DE102021211285B3 - Linearsteller zum Bereitstellen einer Linearbewegung - Google Patents

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Andreas Schäfer
Tom Unger
Matthias Finkbeiner
Michael Lehnhuß
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Linearsteller (1) zum Bereitstellen einer Linearbewegung, mit einem Führungskörper (2) und mit einer drehbar um eine Längsachse (4) am Führungskörper (2) gelagerten Gewindespindel (3), die eine linearbeweglich am Führungskörper (2) angeordnete Stellmutter (6; 56) durchsetzt, wobei der Stellmutter (6; 56) eine Verdrehsicherung (7; 57) zugeordnet ist, die in eine am Führungskörper (2) parallel zur Längsachse (4) ausgebildete Führungsnut (8) linearbeweglich eingreift und die zwei Führungskeile (15, 16; 65, 66) aufweist, wobei die Führungskeile (15, 16; 65, 66) voneinander abgewandte, an Innenflächen (32, 33) der Führungsnut (8) anliegende Führungsflächen (25; 75) aufweisen und einander zugewandte, jeweils in spitzem Winkel (24; 74) zur jeweiligen Führungsfläche (25; 75) ausgerichtete Schrägflächen (26; 76) aufweisen, wobei wenigstens einer der beiden Führungskeile (16, 66) längs der Schrägflächen (26, 76) zur Einstellung eines Abstands (35) zwischen den Führungsflächen (25; 75) verstellbar an der Stellmutter (6; 56) aufgenommen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Linearsteller zum Bereitstellen einer Linearbewegung entlang einer Längsachse.
  • Linearsteller werden in einer Vielzahl von unterschiedlichen Maschinentypen verwendet und weisen eine um eine Längsachse drehbar an einem Antriebsgehäuse gelagerte Gewindespindel auf, die in eine Stellmutter eingreift, die linearverschieblich im Gehäuse aufgenommen ist. Durch eine Drehung der Gewindespindel soll eine lineare Verlagerung der Stellmutter entlang einer Längsachse bewirkt werden. Da durch die Drehung der Gewindespindel ein Drehmoment auf die Stellmutter übertragen wird, ist eine Drehmomentabstützung erforderlich, um für die Stellmutter eine reine Linearbewegung hervorzurufen. Hierzu ist an der Stellmutter eine Verdrehsicherung vorgesehen, die sich an einer Führungsnut abstützt, die im Gehäuse ausgebildet ist. In der Führungsnut ist die Verdrehsicherung linearbeweglich gelagert und bildet mit der Führungsnut eine Gleitlagerung, für deren Funktion ein vorgegebenes Führungsspiel notwendig ist. Für eine präzise Funktion des Linearstellers muss dieses Führungsspiel gering gehalten werden, wodurch hohe Anforderungen an die Toleranzen der Führungsnut und der Verdrehsicherung gestellt werden müssen.
  • Die DE 10 2018 106 763 A1 offenbart einen Aktuator umfassend einen Spindeltrieb mit einer drehangetriebenen Spindelmutter und einer Gewindespindel, wobei die Gewindespindel axial verschieblich in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei eine Verdrehsicherung angeordnet ist, die die axiale Verschiebung der Gewindespindel relativ zum Gehäuse erlaubt und eine Rotation der Gewindespindel relative zum Gehäuse verhindert, wobei die Verdrehsicherung ein Gleitelement umfasst, das an der Gewindespindel befestigt ist, wobei sich das Gleitelement in eine sich in axiale Richtung erstreckte Nut erstreckt, die im Gehäuse eingearbeitet ist. Ferner ist vorgesehen, dass das Gleitelement mindestens ein Teil mit einer Keilfläche umfasst, wobei die Keilfläche mit einer Gegenkeilfläche zusammenwirkt, die an einem weiteren Teil des Gleitelements, am Gehäuse oder an einem Montagewerkzeug angeordnet ist, wobei durch relative Bewegung zwischen der Keilfläche und der Gegenkeilfläche die wirksame Breite des Gleitelements in der Nut einstellbar ist.
  • Aus der DE 10 2013 216 880 A1 ist ein Spindeltrieb mit einem ortsfesten Gehäuse, in dem eine Gewindespindel drehbar gelagert ist bekannt, womit eine Hubstange aus dem Gehäuse je nach Betriebszustand unterschiedlich weit heraus bewegt werden kann. Die Bewegung erfolgt entlang einer Längsachse des Spindeltriebs. Die Hubstange ist an einer Spindelmutter befestigt, die in Eingriff mit der Gewindespindel ist. Am Außenumfang der Spindelmutter sind zwei Gleitleisten befestigt, die als Verdrehsicherung in einer jeweiligen sich parallel zur Längsachse erstreckenden Nut des Gehäuses verschiebar geführt sind. Zwischen jeder Gleitleiste und der Spindelmutter ist eine Keilleiste eingesetzt, deren Dickeänderung parallel zur Längsachse verläuft. Dabei weisen die Anlagen der beiden Gleitleisten und der beiden zugeordneten Keilleisten eine jeweilige Riffelung auf, über die ein Formschluss zwischen der Keilleiste und der Gleitleiste in Richtung der Längsachse gebildet ist. Damit kann die Einstellung des Radialspiels der beiden Gleitleisten im Gehäuse über die Verschiebung der jeweiligen Keilleiste vergleichsweise einfach und fein erfolgen.
  • Die DE 10 2013 215 842 A1 Offenbart ist ein Linearantrieb mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Gewindespindel und einer Spindelmutter in Eingriff. Die Gewindespindel ist in Dreh- beziehungsweise Umfangsrichtung über mehrere radiale Vorsprünge an gehäusefesten Bereichen drehfest abgestützt. Das Gehäuse weist vergleichsweise dicke und zwischen diesen, vergleichsweise dünne Umfangswandungsabschnitte auf. Die radialen Vorsprünge erstrecken sich in die vergleichsweise dicken Umfangswandungsabschnitte.
  • Aus der AT 412 643 B ist eine in einem Getriebegehäuse drehbar gelagerte und antreibbare Mutter zur Verstellung einer Spindel in Richtung ihrer Längsachse bekannt, bei der eine Verdrehsicherungseinrichtung für die Spindel ein mit dem Getriebegehäuse drehfest verbundenes Rohr mit einem von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist, wobei die Spindel mit dem ihrem Stellende gegenüberliegenden Ende ragt und wobei eine an der Spindel drehfest angebrachte, innerhalb des Rohrs liegende und einer Verdrehung der Spindel um ihre Längsachse durch Anlage an die Innenwand des Rohrs entgegenstehende Anlageeinheit vorgesehen ist. Die Anlageeinheit besitzt einen Grundkörper, in dessen dem Rohr zugewandter Umfangsfläche mindestens zwei Ausnehmungen ausgebildet sind, in denen Anlageklötze angeordnet sind, welche zur Anlage an die Innenwand des Rohrs vorgesehene Anlageflächen aufweisen, wobei die Ausnehmungen, in einem senkrecht zur Längsachse der Spindel verlaufenden Querschnitt des Grundkörpers gesehen, einen kreisbogenförmig verlaufenden Boden aufweisen und die am Boden der jeweiligen Ausnehmung anliegende Basisseite eines jeweiligen Anlageklotzes einen gegengleichen kreisbogenbörmigen Verlauf aufweist.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verdrehsicherung zu schaffen, die geringere Anforderungen an Fertigungstoleranzen stellt.
  • Die Aufgabe wird für den eingangs genannten Linearsteller dadurch gelöst, dass der Linearsteller einen, insbesondere als Antriebsgehäuse ausgebildeten, Führungskörper und eine um eine Längsachse drehbar am Führungskörper gelagerte Gewindespindel aufweist, die eine linearbeweglich am Führungskörper gelagerte Stellmutter durchsetzt, wobei der Stellmutter eine Verdrehsicherung zugeordnet ist, die in eine am Führungskörper parallel zur Längsachse ausgebildete Führungsnut eingreift und die mindestens zwei Führungskeile aufweist, wobei die Führungskeile voneinander abgewandte, an einander gegenüberliegenden Innenflächen der Führungsnut anliegende Führungsflächen aufweisen und wobei die Führungskeile einander zugewandte, in einem spitzen Winkel zur jeweiligen Führungsfläche ausgerichtete Schrägflächen aufweisen, wobei wenigstens ein Führungskeil längs der Schrägflächen verstellbar an der Stellmutter gelagert ist, um einen Abstand der Führungsflächen quer zur Längsachse einzustellen.
  • Hiermit kann ein Führungsspiel zwischen den Führungsflächen der Führungskeile und den Innenflächen der Führungsnut eingestellt werden, um eine vorteilhafte Gleitreibung für die Linearbewegung der Stellmutter gegenüber dem Führungskörper zu erzielen.
  • Durch die Verstellung des einen Führungskeils gegenüber dem anderen Führungskeil längs der aneinanderliegenden Schrägflächen findet die Einstellung des Abstands zwischen den beiden Führungsflächen statt, wobei die Abstandsänderung der Führungsflächen von einem Betrag der Längsverschiebung der beiden Führungskeile zueinander sowie vom Winkel zwischen der jeweiligen Führungsfläche und der jeweiligen Schrägfläche des Führungskeils abhängt..
  • Vorzugsweise handelt es sich bei dem Führungskörper um ein Antriebsgehäuse, das von einer Ausnehmung durchsetzt ist, die entlang der Längsachse, vorzugsweise mit einer konstanten Profilierung, erstreckt ist und in der die Gewindespindel zumindest teilweise aufgenommen ist. Die Gewindespindel ist mittels geeigneter Gleitlager oder Wälzlager drehbeweglich am Antriebsgehäuse aufgenommen. Die Stellmutter ist vorzugsweise vollständig in der Ausnehmung aufgenommen und weist eine Profilierung auf, die eine gleitbewegliche Lagerung in der Ausnehmung des Antriebsgehäuses ermöglicht. Die Führungsnut ist vorzugsweise als eine entlang der Längsachse erstreckte Vertiefung in einer Innenoberfläche der Ausnehmung im Antriebsgehäuse ausgebildet.
  • Zweckmäßig ist es, wenn die Führungskeile an einer Außenoberfläche der Stellmutter derart angeordnet sind, dass die Führungsflächen parallel zur Längsachse und/oder parallel zueinander ausgerichtet sind. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Verdrehsicherung in radialer Richtung nach außen von der Außenoberfläche der Stellmutter abragt und damit in die Führungsnut eingreift. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die längst Kanten der Führungsflächen parallel zur Längsachse und damit auch parallel zu Innenflächen der Führungsnut ausgerichtet sind. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Führungsflächen parallel zueinander ausgerichtet sind.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Führungsflächen eben ausgebildet sind und/oder dass Flächennormalen der Führungsflächen orthogonal zur Längsachse ausgerichtet sind. Durch eine ebene Ausgestaltung der Führungsflächen wird eine großflächige Anlage der Führungsflächen an den Innenflächen der Führungsnut gewährleistet, so dass bei der Abstützung von Drehmomenten nur eine geringe Flächenpressung zwischen Führungsfläche und Innenfläche auftritt.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an der Schrägfläche ein Vorsprung ausgebildet ist, um eine zumindest teilweise quer zur Schrägfläche erstreckte Klemmfläche auszubilden. Der Vorsprung dient dazu, den jeweiligen Führungskeil an der Stellmutter zu fixieren. Hierzu ist vorgesehen, eine in radialer Richtung nach innen gerichtete Klemmkraft auf die Klemmfläche auszuüben, um ein Ausweichen des Führungskeils in radialer Richtung nach außen zu vermeiden und um den Führungskeil an der Oberfläche der Stellmutter kraftschlüssig festzulegen.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Klemmfläche von der Stellmutter abgewandt ist. Hierdurch kann eine in Normalenrichtung auf die Klemmfläche gerichtete Kraft das Führungskeilelement auf die Außenoberfläche der Stellmutter pressen.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der Außenoberfläche der Stellmutter ein Zwischenelement angeordnet ist, das voneinander abgewandte und parallel zueinander ausgerichtete Seitenflächen aufweist, an denen die Schrägflächen anliegen. Vorzugsweise ist das Zwischenelement als Führungselement und/oder als Befestigungselement für die Führungskeile ausgebildet, dessen Seitenflächen in einem spitzen Winkel gegenüber der Längsachse ausgerichtet sind. Vorzugsweise entspricht dieser spitze Winkel dem spitzen Winkel, der zwischen der Führungsfläche und der Schrägfläche des jeweiligen Führungskeils vorgesehen ist. Somit kann erreicht werden, dass die Führungsfläche des jeweiligen Führungskeils bei Anlage der Schrägfläche an der Seitenfläche parallel zur Längsachse ausgerichtet ist.
  • Bevorzugt sind die Seitenflächen des Zwischenelements jeweils mit einer Ausnehmung versehen, die zur Aufnahme des Vorsprungs der Schrägfläche ausgebildet ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Zwischenelement an der Stellmutter mit einer Befestigungseinrichtung festgelegt ist, wobei die Befestigungseinrichtung beispielsweise als Schraube ausgebildet ist, die in eine Gewindebohrung in der Außenoberfläche der Stellmutter eingeschraubt werden kann. Hierdurch wird eine Krafteinleitung vom Zwischenelement auf die Führungskeile und von den Führungskeilen auf die Stellmutter ermöglicht, womit die Führungskeile an der Stellmutter festgelegt werden. Eine in radialer Richtung nach innen gerichtete Kraftwirkung vom Zwischenelement auf die Führungskeile erfolgt dabei über eine Kontaktfläche, die die Ausnehmung am Zwischenelement berandet sowie die Klemmfläche am jeweiligen Führungskeil.
  • Dementsprechend kann das Zwischenelement für eine kraftschlüssige Festlegung der Führungskeile auf der Außenoberfläche der Stellmutter genutzt werden, wobei hierzu vorgesehen ist, dass die Kontaktfläche der Ausnehmung auf die Klemmfläche des Vorsprungs, der an der Schrägfläche ausgebildet ist, drückt und somit das Führungskeilelement auf die Außenoberfläche der Stellmutter anpresst. Hierbei ist die Kontaktfläche gegenüberliegend zur Klemmfläche ausgerichtet.
  • Vorteilhaft ist es, wenn wenigstens einem Führungskeil eine Einstelleinrichtung für eine Abstandseinstellung zwischen den Führungsflächen zugeordnet ist, wobei die Einstelleinrichtung eine Einstellschraube umfasst, die an der Stellmutter und am Führungskeil abgestützt ist. Die Aufgabe der Einstellschraube besteht darin, eine Einstellbewegung für den Führungskeil zu ermöglichen, die zu einer Abstandsveränderung der Führungsflächen führt. Hierbei ist vorgesehen, dass die Einstellschraube wahlweise in die Stellmutter, in den Führungskeil oder in das Zwischenelement eingeschraubt ist und dass eine Rotationsbewegung der Einstellschraube um eine Gewindeachse, die einer Schraubenlängsrichtung entspricht, zu einer linearen Verlagerung des Führungskeils führt, wobei zumindest eine Komponente der Verlagerungsbewegung für den Führungskeil in der Längsrichtung der Gewindespinde ausgerichtet ist.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Schraubenkopf der Einstellschraube drehbeweglich und in einer Schraubenlängsrichtung formschlüssig in einer Ausnehmung in der Schrägfläche aufgenommen ist und dass ein Gewindeabschnitt der Einstellschraube in eine Gewindebohrung im Zwischenelement eingeschraubt ist. Beispielhaft ist der Schraubenkopf der Einstellschraube kreiszylindrisch ausgebildet und mit einem Innensechskant versehen, um eine Drehmomenteinleitung auf die Einstellschraube zu ermöglichen. Der Schraubenkopf ist abschnittsweise in einer taschenartigen Ausnehmung in der Schrägfläche aufgenommen, wobei die Ausnehmung derart beschaffen ist, dass eine Drehbewegung des Schraubenkopfs um die Schraubenlängsrichtung gewährleistet ist, während eine lineare Relativbewegung des Schraubenkopfs gegenüber dem Führungskeil durch die Geometrie der Ausnehmung formschlüssig verhindert wird. Dementsprechend führt eine Schraubbewegung der Einstellschraube, die in das Zwischenelement eingeschraubt ist, zu einer Zwangsbewegung für den Führungskeil.
  • Exemplarisch kann vorgesehen sein, dass jedem Führungskeilelement eine Einstellschraube zugeordnet ist, so dass die Führungskeile unabhängig voneinander eingestellt werden können. Dadurch kann nicht nur der Abstand der Führungsflächen der Führungskeile zueinander eingestellt werden, um das Gleitlagerspiel in der Führungsnut zu beeinflussen. Ferner kann damit auch eine rotatorische Ausrichtung der Stellmutter gegenüber dem Führungskörper eingestellt werden, indem die Führungskeile um jeweils unterschiedliche Beträge gegenüber der Längsachse versetzt werden, sodass die Führungsflächen gegenüber der Längsachse asymmetrisch angeordnet sind.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:
    • 1 einen Linearsteller in einer teilweise geschnitten Darstellung, die ein Antriebsgehäuse, eine Gewindespindel, eine Stellmutter und eine erste Ausführungsform einer Verdrehsicherung aufweist,
    • 2 eine Explosionszeichnung der ersten Ausführungsform der Verdrehsicherung gemäß der 1,
    • 3 eine Draufsicht auf die Stellmutter mit der Verdrehsicherung gemäß den 1 und 2,
    • 4 eine Explosionszeichnung einer zweiten Ausführungsform einer Verdrehsicherung,
    • 5 eine Draufsicht auf die Stellmutter mit der Verdrehsicherung gemäß der 4.
  • Ein in der 1 teilweise geschnitten dargestellter Linearsteller 1 ist zur Bereitstellung einer Linearbewegung ausgebildet, wie sie beispielsweise in einer nicht dargestellten Bearbeitungsmaschine genutzt werden kann.
  • Der Linearsteller 1 umfasst ein auch als Führungskörper 2 bezeichnetes Antriebsgehäuse, in dem eine Gewindespindel 3 drehbeweglich gelagert ist, die abgesehen von toleranzbedingtem Spiel ausschließlich mit einem einzigen rotatorischen Freiheitsgrad um eine Längsachse 4 im Antriebsgehäuse gelagert ist. Die Gewindespindel 3 ist an einem nicht dargestellten Endbereich mit einem Elektromotor 5 gekoppelt, der stirnseitig am Antriebsgehäuse festgelegt ist. Eine nicht näher dargestellte, drehbeweglich gelagerte Antriebswelle des Elektromotors 5 ist mit der Gewindespindel 3 verbunden. Bei einer Bereitstellung von elektrischer Antriebsenergie an den Elektromotor 5 bewirkt dieser eine Rotationsbewegung für die Gewindespindel 3 um die Längsachse 4.
  • Um eine Umsetzung dieser Rotationsbewegung der Gewindespindel 3 in die gewünschte Translationsbewegung zu erzielen, ist auf die mit einem nicht näher dargestellten Außengewinde versehene Gewindespindel 3 eine Stellmutter 6 aufgeschraubt, die mit einem zum Außengewinde der Gewindespindel 3 korrespondierenden, nicht dargestellten Innengewinde versehen ist. Die Stellmutter 6 ist an einer Außenoberfläche mit einer Verdrehsicherung 7 versehen, die eine Rotation der Stellmutter 6 um die Längsachse 4 verhindert. Hierzu greift die Verdrehsicherung 7 in eine Führungsnut 8 ein, die parallel zur Längsachse 4 an einer Innenoberfläche 9 des Antriebsgehäuses ausgebildet ist.
  • Durch diese mechanische Kopplung zwischen der Stellmutter 6, der Verdrehsicherung 7 und der Führungsnut 8 wird eine Drehmomentabstützung für die Stellmutter 6 bei gleichzeitiger Linearbeweglichkeit längs der Längsachse 4 erzielt. Da die Gewindespindel 3 aufgrund der rein drehbeweglichen Lagerung nicht längs der Längsachse 4 verlagert werden kann und lediglich eine Rotationsbewegung ausführen kann und da die Stellmutter 6 aufgrund der Drehmomentabstützung keine Rotationsbewegung, sondern lediglich eine Linearbewegung längs der Längsachse 4 ausführen kann, bilden diese beiden Komponenten zusammen mit dem Antriebsgehäuse, in das die Führungsnut 8 eingebracht ist, ein Bewegungssystem zur Umsetzung einer Rotationsbewegung der Gewindespindel 3 in eine Translationsbewegung der Stellmutter 6.
  • Die Stellmutter 6 ist an einem dem Elektromotor 5 abgewandten Endbereich mit einem Antriebsrohr 10 verbunden, das entlang der Längsachse 4 erstreckt ist und das bereichsweise über das Antriebsgehäuse hinausragt. Das Antriebsrohr 10 ist in einer innen am Antriebsgehäuse festgelegten Führungsbuchse 11 gleitbeweglich gelagert. Ein freier Endbereich 12 des Antriebsrohrs 10 und das Antriebsgehäuse können an unterschiedlichen Komponenten der nicht dargestellten Bearbeitungsmaschine festgelegt werden, um eine Relativbewegung dieser Komponenten zueinander zu bewirken.
  • Die in den 2 und 3 näher dargestellte Verdrehsicherung 7 umfasst einen ersten Führungskeil 15, einen zweiten Führungskeil 16 sowie ein Zwischenstück 17 und ist zur Festlegung an einer Montagefläche 18 der Stellmutter 6 ausgebildet. Rein exemplarisch umfasst die Montagefläche 18 einen ersten Flächenabschnitt 19, einen zweiten Flächenabschnitt 20 sowie einen dritten Flächenabschnitt 21. Beispielhaft ist vorgesehen, dass der erste Flächenabschnitt 19 und der zweite Flächenabschnitt 20 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind und dass der dritten Flächenabschnitt 21 in radialer Richtung beabstandet vom ersten Flächenabschnitt 19 und vom zweiten Flächenabschnitt 20 angeordnet ist, wodurch eine radial nach außen abragende Führungsleiste 22 gebildet wird. Dabei sind parallel zueinander ausgerichtete Seitenflächen 23 der Führungsleiste 22 in einem spitzen Winkel 24 gegenüber der Längsachse 4 ausgerichtet.
  • An einer der Stellmutter 6 zugewandten Unterseite 40 des Zwischenstücks 17 ist eine Längsnut 41 ausgebildet, die geometrisch an die Führungsleiste 22 angepasst ist und als geometrisch ähnlich zur Führungsleiste 22 bezeichnet werden kann. Hierdurch wird durch die Führungsleiste 22 eine formschlüssige Führungsfunktion für das Zwischenstück 17 hinsichtlich der Ausrichtung des Zwischenstücks 17 im Bezug auf den spitzen Winkel 24 erreicht. Eine axiale Positionierung des Zwischenstücks 17 an der Stellmutter 6 wird rein exemplarisch durch zwei in radialer Richtung ausgerichtete Gewindebohrungen 42 in der Führungsleiste 22 sowie korrespondierende Stufenbohrungen 43 im Zwischenstück 17 sowie hierauf angepasste Befestigungsschrauben 29 erzielt.
  • Der erste Führungskeil 15 und der zweite Führungskeil 16 sind rein exemplarisch identisch ausgebildet und weisen jeweils eine Führungsfläche 25, eine Schrägfläche 26, eine Klemmfläche 27 und eine Anlagefläche 28 auf. Die rein exemplarisch eben ausgebildete Führungsfläche 25 dient zur flächigen Anlage an einer jeweiligen Innenfläche der Führungsnut 8. Die Schrägfläche 26 und die Anlagefläche 28 sind zur Anlage an Seitenflächen 44, 46 des Zwischenstücks 17 vorgesehen, wodurch die Ausrichtung des ersten Führungskeils 15 bzw. des zweiten Führungskeils 16 bezüglich des Zwischenstücks 17 und gegenüber der Stellmutter 6 bestimmt wird. Die Klemmfläche 27 ist in einem spitzen Winkel gegenüber der Schrägfläche 26 ausgerichtet, wodurch eine V-förmige Profilierung erzeugt wird, in die ein rein exemplarisch identisch profilierter Vorsprung 45 des Zwischenstücks 17 eingreifen kann. Hierdurch wird bei einer gemeinsamen Festlegung des jeweiligen Führungskeils 15, 16 und dem Zwischenstück 17 an der Stellmutter 6 eine formschlüssige Kopplung zwischen den jeweiligen Führungskeil 15, 16 und dem Zwischenstück 17 in einer normal zur Seitenfläche 44 des Zwischenstücks 17 ausgerichteten Raumrichtung gewährleistet. Durch die geometrischen Wechselwirkungen zwischen der Stellmutter 6, dem ersten Führungskeil 15, dem zweiten Führungskeil 16 sowie dem Zwischenstück 17 weisen der erste Führungskeil 15 und der zweite Führungskeil 16 jeweils in einer parallel zur Schrägfläche 26 ausgerichteten Raumrichtung einen linearen Freiheitsgrad der Bewegung auf, während in allen übrigen Raumrichtungen eine formschlüssige Festlegung zwischen dem jeweiligen Führungskeil 15, 16 und der Stellmutter 6 sowie dem Zwischenstück 17 gewährleistet ist.
  • Ein Abstand zwischen den beiden Führungsflächen 25 der beiden Führungskeile 15, 16 kann durch eine lineare Verschiebung wenigstens eines der beiden Führungskeile 15, 16 parallel zur Schrägfläche 26 bewirkt werden. Rein exemplarisch ist hierzu vorgesehen, die von den Befestigungsschrauben 29 auf das Zwischenstück 17 und von dort auf den ersten Führungskeil 15 sowie dem zweiten Führungskeil 16 eingeleiteten und durch den flächigen Kontakt zwischen den Anlageflächen 18 und dem ersten Flächenabschnitt 19 sowie dem zweiten Flächenabschnitt 20 abgestüzten Klemmkräfte so weit zu reduzieren, dass eine axiale Verschiebung wenigstens eines der beiden Führungskeile 15, 16 ermöglicht wird. Anschließend findet eine derartige axiale Verschiebung wenigstens eines der beiden Führungskeile 15, 16 dahingehend statt, dass der Abstand 35 der Führungsflächen 25 an den Abstand 34 der Innenflächen 32, 33 der Führungsnut 8 angepasst wird, um eine spielarme und reibungsarme Linearbeweglichkeit für die Verdrehsicherung 7 in der Führungsnut 8 zu gewährleisten. Anschließend werden die Befestigungsschrauben 29 wieder angezogen, um die beiden Führungskeile 15, 16 zu fixieren.
  • Bei der zweiten Ausführungsform einer Verdrehsicherung 57, wie sie in den 4 und 5 dargestellt ist, werden für funktionsgleiche Komponenten und Geometrie in jeweils um 50 erhöhte Bezugszeichen verwendet und auf eine neuerliche Beschreibung verzichtet. Die Verdrehsicherung 57 unterscheidet sich von der Verdrehsicherung 7 zum einen durch eine andere Befestigung des Zwischenstücks 67 an der Stellmutter 56 und zum anderen durch eine Möglichkeit zur Feineinstellung der relativen Lage des ersten Führungskeils 65 sowie des zweiten Führungskeils 66 gegenüber dem Zwischenstück 67. Diese beiden Aspekte können auch getrennt voneinander verwirklicht werden, beispielsweise kann die nachstehend näher beschriebene Feineinstellung auch in Zusammenhang mit der Befestigung für das Zwischenstück 17 gemäß der ersten Ausführungsform der Verdrehsicherung 7 verwirklicht werden.
  • Für die Festlegung des Zwischenstücks 67 bei der zweiten Ausführungsform der Verdrehsicherung 57 an der Stellmutter 56 wird zunächst ein Stützpfosten 86 in eine Gewindebohrung 87 der Stellmutter 56 eingeschraubt. Der Stützpfosten 86 weist einen Gewindeabschnitt 88 für die Festlegung an der Stellmutter 56, einen daran angrenzenden Ringbund 89 mit einem gegenüber dem Gewindeabschnitt 88 vergrößerten Außendurchmesser sowie einen daran anschließend bis zum Schraubenkopf 98 erstreckten Schaftabschnitt 97 auf. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass der Ringbund 89 den gleichen Außendurchmesser wie der Schraubenkopf 98 aufweist und dass der Schaftabschnitt 97 einen kleineren Durchmesser als der Ringbund 89 aufweist.
  • Das Zwischenstück 67 ist mit einer Durchgangsbohrung 100 versehen, die ausgehend von einer Oberseite 101 des Zwischenstücks 67 bis in die Längsnut 91 an der Unterseite 90 erstreckt ist und die rein exemplarisch mit einem gleichbleibenden Durchmesser verwirklicht ist. Wie der Schnittdarstellung für das Zwischenstück 67 gemäß der 5 entnommen werden kann, sind in das Zwischenstück 67 insgesamt drei Bohrungen 102, 103 und 104 eingebracht, deren Bohrungsachsen 105, 106 und 107 parallel zur Oberseite 101 und parallel zur Seitenfläche 94 ausgerichtet sind. Die erste Bohrung 102 schneidet mit der ersten Bohrungsachse eine nicht dargestellte Mittelachse der Durchgangsbohrung 100 und ist als Gewindebohrung ausgebildet. Dementsprechend kann eine Madenschraube 108 in die erste Bohrung 102 eingeschraubt werden, mit der eine Festlegung des Zwischenstücks 67 am Stützpfosten 86 bewirkt werden kann. Hierzu sind eine Geometrie der Madenschraube 108 und des Stützpfosten 86 sowie des Zwischenstücks 67 derart aufeinander angepasst, dass ein Stirnbereich der Madenschraube 108 in den Raumabschnitt zwischen dem Ringbund 89 und dem Schraubenkopf 98 eingreift und somit eine in Richtung der nicht dargestellten Mittelachsen der Durchgangsbohrung 100 formschlüssige Festlegung des Verbunds aus dem Zwischenstück 67 und der Madenschraube 108 am Stützpfosten 86 und damit an der Stellmutter 56 ermöglicht. Da das Zwischenstück 67 durch die Wirkverbindung zwischen der Madenschraube 108 und dem Stützvorsprung 86 in Richtung der Mittelachse der Durchgangsbohrung 100 formschlüssig festgelegt ist und mit der Längsnut 91 auch die Führungsleiste 72 der Stellmutter 56 umgreift, ist eine vollständig ortsfeste Festlegung des Zwischenstücks 67 an der Stellmutter 56 gewährleistet.
  • Die zweite Bohrung 103 und die dritte Bohrung 104 sind ebenfalls als Gewindebohrungen ausgebildet und jeweils benachbart zur jeweiligen Seitenfläche 94 des Zwischenstücks 67 angeordnet. Ausgehend von einer Stirnfläche 109 des Zwischenstücks 67, von der sich auch die erste Bohrung 102 erstreckt, sind in die Seitenflächen 94 jeweils Aufnahmebohrungen 110, 111 koaxial zur zweiten Bohrungsachse 106 bzw. zur dritten Bohrungsachse 107 eingebracht, die einen größeren Durchmesser als die zweite Bohrung 103 bzw. die dritte Bohrung 104 aufweisen. Wie der Darstellung der 5 entnommen werden kann, sind die Aufnahmebohrungen 110, 111 derart ausgebildet, dass sie die jeweilige Seitenfläche 94 des Zwischenstücks 67 schneiden und somit jeweils eine einseitig offene Nut bilden. In die zweite Bohrung 103 sowie in die dritte Bohrung 104 kann jeweils eine Justierschraube 112, 113 eingeschraubt werden, deren Schraubenkopf 114, 115 über die jeweilige Seitenfläche 94 abragt und in eine zugeordnete Tasche 116 bzw. 117 formschlüssig eingreifen kann, die in der jeweiligen Schrägfläche 76 des ersten Führungskeils 65 bzw. des zweiten Führungskeils 66 ausgebildet ist. Durch diese formschlüssige Wechselwirkung zwischen dem jeweiligen Schraubenkopf 114, 115 und der Tasche wird eine axiale Fixierung des jeweiligen Führungskeils 65, 66 bewirkt, so dass der Abstand 85 zwischen den Führungsflächen 75 der beiden Führungskeile 65, 66 durch eine axiale Verstellung der jeweiligen Justierschraube 112, 113 vorgegeben werden kann.
  • Beispielhaft ist vorgesehen, zunächst die beiden Führungskeile 65, 66 auf die Stellmutter 56 aufzusetzen und anschließend das Zwischenstück 67 zu montieren. In einem nachfolgenden Schritt findet eine Justierung des Abstands 85 zwischen den beiden Führungsflächen 75 der Verdrehsicherung 57 durch Betätigung der jeweilige Justierschrauben 112, 113 statt, wobei durch die individuelle Positionierung der Justierschrauben 112, 113 zumindest in einem sehr kleinen Winkelbereich eine rotatorische Orientierung der Stellmutter 56 bezüglich der Längsachse 4 vorgenommen werden kann. Anschließend wird die Madenschraube 108 derart in die erste Bohrung 102 eingeschraubt, dass die formschlüssige Sperrwirkung zwischen Madenschraube 108 und dem Stützvorsprung 86 erzielt wird. Gegebenenfalls kann auch vorgesehen sein, dass der Endbereich der Madenschraube 108 am Schaftabschnitt 97 des Stützvorsprungs 86 zur Anlage kommt, womit eine zusätzliche kraftschlüssige Sicherung für das Zwischenstück 67 erzielt wird.

Claims (10)

  1. Linearsteller (1) zum Bereitstellen einer Linearbewegung, mit einem Führungskörper (2) und mit einer drehbar um eine Längsachse (4) am Führungskörper (2) gelagerten Gewindespindel (3), die eine linearbeweglich am Führungskörper (2) angeordnete Stellmutter (6; 56) durchsetzt, wobei der Stellmutter (6; 56) eine Verdrehsicherung (7; 57) zugeordnet ist, die in eine am Führungskörper (2) parallel zur Längsachse (4) ausgebildete Führungsnut (8) linearbeweglich eingreift und die zwei Führungskeile (15, 16; 65, 66) aufweist, wobei die Führungskeile (15, 16; 65, 66) voneinander abgewandte, an Innenflächen (32, 33) der Führungsnut (8) anliegende Führungsflächen (25; 75) aufweisen und einander zugewandte, jeweils in spitzem Winkel (24; 74) zur jeweiligen Führungsfläche (25; 75) ausgerichtete Schrägflächen (26; 76) aufweisen, wobei wenigstens einer der beiden Führungskeile (16, 66) längs der Schrägflächen (26, 76) zur Einstellung eines Abstands (35) zwischen den Führungsflächen (25; 75) verstellbar an der Stellmutter (6; 56) aufgenommen ist und wobei an der Schrägfläche (26; 76) ein Vorsprung ausgebildet ist, um eine sich zumindest teilweise quer zur Schrägfläche (26; 76) erstreckende Klemmfläche (27; 77) auszubilden.
  2. Linearsteller (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskeile (15, 16; 65, 66) an einer Außenoberfläche (18; 68) der Stellmutter (6; 56) derart angeordnet sind, dass die Führungsflächen (25; 75) parallel zur Längsachse (4) und/oder parallel zueinander ausgerichtet sind.
  3. Linearsteller (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsflächen (25; 75) eben ausgebildet sind und/oder dass Flächennormalen der Führungsflächen (25; 75) orthogonal zur Längsachse (4) ausgerichtet sind.
  4. Linearsteller (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der an der Schrägfläche (26; 76) ausgebildete Vorsprung quer zur Schrägfläche erstreckt ist.
  5. Linearsteller (1) nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmfläche (27; 77) von der Stellmutter (6; 56) abgewandt ist.
  6. Linearsteller (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (7; 57) ein Zwischenelement aufweist, das zwischen den beiden Führungskeilen (15, 16; 65, 66) angeordnet ist und das voneinander abgewandte und parallel zueinander ausgerichtete Seitenflächen (44; 94) aufweist, an denen die Schrägflächen (26; 76) anliegen.
  7. Linearsteller (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (44; 94) jeweils mit einer Ausnehmung versehen sind, die zur Aufnahme des Vorsprungs der Schrägfläche (26; 76) ausgebildet ist.
  8. Linearsteller (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement für eine kraftschlüssige Festlegung der Führungskeile (15, 16; 65, 66) auf der Außenoberfläche (18) der Stellmutter (6; 56) derart ausgebildet ist, dass eine Kontaktfläche (45; 95) der Ausnehmung auf die Klemmfläche (27; 77) des Vorsprungs der Schrägfläche (26; 76) drückt und somit den Führungskeil (15, 16; 65, 66) auf die Außenoberfläche (18; 68) der Stellmutter (6; 56) anpresst.
  9. Linearsteller (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Führungskeil (65, 66) eine Einstelleinrichtung für eine Abstandseinstellung zwischen den Führungsflächen (75) zugeordnet ist, wobei die Einstelleinrichtung eine Einstellschraube (112, 113) umfasst, die an der Stellmutter (56) und am Führungskeil (65, 66) abgestützt ist.
  10. Linearsteller (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schraubenkopf der Einstellschraube (112, 113) drehbeweglich und in einer Schraubenlängsrichtung formschlüssig in einer Ausnehmung (116, 117) in der Schrägfläche (76) aufgenommen ist und dass ein Gewindeabschnitt der Einstellschraube (112, 113) in eine Gewindebohrung (103, 104) im Zwischenelement eingeschraubt ist.
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AT412643B (de) 2003-04-28 2005-05-25 Juergen Zimmermann Hubeinrichtung
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DE102013216880A1 (de) 2013-08-26 2015-03-19 Robert Bosch Gmbh Linearbewegungsvorrichtung
DE102018106763A1 (de) 2018-03-22 2019-09-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuator

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