Halters ist darüber hinaus vorteilhaft so ausgebildet, daß dessen untere Außendurchmesser kleiner als dessen obere, so daß eine Stufendifferenz zwischen dem unteren und dem oberen Teil geschehen kann. Dadurch kann die Feder 700 auf einen einen kleineren Außendurchmesser aufweisenden Unterteil des Halterkörpers 410 aufgelegt, und damit an einen Bereich der Stufendifferenz angeschlagen werden.
Unterhalb des Halters 400 ist eine Achsebohrung 420 ausgebildet, in der die Drehachse 600 des Radiallagers 500 befestigt ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn ein Zapfen in der Achsebohrung 420 ausgebildet ist, und ein in diese Achsebohrung zu einsetzender Bereich der Drehachse 600 mit einem mit dem Zapfen verschraubbaren Gewinde versehen ist, damit die Drehachse 600 mit der Achsebohrung 420 verschraubt werden kann.
Unterhalb des Halters 400 ist ein Lagersitz 430 ferner so ausgebildet, daß ein Teil des Radiallagers 500 schräg vertieft werden kann, so daß der eine Teil in den Lagersitz 430 eingelegt wird. Dabei ist vorteilhaft, daß der andere Teil aus dem Lagersitz 430 hervorragt, und damit ein hervorragender Bereich mit der Schnecke 210 in Kontakt stehen kann. Darüber hinaus kann ein Neigungswinkel des Lagersitzes 430 abhängig von einer Ausgestaltung der Schnecke 210 der Schneckenwelle 200 verschieden sein, aber eine derartige Größe, daß auf jedem Fall das Außenrad des Radiallagers mit der Gewindeecke oder -flanke der Schnecke 210 in Kontakt stehen kann. Ferner ist die Achsebohrung 420 dabei auf dem Boden des Lagersitzes 430 ausgebildet, und vertikal zu diesem ausgerichtet. Dadurch kann das Radiallager 500 im schrägen Zustand gehalten werden, auch wenn das Befestigungsloch 310 vertikal zur Längsrichtung der Schneckenwelle 200 ausgerichtet ist, und damit ein Einbauwinkel des Radiallagers 500 nur dadurch verändert werden, daß der Halter 400 ausgetauscht wird.
Wie aus 3 und 6 erkennbar ist, ist ein Vorsprung 440 einstückig mit einem Unterteil des Körpers des Halters 400 ausgebildet, und eine Anschlagnut 320 im den an einem unteren Ende des Befestigungslochs 310 angeordneten Stützvorsprung 360 ausgebildet, wobei der Vorsprung 440 in die Anschlagnut 320 eingesetzt wird, so daß das Radiallager 500 immer in einer bestimmten Richtung fest ausgerichtet sein kann.
Ein unteres Ende der Feder 700 steht mit einer oberen Oberfläche des Stützvorsprungs 360 in Kontakt, und ein oberes Ende davon ist so angebracht, daß es in einen Unterteil des Halterkörpers 410 eingesetzt werden kann.
Wie aus 7 ersichtlich ist, ist die Ausgleichskappe 800 an ihrer Außenumfangsfläche mit einer Schraube mit Außengewinde versehen, und das Befestigungsloch 310 an seiner oberer Innenumfangsfläche mit einer Schraube mit Innengewinde, so daß das Außengewinde der Ausgleichskappe 800 mit dem Innengewinde des Befestigungslochs verschraubt wird.
Mittels des Positioneinstellungsmittels gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweisend solche erwähnte Ausgestaltung, kann man, wie in 7 dargestellt ist, dann die Ausgleichskappe 800 drehen, so daß sich diese abwärts oder aufwärts bewegen kann, wenn ein Spiel zwischen der Schneckenwelle 201 und dem Radiallager 500 wegen des Verschleißes der gebrauchten Bauteile oder des Bearbeitungsfehlers deren auftritt, ein Anpressdruck zu hoch ist, oder eine Vorspannung nicht geeignet ist. Und dann, kann der Halter 400 unterhalb der Ausgleichskappe 800 eine Abstoßungskraft der Feder 400 überwinden, oder durch diese abgestützt werden, so daß er sich abwärts oder aufwärts bewegt. Damit können das Spiel und die Vorspannung zwischen der Schnecke 201 und dem Radiallager 500 von außen einfach verstellt werden, ohne die Gesamtheit der Schneckenfördervorrichtung auszubauen.
In 8 ist gezeigt, daß die fehlerkomensierende Schneckenfördervorrichtung 100a unter Verwendung von Lagerungen mittels der Drehung der Schneckenwelle 200 den Mutterkörper 300 im derartigen Zustand nach links und rechts bewegt, daß das Spiel und die Vorspannung zwischen der Schnecke 201 und dem Radiallager 500 verstellt sind. Dabei kann das Radiallager 500 die Drehung der Schneckenwelle 200 genau ohne Verlust in die Linearbewegung der Mutter umwandeln.
Die fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann, wie aus 3 bis 8 ersichtlich ist, nicht nur darauf angewandt werden, daß eine Schnittform der Schnecke der Schneckenwelle 200 eine halbkreisförmige Nut aufweist, aber, wie aus 9 erkennbar ist, unverändert auch darauf, daß sie eine dreieckige Form hat, und darüber hinaus unverändert auch darauf, daß sie eine trapezförmige Form oder anders hat. Wie aus 9 ersichtlich ist, ist vorteilhaft, daß das Radiallager 500 mit einer Gewindeflanke der Schnecke dann in Kontakt steht, wenn die Schnittform der Schnecke eine dreieckige Form aufweist. In diesem Fall, auch wenn die Schneckenwelle 200 mit hoher Drehgeschwindigkeit gedreht wird, wird eine gute Eigenschaft des Kontaktes zwischen der Schnecke 201 und dem Radiallager 500 erreicht, und eine axiale Lagerkraft verbessert, sowie das Geräusch gering, so daß der Mutterkörper 300 relativ stabiler gefördert werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen 10 bis 20 bezüglich eines zweiten Ausführungsbeispiels erläutert.
Es zeigt, in 10 eine fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektiven Explosionsdarstellung, in 11 die Schneckenfördervorrichtung aus 10 in einer längsschnittlichen Darstellung, in 12 die Schneckenfördervorrichtung aus 10 in einer querschnittlichen Darstellung, in 13 einen im zweiten Ausführungsbeispiel verwandten Halter in einer perspektiven Darstellung, in 14 eine partielle Schnittdarstellung, die auf die Beziehungen zwischen einer Ausgleichsstift, einem Halter, einem Radiallager, und einer Schnecke hinweist, in 15 eine partielle Schnittdarstellung, die auf die Positionbeziehung zwischen einem Durchmesser eines Ausgleichsstiftes und einem Halter hinweist, in 16 eine Förderbewegung der fehlerkompensierenden Schneckenfördervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer längsschnittlichen Darstellung, in 17 einem Zustand in einer querschnittlichen Darstellung, bei dem ein Ausgleichsstift der Schneckenfördervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung auf jedem Radiallager separat entsprechend angebracht ist, in 18a und 18b eine partielle Schnittdarstellung, die darauf hinweist, wie bei einer trapezförmigen Schnittform einer Schnecke gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Radiallager mit der Schnecke in Kontakt gebracht wird, und in 19 und 20 einen Zustand in einer querschnittlichen Darstellung, bei dem ein Schmiermitteltank zusätzlich auf der Schneckenfördervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung angebracht ist.
Wie aus 10 und 14 erkennbar ist, weist ein Positioneinstellungsmittel gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung die folgenden Bauteile auf, d. h. einen am unteren Ende des Befestigungslochs 310 des Mutterkörpers 300 angeordnenten Stützvorsprung 360, eine in dem Befestigungsloch 310 eingesetzte und auf dem Stützvorsprung 310 aufliegende Feder 700, einen in dem Befestigungsloch 310 eingesetzten und auf der Feder 700 aufliegenden Halter, in dessen oberen Oberfläche ein Stiftkanal 450 ausgebildet ist, in den ein stabförmiger Stift einfügbar ist, und unterhalb dessen eine Drehachse 600 des Radiallagers 500 gehalten ist, ein in Längsrichtung der Schneckenwelle 200 durch einen Oberteil des Befestigungslochs 310 durchgehend ausgebildetes Stiftloch 350, und einen Ausgleichsstift 900 auf, der in das Stiftloch 350 und den Stiftkanal 450 des Halters 400 eingelegt ist, und damit eine einer Mitte der Schneckenwelle 200 zugewandte Höhe des Halters 400 abhängig vom Durchmesser dessen im Stiftkanal 450 eingesetzten Bereichs verstellen kann.
Zum Einsezten des Ausgleichsstifts 900 werden die Feder 700 und der mit dem Radiallager 500 verbundene Halter 400 zunächst ins Befestigungsloch 310, und erst danach kann der Ausgleichsstift 900 von einer Seite des Mutterkörpers 300 ins im Mutterkörper 300 angeordnete Stiftloch 350, und dann in den an einer oberen Oberfläche des Halters ausgebildeten Stiftkanal 450 eingesetzt. Wie aus 10 bis 12 erkennbar ist, können beim gleichen Ausgleichsgrad der Position jedes Radiallagers 500 nur mittels eines einzigen Ausgleichsstift 900 mit einer genug langen Länge alle Halter 400 mit Druck beaufschlagen werden, die in mehreren, in Längsrichtung der Schneckenwelle 200 ausgerichteten Befestigungslöchern 310 angebracht sind. Diesbezüglich, ist der Ausgleichsgrad der Position jedes Radiallagers 500 jedoch nicht gleich, weil dessen Bearbeitungsfehler oder Verschleißgrad verschieden ist, dann kann der Ausgleichsstift 900a relativ länger und mit anderem Durchmesser ausgebildet werden, als der Stiftkanal 450 des Halters 400, so daß er auf jedem Halter 400 separat angebracht wird, und dann ein Nebenstift in einen Spiel zwischen dem Ausgleichsstift 900a und dem Stiftkanal 450 eingesetzt werden kann.
Darüber hinaus besteht, wie aus 10 und 13 ersichtlich ist, ein Unterschied zwischen dem Positioneinstellungsmittel gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und dem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darin, daß als ein Fehlerausgleichsmittel der Ausgleichsstift 900 anstatt der Ausgleichskappe 800 verwandt wird, daß der Stiftkanal 450 in der oberen Oberfläche des Halters ausgebildet ist, und das Stiftloch 350 in dem Mutterkörper 300 geformt ist.
Obwohl es in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, kann eine Gesamtlänge des Ausgleichsstift 900 oder dessen zusammen mit dem Nebenstift noch kleiner sein, als die des Mutterkörpers 300, so daß beide Enden des Stiftloches 350 im leeren Zustand verbleiben, und damit deren leeren Bereiche jeweils mit einer Schraube verschraubt werden, um den Ausgleichsstift 900 zu befestigen.
Durch das Positioneinstellungsmittel gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, kann der Ausgleichsgrad abhängig von der Größe des Durchmessers des Ausgleichsstiftes 900 verstellt werden, so daß ein sehr feiner Fehlerausgleich vorteilhaft erreicht werden kann. Wie aus 14 und 15 erkennbar ist, wenn der Durchmesser des Ausgleichsstiftes 900 erhöht wird, dann werden der Halter 400 und das mit diesem drehbar verbundene Radiallager 500 abwarts bewegt, aber wenn der Durchmesser verringert wird, dann werden die beiden 400 und 500 mittels der Elastizität der Feder 700 aufwärts bewegt, wobei der Stützvorsprung 360 und die Feder 700 den Halter 400 mit der elastischen, nach oben richtenden Stützkraft ohne Unterbrechung beaufschlagen.
Wenn dieses noch konkreter erläutert wird, dann kann der Halter 400, wie aus 15 ersichtlich ist, durch die Feder 700 mit der Elastizität dann beaufschlagen werden, wenn er in den Raum zwischen dem Stiftloch 350 des Mutterkörpers 300 und dem Stiftkanal 450 des Halters eingesetzt wird, und damit nach oben federn, so daß der in dem Stiftkanal 450 des Halters 400 eingelegte Ausgleichsstift 900 also nach oben gedrückt wird, wobei dadurch ein Teil des Ausgleichsstift 900 in das Stiftloch 350 eingesetzt und daran angehängt werden kann. Wird der Durchmesser des Ausgleichsstiftes 900 damit erhöht, dann wird der Halter 400 um einen Unterschied des veränderten Durchmesser des Ausgleichsstiftes 900 noch mehr abwärts gedrückt, so daß das Radiallager 500 mehr zur Mitte der Schneckenwelle 200 verlagert werden kann. Dadurch kann der Bearbeitungsfehler oder der durch Reibung verursachte Verschleiß kompensiert werden, und damit das Radiallager 500 unter einer geeigneten Vorspannung mit der Schnecke 200 in Kontakt gebracht werden.
Während das Radiallager 500 mit der Schnecke in Kontakt stehend umläuft, kann das Geräusch somit gegenüber der bestehenden Kugelumlaufspindel noch reduziert, und ein genauerer Förderweg erhalten werden. Darüber hinaus, auch wenn eine niedrigere Vorspannung wegen der Verschleiß des Radiallagers 500 oder dergleichen auftritt, kann der Fehler schnell ausgeglichen werden ohne die Gesamtheit der Schneckenfördervorrichtung auszubauen.
In 16 ist gezeigt, daß die Schneckenfördervorrichtung 100a, bei der das Spiel und die Vorspannung zwischen der Schnecke 201 und dem Radiallager 500 durch den Ausgleichsstift 900 verstellt sind, mittels der Drehung der Schneckenwelle 200 den Mutterköper 300 nach links und rechts fördert. Das Radiallager 500 wandelt die Drehung der Schneckenwelle 200 genau ohne Verlust in die Linearbewegung der Mutter um. Auf einer Seite, tritt ein Verschleiß auf, während das Radiallager 500 mit der Schnecke 200 in Kontakt stehend lange umläuft, dann entsteht ein Spalt, weil die Vorspannung, mit der das Radiallager 500 mit der Schnecke 200 in Kontakt gebracht wird, verringert wird, so daß ein Stall zwischen den Bauteilen, ein Geräusch, eine Schwingung und ein Spiel oder dergleichen verursacht werden können. In diesem Fall kann ein kleineren Durchmesser aufweisender und vorher angebrachter Ausgleichsstift 900 aus dem Stiftloch 350 des Mutterkörpers 300 und dem Stiftkanal 450 des Halters 400 entfernt werden, indem ein Ausgleichsstift 900 mit relativ größerem Durchmesser ins Stiftloch 350 des Mutterkörpers 300 eingelegt wird. Wird der Ausgleichsstift 900 mit größerem Durchmesser dadurch ins Stiftloch 350 des Mutterkörpers 300 und in den Stiftkanal 450 des Halters 400 angebracht, dann kann er den Halter um den erhöhten Durchmesser mit Druck beaufschlagen, so daß das Spalt und die Vorspannung verstellt werden und der Stoß, das Geräusch, die Schwingung und Wärmeentwicklung sowie das Spiel oder dergleichen behoben werden können.
Die fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann, wie aus 10 bis 17 ersichtlich ist, nicht nur darauf angewandt werden, daß eine Schnittform der Schnecke der Schneckenwelle 200 eine halbkreisförmige Nut aufweist, aber, wie aus 18a und 18b erkennbar ist, unverändert auch darauf, daß sie eine trapezförmige Form oder dergleichen hat, und darüber hinaus unverändert auch darauf, daß sie eine dreieckige Form oder anders hat. Wie aus 18a ersichtlich ist, ist vorteilhaft, daß das Radiallager 500 mit einer Gewindeflanke der Schnecke dann in Kontakt steht, wenn die Schnittform der Schnecke eine trapezförmige Form aufweist. In diesem Fall, auch wenn die Schneckenwelle 200 mit hoher Drehgeschwindigkeit gedreht wird, wird eine gute Eigenschaft des Kontaktes zwischen der Schnecke 201 und dem Radiallager 500 erreicht, und eine axiale Lagerkraft verbessert, sowie das Geräusch gering, so daß der Mutterkörper 300 relativ stabiler gefördert werden kann.
Wird die Schneckenwelle 200 nicht mit hoher Drehgeschwindigkeit gedreht, dann kann es, wie aus 18b ersichtlich ist, so vorgeschlagen sein, daß das Radiallager mit einer Gewindeecke der Schnecke 201 in Kontakt steht.
Die erfindungsgemäße, fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Lagerungen ist, wie aus 12 ersichtlich ist, so ausgebildet, daß im Mutterkörper 300 ein Schmiermittelzufuhrloch 370 angeordnet ist, das mit dem Befestigungsloch 310 in Verbindung steht, damit das Schmiermittel dem Reibungsbereich zwischen dem Radiallager 500 und der Schnecke 200 zugeführt werden kann. Ferner, wie aus 19 und 20 erkennbar ist, ist ein Schmiermitteltank 1000 außerhalb oder innerhalb des Mutterkörpers 300 so angeordnet, daß er mit dem Schmiermittelzufuhrloch 360 in Verbindung stehen kann. Wird der Schmiermitteltank 1000 somit innerhalb des Mutterkörpers 300 angebracht, dann kann es, wie aus 20 ersichtlich ist, so vorgeschlagen sein, daß in die Befestigungslöcher 310 der beiden Enden des Mutterkörpers 300 jeweils das Radiallager 500 eingesetzt wird, und in die der Mitte des Mutterkörpers 300 der Schmiermitteltank 1000 angebracht Wirt. Dadurch kann eine verbesserte Schmiermitteleigenschaft im Reibungsbereich zwischen der Schnecke 210 und dem Radiallager 500 erreicht, und damit der Verschleiß reduziert werden.
Bezugszeichenliste

200: Schneckenwelle
210: Schnecke
300: Mutterkörper
310: Befestigungsloch
320: Anschlagnut
350: Stiftloch
360: Stützvorsprung
400: Halter
410: Körper
420: Achseloch
430: Lagersitz
440: Vorsprung
450: Stiftkanal
500: Radiallager
600: Drehachse
700: Feder
800: Ausgleichskappe
900: Ausgleichsstift

Claims

Fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Radiallagern (500), dadurch gekennzeichnet, daß sie die folgende Bauteile aufweist: eine Schneckenwelle (200), an deren Außenumfangsfläche eine Schnecke (210) angeordnet ist; einen Mutterkörper (300), in dem die Schneckenwelle (200) eingelegt ist, und in dessen Außenumfang eine große Anzahl von Befestigungslöchern (310) nach einem an einem wendelförmigen Verlauf der Schnecke (210) der Schneckenwelle (200) anpassbaren Pfad ausgebildet ist, einen am unteren Ende des Befestigungslochs (310) des Mutterkörpers (300) angeordneten Stützvorsprung (360), eine in dem Befestigungsloch (310) eingesetzte und auf dem Stützvorsprung (360) aufliegende Feder (700); in den Befestigungslöchern (310) entsprechend angeordnete Radiallager (500), deren Außenräder mit Außenflächen der Schnecke (210) der Schneckenwelle (200) in Kontakt stehen, so daß die Radiallager (500) dann an der Kontaktstelle verdreht werden, wenn die Schneckenwelle (200) oder der Mutterkörper (300) in Drehung gebracht wird; einen in dem Befestigungsloch (310) eingesetzten und auf der Feder (700) aufliegenden Halter (400), wobei unterhalb dessen eine Drehachse (600) des Radiallagers (500) gehalten ist; und ein Positioneinstellungsmittel, das auf den oberen Oberfläche des Halters (400) so angeordnet ist, daß es dem Halter (400) zur Mitte der Schneckenwelle (200) eine Position einstellen kann.
Fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Radiallagern (500) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Positioneinstellungsmittel eine Ausgleichskappe (800) aufweist, die mit einem oberen Ende des Befestigungslochs (310) verschraubt wird, und damit den Halter (400) gegen die Feder (700) drückt, um eine einer Mitte der Schneckenwelle (200) zugewandte Höhe des Halters (400) abhängig vom Verschraubungsgrad zu verstellen.
Fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Radiallagern (500) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Positioneinstellungsmittel einen in der oberen Oberfläche des Halters (400) ausgebildeten Stiftkanal (450) aufweist, in den ein stabförmiger Stift einfügbar ist, und unterhalb dessen eine Drehachse (600) des Radiallagers (500) gehalten ist, ein in Längsrichtung der Schneckenwelle (200) durch das Befestigungsloch (310) durchgehend ausgebildetes Stiftloch (350), und einen Ausgleichsstift (900) aufweist, der in das Stiftloch (350) und den Stiftkanal (450) des Halters (400) eingelegt ist, und damit eine einer Mitte der Schneckenwelle (200) zugewandte Höhe des Halters (400) abhängig vom Durchmesser dessen im Stiftkanal (450) eingesetzten Bereichs verstellen kann.
Fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Radiallagern (500) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Radiallager (500) so angeordnet sind, daß ein halbes davon mit der Schnecke (210) nur dann in Kontakt steht, wenn die Schneckenwelle (200) in Uhrzeigerrichtung gedreht wird, und das restliche halbe davon mit der Schnecke (210) nur dann in Kontakt steht, wenn die Schneckenwelle (200) entgegen der Uhrzeigerrichtung gedreht wird.
Fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Radiallagern (500) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorsprung (440) einstückig mit einem Unterteil des Körpers (410) des Halters (400) ausgebildet, und eine Anschlagnut (320) im den an einem unteren Ende des Befestigungslochs (310) angeordneten Stützvorsprung (360) ausgebildet ist, wobei der Vorsprung (440) in die Anschlagnut (320) einsetzbar ist, so daß der Halter (400) drehfest befestigt werden kann.
Fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Radiallagern (500) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Halters (400) ein Lagersitz (430) so ausgebildet, daß ein Teil des Radiallagers (500) schräg vertieft werden kann, so daß der eine Teil in den Lagersitz (430) einsetzbar ist, wobei der andere Teil aus dem Lagersitz (430) hervorragt, und damit ein hervorragender Bereich mit der Schnecke (210) in Kontakt stehen kann.
Fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Radiallagern (500) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsstift (900) eine genug lange Länge aufweist, um alle Halter (400) mit Druck zu beaufschlagen, die in mehreren, in Längsrichtung der Schneckenwelle (200) ausgerichteten Befestigungslöchern (310) angebracht sind.
Fehlerkompensierende Schneckenfördervorrichtung unter Verwendung von Radiallagern (500) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ausgleichsstifte (900) etwas länger ausgebildet sind, als eine Breite des Stiftkanals (450) des Halters (400), um die Radiallager (500) mit verschiedenen Bearbeitungsfehlern oder Verschleißgraden jeweils einzeln mit Druck beaufschlagen zu können, und damit in den entsprechenden Stiftkanal (450) eingesetzt sind.