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Die Erfindung betrifft einen Adapter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik sind Antriebswellen bekannt, entlang denen der Adapter in axialer Richtung bewegt werden kann. Der Adapter kann entweder mittels einer Rollen- oder Kugellagerung entlang der Antriebswelle verschoben werden. Adapter mit solchen Lagerungen sind jedoch teuer. Auf der anderen Seite sind Antriebswellen bekannt, die ein Keilwellen- oder Polygonprofil aufweisen, wobei der Adapter ebenfalls ein an diese Profile angepasstes Keilwellen- oder Polygonprofil aufweist. Diese Profile unterliegen jedoch einem durch die Gleitreibung bedingten Verschleiß. Dadurch wird ihre Lebensdauer eingeschränkt. Die Folge sind Betriebsunterbrechungen, um die verschlissenen Teile auszutauschen.
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Die
DE 41 01 132 C2 beschreibt eine Mehrfunktions-Kugelumlauf-Nut-Spindeleinrichtung mit zwei koaxial zueinander angeordneten Wellen und einer Kugelnuteinheit, die zwischen den beiden Wellen angeordnet ist.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Adapter der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass er verschleißbedingte Betriebsunterbrechungen reduziert und preiswert herzustellen ist.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einem gattungsgemäßen Adapter gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Die Gleitelemente, die an den Flächen der Mehrkantwelle oder des Mehrkantrohrs anliegen, sind ebenfalls wie das Bauelement preiswert herzustellen. Wenn von dem Adapter und dem Bauelement, welche die gleichen Abmessungen wie die Keilwelle aufweisen, ein Drehmoment übertragen wird, dann ist es größer als das maximal von der Keilwelle übertragbare Drehmoment.
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Für einen störungsfreien Betrieb ist es nützlich, dass die Gleitelemente stets an dem Bauelement spielfrei anliegen, sodass sich der Adapter nicht verkanten kann. Deshalb ist der Adapter mit Vorspanneinrichtungen ausgerüstet, welche die Gleitelemente und Spannelemente aufweisen.
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Die Vorspanneinrichtungen stellen sicher, dass die Gleitelemente stets vorgespannt an dem Bauelement anliegen. Die Vorspannung ist zweckmäßigerweise so gering wie möglich, so dass eine Gleitbewegung der Gleitelemente entlang dem Bauelement gewährleistet ist. Durch die Gleitbewegung der Gleitelemente entlang dem Bauelement verschleißen im Laufe der Zeit vor allem die Gleitelemente, die vorzugsweise eine geringere Härte als das Bauelement aufweisen. Um trotz dieses natürlichen Verschleißes beider Gleitpartner ein spielfreies Anliegen der Gleitelemente an dem Bauelement sicherzustellen, können die Vorspanneinrichtungen den Verschleiß ausgleichen.
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Die Gleitelemente und die Spannelemente können an Kontaktflächen aneinander anliegen, wobei die Kontaktflächen in axialer Richtung bezogen auf das Bauelement wenigstens teilweise schräg verlaufen. Wenn die Gleitelemente und die Spannelemente an den schrägen Kontaktflächen in axialer Richtung voneinander weggleiten, so kann ein verschleißbedingtes radiales Spiel zwischen den Gleitelementen und das Bauelement ausgeglichen werden.
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Der Adapter kann einen in axialer Richtung zweiteiligen Gehäusemantel mit einem ersten und einem zweiten Mantelabschnitt aufweisen. Die beiden Mantelabschnitte können zueinander verdrehbar sein, wobei sich die beiden Mantelabschnitte beim Verdrehen in axialer Richtung auseinander bewegen. Damit sich die beiden Mantelabschnitte in axialer Richtung auseinander bewegen können, können sie jeweils zwei abgeschrägte umlaufende Kontaktflächen aufweisen. Beim Auseinanderbewegen der beiden Mantelabschnitte können die Gleitelemente und die Spannelemente aufeinander gleiten, um das verschleißbedingte Spiel auszugleichen.
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Der eine der beiden Mantelabschnitte kann mit einer Drehfeder gegenüber dem anderen Mantelabschnitt verdreht werden. Die Drehfeder kann zu diesem Zweck vorgespannt eingebaut sein. Sie kann einenends im ersten Mantelabschnitt und anderenends zweiten Mantelabschnitt eingehängt sein. Auf diese Weise sorgt sie für die Vorspannung der Vorspanneinrichtungen.
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Der Adapter kann einen Gehäusedeckel aufweisen, der mit einer Halterung zur Aufnahme der Spannelemente verbunden ist. Auf diese Weise ist eine definierte Position der Spannelemente sichergestellt.
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Damit die Spannelemente ortsfest zu einem der beiden Mantelabschnitte positioniert sind, können die Spannelemente mit einem der beiden Mantelabschnitte verbunden sein. Durch die ortsfeste Verbindung bewegen sich die Spannelemente mit dem einen der Mantelabschnitte mit, wenn sich die Mantelabschnitte auseinander bewegen, um das verschleißbedingte Spiel auszugleichen.
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Um den Adapter an der Spindel befestigen zu können, kann der Adapter an einem seiner stirnseitigen Enden ein umlaufendes Gewinde aufweisen, mit dem der Adapter in die Spindel eingeschraubt wird. Zur Sicherung dieser Verschraubung kann noch eine Sicherungsschraube vorgesehen werden.
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Die Erfindung betrifft außerdem einen Linearantrieb, die erfindungsgemäß den Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.
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Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Adapters anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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Im Einzelnen zeigen:
- 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Linearantriebs im zusammengefahrenen Zustand;
- 2 einen Längsschnitt durch den Linearantrieb aus 1 im ausgefahrenen Zustand;
- 3 eine Seitenansicht auf eine erste Ausführungsform des Adapters;
- 4 eine Draufsicht auf den Adapter aus 3;
- 5 einen ersten Längsschnitt durch den Adapter aus 3;
- 6 einen zweiten Längsschnitt durch den Adapter aus 3;
- 7 einen Querschnitt durch den Adapter aus 3;
- 8 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Linearantriebs im zusammengefahrenen Zustand;
- 9 einen Längsschnitt durch den Linearantrieb aus 8 im ausgefahrenen Zustand;
- 10 eine Explosionsansicht einer zweiten Ausführungsform des Adapters;
- 11 eine isometrische Ansicht auf den Adapter aus 10;
- 12 eine Schnittansicht durch den Adapter aus 10.
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1 und 2 zeigen einen Linearantrieb 10 mit einem Schubrohr 11 und einer Spindel 12. Das Schubrohr 11 und die Spindel 12 sind ineinander angeordnet. Die Spindel 12 ist eine Gewindespindel. Das Schubrohr 11 weist ein Innengewinde 13 auf.
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Ein Getriebe 14, das mit einem hier nicht näher dargestellten Antrieb verbunden ist, überträgt eine Drehbewegung und somit ein Drehmoment auf ein sich axial erstreckendes Bauelement, das eine Antriebswelle 15 ist, und mit dem Getriebe 14 verbunden ist. Das Drehmoment wird von der Antriebswelle 15 auf einen Adapter 16 übertragen, der schließlich das Drehmoment an die Spindel 12, die mit dem Adapter 16 verbunden ist, weitergibt. Die Antriebswelle 15 ist als eine Sechskantwelle ausgebildet.
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In der Folge wird der Linearantrieb 10 abhängig von der Drehbewegung des Getriebes 14 aus- oder zusammengefahren. Der Adapter 16 bewegt sich dabei zwischen den beiden Endbereichen des Bauelements 15 hin und her. Wenn der Linearantrieb 10 zusammengefahren ist, befindet er sich am unteren Endbereich der Antriebswelle 15 (siehe 1). Wenn der Linearantrieb 10 ausgefahren ist, so befindet sich der Adapter 16 am oberen Endbereich der Antriebswelle 15 (siehe 2).
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Der Adapter 16 weist einen zweiteiligen Gehäusemantel 30 auf, der wiederum einen ersten Mantelabschnitt 31 und einen zweiten Mantelabschnitt 32 aufweist, die in axialer Richtung zueinander angeordnet sind.
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Die Mantelabschnitte 31 und 32 sind verdrehbar zueinander angeordnet. Sie weisen jeweils zwei abgeschrägte umlaufende Kontaktflächen 35, 36, 37 und 38 auf (siehe 3). Wenn sich die beiden Mantelabschnitte 31 und 32 zueinander verdrehen, so bewegen sie sich infolge der abgeschrägten Kontaktflächen 35, 36, 37 und 38 in axialer Richtung auseinander.
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Damit sich die beiden Mantelabschnitte 31 und 32 zueinander verdrehen können, ist eine vorgespannte Drehfeder 51 eingebaut (siehe 5 und 6), welche die Drehbewegung erzeugt. Sie ist mit ihrem einen Ende im Mantelabschnitt 31 und mit ihrem anderen Ende im Mantelabschnitt 32 eingehängt.
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Ein Gehäusedeckel 33 schließt den Adapter 16 an einem seiner beiden stirnseitigen Enden ab (siehe 3 und 4). Am anderen stirnseitigen Ende weist der Adapter 16 einen Wulst 34 auf. Der Wulst 34 ist mit einem umlaufenden Gewinde 50 versehen (siehe 3 und 5) . Auf das Gewinde 50 des Wulstes 34 kann die Spindel 12 aufgeschraubt werden, um sie mit dem Adapter 16 zu verbinden.
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Die 5 und 6 zeigen Vorspanneinrichtungen 52 und 53. Die Vorspanneinrichtungen 52 und 53 weisen Gleitelemente 54 und 55 sowie Spannelemente 56 und 57 auf. Die Gleitelemente 54 und 55 liegen an der Antriebswelle 15 an. Sie dienen somit der Übertragung des Drehmoments von der Antriebswelle 15 auf die Spindel 12. Ferner gleiten die Gleitelemente 54 und 55 entlang der Antriebswelle 15, wenn die Teleskopgewindespindel 10 aus- oder zusammengefahren wird.
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Die Spannelemente 56 und 57 und die Gleitelemente 54 und 55 liegen an teilweise schräg verlaufenden Kontaktflächen 58, 59, 60 und 61 aneinander an.
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Die Spannelemente 56 und 57 sind mit Schrauben 62 und 63 an dem Mantelabschnitt 31 befestigt.
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Der Gehäusedeckel 33 ist mit einer Halterung 64 zur Aufnahme der Spannelemente 56 und 57 mittels Schrauben 65 und 66 verbunden.
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Bei der Gleitbewegung der Gleitelemente 54 und 55 entlang der Antriebswelle 15 verschleißen diese im Laufe der Zeit. Somit besteht die Gefahr, dass ein axiales Spiel zwischen der Antriebswelle 15 einerseits und den Gleitelementen 54 und 55 andererseits und/oder zwischen den Gleitelementen 54 und 55 einerseits und den Spannelement in 56 und 57 andererseits auftritt. Sobald jedoch das Spiel entsteht, verdreht die vorgespannte Drehfeder 51 die beiden Mantelabschnitte 31 und 32 sofort gegeneinander. Infolge der aus der Verdrehung resultierenden Auseinanderbewegung der beiden Mantelabschnitte 31 und 32 gleiten die Gleitelemente 54 und 55 und die Spannelemente 56 und 57 an ihren schrägen Kontaktflächen 58, 59, 60 und 61 aufeinander ab, wodurch das Spiel sofort ausgeglichen wird. Somit ist stets ein spielfreies Anliegen der Gleitelemente 54 und 55 an der Antriebswelle 15 sichergestellt. Dadurch wird ein unerwünschtes Verkanten des Adapters 16 verhindert und eine optimale Übertragung des Drehmoments gewährleistet.
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8 und 9 zeigen einen Linearantrieb 80. Er weist ein sich axial erstreckendes Bauelement, das ein Schubrohr 81 ist, und eine Spindel 82 auf. Das Schubrohr 81, das ein Vierkantrohr ist, und die Spindel 81 sind ebenfalls ineinander angeordnet. Die Spindel 82 ist auch bei dieser Ausführungsform eine Gewindespindel.
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Ein Getriebe 83 ist mit einem nicht gezeigten Antrieb verbunden. Das Getriebe 83 enthält eine von dem Antrieb angetriebene Gewindemutter 84. Somit versetzt der Antrieb die Gewindemutter 84 in eine Drehbewegung.
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An einem der Enden der Spindel 82 ist ein Adapter 85 montiert. Er liegt an dem Schubrohr 81 innen formschlüssig an, so dass er zu einem vom Antrieb erzeugten Drehmoment ein entgegengesetztes Drehmoment erzeugt. Folglich wird das Drehmoment der Gewindemutter 84 nicht auf die Spindel 82 übertragen. Da sich die Spindel 82 nicht drehen kann, wird sie abhängig von der Drehrichtung der rotierenden Gewindemutter 84 nach oben oder nach unten bewegt, wodurch der Linearantrieb 80 aus- oder zusammengefahren wird. Der Adapter 85 wird dabei zwischen den Endbereichen des Schubrohrs 81 hin- und herverfahren. Im zusammengefahrenen Zustand des Linearantriebs 80 befindet sich der Adapter 85 am unteren Bereich des Schubrohrs 81 (siehe 8) . Im auseinandergefahrenen Zustand des Linearantriebs 80 befindet sich der Adapter 85 am oberen Endbereich des Schubrohrs 81 (siehe 9).
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Der Adapter 85 weist einen zweiteiligen Gehäusemantel 110 mit einem ersten Mantelabschnitt 111 und einem zweiten Mantelabschnitt 112 auf. Die Mantelabschnitte 111 und 112 sind in axialer Richtung zueinander angeordnet und gegeneinander verdrehbar.
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Die Mantelabschnitte 111 und 112 weisen jeweils zwei abgeschrägte umlaufende Kontaktflächen 113, 114, 115 und 116 auf (siehe 10). Durch eine Drehbewegung der Mantelabschnitte 111 und 112 zueinander bewegen sich diese aufgrund der abgeschrägten Kontaktflächen 113, 114, 115 und 116 in axialer Richtung auseinander.
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Eine vorgespannte Drehfeder 117 (siehe 10 und 12) erzeugt eine erforderliche Drehbewegung, um die Mantelabschnitte 111 und 112 zueinander zu verdrehen. Sie ist einenends im Mantelabschnitt 111 und anderenends im Mantelabschnitt 112 eingehängt.
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Der Adapter 85 ist mit einem Wulst 118 versehen, in den ein hier nicht näher dargestelltes umlaufendes Gewinde eingearbeitet ist. Dadurch kann der Adapter 85 auf die Spindel 82 aufgeschraubt werden. Am gegenüberliegenden Ende schließt ein Gehäusedeckel 119 den Adapter 85 ab.
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Vorspanneinrichtungen 120, 121, 122 und 123 weisen Gleitelemente 124, 125, 126 und 127 sowie Spannelemente 128, 129, 130 und 131 auf. Die Gleitelemente 124, 125, 126 und 127 liegen an dem Schubrohr 81 innen an. Beim Auseinander-und Zusammenfahren des Linearantriebs 80 gleiten die Gleitelemente 124, 125, 126 und 127 innen an dem Schubrohr 81 entlang.
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Die Gleitelemente 124, 125, 106. 20 und 127 und die Spannelemente 128, 129, 130 und 131 liegen an schräg verlaufenden Kontaktflächen 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138 und 139 aneinander an.
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Die Spannelemente 130 und 132 sind mit Schrauben 140 und 141 an den Mantelabschnitt 111 angeschraubt. Sie folgen somit der Verdrehbewegung des Mantelabschnitts 111.
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Ein Kern 142 befindet sich im Zentrum des Adapters 85. Um ihn herum ist die Drehfeder 117 konzentrisch angeordnet. Außerdem bildet er zusammen mit dem Gehäusedeckel 119 einen umlaufenden Hinterschnitt 143, in den die Gleitelemente 124, 125, 126 und 127 formschlüssig eingreifen. Auf diese Weise werden die Gleitelemente 124, 125, 126 und 127 beim Entlanggleiten an dem Schubrohr 81 in axialer Richtung in ihrer Position gehalten.
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Wenn im Laufe der Zeit die Gleitelemente 124, 125, 126 und 127 verschleißen, so verdreht die vorgespannte Drehfeder 117 bereits beim Entstehen eines geringsten Spiels zwischen den Gleitelementen 124, 125, 126 und 127 die beiden Mantelabschnitte 111 und 112 umgehend zueinander. Die beiden Mantelabschnitte 111 und 112 bewegen sich dabei so weit auseinander, bis das Spiel zwischen den Gleitelementen 124, 125, 126 und 127 und dem Schubrohr 81 ausgeglichen ist. Die Gleitelemente 124, 125, 126 und 127 und die Spannelemente 129, 130, 131 und 132 gleiten bei der Auseinanderbewegung der beiden Mantelabschnitte 111 und 112 auf den schrägen Kontaktflächen 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138 und 139 aufeinander ab.
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Aufgrund der bei beiden Ausführungsformen beschriebenen Nachstellfunktionen können die Adapter 16 und 85 für unterschiedliche Größen der Sechskantwelle oder des Vierkantrohrs verwendet werden, ohne maßlich genau auf deren Größe angepasst werden zu müssen. Für den Ausgleich der maßlichen Abweichungen der Sechskantwelle oder des Vierkantrohrs müssen die Adapter 16 und 85 lediglich angepasst an die Abweichungen voreingestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Linearantrieb
- 11
- Schubrohr
- 12
- Spindel
- 13
- Innengewinde
- 14
- Getriebe
- 15
- Antriebswelle
- 16
- Adapter
- 30
- Gehäusemantel
- 31
- Mantelabschnitt
- 32
- Mantelabschnitt
- 33
- Gehäusedeckel
- 34
- Wulst
- 35
- Kontaktfläche
- 36
- Kontaktfläche
- 37
- Kontaktfläche
- 38
- Kontaktfläche
- 50
- Gewinde
- 51
- Drehfeder
- 52
- Vorspanneinrichtung
- 53
- Vorspanneinrichtung
- 54
- Gleitelement
- 55
- Gleitelement
- 56
- Spannelement
- 57
- Spannelement
- 58
- Kontaktfläche
- 59
- Kontaktfläche
- 60
- Kontaktfläche
- 61
- Kontaktfläche
- 62
- Schraube
- 63
- Schraube
- 64
- Halterung
- 65
- Schraube
- 66
- Schraube
- 80
- Linearantrieb
- 81
- Schubrohr
- 82
- Spindel
- 83
- Getriebe
- 84
- Gewindemutter
- 85
- Adapter
- 110
- Gehäusemantel
- 111
- Mantelabschnitt
- 112
- Mantelabschnitt
- 113
- Kontaktfläche
- 114
- Kontaktfläche
- 115
- Kontaktfläche
- 116
- Kontaktfläche
- 117
- Drehfeder
- 118
- Wulst
- 119
- Gehäusedeckel
- 120
- Vorspanneinrichtung
- 121
- Vorspanneinrichtung
- 122
- Vorspanneinrichtung
- 123
- Vorspanneinrichtung
- 124
- Gleitelement
- 125
- Gleitelement
- 126
- Gleitelement
- 127
- Gleitelement
- 128
- Spannelement
- 129
- Spannelement
- 130
- Spannelement
- 131
- Spannelement
- 132
- Kontaktfläche
- 133
- Kontaktfläche
- 134
- Kontaktfläche
- 135
- Kontaktfläche
- 136
- Kontaktfläche
- 137
- Kontaktfläche
- 138
- Kontaktfläche
- 139
- Kontaktfläche
- 140
- Schraube
- 141
- Schraube
- 142
- Kern
- 143
- Hinterschnitt
