DE10317559A1 - Verdrehschlusseinrichtung - Google Patents

Abstract

Es wird eine Verdrehschlussrichtung vorgeschlagen, bei der die Verdrehung einer Schubstange 2 mittels eines exzentrisch auf dieser angeordneten Führungskolbens (7) erzielt wird, der in einem achsparallel angeordneten Zylinderraum 6 geführt ist.

Description

Stand der Technik
• Die Erfindung geht aus von einer Verdrehschlusseinrichtung für eine Schubstange odgl. nach der Gattung des Hauptanspruches. Insbesondere bei Axialmotoren ist ein Antriebsteil und ein Abtriebsteil achsgleich oder achsparallel zueinander angeordnet, wobei das Abtriebsteil häufig als Abtriebspindel ausgebildet ist, die für ihre Hubbewegung mit einer Schubstange zusammenwirkt oder selbst die Schubstange darstellt. So kann diese Abtriebsspindel beispielsweise als Gewindespindel ausgebildet sein, auf der eine ortsfeste aber zu verdrehende Spindelmutter eingreift, möglicherweise über Kugeln oder sonstigen Mittel, wodurch bei Verdrehen dieser Mutter die Spindel axial verstellt wird. Bekanntlich muss dabei für mindestens eines der Teile, nämlich Abtriebsspindel oder Spindelmutter, ein Verdrehschluss bestehen, um durch das Verdrehen des anderen Teils die angestrebte axiale Relativverschiebung zwischen den beiden Teilen zu erreichen. Der Antrieb des jeweiligen Teiles kann in unterschiedlichster Weise erfolgen, wobei naturgemäß zum anderen Teil eine Übersetzung stattindet, die einerseits von der Steigung des Gewindes abhängen kann, andererseits aber auch vom Konstruktionsaufbau. So sind die unterschiedlichsten Linearmotoren entwickelt worden, von der einfachen Kugelrollspindel mit Mutter bis hin zum aufwendigen Planetenrollengewindetrieb, wobei bei all diesen Linearmotorgetrieben ein Verdrehschluss entweder für die Abtriebsspindel oder für dass mit dieser zusammenwirkende Gegenstück, wie das Rollenwerk oder die Spindelmutter, vorhanden sein muss. In jedem Fall wird die Verdrehsicherheit dadurch erreicht, dass die entsprechenden Mittel sich am Gehäuse in der die ganze Einrichtung angeordnet ist, abstützen. Dies schließt nicht aus, dass eine solche Verdrehschlusseinrichtung für sich axial verschiebbar ist. Maßgebend ist, dass sie ein Mitdrehen eines bestimmten Teiles verhindert, obwohl gewisse Verdrehkräfte angreifen.
• Üblicherweise dient als Verdrehschlusseinrichtung das Gehäuse des Getriebes, also die Spindelmutterseite oder bei einer Gewindespindel irgendwelche mit Zapfen oder Keilen zusammenwirkende Nuten an der sich an der Gewindespindel anschließenden Schubstange oder der die Gewindespindel aufnehmenden Führung.
• In jedem Fall sind diese bekannten Verdrehsicherungen auf der Spindelseite aufwendig und bedingt einsatzfähig, insbesondere durch hohe lokale Flächenpressung bzw. die Gefahr einer Verkantung.
Die Erfindung und ihre Vorteile
• Die erfindungsgemäße Verdrehschlusseinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, sowie der Nebenansprüche 25, 3 und 4 hat demgegenüber den Vorteil, dass ein Verdrehschluss an der mit der Abtriebsspindel verbundenen Schubstange stattindet, der nicht nur funktionssicher, sondern auch im Aufbau äußerst einfach ist. Trotz der exzentrischen Anordnung des Kolbens kann der um die Schubstange vorhandene Raum, sowie der zwischen der Achse der Schubstange und dem Zylinder gegebene Versatzraum hydraulisch genutzt werden. Hierbei wirkt sich der hydraulische Druck, dadurch dass er die Schubstange bzw. die Gewindespindel radial umströmt, nicht negativ aus.
• Besondere Vorteile bestehen bei der Anwendung dieser Verdrehschlusseinrichtung gemäß Nebenanspruch 2, nämlich bei hydraulischen Druckübersetzern, bei denen der Antrieb über einen Linearmotor erfolgt und insbesondere bei solchen, bei denen ein antreibender Elektromotor innerhalb des Druckübersetzergehäuses angeordnet ist. Hier kann auf sehr einfacher Weise der Läufer des Elektromotors, der einer Spindelmutter odgl. entspricht, als Hohlwelle ausgebildet sein, in der sich ein Innengewinde befindet, mit dem bei unterschiedlichster Ausgestaltung ein mit der Abtriebsspindel zusammenwirkt, die wiederum auf die Schubstange wirkt und einen Verdrehschluss aufweisen muss. Als ein solcher Verdrehschluss dient dann die gegenüber der Abtriebsspindel erfindungsgemäß achsversetzte Schubstange, bzw. ein achsversetzter Kolben im Arbeitsraum des Aggregats, wobei natürlich ein Drehschluss zwischen diesem der Verdrehhinderung dienenden Kolben und der Gewindespindel, die in Fortsetzung als Tauchkolben dienen kann, bestehen muss.
• Weitere Vorteile und vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgende Beispielsbeschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
• Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 und Fig. 2 einen Teilschnitt durch einen hydraulischen Druckübersetzer in zwei verschiedenen Stellungen,
• Fig. 3 ein Antriebssystem
• Fig. 4 einen Bereich aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
• Bei einem in Fig. 1 dargestellten hydraulischen Druckübersetzer wird über einen Linearmotor 1 eine Schubstange 2 axial angetrieben, wobei diese Schubstange 2 insbesondere wegen einer Durchmesserstufe 3, welche eine Durchgangsöffnung 4 steuert die Verbindung von einem Speicherraum 5 zu einem Hochdruckzylinderraum 6 gesperrt wird. Sobald durch die Stufe 3 nach Eintauchen in die Steueröffnung 4 der Speicherraum 5 vom Zylinderraum 6 getrennt ist, entsteht bei Fortsetzung des Hubes der Schubstange 2 im Zylinderraum 6 bei Behinderung des Abflusses der Hydraulikflüssigkeit, ein entsprechend hoher Druck. In Fig. 2 ist die Schubstange 2 in ihrer Endlage also nach Beendigung des Hubes dargestellt.
• Für den axialen Antrieb der Schubstange 2 bei anderen Geräten aber auch für sonstige Steuerungen ist es erforderlich, dass diese Schubstange 2 während des Arbeitshubs nicht verdreht wird. Erfindungsgemäß ist deshalb am freien Ende der Schubstange 2 ein Führungskolben 7 drehfest befestigt, dessen Achse I gegenüber der Achse II der Schubstange versetzt ist. Radial nach außen ist dieser Führungskolben 7 in den Zylinderraum 6 geführt, so dass sich die Exzentrizität zwischen den Achsen 2 und 7 als Verdrehsicherung der Schubstange 2 auswirkt.
• Als Beispiel eines Linearmotors ist in Fig. 3 als Antrieb für die Schubstange 2 ein Planetenrollengewindetrieb 8 der Schubstange 2 dargestellt, welcher mit einer Muffe 9 zusammenwirkt, die ein Innengewinde aufweist, in dem der Gewindetrieb 8 axial verschiebbar arbeitet und die als Läufer eines Elektromotors dient. Der Elektromotor weist neben den Permanentmagneten 10 die erforderlichen Magnetspulen 11 auf, wobei alles in dem Gehäuse 12dieses Linearmotors angeordnet ist. Aufgrund der Zusammenwirkung zwischen Gewindetrieb 8 und Muffe 9 entsteht ein Verdrehmoment an Schubstange 2. Durch Verhindern einer Verdrehbewegung dieser Schubstange 2 kann überhaupt die Axialbewegung derselben stattfinden.
• Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar. Bezugszahlenliste 1 Linearmotor
  2 Schubstange
  3 Stufe
  4 Steueröffnung
  5 Speicherraum
  6 Zylinderraum
  7 Führungskolben
  8 Planetenrollengewindetrieb
  9 Muffe
  10 Permanentmagnet
  11 Magnetspule
  12 Gehäuse
  I Achse von 7
  II Achse von 2
  

Claims (5)

1. Verdrehschlusseinrichtung für eine in einem Zylinderraum (6) längs verschiebbar geführte und dabei dessen eine Stirnseite geführt durchdringende Schubstange (2) odgl. und
mit einem an der Schubstange (2) drehfest angeordneten und für die Axialbewegung im Zylinderraum (6) radial geführten Führungskolben (7) odgl.
dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachsen (I) von Zylinderraum (6) und Führungskolben (7) ineinander fallen, hingegen die Mittelachsen (I und II) von Zylinderraum (6) und Schubstange (2) zueinander parallel versetzt sind.

2. Verdrehschlusseinrichtung insbesondere nach Anspruch 1 gekennzeichnet, durch deren Anwendung in einem hydraulischen Druckübersetzer mit einem die Verbindung von einem Speicherraum (5) zu einem Druckraum (6) steuernden Tauchkolben (2), wobei der Tauchkolben als Schubstange und der Druckraum als Zylinderraum (6) dient.

3. Verdrehschlusseinrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung an einem hydraulischen Arbeitszylinder mit der Kolbenstange als Schubstange.

4. Verdrehschlusseinrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange die Abtriebsspindel eines Linearmotors (1) ist und dass dieser Linearmotor elektrisch angetrieben wird.

5. Verdrehschlusseinrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anwendung an einem in einem Druckübersetzer angeordneten Elektromotor, dessen Läufer als Zylinderrohr dient, innerhalb welchem ein Linearmotorgetriebe angeordnet ist.