DE102016008459A1

DE102016008459A1 - Gleichmäßige Lastverteilung auf mehrere Spindelmuttern eines Gewindetriebs

Info

Publication number: DE102016008459A1
Application number: DE102016008459.6A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-07-12
Filing date: 2016-07-12
Publication date: 2018-02-01

Abstract

Gleichmäßige Lastaufteilung auf mehrere Spindelmuttern eines Gewindetriebes Das Konzept der Übertragung der Axiallast einer Spindel auf mehrere Spindelmuttern, welche die anteilige Axiallastkraft jeweils auf die miteinander verbundenen, und mit flüssigem oder gasförmigem Druckmedium befüllten Druckräume mit gleichgroßer Axialdruckfläche, weiterleiten, ermöglicht eine praktisch gleichstarke Belastung der beteiligten Spindelmuttern. Gleichmäßigere Verteilung der Axiallast auf die Gewindegänge durch Auftrennen der Spindelmutter. Durch Auftrennen der Spindelmutter wird die Parallelität der Spindelgewindefläche zur Muttergewindefläche in Gewindegangrichtung gefördert.

Description

1.1 Bisherige Spindelmutterbelastungen:
Bei bisher angewendeten Auslegungen von Wälzkörpergewindetrieben errechnete sich die Lebensdauer, d. h. die Anzahl der Umdrehungen des Gewindetriebs nach Herstellerangaben mit L = (Tragfähigkeit des Gewindetriebes/Spindelbelastung)³·1 000 000 Umdrehungen.
Bedeutet: Halbiert man die Spindelmutterbelastung durch Installation einer zweiten, gleichstark belasteten Spindelmutter, so erhöht sich die Lebensdauer um Faktor 8 (aus 2³ = 8), sofern sich die Wege der Spindelmuttern auf der Spindel nicht überdecken. Verteilt man die Spindelbelastung auf 3 Spindelmuttern erhält man entsprechend 3³ = 27 eine um Faktor 27 erhöhte Lebenserwartung des Spindeltriebes. Bei Gleitgewindetrieben reduzieren sich entsprechend der Anzahl der gleichstark belasteten Spindelmuttern die Erwärmung und der Verschleiß des Gewindetriebes.
1.2 Funktionsbeschreibungen der neuen Lastverteilung auf die Spindelmuttern
1.2.1. Aufbau Gewindetrieb:
Der in 1 dargestellte Mehrfach-Gewindetrieb besteht im Wesentlichen aus dem Gewindetrieb mit zwei Einzelmuttern „1” (siehe 2) und dem Lastverteilungssystem „2”. Lastverteilungssystem „2” besteht im Wesentlichen gemäß 3 aus den Ringkolben „1”, den Druckaufnahmeringen „3” mit Druckkammern „2”, der Lastaufnahmehülse „4”, sowie den Verbindungsleitungen „5”.
1.2.2 Funktion:
Bei axialer Spindelbelastung wird die Lastkraft über die in der Lastaufnahmehülse ”4” (3) gegen Verdrehung gesicherten Spindelmuttern „1” (in 2) auf die jeweiligen Ringkolben „1” (in 3) übertragen, welche in den mit Druckmedium gefüllten Druckkammern „2” (in 3) einen Druck erzeugen, der auf Grund der alle beteiligten Druckammern verbindenden Leitungen „5” in allen Druckkammern gleichgroß ist, und somit auch beide Spindelmuttern gleichstark belastet sind.
2. Gleichmäßigere Verteilung der Axiallast auf die Gewindegänge durch Auftrennen der auf einer flexiblen Auflage gelagerten Spindelmuttern.
2.1. Bearbeitung des Spindelmutter: Trennfuge an Spindelmutter gemäß Fig. 9.
2.2. Funktion:
Die unter Last entstehende Längenänderung der Spindel würde ein ungleichstarker Flächendruck im Bereich der einzelnen Muttergewindegänge hervorrufen. Durch das Auftrennen (Trennfuge, siehe 4) der Spindelmuttern wird dem o. g. ungleichstarken Flächendruck, verursacht durch die Spindellängenänderung, und dem dadurch entstandener Spindelsteigungsabweichung zwischen Spindelgewinde und Spindelmuttergewinde, entgegengewirkt, da sich die Gewindeflächen der Spindelmutter an die Gewindeflächen der Spindel anschmiegen können, was eine gleichmäßigere Belastung auf die Gewindeflächen der Spindelmutter bewirkt, wobei der Ringkolben, auf welchen die aufgetrennte Spindelmutter die Lastkraft weitergibt, entsprechend flexibel bezüglich Werkstoff und Geometrie gestaltet ist, und sich dadurch der Auflagekontur der aufgetrennten Spindelmutter anpasst.
3. Vorteile und Nachteile der Erfindung:
3.1. Vorteile:

– Bis 8-fache Erhöhung der nominelle Lebensdauer bei Wälzkörpergewindetrieben
– Geringerer Verschleiß und geringere Erwärmung bei Gleitgewindetrieben
– Höhere Spitzenlasten zulässig

3.2. Nachteile der Erfindung:

– Mehr Platzbedarf
– mehr Bauteile

4. Wirtschaftlichkeit der Erfindung

– Höhere Lebenserwartung des Gewindetriebes bewirkt weniger Reparatur- und Ersatzteilkosten
– Bisher übliche Gewindetriebe erfordern bei ähnlichen Gewindebelastungen höhere Herstellkosten auf Grund größerer Durchmesser (Materialkosten) und entsprechend größerer Bearbeitungsmaschinen.

Claims

Gleichmäßige Lastaufteilung auf mehrere Spindelmuttern eines Gewindetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass: 1. die Spindeimuttern gehäuseseitig die Lastkraft jeweils auf gleichgroße Ringkolben, welche in einem entsprechenden Hydraulik- oder Gasdruck-Ringzylinder gelagert sind, weiterleiten, und durch die mittels Leitungen oder Bohrungen mit einander verbundenen Druckkammern, welche sich zwischen den jeweiligen Ringkolben und Ringzylinder befinden, eine Gleichbelastung aller beteiligten Spindelmuttern gewährleistet. 2. eine gleichmäßigere Lastverteilung bei Spindelsteigungsabweichungen zwischen Spindelgewinde und Spindelmuttergewinde durch Auftrennen der auf einer flexiblen Auflage gelagerten Spindelmutter erreicht wird.