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Die Erfindung betrifft ein Übertragungsmodul, insbesondere ein Übertragungsmodul mit einer Kühlvorrichtung.
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Bei herkömmlichen Übertragungsmodulen (Rollen- oder Kugelspindeln), die bei einer Schwerlast eingesetzt werden, steigt die Temperatur der Spindel mit der Erhöhung der Axiallast, wodurch sich die Temperatur einer entsprechenden Schraubenmutter erhöht und somit die Genauigkeit beeinträchtigt wird. Um dies zu verhindern, ist es daher üblich, ein Kühlsystem auf der Schraubenmutter vorzusehen.
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Aus dem Dokument
JP 2002-310258 ist eine derartige Schraubenmutter-Kühlanordnung [siehe
1] bekannt. Dabei ist die Schraubenmutter
11 mit einer Mehrzahl von Durchgangslöchern
111 und Bogennuten
112 versehen. Eine Dichtung
113 ist am vorderen Ende der Schraubenmutter
11 angebracht, wobei die Schraubenmutter
11 flanschseitig mit einer Endabdeckung
114 versehen ist. Hierdurch ergibt sich ein Kühlkreislauf.
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Die oben erwähnte Anordnung kann zwar die Schraubenmutter 11 kühlen, die Länge der Schraubenmutter 11 muss jedoch im Vergleich zur Schraubenmutter in Nichtkühlungsbauart vergrößert werden, da die gesamte Anordnung der Schraubenmutter in Kühlungsbauart die an der Endfläche der Schraubenmutter 11 angeordnete Endabdeckung 114 benötigt. Dieser Mangel führt zur unerwünschten Verkürzung des Antriebswegs der Rollen- oder Kugelspindeln.
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In
2 ist eine aus der
US 6,817,260 bekannte, weitere Schraubenmutter-Kühlanordnung gezeigt, wobei die Schraubenmutter
12 mit Kühlmittel-Ein-/Austrittsöffnungen
121,
122 versehen ist. Außerdem ist ein Schutzmantel
13 so auf die Schraubenmutter
12 aufgeschoben, dass ein Kühlspalt
14 entsteht. Darüber hinaus werden zwei O-Ringe
15,
16 eingesetzt, um den Austritt von Kühlmittel zu verhindern.
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Die oben erwähnte Konstruktion kann zwar zur Kühlung der Schraubenmutter eingesetzt werden, es ist jedoch erforderlich, den Schutzmantel 13 an der Außenseite der Schraubenmutter 12 anzubringen. Damit wird der Außendurchmesser im Vergleich zur Schraubenmutter in Nichtkühlungsbauart vergrößert. Nachteilig ist jedoch, dass der auf dem Maschinentisch angeordnete Schraubenmuttersockel erneut gestaltet werden muss, wenn die Form bzw. die Abmessungen der Rollen- oder Kugelspindel geändert werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Übertragungsmodul mit einer Kühlvorrichtung zu schaffen, durch die die Schraubenmutter gekühlt werden kann, ohne ihre Länge zu verändern sowie die Konstruktion des Schraubenmuttersockels des Maschinentisches erneut zu gestalten.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Übertragungsmodul mit einer Kühlvorrichtung zu schaffen, durch die die Schraubenmutter gekühlt werden kann, ohne ihren Außendurchmesser zu verändern sowie die Konstruktion des Schraubenmuttersockels des Maschinentisches erneut zu gestalten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Übertragungsmodul mit einer Kühlvorrichtung, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Gemäß der Erfindung wird ein Übertragungsmodul mit einer Kühlvorrichtung bereitgestellt, das Folgendes aufweist:
eine Spindel, die umfangsseitig mit einer Rollrille versehen ist,
eine Schraubenmutter, die einen Körperabschnitt, eine durch den Körperabschnitt hindurch geführte, für die Einpassung der Spindel vorgesehene Durchgangsbohrung und eine an der Wand der Durchgangsbohrung ausgebildete Rollbahn umfasst, wobei die Rollbahn zusammen mit der Rollrille eine Belastungsbahn bildet, und wobei eine Schnittfläche an der Außenfläche des Körperabschnitts ausgebildet ist, wobei zwei mit der Rollbahn kommunizierende Durchgangslöcher in der Schnittfläche vorgesehen sind,
ein Umlaufelement, das zwei in die entsprechenden Durchgangslöcher eingeführte Fußabschnitte und eine durch die beiden Fußabschnitte durchgehende Umlaufbahn aufweist,
eine Mehrzahl von Rollelementen, die rollend in der Belastungsbahn und der Umlaufbahn angeordnet sind und
eine Kühlvorrichtung, die am Körperabschnitt der Schraubenmutter angebracht ist, wobei die Kühlvorrichtung eine an der Schnittfläche anliegende Verbindungsfläche, innen einen Kühlungsumlaufkanal und eine an der Verbindungsfläche ausgebildete Lagebegrenzungsnut umfasst, wobei der Kühlungsumlaufkanal vorderseitig mit einem Strömungseingang versehen ist, der am Außenumfang der Kühlvorrichtung ausgebildet ist und für den Eintritt von Kühlmittel sorgt, während der Kühlungsumlaufkanal hinterseitig mit einem Strömungsausgang versehen ist, der am Außenumfang der Kühlvorrichtung ausgebildet ist und für die Abgabe von Kühlmittel sorgt, und wobei die Lagebegrenzungsnut einen an dem Umlaufelement anliegenden Begrenzungsboden besitzt.
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Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
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1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Konstruktion gemäß
JP 2002-310258 ,
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2 eine schematische Darstellung einer weiteren herkömmlichen Konstruktion gemäß
US 6,817,260 ,
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3 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung,
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4 eine perspektivische Zusammenbaudarstellung des Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung,
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5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in 4,
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6 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Konstruktion, wobei die Kühlvorrichtung, der Kühlungsumlaufkanal und die Lagebegrenzungsnut gezeigt sind und
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7 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Konstruktion, wobei ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kühlvorrichtung gezeigt ist.
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Wie aus den 3 bis 6 ersichtlich, weist ein erfindungsgemäßes Übertragungsmodul mit einer Kühlvorrichtung eine Spindel 20, eine Schraubenmutter 30, ein Umlaufelement 40, eine Mehrzahl von Rollelementen 50 und eine Kühlvorrichtung 60 auf.
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Die Spindel 20 ist umfangsseitig mit einer Rollrille 21 versehen.
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Die Schraubenmutter 30 umfasst einen Körperabschnitt 31, einen Flanschabschnitt 32, eine durch den Flanschabschnitt 32 und den Körperabschnitt 31 hindurch geführte, für die Einpassung der Spindel 20 vorgesehene Durchgangsbohrung 33 und eine an der Wand der Durchgangsbohrung 33 ausgebildete Rollbahn 331. Die Rollbahn 331 bildet zusammen mit der Rollrille 21 eine Belastungsbahn 71. Eine Schnittfläche 311 ist an der Außenfläche des Körperabschnitts 31 ausgebildet, wobei zwei mit der Rollbahn 331 kommunizierende Durchgangslöcher 312 in der Schnittfläche 311 vorgesehen sind.
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Das Umlaufelement 40 weist zwei in die entsprechenden Durchgangslöcher 312 eingeführte Fußabschnitte 41 und eine durch die beiden Fußabschnitte 41 durchgehende Umlaufbahn 42 auf.
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Die Rollelemente 50 sind rollend in der Belastungsbahn 71 und der Umlaufbahn 42 angeordnet.
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Die Kühlvorrichtung 60 ist blockförmig ausgebildet und durch Schrauben 72 an der Schnittfläche 311 des Körperabschnitts 31 der Schraubenmutter 30 befestigt. Die Kühlvorrichtung 60 kann aber auch in verschiedener Verbindungsart wie durch Bolzen, Rastvorrichtungen oder Halteringe an der Schnittfläche 311 der Schraubenmutter 30 befestigt sein. Die Kühlvorrichtung 60 umfasst eine an der Schnittfläche 311 anliegende Verbindungsfläche 61, einen Kühlungsumlaufkanal 62 und eine an der Verbindungsfläche 61 ausgebildete Lagebegrenzungsnut 63. Die Lagebegrenzungsnut 63 besitzt einen an dem Umlaufelement 40 anliegenden Begrenzungsboden 631.
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Der Kühlungsumlaufkanal 62 der Kühlvorrichtung 60 weist mehrere Querströmungskanäle 621, mehrere die Querströmungskanäle 621 verbindende Längsströmungskanäle 622 und einen an einen nicht näher dargestellten Kühler angeschlossenen Strömungsausgang und -eingang 623, 624 auf. Der Strömungseingang 624 dient dem Eintritt von Kühlmittel, während der Strömungsausgang 623 zum Austritt von Kühlmittel benutzt wird. Mit Dichtzapfen 73 lassen sich die an der Endfläche der Kühlvorrichtung 60 ausgebildeten Durchgangsöffnungen, also die Längsströmungskanäle 622 verschließen. Als Dichtzapfen 73 können Madenschrauben oder Kupferverschlüsse eingesetzt werden, um den Austritt von Kühlmittel zu verhindern. Hierdurch ergibt sich ein geschlossener Kühlkanal. Das Verschließen kann aber auch durch Stöpseln oder Kleben erfolgen, um den Austritt zu verhindern.
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Der Strömungseingang 624 befindet sich am vorderen Ende des Kühlungsumlaufkanals 62 und ist am Außenumfang der Kühlvorrichtung 60 ausgebildet. Das heißt, dass der Strömungseingang 624 am letzten Querströmungskanal 621 angeordnet ist, während sich der Strömungsausgang 623 am hinteren Ende des Kühlungsumlaufkanals 62 befindet und am Außenumfang der Kühlvorrichtung 60 ausgebildet ist. Das heißt, dass der Strömungsausgang 623 am ersten Querströmungskanal 621 angeordnet ist.
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Wie in 7 gezeigt, ist ein Kühlungsumlaufkanal 81 einer Kühlvorrichtung 80 durch Metall-Entparaffinierung einstückig ausgebildet, wobei der Kühlungsumlaufkanal 81 einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Außerdem verfügt der Kühlungsumlaufkanal 81 über einen Strömungsausgang 811 und einen Strömungseingang 812.
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Bei der oben erwähnten Beschreibung handelt es sich um die Struktur und die Anordnung der wesentlichen Komponenten der vorliegenden Erfindung.
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Wird das erfindungsgemäße Übertragungsmodul in Betrieb gesetzt, wird die von der Schraubenmutter 30 erzeugte Wärme durch die mit der Schnittfläche 311 der Schraubenmutter 30 in Berührung stehende Kühlvorrichtung 60 abgeführt. Damit wird die Temperatur der Schraubenmutter 30 herabgesetzt. Außerdem wird vermieden, dass die Betriebsgenauigkeit des Übertragungsmoduls beeinträchtigt wird. Deshalb kann die Temperatur der Schraubenmutter 30 gesenkt werden, ohne die Länge der Schraubenmutter 30 zu verändern sowie die Konstruktion des Schraubenmuttersockels des Maschinentisches erneut zu gestalten.
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Die Kühlvorrichtung 60 ist über den Strömungsausgang 623 und den Strömungseingang 624 an eine Kühlvorrichtung angeschlossen. Daher kann die Kühlvorrichtung das Kühlmittel abgeben, das durch den Strömungseingang 624 in den Kühlungsumlaufkanal 62 der Kühlvorrichtung 60 gelangt. Damit wird die von der Schraubenmutter 30 erzeugte, auf die Kühlvorrichtung 60 übertragene Wärme aufgenommen und durch den Strömungsausgang 623 von der Kühlvorrichtung 60 abgeführt. Die Schraubenmutter 30 wird mittelbar gekühlt, um die Betriebsgenauigkeit des Übertragungsmoduls beizubehalten.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt die Kühlvorrichtung 60 als Befestigungsblock zur Befestigung des Umlaufelements 40. Daher kann die Schraubenmutter 30 gekühlt werden, ohne den Außendurchmesser der Schraubenmutter 30 zu verändern sowie die Konstruktion des Schraubenmuttersockels des Maschinentisches erneut zu gestalten.
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Darüber hinaus weist die Kühlvorrichtung 60 eine Lagebegrenzungsnut 63 auf, die für die Verankerung des Umlaufelements 40 sorgt. Die Lagebegrenzungsnut 63 ist mit einem am Umlaufelement 40 anliegenden Begrenzungsboden 631 versehen. Deshalb kann die Kühlvorrichtung 60 die Temperatur der Schraubenmutter 30 und des Umlaufelements 40 gleichzeitig reduzieren.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Schraubenmutter
- 111
- Durchgangsloch
- 112
- Bogennut
- 113
- Dichtung
- 114
- Endabdeckung
- 12
- Schraubenmutter
- 121
- Kühlmittel-Eintrittsöffnung
- 122
- Kühlmittel-Austrittsöffnung
- 13
- Schutzmantel
- 14
- Kühlspalt
- 15
- O-Ring
- 16
- O-Ring
- 20
- Spindel
- 21
- Rollrille
- 30
- Schraubenmutter
- 31
- Körperabschnitt
- 311
- Schnittfläche
- 312
- Durchgangsloch
- 32
- Flanschabschnitt
- 33
- Durchgangsbohrung
- 331
- Rollbahn
- 40
- Umlaufelement
- 41
- Fußabschnitt
- 42
- Umlaufbahn
- 50
- Rollelement
- 60
- Kühlvorrichtung
- 61
- Verbindungsfläche
- 62
- Kühlungsumlaufkanal
- 621
- Querströmungskanal
- 622
- Längsströmungskanal
- 623
- Strömungsausgang
- 624
- Strömungseingang
- 63
- Lagebegrenzungsnut
- 631
- Begrenzungsboden
- 71
- Belastungsbahn
- 72
- Schraube
- 73
- Dichtzapfen
- 80
- Kühlvorrichtung
- 81
- Kühlungsumlaufkanal
- 811
- Strömungsausgang
- 812
- Strömungseingang
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2002-310258 [0003, 0012]
- US 6817260 [0005, 0013]
