DE10248772B4 - drive unit - Google Patents

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Abstract

Antriebseinheit mit einem Gehäuse (1) und einer Welle (4), insbesondere einer Spindelwelle (4), wobei das Gehäuse (1) eine Lagerung (3) aufweist, in der die Welle (4) drehbar gelagert ist, wobei die Welle (4) mittels eines Spannelements (6) mit der Lagerung (3) axial verspannt ist, wobei auf dem Spannelement (6) eine Maßverkörperung (8) angeordnet ist, wobei am Gehäuse (1) ein Abtastelement (9) angeordnet ist, mittels dessen die Maßverkörperung (8) abtastbar ist, wobei das Spannelement (6) aus einem Grundelement (6') und einem mit dem Grundelement (6') kraft- oder formschlüssig verbundenen Tragelement (6'') besteht, wobei die Welle (4) mittels des Grundelements (6') mit der Lagerung (3) verspannt ist und wobei die Maßverkörperung (8) auf dem Tragelement (6'') angeordnet ist.drive unit with a housing (1) and a shaft (4), in particular a spindle shaft (4), wherein the housing (1) has a bearing (3) in which the shaft (4) rotatably mounted is, wherein the shaft (4) by means of a clamping element (6) with the Bearing (3) is axially braced, wherein on the clamping element (6) a material measure (8) is arranged, wherein the housing (1) a scanning element (9) is arranged, by means of which the material measure (8) is scanned, wherein the clamping element (6) consists of a basic element (6 ') and one with the base element (6') non-positively or positively connected Supporting element (6 ''), wherein the shaft (4) by means of the basic element (6 ') is clamped to the bearing (3) and wherein the material measure (8) on the support element (6 '') is arranged.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit mit einem Gehäuse und einer Welle, wobei das Gehäuse eine Lagerung aufweist, in der die Welle drehbar gelagert ist, wobei die Welle mittels eines Spannelements mit der Lagerung axial verspannt ist, wobei am Gehäuse ein Abtastelement angeordnet ist, mittels dessen eine mit der Welle drehfest verbundene Maßverkörperung abtastbar ist.The The present invention relates to a drive unit with a housing and a shaft, the housing having a bearing in which the shaft is rotatably mounted, wherein the shaft axially clamped by means of a clamping element with the bearing is, being on the case a scanning element is arranged, by means of which one with the shaft non-rotatably connected material measure is palpable.

Derartige Antriebseinheiten sind allgemein bekannt. Bei ihnen werden mittels des Abtastelements und der Maßverkörperung die Drehstellung der Welle und/oder die Drehzahl der Welle ermittelt. Die Maßverkörperung ist üblicherweise auf einem Messrad angeordnet, das auf die Welle aufgeschoben und mittels des Spannelements drehfest und axial unverschieblich gehalten ist.such Drive units are well known. At them are by means of of the sensing element and the material measure determines the rotational position of the shaft and / or the speed of the shaft. The Measuring standard is usually arranged on a measuring wheel, which is pushed onto the shaft and by means of the clamping element rotatably and axially held immovable is.

Aus dem DE 298 12 803 U1 ist eine Maßverkörperung für einen Drehgeber bekannt, der direkt über eine Nabe mit einer (Hohl)Welle verbindbar ist.From the DE 298 12 803 U1 is a material measure for a rotary encoder known, which is directly connected via a hub with a (hollow) shaft.

Aus dem DE 296 22 996 U1 ist eine kreisringförmige Maßverkörperung bekannt, die durch am Innenumfang versetzt angeordnete Federelemente auf einer Welle befestigt werden kann.From the DE 296 22 996 U1 is an annular measuring standard known, which can be fixed by offset on the inner circumference arranged spring elements on a shaft.

Aus der DE 101 02 013 A1 ist eine Maßverkörperung bekannt, die an einem Lager befestigt ist. Eine Spannbefestigung zwischen Lager und Rotorwelle ist nicht vorhanden.From the DE 101 02 013 A1 is a material measure known, which is attached to a warehouse. A clamping fixture between bearing and rotor shaft is not available.

Aus der DE 197 42 800 C1 ist eine Maßverkörperung mit angesetztem Wellstück bekannt, welches zur Lagerung der Rotorwelle eines Elektromotors dient. Eine Spannbefestigung zwischen Lager und Rotorwelle ist nicht vorhanden.From the DE 197 42 800 C1 is a material measure with attached Wellstück known which serves to support the rotor shaft of an electric motor. A clamping fixture between bearing and rotor shaft is not available.

In der älteren, am Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung nicht veröffentlichten DE 102 19 090 A1 ist eine Antriebseinheit mit einem Gehäuse und einer Welle, insbesondere einer Spindelwelle, beschrieben. Bei dieser Antriebseinheit weist das Gehäuse eine Lagerung auf, in der die Welle drehbar gelagert ist. Die Welle ist mittels eines Spannelements mit der Lagerung axial verspannt. Auf dem Spannelement ist eine Maßverkörperung angeordnet, die mittels eines Abtastelements abtastbar ist, welches am Gehäuse angeordnet ist.In the earlier, not published on the filing date of the present application DE 102 19 090 A1 is a drive unit with a housing and a shaft, in particular a spindle shaft described. In this drive unit, the housing has a bearing in which the shaft is rotatably mounted. The shaft is axially clamped by means of a clamping element with the bearing. On the clamping element, a material measure is arranged, which is scanned by means of a sensing element, which is arranged on the housing.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebseinheit zu schaffen, die konstruktiv einfacher ausgebildet ist als Antriebseinheiten des Standes der Technik.The The object of the present invention is a drive unit to create, which is designed structurally simpler than drive units of the prior art.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Maßverkörperung auf dem Spannelement selbst angeordnet ist, das Spannelement aus einem Grundelement und einem mit dem Grundelement kraft- oder formschlüssig verbundenen Tragelement besteht, die Welle mittels des Grundelements mit der Lagerung verspannt ist und die Maßverkörperung auf dem Tragelement angeordnet ist. Denn dadurch übernimmt das Spannelement zusätzlich zu seiner eigentlichen Funktion als Spannelement auch die Funktion eines Trägers für die Maßverkörperung. Weiterhin ist die Herstellung des Spannelements und der Maßverkörperung fertigungstechnisch besonders einfach. Insbesondere kann in diesem Fall die Maßverkörperung vor dem Verbinden von Tragelement und Grundelement miteinander auf das Tragelement aufgebracht werden.The Task is solved by that the material measure is arranged on the clamping element itself, the clamping element a basic element and one with the basic element non-positively or positively connected Support member consists of the shaft by means of the base member with the Storage is braced and the material measure on the support element is arranged. Because that takes over Clamping element in addition to its actual function as a clamping element and the function a carrier for the Measuring scale. Furthermore, the production of the clamping element and the material measure production technology particularly simple. In particular, in this Case the material measure connecting the support element and the base element to each other Support element to be applied.

Das Spannelement kann alternativ beispielsweise als Druckring oder als Wellenmutter ausgebildet sein.The Clamping element can alternatively, for example, as a pressure ring or as Shaft nut be formed.

Die Maßverkörperung kann als optische Maßverkörperung ausgebildet sein. Vorzugsweise aber ist sie als magnetische Maßverkörperung ausgebildet.The Measuring standard can be used as optical measuring standard be educated. Preferably, however, it is a magnetic measuring standard educated.

Wenn die Maßverkörperung aus Kunststoff besteht, ist sie besonders einfach und robust herstellbar. Insbesondere kann sie in diesem Fall beispielsweise durch Aufspritzen auf das Spannelement aufgebracht sein.If the material measure Made of plastic, it is particularly easy and robust to produce. In particular, it can in this case, for example, by spraying be applied to the clamping element.

Besonders geeignete Kunststoffe sind Elastomere, insbesondere magnetisierbare Elastomere.Especially suitable plastics are elastomers, in particular magnetizable Elastomers.

Wenn das Tragelement das Grundelement ringförmig umgibt, ist die Verbindung zwischen Grundelement und Tragelement besonders stabil. Dies gilt ganz besonders, wenn das Tragelement auf das Grundelement aufgeschrumpft ist.If the support element surrounds the base element annularly, is the connection between base element and support element particularly stable. This is true especially when the support element shrunk onto the base element is.

Im einfachsten Fall ist das Tragelement als Band ausgebildet. Wenn hingegen das Tragelement als geschlossenes U-Profil oder als geschlossenes Doppel-T-Profil ausgebildet ist, weist es eine erhöhte Stabilität auf.in the In the simplest case, the support element is designed as a band. If however, the support element as a closed U-profile or as a closed double-T profile is formed, it has an increased stability.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen in PrinzipdarstellungFurther Advantages and details will become apparent from the following description an embodiment. This show in a schematic representation

1 schematisch eine Antriebseinheit, 1 schematically a drive unit,

2 und 3 einen Ausschnitt von 1, 2 and 3 a section of 1 .

4 und 5 ein Spannelement von der Seite und von vorne, 4 and 5 a tension element from the side and from the front,

6 und 7 ein weiteres Spannelement von der Seite und von vorne, 6 and 7 another tension element from the side and from the front,

8 ein Tragelement, 8th a support element,

9 und 10 ein weiteres Spannelement von der Seite und von vorne, 9 and 10 another tension element from the side and from the front,

11 ein weiteres Tragelement und 11 another support element and

12 einen Schnitt durch ein weiteres Tragelement. 12 a section through another support element.

Gemäß 1 weist eine Antriebseinheit z.B. einer Werkzeugmaschine ein Gehäuse 1 auf. Das Gehäuse 1 weist eine vordere Lagerung 2 und eine hintere Lagerung 3 auf. In den Lagerungen 2, 3 ist eine Welle 4 drehbar gelagert. Die Welle 4 trägt frontseitig ein Werkzeug 5, beispielsweise einen Bohrer 5.According to 1 has a drive unit such as a machine tool housing 1 on. The housing 1 has a front storage 2 and a rear storage 3 on. In the bearings 2 . 3 is a wave 4 rotatably mounted. The wave 4 carries a tool on the front 5 for example a drill 5 ,

Gemäß 2 ist die Welle 4 als Hohlwelle 4 ausgebildet. Die Hohlwelle 4 nimmt beispielsweise eine Werkzeugspannvorrichtung 11 zur Aufnahme und Fixierung des Werkzeuges 5 auf. Sie ist mittels eines Spannelements 6 und eines Distanzrings 7 mit der hinteren Lagerung 3 axial verspannt. Ersichtlich ist das Spannelement 6 als Druckring 6 ausgebildet.According to 2 is the wave 4 as a hollow shaft 4 educated. The hollow shaft 4 For example, takes a tool clamping device 11 for receiving and fixing the tool 5 on. It is by means of a clamping element 6 and a spacer ring 7 with the rear storage 3 axially braced. Visible is the clamping element 6 as a pressure ring 6 educated.

Auf dem Spannelement 6 ist eine Maßverkörperung 8 angeordnet. Die Maßverkörperung 8 kann dabei alternativ als magnetische Maßverkörperung 8 oder als optische Maßverkörperung 8 ausgebildet sein.On the clamping element 6 is a material measure 8th arranged. The measuring standard 8th can alternatively be used as a magnetic measuring standard 8th or as an optical measuring standard 8th be educated.

Am Gehäuse 1 ist ein Abtastelement 9 angeordnet. Mittels des Abtastelements 9 ist die Maßverkörperung 8 abtastbar. Anhand des so ermittelten Messsignals ist dann eine Drehstellung und/oder eine Drehzahl der Welle 4 um eine Wellenachse 10 ermittelbar.At the housing 1 is a scanning element 9 arranged. By means of the scanning element 9 is the material measure 8th scannable. Based on the thus determined measurement signal is then a rotational position and / or a rotational speed of the shaft 4 around a shaft axis 10 determined.

Die Darstellung gemäß 3 entspricht im wesentlichen der von 2. Im Unterschied zu 2 ist lediglich das Spann element 6 nicht als Druckring, sondern als Wellenmutter 6 ausgebildet.The representation according to 3 corresponds essentially to that of 2 , In contrast to 2 is only the clamping element 6 not as a pressure ring, but as a shaft nut 6 educated.

Gemäß den 4 und 5 besteht das Spannelement 6 aus Stahl. Die Maßverkörperung 8 hingegen besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Wenn die Maßverkörperung 8 beispielsweise auf das Spannelement 6 aufgespritzt ist, ergibt sich dabei eine besonders stabile Verbindung zwischen Spannelement 6 und Maßverkörperung 8. Dies gilt ganz besonders, wenn der Kunststoff ein – im Falle einer magnetischen Maßverkörperung 8 magnetisches – Elastomer ist.According to the 4 and 5 there is the tension element 6 from steel. The measuring standard 8th on the other hand, it is preferably made of plastic. If the material measure 8th for example, on the clamping element 6 is sprayed, this results in a particularly stable connection between clamping element 6 and material measure 8th , This is especially true if the plastic - in the case of a magnetic material measure 8th magnetic - elastomer is.

Gemäß den 4 und 5 ist das Spannelement 6 einstückig ausgebildet. Bei den Ausführungsformen gemäß den 6 bis 12 ist dies nicht der Fall. Bei diesen Ausführungsformen besteht das Spannelement 6 aus zwei Elementen 6', 6'', nämlich einem Grundelement 6' und einem Tragelement 6''. Auch bei dieser zweistückigen Ausbildung bestehen die beiden Elemente 6', 6'' vorzugsweise aus Stahl.According to the 4 and 5 is the tension element 6 integrally formed. In the embodiments according to the 6 to 12 this is not the case. In these embodiments, the clamping element consists 6 from two elements 6 ' . 6 '' namely a basic element 6 ' and a support element 6 '' , Also in this two-piece training, the two elements 6 ' . 6 '' preferably made of steel.

Mittels des Grundelements 6' ist die Welle 4 mit der Lagerung 3 verspannt. Das Tragelement 6'' ist mit dem Grundelement 6' kraft- oder formschlüssig verbunden. Beispielsweise kann das Tragelement 6', wie in den 6 bis 12 dargestellt, das Grundelement 6' ringförmig umgeben. Insbesondere kann es auf das Grundelement 6' aufgeschrumpft sein.By means of the basic element 6 ' is the wave 4 with storage 3 braced. The support element 6 '' is with the primitive 6 ' positively or positively connected. For example, the support element 6 ' as in the 6 to 12 represented, the primitive 6 ' surrounded by a ring. In particular, it may affect the primitive 6 ' shrunk down.

Die Maßverkörperung 8 ist gemäß den 6 bis 12 auf dem Tragelement 6'' angeordnet. Auch hier kann die Maßverkörperung 8 wieder aus Kunststoff – insbesondere einem (magnetisierbaren) Elastomer – bestehen und beispielsweise auf das Tragelement 6'' aufgespritzt sein.The measuring standard 8th is in accordance with the 6 to 12 on the support element 6 '' arranged. Again, the material measure 8th again made of plastic - in particular a (magnetizable) elastomer - and for example on the support element 6 '' be splashed.

Gemäß den 6 bis 8 ist das Tragelement 6'' als einfaches Band 6'' ausgebildet. Gemäß den 9 bis 11 ist das Tragelement 6'' als geschlossenes U-Profil ausgebildet. Diese Ausführungsform des Tragelements 6'' ist zwar fertigungstechnisch etwas aufwendiger, dafür aber auch formstabiler. Bei der Ausführungsform gemäß 12 ist das Tragelement 6'' als geschlossenes Doppel-T-Profil 6'' ausgebildet. Diese Ausführungsform ist noch stabiler als das U-Profil 6'' gemäß den 9 bis 11, aber fertigungstechnisch noch etwas aufwendiger.According to the 6 to 8th is the support element 6 '' as a simple band 6 '' educated. According to the 9 to 11 is the support element 6 '' designed as a closed U-profile. This embodiment of the support element 6 '' Although manufacturing technology is somewhat more expensive, but also more dimensionally stable. In the embodiment according to 12 is the support element 6 '' as a closed double T-profile 6 '' educated. This embodiment is even more stable than the U-profile 6 '' according to the 9 to 11 , but production-technically a little more elaborate.

Claims (15)

Antriebseinheit mit einem Gehäuse (1) und einer Welle (4), insbesondere einer Spindelwelle (4), wobei das Gehäuse (1) eine Lagerung (3) aufweist, in der die Welle (4) drehbar gelagert ist, wobei die Welle (4) mittels eines Spannelements (6) mit der Lagerung (3) axial verspannt ist, wobei auf dem Spannelement (6) eine Maßverkörperung (8) angeordnet ist, wobei am Gehäuse (1) ein Abtastelement (9) angeordnet ist, mittels dessen die Maßverkörperung (8) abtastbar ist, wobei das Spannelement (6) aus einem Grundelement (6') und einem mit dem Grundelement (6') kraft- oder formschlüssig verbundenen Tragelement (6'') besteht, wobei die Welle (4) mittels des Grundelements (6') mit der Lagerung (3) verspannt ist und wobei die Maßverkörperung (8) auf dem Tragelement (6'') angeordnet ist.Drive unit with a housing ( 1 ) and a wave ( 4 ), in particular a spindle shaft ( 4 ), the housing ( 1 ) a storage ( 3 ), in which the shaft ( 4 ) is rotatably mounted, wherein the shaft ( 4 ) by means of a tensioning element ( 6 ) with the storage ( 3 ) is axially braced, wherein on the clamping element ( 6 ) a material measure ( 8th ) is arranged, wherein on the housing ( 1 ) a scanning element ( 9 ) is arranged, by means of which the material measure ( 8th ) is scannable, wherein the clamping element ( 6 ) from a basic element ( 6 ' ) and one with the basic element ( 6 ' ) non-positively or positively connected support element ( 6 '' ), where the shaft ( 4 ) by means of the basic element ( 6 ' ) with the storage ( 3 ) and wherein the material measure ( 8th ) on the support element ( 6 '' ) is arranged. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (6) als Druckring (6) ausgebildet ist.Drive unit according to claim 1, characterized in that the tensioning element ( 6 ) as a pressure ring ( 6 ) is trained. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (6) als Wellenmutter (6) ausgebildet ist.Drive unit according to claim 1, characterized in that the tensioning element ( 6 ) as a shaft nut ( 6 ) is trained. Antriebseinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßverkörperung (8) als optische Maßverkörperung (8) ausgebildet ist.Drive unit according to claim 1, 2 or 3, as characterized in that the material measure ( 8th ) as an optical measuring standard ( 8th ) is trained. Antriebseinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßverkörperung (8) als magnetische Maßverkörperung (8) ausgebildet ist.Drive unit according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the material measure ( 8th ) as a magnetic measuring standard ( 8th ) is trained. Antriebseinheit nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßverkörperung (8) aus Kunststoff besteht.Drive unit according to one of the above claims, characterized in that the material measure ( 8th ) consists of plastic. Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßverkörperung (8) auf das Spannelement (6) aufgespritzt ist.Drive unit according to claim 6, characterized in that the material measure ( 8th ) on the clamping element ( 6 ) is sprayed on. Antriebseinheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Elastomer ist.Drive unit according to Claim 6 or 7, characterized that the plastic is an elastomer. Antriebseinheit nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (4) als Hohlwelle (4) ausgebildet ist.Drive unit according to one of the above claims, characterized in that the shaft ( 4 ) as a hollow shaft ( 4 ) is trained. Antriebseinheit nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (6'') das Grundelement (6') ringförmig umgibt.Drive unit according to one of the above claims, characterized in that the support element ( 6 '' ) the basic element ( 6 ' ) surrounds annularly. Antriebseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (6'') auf das Grundelement (6') aufgeschrumpft ist.Drive unit according to claim 10, characterized in that the support element ( 6 '' ) to the basic element ( 6 ' ) has shrunk. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (6'') als Band (6'') ausgebildet ist.Drive unit according to one of claims 1 to 11, characterized in that the support element ( 6 '' ) as a band ( 6 '' ) is trained. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (6'') als geschlossenes U-Profil (6'') ausgebildet ist.Drive unit according to one of claims 1 to 11, characterized in that the support element ( 6 '' ) as a closed U-profile ( 6 '' ) is trained. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (6'') als geschlossenes Doppel-T-Profil (6'') ausgebildet ist.Drive unit according to one of claims 1 to 11, characterized in that the support element ( 6 '' ) as a closed double-T profile ( 6 '' ) is trained. Antriebseinheit nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (6'') aus Stahl besteht.Drive unit according to one of the above claims, characterized in that the support element ( 6 '' ) consists of steel.
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