DE102009009395A1

DE102009009395A1 - Spindelstellantrieb zur Axialverlagerung einer nicht rotierenden Spindel

Info

Publication number: DE102009009395A1
Application number: DE200910009395
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. Seeger
Original assignee: Ortlinghaus Werke GmbH
Current assignee: Ortlinghaus Werke GmbH
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2010-08-19

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spindelstellantrieb zur Axialverlagerung einer nicht rotierenden Spindel unter Verwendung der bekannten Planetengewindespindel als Antrieb, wobei die Spindel als glattzylindrische Pinole in einer glattzylindrischen Gehäusebohrung dicht geführt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spindelstellantrieb zur Axialverlagerung einer nicht rotierenden Spindel nach Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Ein derartiger Spindelstellantrieb ist bekannt aus der DE 10 2007 029 579 .
In der Praxis haben sich derartige Spindelstellantriebe hervorragend bewährt.
Dabei wirkt eine von einem Elektromotor angetriebene Mutter auf den Gewindeabschnitt der nicht rotierenden Spindel, die infolge des Eingriffs zwischen ihrem Gewindeabschnitt und der Mutter in axialer Richtung verstellt wird.
Derartige Spindelstellantriebe werden zum Beispiel zur fein dosierten Förderung von Hydraulikflüssigkeiten verwendet, wie sie für das Lüften von Bremsen oder das Betätigen von Kupplungen notwendig sind.
Sie weisen allerdings den Nachteil auf, dass mit zunehmenden Stellkräften auch groß bauende motorische Antriebe notwendig sind, so dass selbst bei kleinen Gewindesteigungen die ausübbaren Kräfte ihre Grenze an den zur Verfügung stehenden Motoren finden.
Abhilfe schafft insoweit eine Planetengewindespindel, die sich dadurch auszeichnet, dass selbst Motoren kleiner Baugrößen im Stande sind, erheblich hohe Stellkräfte zu erzeugen, die sogar für die Betätigung von Pressen geeignet sind.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den bekannten Spindelstellantrieb unter Verwendung der bekannten Planetengewindespindel als Antrieb zu einem universell verwendbaren Spindelaktuator weiter zu bilden.
Diese Aufgabe löst der Spindelstellantrieb mit den Merkmalen den Anspruchs 1.
Aus der Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass bei hoher Knickfestigkeit der Pinole schnelle Drehbewegungen des elektromotorischen Antriebs, die selbst nur kleine Drehmomente erzeugen können, umgesetzt werden in eine relativ langsame lineare Bewegung von hoher bis sehr hoher Kraft.
Dieser Vorteil wird durch eine Kombination erreicht, bei welcher einerseits zwischen dem Elektromotor und der Spindel ein Getriebe angeordnet ist, bei welchem mehrere Außengewinderollen an einem Planetenträger rund um die Spindel herum angeordnet werden, wobei der Planetenträger selbst mittelbar oder unmittelbar von dem Läufer des Elektromotors angetrieben wird und bei welcher andererseits das aus dem geschlossenen Gehäuse austretende Ende der glattzylindrischen Pinole im Bereich der glattzylindrischen Runddichtung knickverhindernd geführt wird.
Da die Gewindespindel ihrerseits nicht rotierend ist, das heißt am Gehäuse nur axial beweglich gelagert ist, wird auf diese Weise die Drehbewegung des Planetenträgers unmittelbar umgesetzt in die Axialbewegung der Gewindespindel, die ihrerseits ihre Axialbewegung 1:1 auf die Pinole überträgt. Dabei kann die Pinole endseitig an die Gewindespindel angesetzt sein (= separates Bauteil) oder einstückig mit der Gewindespindel ausgeführt werden. Die zweiteilige Ausführung eignet sich besonders für Baukastensysteme.
Die Gewindesteigungen zwischen dem Gewindeabschnitt auf der Spindel und den Außengewinderollen sind dabei ein Maß für den Vortrieb der Spindel in Millimetern pro Umdrehung des Planetenträgers.
Auf diese Weise wird die hohe Leistungsdichte schnell laufender Elektromotoren auch in Anwendungen nutzbar gemacht, in denen eine langsame Vorschubbewegung gefordert wird, zum Beispiel bei der Blechumformung.
Wesentlich an der Erfindung ist auch die planetenförmige Anordnung der Außengewinderollen um die Spindel herum in einem mit dem Läufer des Elektromotors mit rotierendem Planetenkäfig, innerhalb dessen die Außengewinderollen axial unverrückbar aber um ihre eigene Längsachse drehbar gelagert sind.
Dabei ist der mitrotierende Planetenkäfig entweder einstückig oder zweistückig mit dem Läufer des Elektromotors ausgebildet und in jedem Falle am Maschinengehäuse in axialer Richtung beidseitig fest eingespannt, so dass die Drehbewegung des Planetenkäfigs praktisch spielfrei in eine Axialbewegung der Gewindespindel und damit der Pinole umgesetzt werden kann.
Da mit der Erfindung die schnelle Drehbewegung mit niedrigem Drehmoment umgesetzt wird in eine langsame Linearbewegung von hoher Kraft, eignet sich die Erfindung insbesondere zum Einsatz an Pressen zum Herstellen von Karosserieblechen aller Art.
Die hierfür notwendigen elektromotorischen Antriebe sind aufgrund des großen Übersetzungsverhältnisses relativ klein auslegbar ohne dass die zur Umformung von Blechen notwendige Pressenkraft darunter leiden müsste.
Insbesondere die Eignung der Erfindung für den Einsatz an Blechpressen zur Herstellung dreidimensional verformter Bleche aus ebenen Blechtafeln ist von Bedeutung.
Andererseits werden auch Ausführungsbeispiele gegeben, bei denen die Erfindung im Rein- und Reinstraumbereich einsetzbar ist.
Hierfür ist wesentlich, dass die Gewindespindel die Pinole antreibt, die ihrerseits in demjenigen Längsbereich, mit dem sie aus dem Gehäuse aus- bzw. in das Gehäuse einfährt, abzudichten ist.
Die glattzylindrische Pinole sitzt dabei in einer glattzylindrischen Bohrung, die ihrerseits eine ebenfalls glattzylindrische Runddichtung aufweist.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht außerdem vor, dass die Spindel an ihrer Austrittsstelle aus dem Gehäuse in radialer Richtung nicht gelagert werden muss.
Damit sind aber auch die für den Betrieb in Rein- und Reinsträumen notwendigen Voraussetzungen geschaffen, das Innere des Maschinengehäuses hermetisch von der Umgebung abzuschirmen und auf diese Weise trotz einer gegebenenfalls notwendigen Ölfüllung des Maschinengehäuses eine Kontamination der Umgebung zu vermeiden.
Außerdem kann die Austrittsstelle ein Ausknicken der Pinole an dieser Stelle wirksam unterbinden da so die freie Knicklänge der Pinole vermindert wird.
Der Läufer des Elektromotors kann zweiteilig oder einteilig aufgebaut sein.
In jedem Fall weist er ein innen liegendes Bauteil auf, welches die Außengewinderollen aufnimmt. Dieses innen liegende Bauteil kann entweder drehfest mit einem separaten und dazu konzentrischen äußeren Läuferteil zusammengebaut sein oder mit diesem Läuferteil einstückig verbunden sein.
Für die Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, eine Gewindesteigung von weniger als 5 mm, vorzugsweise im Bereich 0 < X <= 4 mm vorzusehen.
X ist dabei die Gewindesteigung.
Je kleiner die Gewindesteigung ist, desto größer ist auch die Selbsthemmung der Gewindespindel im Betrieb.
Kleine Gewindesteigungen eignen sich daher insbesondere für den Einsatz bei Rüttel- oder Stoßbelastungen auf die Spindel, da infolge der kleinen Gewindesteigung praktisch eine Selbsthemmung hervorgerufen wird.
Gegebenenfalls lässt sich über die formelmäßigen Zusammenhänge eines selbsthemmenden Gewindes eine Gewindesteigung bestimmen, die innerhalb des Reibkegels liegt.
Darüber hinaus eröffnet die Erfindung auch die Möglichkeit, zusätzliche mechanisch auslösende Spindelbremsen vorzusehen, falls dies zum Beispiel aus Sicherheitsgründen erforderlich ist.
Insbesondere für den Betrieb einer Presse ist aus Sicherheitsgründen eine Spindelbremse stets erforderlich, die hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch gelüftet sein sollte und im Bedarfsfall durch Federvorspannung in die Bremsstellung geht.
Insoweit wird auf den Stand der Technik verwiesen.
Weiterhin hat die Erfindung erkannt, dass die Spindel mit lediglich einem Ende aus dem Maschinengehäuse herausschauen muss und dass insbesondere die Lagerung der Spindel in Querrichtung ausschließlich durch die Außengewinderollen im Planetenkäfig völlig ausreichend ist.
Da die Erfindung unter anderem auch zum Antrieb von Blechpressen einsetzbar ist, berücksichtigt diese Weiterbil dung die Tatsache, dass ein Pressenstempel naturgemäß an Führungen sitzt, so dass der erfindungsgemäße Spindelstellantrieb keinerlei Führungsaufgaben mehr wahrnehmen muss sondern lediglich die zur Herstellung der Blechteile notwendige Pressenkraft aufzubringen hat.
Daher kommt einer Weiterbildung besonderes Augenmerk zu, bei welcher der erfindungsgemäße Spindelstellantrieb eine kompakte Baugruppe bildet, die lediglich noch eine elektrische Anschlussstelle für den notwendigen Elektromotor aufweist. Hierzu weist das ins sich geschlossene Gehäuse einen entsprechenden Anschlussflansch für den Maschinenrahmen auf.
Da die Erfindung aber auch für den Dauerbetrieb ausgelegt sein soll, wird zusätzlich vorgeschlagen, am Maschinengehäuse einen Anschluss für eine externe Schmiermittelversorgung vorzusehen.
Von diesem Anschluss geht zumindest eine Schmiermittelleitung aus, welche mit dem Planetenkäfig kommunizieren sollte, um die Außengewinderollen einerseits am Planetenkäfig und andererseits auf dem Gewindeabschnitt der Spindel schmieren zu können.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, über einen entsprechenden Anschluss verbrauchtes Schmiermittel entnehmen zu können oder das Schmiermittel insgesamt in einem Kreislauf zu führen, innerhalb dessen auch eine Reinigung bzw. auch Kühlung stattfinden kann.
Dabei sollte das Maschinengehäuse in sich hermetisch öldicht geschlossen sein.
Die erfindungsgemäße Ausführung der Spindel, die mit einer glattzylindrischen Pinole aus dem Maschinengehäuse heraustritt, kommt dieser Forderung entgegen, da die Austrittsstelle der Pinole aus dem Maschinengehäuse mit einfachen Ringdichtungen und gegebenenfalls vorgelagerten Abschirmringen und Labyrinthdichtungen abzudichten ist.
Die Verwendung eines Servomotors in Hohlwellenbauart, vorzugsweise eines Torquemotors, ist dabei von Vorteil, weil ein derartiger Motor einen innen liegenden Läufer aufweist, der entweder leicht mit der Spindelmutter, welche die Außengewinderollen trägt, verbindbar ist oder so ausgebildet werden kann, dass er selber die Außengewinderollen aufnimmt.
Zusätzlich kann eine Luft- oder flüssigkeitsgekühlte Kühleinrichtung vorgesehen sein.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein erstes einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung
2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit angeflanschter Bremse
3 die Verwendung der Erfindung an einer Umformpresse
4 ein Prinzipbild der Erfindung in Form eines Kompaktantriebs.
Sofern im Folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Figuren.
Die Figuren zeigen einen Spindelstellantrieb 1 nach vorliegender Erfindung.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen wird derartiger Spindelstellantrieb 1 verwendet an einer Presse entsprechend 3 zur Herstellung von Karosserieblechen.
Der Spindelstellantrieb 1 dient der Verlagerung einer nicht rotierenden Gewindespindel 1a.
Zu diesem Zweck ist die Gewindespindel 1a mit einem Ende in einer in 1 rechtsseitig angeordneten Verzahnung oder ähnlichem längsgeführt, so dass sie lediglich eine axial gerichtete Hin- und Herbewegung ausführen kann.
Endseitig an der Gewindespindel 1a ist eine glattzylindrische Pinole 2 angesetzt.
Zur Verlagerung dient ein Elektromotor 3, bestehend aus einem Wicklungspaket und einem innen liegenden Läufer 5. Das Wicklungspaket ist drehfest mit dem Gehäuse 11 verbunden während der Läufer 5 gegenüber dem Gehäuse in Wälzlagern gelagert ist.
Wesentlich ist, dass der innere Läufer 5 mit seinem Innendurchmesser in einem gewindeartigen Eingriff mit einem Längsbereich der Gewindespindel 1a ist, wo diese ein Außengewinde 4 aufweist.
Man kann leicht nachvollziehen, dass durch den gewindeartigen Eingriff zwischen dem Läufer 5 und dem Gewindeabschnitt, den das Außengewinde 4 der Gewindespindel 1a bildet, eine axiale Verlagerung der Gewindespindel 1a stattfindet, wenn der Läufer sich dreht.
Hier ist darüber hinaus für den Längsantrieb der Gewindespindel 1a der Läufer 5 mit einer Anordnung von mehreren planetenförmig um die Gewindespindel 1a herum angeordneten Außengewinderollen 6 versehen. Die Außengewinderollen 6 sind um ihre Längsachse drehbar an dem Läufer derart befestigt, dass sie mit dem Läufer 5 einerseits mitrotieren, andererseits jedoch gegenüber diesem mitrotierenden Planetenkäfig 7, in welchem sie drehbar sitzen, axial unverrückbar gelagert sind.
Wie insbesondere 1 beispielhaft zeigt, weist hierzu der Planetenkäfig 7 mehrere um den Gewindeabschnitt der Gewindespindel 1a herum angeordnete Ausnehmungen auf, in welchen jeweils eine Außengewinderolle 6 sitzt, die ihrerseits mit dem Außengewinde 4 der Gewindespindel 1a kämmt.
Dreht man nun den Planetenkäfig 7 infolge der elektromotorischen Kraft, die vom Elektromotor 3 auf den Läufer 5 aufgebracht wird, rotiert der Planetenkäfig 7 um die Gewindespindel 1a herum und infolge des gewindeartigen Eingriffs zwischen den Außengewinderollen 6 und dem Außengewinde 4 der Spindel wird die Gewindespindel 1a je nach Drehrichtung axial verlagert nach rechts oder links.
Zu diesem Zweck ist die Gewindespindel 1a nichtdrehbar am Gehäuse 11 gelagert.
Sie wird daher an ihrem linken Ende befindliche glattzylindrische Pinole 2 aus dem Gehäuse 11 herausfahren oder in das Gehäuse 11 hineinfahren, je nach Drehrichtung des Elektromotors.
Um zu verhindern, dass die Außengewinderollen 6 in Axialrichtung verlagert werden, sind diese an ihren Ende bündig in entsprechende Ausnehmungen des Planetenkäfigs 7 eingepasst.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt der Planetenkäfig 7 darüber hinaus etwa im axialen Mittelbereich der Außengewinderollen 6 noch eine Einschnürung 23, so dass die Außengewinderollen 6 auch hier in axialer Richtung unbeweglich sind. Sie weisen hierzu im axialen Längsbereich der Einschnürung 23 eine komplementäre Ringnut auf.
Wesentlich ist nun, dass die Gewindespindel 1a einschließlich dieses Längsantriebs, der aus Läufer 5, Außengewinderollen 6 und Planetenkäfig 7 besteht und einschließlich des Elektromotors 3, vollständig innerhalb eines geschlossenen Gehäuses 11 sitzen, welches in Fortsetzung der Axialrichtung der Gewindespindel 1a in zumindest einer Richtung eine nach außen über eine glattzylindrische Runddichtung 20 abgedichtete, glattzylindrische Bohrung 19 für eine ebenfalls glattzylindrische Pinole 2 aufweist, die ihrerseits endseitig mitverlagerbar an der Gewindespindel 1a sitzt.
Wie 1 und 2 erkennen lassen, ist hier die Gewindespindel 1a mit der glattzylindrischen Pinole 2 einstückig ausgeführt.
Da allerdings sowohl die Gewindspindel 1a als auch die Pinole 2 lediglich Axialbewegungen vollziehen müssen und auch nur in dieser Richtung Kräfte zu übertragen haben, könnte beispielsweise die glattzylindrische Pinole 2 auch endseitig an die Gewindespindel 1a angeschraubt sein.
Diese Maßnahme bietet sich insbesondere dann vorteilhaft an, wenn der erfindungsgemäße Spindelstellantrieb 1 als Baukastensystem vorgesehen ist.
Dabei ist das in sich geschlossene Gehäuse 11 vorteilhafter Weise hermetisch abgedichtet, so dass das Innere des Spindelstellantriebs 1 mit Schmiermittel gefüllt werden kann zur Verringerung der inneren Reibung des Systems.
Die lediglich axiale Bewegung der glattzylindrischen Pinole ist besonders einfach gegenüber der Umgebung durch entsprechende glattzylindrische Runddichtungen 20 abzudichten.
Ggf. lassen sich auch noch Simmeringe oder Labyrinthdichtungen vorschalten.
Gerade die besonders einfache Abdichtung dieses erfindungsgemäßen Stellantriebs schafft die Eignung für die Verwendung im Rein- und Reinstraumbereich, da selbst bei ölgefülltem Gehäuse 11 auch eine hermetisch dichte Konzeption mit einfachen Mitteln möglich ist.
Durch die Umfassung der Pinole 2 im Bereich der glattzylindrischen Bohrung 19 so, dass ohne Berücksichtigung der Dichtung zwischen diesen beiden Bauteilen lediglich ein sehr eng bemessener berührungsfreier Spalt vorzusehen ist, wird auch die freie Knicklänge der voll ausgefahrenen Pinole 2 verringert.
Die Austrittsstelle der Pinole an diesem Gehäuseende dient daher einer Doppelfunktion. Einerseits wird nämlich an dieser Stelle eine sehr wirkungsvolle Abdichtung durch einfache Runddichtungen erzielt. Andererseits beträgt die freie Knicklänge dieser Pinole 2 lediglich dasjenige Ende der Pinole 2, welches aus dem Ende des Gehäuses 11 herausschaut und als freies Pinolenende 12 bezeichnet ist.
Die Länge des freien Pinolenendes 12 beträgt dabei maximal soviel wie die Größe des Hubes der Gewindespindel 1a.
Die Figuren zeigen darüber hinaus einen zweiteiligen Läufer 5. Der zweiteilige Läufer 5 besteht aus dem inneren, die Außengewinderollen 6 aufnehmenden Teil 8 und einem dazu konzentrischen äußeren Läuferteil 9, welcher den inneren Teil 8 aufnimmt.
Die drehfeste Verbindung zwischen dem Läufer 5 und dem inneren Teil 8 wird hier durch die nicht näher bezeichnete Passfeder hervorgerufen, so dass sich der Planetenträger synchron mit dem Läufer 5 des Elektromotors dreht.
Alternativ könnte man den Läufer 5 auch einteilig fertigen, so dass der Läufer 5 zusammen mit dem Planetenträger 7 ein einziges Bauteil ist, welches ebenfalls der Aufnahme der Außengewinderollen 6 in entsprechender Weise dient.
Hier hat die Gewindespindel 1a eine Gewindesteigung von weniger als 5 mm, vorzugsweise beträgt die Gewindesteigung weniger als 4 mm und mehr als 0 mm.
In jedem Fall wird eine Gewindesteigung bevorzugt, die unterhalb der Selbsthemmung liegt.
Wird eine derartige Gewindesteigung gewählt, kann trotzdem eine zusätzliche mechanisch auslösende Spindelbremse 10 vorgesehen sein.
Hierbei handelt es sich um eine Sicherheitsbremse, die unter Federkraft in die Bremsstellung geht.
Die Bremse wird durch hydraulische, pneumatische oder elektrische Kräfte gelüftet.
Bei Strom- oder Energieausfall geht die Bremse dann automatisch in die Sicherheitsstellung.
Weiterhin zeigen die Figuren eine Gewindespindel 1a, die lediglich mit einem Ende aus dem Maschinengehäuse 11 heraustritt.
An diesem freien Ende ist die Gewindespindel 1a nicht in Querrichtung gelagert.
Es kann aber sinnvoll sein, dieses freie Pinolenende 12, welches gradzylindrisch glatt als Pinole ausgebildet ist, gegenüber dem Gehäuse entsprechend abzudichten, um einerseits den Eintritt von Staub und Schmutz zu verhindern und um andererseits im Maschinengehäuse 11 befindliches Öl zur Schmierung der innen liegenden Komponenten nach außen abzuschirmen.
Die Lagerung der Gewindespindel 1a in Querrichtung soll dann lediglich in den Außengewinderollen 6 erfolgen.
Da die Außengewinderollen 6 in ihrem Planetenkäfig einerseits und an dem Gewindeabschnitt der Gewindespindel 1a andererseits praktisch spielfrei sitzen, eignet sich diese Weiterbildung der Erfindung insbesondere dann, wenn der Spindelstellantrieb 1 dem Antrieb einer Presse 16 dient, wie sie in 3 gezeigt ist. Derartige Pressen 16 dienen der Herstellung von dreidimensional verformten Blechen.
Am Maschinenrahmen 17 ist zu diesem Zweck an vier Ecken jeweils ein Spindelstellantrieb 1 nach vorliegender Erfindung vorgesehen, der einen Stößel 18 auf und ab bewegt.
Die Bewegung erfolgt dabei für alle vier Spindelstellantriebe 1 synchron, so dass eine exakte Vertikalbewegung des Stößels 18 erfolgt.
Da der Stößel 18 für sich am Gestell 17 geführt ist, sind die Spindeln 2 zur Vermeidung unnötiger Doppelpassungen nicht in Querrichtung geführt sondern lediglich gegenüber dem Maschinengehäuse 11 des Spindelstellantriebs 1 abgedichtet.
Weiterhin zeigt insbesondere 4 eine Weiterbildung, bei welcher das Maschinengehäuse eine kompakte Baueinheit für den Spindelstellantrieb bildet, die auf einfache Weise am Maschinenrahmen 17 angeflanscht werden kann. Hierzu dient der Anschlussflansch 21 der einstückig mit dem Gehäuse 11 ausgeführt ist.
Insbesondere zeigt 4 auch, dass am Spindelstellantrieb auch eine Spindelbremse 10 angeordnet sein kann, die zum Beispiel wie in 2 gezeigt auch innerhalb des Maschinengehäuses 11 sitzen kann.
Dort ist mit dem Läufer 5 des Elektromotors 3 ein Bremsbelag 10a drehfest verbunden, der auf zwei Seiten von entsprechenden Gegenflächen des Gehäuses 11 flankiert wird.
Über eine Andruckscheibe wirken ringförmig angeordnete Druckfedern 10c auf den Bremsbelag 10a, werden jedoch bei eingeschaltetem Strom von dem Elektromagnet 10b gehindert, ihre Druckkraft über die Andruckscheibe auf den Bremsbelag 10a zu übertragen.
Es ist ersichtlich, dass bei Stromausfall die Anzugskraft des Elektromagneten 10b auf die Andruckscheibe wegfällt und dass dann die Druckfedern 10c die Andruckscheibe veranlassen, gegen den Bremsbelag 10a zu wandern, so dass die Drehbewegung des Läufers 5 dann gegenüber dem Gehäuse in Reibarbeit umgesetzt wird um eine weitere Verlagerung der Spindel 2 in Axialrichtung zu verhindern.
Weiterhin zeigt insbesondere 1 eine Weiterbildung, bei welcher das Maschinengehäuse 11 einen Anschluss 13 für die externe Versorgung mit einem Schmiermittel aufweist.
Der Anschluss 13 kommuniziert über den gezeigten Kanal unmittelbar mit dem Planetenkäfig 7, so dass das Schmiermittel auch an die Kontaktflanken zwischen den Außengewinderollen 6 und dem Außengewinde 4 der Spindel 2 gelangt.
Weiterhin ist ein zusätzlicher Anschluss 14 vorgesehen, welcher der Entnahme verbrauchten Schmiermittels dient.
Dieser zusätzliche Anschluss 14 kann auch verwendet werden, um zum Beispiel einen Ölkreislauf herzustellen, bei welchem das Schmieröl über die nicht näher bezeichnete Pumpe laufend gefördert wird und gegebenenfalls auch in einer Kühleinrichtung 15 gekühlt werden kann.
Alternativ kann die Kühleinrichtung 15, wie in 1 links unten gezeigt, auch als Luftkühlung ausgeführt sein.
Der Elektromotor 3 ist darüber hinaus ein Servomotor in Hohlwellenbauart, so dass die gesamte Baueinheit des Spindelstellantriebs sehr kompakt ausfällt.
Zur Anwendung der Erfindung insbesondere im Reinstraumbereich kann optional ein Faltenbalg 22 vorgesehen sein, der das freie Pinolenende 12 schützend umgibt.

1: Spindelstellantrieb
1a: Gewindespindel
2: Pinole
3: Elektromotor
4: Außengewinde
5: Läufer
6: Außengewinderollen
7: Planetenkäfig
8: innerer Läuferteil
9: äußerer Läuferteil
10: Spindelbremse
10a: Bremsbelag
10b: Elektromagnet
10c: Druckfeder
11: Gehäuse der Planetengewindespindel
12: freies Pinolenende
13: externer Schmiermittelanschluss
14: Schmiermittelentnahmeanschluss
15: zusätzliche Kühleinrichtung
16: Presse
17: Maschinenrahmen
18: Stößel
19: glattzylindrische Bohrung
20: glattzylindrische Runddichtung
21: Anschlussflansch
22: Faltenbalg
23: Einschnürung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102007029579 [0002]

Claims

Spindelstellantrieb (1) zur Verlagerung einer nicht rotierenden Gewindespindel (1a) in Axialrichtung mit einem Elektromotor (3), der in einem axialen Längsbereich der Gewindespindel (1a), wo diese ein Außengewinde (4) hat, einen inneren Läufer (5) aufweist, welcher mit seinem Innendurchmesser derart im gewindeartigen Eingriff mit dem Außengewinde (4) der Gewindespindel (1a) ist, dass durch Drehung des Läufers (5) die Gewindespindel axial verlagerbar ist, wobei der Längsantrieb der Gewindespindel (1a) eine Anordnung von mehreren planetenförmig um die Gewindespindel (1a) herum angeordneten Außengewinderollen (6) ist, die um ihre Längsachsen drehbar an einem mit dem Läufer (5) des Elektromotors (3) mitrotierenden Planetenkäfig (7), diesem gegenüber jedoch axial unverrückbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (1a) einschließlich ihres Längsantriebs (5, 6, 7) und des Elektromotors (3) vollständig innerhalb eines geschlossenen Gehäuses (11) sitzen, welches in Fortsetzung der Axialrichtung der Gewindespindel (1a) eine nach außen über eine glattzylindrische Runddichtung (20) abgedichtete, glattzylindrische Bohrung (19) für eine ebenfalls glattzylindrische Pinole (2) aufweist, die ihrerseits endseitig mitverlagerbar an der Gewindespindel (1a) sitzt.
Spindelstellantrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (5) zweiteilig ist und einen inneren, die Außengewinderollen (6) aufnehmenden Teil (8) sowie einen dazu konzentrischen äußeren, den inneren Teil (8) aufnehmenden Läuferteil (9) aufweist.
Spindelstellantrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (5) einteilig ist und in seinem Innendurchmesser die Außengewinderollen (6) aufnimmt.
Spindelstellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (1a) zwischen ihren beiden Endstellungen vollständig innerhalb des Gehäuses (11) verbleibt.
Spindelstellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (2) eine Gewindesteigung von weniger als 5 mm, vorzugsweise weniger als 4 mm aufweist.
Spindelstellantrieb (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindesteigung unterhalb der Selbsthemmung liegt und dass trotzdem eine zusätzliche mechanisch auslösende Spindelbremse (10) vorgesehen ist.
Spindelstellantrieb (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelbremse (10) eine durch hydraulische, pneumatische oder elektrische Kraft luftbare Sicherbremse ist.
Spindelstellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (1a) an lediglich einem Ende eine Pinole (2) trägt, die aus dem Maschinengehäuse (11) austritt und dass die Gewindespindel (1a) an diesem freien Ende (12) nicht und ansonsten lediglich in den Außengewinderollen (6) in Querrichtung gelagert ist.
Spindelstellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das geschlossene Gehäuse (11) einen Anschlussflansch (21) zur Anbringung am Maschinenrahmen (17) aufweist.
Spindelstellantrieb (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) einen Anschluss (13) für die externe Versorgung mit einem Schmiermittel aufweist, welche mit dem Planetenkäfig (7) kommuniziert.
Spindelstellantrieb (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinengehäuse (11) weiterhin einen zusätzlichen Anschluss (14) zur Entnahme verbrauchten Schmiermittels aufweist.
Spindelstellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) hermetisch öldicht geschlossen ist.
Spindelstellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3) ein Servomotor in Hohlwellenbauart ist.
Spindelstellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinengehäuse (11) über eine zusätzliche Kühleinrichtung (15) luft- oder flüssigkeitsgekühlt ist.
Spindelstellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Pinole (2) zusätzlich von einem Faltenbalg (22) umgeben ist.