DE1550807C - Antriebsvorrichtung für die Bewegung von Gegenständen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für die Bewegung von Gegenständen, vorzugsweise solcher Gegenstände, die während des gesamten Bewegungsvorganges eine Kraft ausüben und damit den Antrieb belasten, wie Fördertrommeln, Kettenräder bzw. Zahntrommeln oder Stifträder mit einer Verbindung mit Lasten, wobei ein Schneckenrad mit dem Gegenstand verbunden ist, wobei ferner zwei mit dem Schneckenrad ständig im Eingriff stehende Schnecken vorgesehen sind, welche zwecks Drehung des Schneckenrades abwechselnd im Sinne einer Zahnstange axial verschieblich und um ihre Achse drehbar gelagert sind.

Eine Antriebsvorrichtung dieser Art ist bereits aus der österreichischen Patentschrift 35 909 bekanntgeworden: Bei dieser Antriebsvorrichtung sind demgemäß zwei mit einem Schneckenrad ständig im Eingriff stehende Schnecken vorgesehen, welche zwecks Drehung des Schneckenrades abwechselnd im Sinne einer Zahnstange axial verschieblich und um ihre Achse drehbar gelagert sind, d. h. daß die Schnecken abwechselnd nach Art von Zahnstangen die eigentliche Antriebsarbeit in bezug auf das Schneckenrad durchführen und zwischenzeitlich abwechselnd durch Drehung in eine Anfangsstellung gebracht werden, von welcher aus sie dann wiederum als Zahnstangen wirken können. Die beiden Schnecken sitzen jedoch lose drehbar auf zwei parallel zueinander verlaufenden Stangen, und mittels eines einzigen gemeinsamen Kolbens werden die beiden Schnecken gleichzeitig hin- und hergeschoben, wobei jeweils eine Schnecke durch eine Sperrvorrichtung gegen Drehen gesperrt wird und somit als Zahnstange wirkt. Die andere Schnecke bleibt lose drehbar und erlangt durch Eingriff in das Schneckenrad unter Umdrehung die betreffende Endstellung. Dies setzt aber voraus, daß das Gewinde der Schnecken eine sehr große Steigung erhält, so daß es auf jeden Fall außerhalb des Selbsthemmungsbereiches fällt, denn andernfalls kann sich die jeweilige Schnecke nicht drehen und es würde ίο keine Funktion der Vorrichtung gewährleistet sein. Aber gerade deshalb, weil die Schnecken keine Selbsthemmung besitzen, ist es unbedingt erforderlich, daß die beiden Schnecken abwechselnd durch eine mechanische Sperrvorrichtung gegen Drehen gesperrt werden. Die bekannte Konstruktion ist zwar sehr einfach aufgebaut, weist jedoch wesentliche Nachteile auf. Einmal muß die Drehung der jeweils nicht als Zahnstange wirkenden Schnecke durch Eingriff des Gewindes in das sich noch entgegengesetzt zur gewünschten Verschieberichtung drehende Schneckenrad erfolgen, d. h. die Gewinde liegen in jedem Falle dicht aufeinander und erfahren auf Grund der erforderlichen Anpreßkraft im Verlaufe des Betriebes auf jeden Fall einen erheblichen Verschleiß. Darüber hinaus kann es zumindest bei den mechanischen Sperrvorrichtungen zu Klemmerscheinungen, d. h. zu einem Festsitzen der Sperren führen, weil diese erheblichen Kräften ausgesetzt sind. Schließlich muß der gesamte gemeinsame Antrieb mit Zylinder, KoI-ben usw. mit Abstand.von dem Schneckenrad und den Schnecken angeordnet werden, wodurch ein erheblicher Raumbedarf erforderlich ist, und es besteht keine Möglichkeit, die Antriebsorgane platzsparend im unmittelbaren Bereich der Schnecken bzw. des, Schneckenrades unterzubringen. .·." -j

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 146717 ist eine weitere Antriebsvorrichtung bekanntgeworden, die als Schrittantrieb mit nur einem einzigen hin- und hergehenden Kolben ausgebildet ist. Ein Schneckenrad ist mit dem zu bewegenden'Gegenstand verbunden und wird mittels einer einzigen mit dem Schnekkenrad im Eingriff stehenden sowohl im Sinne einer Zahnstange axial verschiebbaren als auch drehbaren, angetriebenen Schnecke schrittweise in Umdrehung gesetzt. Außerdem ist bei dieser Vorrichtung eine Steuerung zur wechselnden Betätigung der Antriebe für die Drehung einerseits und die axiale Verschiebung der Schnecke andererseits vorgesehen. Der Antrieb soll beispielsweise zur Betätigung von drehbaren Ventilkörpern verwendet werden. In jedem Falle muß es sich um zu bewegende Gegenstände handeln, die jeweils nach Beendigung der axialen Verschiebung der Schnecke, d.h. nach· jedem Schritt der Drehbewegung des Schneckenrades, selbsttätig stehenbleiben und keine neue Last auf den Antrieb ausüben. Von Nachteil ist ferner, daß zwischen den einzelnen aufeinanderfolgenden schrittweisen Drehbewegungen des Schneckenrades Zeit erforderlich ist, um die Schnecke unter Drehung.wieder in ihre Anfangsstellung zurückzuführen. '

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung zu schaffen, welche eine kraft- und zeitmäßig unabhängige Betätigung der Schnecken erlaubt und die auch unter ständiger höchster Last stehend sicher und verschleißfrei arbeitet. Ausgehend von einer Antriebsvorrichtung der zu Anfang erläuterten Gattung wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden

Schnecken in bezug auf Verschiebung und Drehung unabhängig voneinander mit je einem Antrieb für die Verschiebung und je einem Antrieb für die Drehung verbunden sind und daß eine die abwechselnde axiale Verschiebung und Drehung der Schnecken bewirkende Antriebssteuerung vorgesehen ist. Auf diese Weise ergibt sich der Vorteil, daß die voneinander unabhängigen Antriebe es möglich machen, die jeweils nicht als Zahnstange wirkende Schnecke so in Drehung zu versetzen und in bezug auf das Schnekkenrad so in seine Anfangsarbeitsstellung zu verschieben, daß während dieses Vorganges keinerlei Reibungskräfte zwischen dem Gewinde der sich drehenden Schnecke einerseits und dem Gewinde des Schneckenrades andererseits entstehen und überwunden werden müßten. Es ist somit kein Verschleiß zu erwarten. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Steuerung ohne mechanisch eingreifende Sperrvorrichtungen erfolgen kann, so daß auch keine Störungen durch Festsitzen von Sperrvorrichtungen oder Festhaken od. dgl. eintreten können. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Gewinde auf den Schnecken selbsthemmend ausgelegt werden können, d. h. die Gewinde der Schnecken können eine sehr kleine Steigung erhalten, so daß es möglich ist, außerordentlich große Kräfte zu übertragen. Von Vorteil ist schließlich, daß die Antriebsvorrichtung dadurch sehr kompakt gestaltet werden kann, also geringen Raumbedarf hat, daß man in bezug auf die Anordnung der Antriebe und der Schnecken zueinander völlig frei ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß jeder Antrieb für die axiale Verschiebung einer Schnecke in an sich bekannter Weise aus einem Zylinder und einem durch ein Druckmittel zwischen zwei Endstellungen hin- und herverschiebbaren Kolben besteht, der jeweils zu beiden Seiten der Schnecke angeordnet ist.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das in der Zeichnung im Schema dargestellt ist. Es zeigt

F i g. 1 eine vertikale Ansicht auf die Vorrichtung, teils vertikal gemäß Schnittlinie I-I in F i g. 2 geschnitten,

F i g. 2 eine waagerechte Ansicht der Vorrichtung, teilweise horizontal gemäß der Linie H-II in F i g. 1 geschnitten, und

F i g. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung, teilweise gemäß Schnittlinie HI-III in F i g. 1 geschnitten.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung stellt ein Ausführungsbeispiel dar, und zwar dient sie zum Antrieb für eine Fördertrommel. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus Schnecken 1 und 2, deren Enden mit Kolben ausgestattet sind. Die Schnecken stehen ständig mit dem zwischengeschalteten Schneckenrad 3 im Eingriff, welches mittels Drehzapfen in einem Gehäuse 4 gelagert ist, das seinerseits auch noch Zylinder 5 und 6 einschließt. Diese sind mit Endverschlüssen 7 und 8 sowie mit Dichtungsringen 9, 10 und 11 versehen, wobei die letzteren die Schnecken 1 und 2, wie in der Zeichnung dargestellt ist, abdichten. Die Schnecken 1 und 2 sind in Längsrichtung und in Drehrichtung beweglich in Gleitlagern 12 und 13 gehalten. Diese Gleitlager dienen auch dazu, die Kolben und Schnekken 1 und 2 so zu führen, daß sie stets genau mit dem Schneckenrad 3 im Eingriff stehen. Jede Schnecke 1 und 2 mit einem Drehantrieb gekuppelt, beispielsweise mit einem Motor 14 und 15, der mit einem Druckmittel betrieben wird. Die von die-, sen Motoren angetriebenen weiteren Schnecken 16,,, 17 stehen mit einem Zahnrad 18, 19 im Eingriff. Das"", letztere Zahnrad ist konzentrisch auf einen Schaft aufgesetzt, welcher an dem betreffenden Kolben der Schnecke 1 bzw. 2 befestigt und mit Nuten 20, 21 versehen ist, um eine Übertragung des Drehmomentes von dem Drehantrieb zu der betreffenden Schnecke 1 bzw. 2 zu ermöglichen. Zur gleichen Zeit wird die Schnecke 1 bzw. 2 in axialer Richtung bewegt.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung geht deutlicher aus folgendem Beispiel hervor. Beide Schnecken 1 und 2 befinden sich, gemäß Fig. 1, in ihrer oberen Stellung. Mittels eines hydraulischen Leitungssystems, welches an sich bekannt ist, wird das Druckmittel in die Zylinder 5 der Schnecke 1 eingeführt,

ao und zwar in den Zwischenraum zwischen dem oberen Kolben der Schnecke 1 und dem oberen Verschluß 7 des Zylinders 5. Die Schnecke 1 wird auf diese Weise in Richtung nach unten hin gedrückt. Während der Bewegung der Schnecke 1 dreht sich das Schneckenrad 3 in Uhrzeigerrichtung. Zur gleichen Zeit dreht der Motor 15 die Schnecke 2 um ihre Längsachse, so daß sie sich abwärts bewegt, ohne irgendeine Antriebskraft auf das Schneckenrad 3 auszuüben. Die Schnecke 2 gelangt so in die untere Endstellung, an welcher sie zu der gleichen Zeit oder ein wenig früher als die Schnecke 1 an deren unterer Endstellung ankommt. Wenn die Schnecken 1 und 2 an ihren unteren Endstellungen angekommen sind, wird das hydraulische System umgekehrt, so daß das Druckmittel in den Zwischenraum zwischen dem unteren Endkolben der Schnecke 2 und dem Verschluß 8 des Zylinders 6 eintritt. Dabei wird der Druck auf die Schnecke 1 unterbrochen. Die Schnecke 2 wird nunmehr in Längsrichtung, und zwar in Aufwärtsrichtung, verschoben, wobei die Drehung des Schneckenrades 3 in Uhrzeigerrichtung fortgesetzt wird. Zur gleichen Zeit dreht der Motor 14 die Schnecke 1 um ihre Längsachse, so daß sie sich aufwärts bewegt, ohne irgendeine Antriebskraft auf das Schneckenrad 3 auszuüben, bis die Schnecke in ihrer oberen Endstellung ankommt. Die Endstellung wird zur gleichen Zeit oder etwas früher erreicht als die Schnecke 2 ihrerseits die obere Endstellung einnimmt. Damit ist ein vollständiger Arbeitszyklus beendet, so daß der nächste Zyklus beginnen kann.

Bei geringer Belastung kann das Schneckenrad

auch nur mit Hilfe der Motoren 14 und 15 durch die Schnecken 1 und 2 angetrieben werden, wobei diese Schnecken 1 und 2 in einem solchen Falle keine längsgerichteten Bewegungen ausführen müssen, so daß infolgedessen die Zufuhr des Druckmittels zu den Zylindern 5, 6 unterbrochen werden kann.

Es kann eine automatisch arbeitende Kontroll- und Regeleinrichtung vorgesehen werden, um eine automatische Umschaltung von einem Antrieb des Schneckenrades 3 bei niedriger Belastung auf dem Wege über die Drehung mittels der Schnecken zu einem Antrieb des Schneckenrades für hohe Belastung auf dem Wege über die abwechselnde Axialver-Schiebung der Schnecken zu erzielen.

Die Vorrichtung kann in jeder beliebigen Stellung der Schnecken 1 und 2 angehalten werden. Wenn die Vorrichtung in einer Stellung angehalten wird, in wel-

eher die Schnecken 1, 2 sich in einer Zwischenstellung befinden, ist es zweckmäßig, daß eine der Schnecken für sich getrennt in eine ihrer Endstellungen weiterbewegt wird. Wenn beispielsweise die Vorrichtung angehalten wird, wenn die Schnecken sich in Abwärtsbewegung befinden, bevor eine von ihnen die untere Endstellung erreicht hat, wird der Motor 15 angelassen, nachdem die Vorrichtung angehalten worden ist, so daß die Schnecke 2 sich abwärts in die untere Endstellung bewegt.

Wenn später die Vorrichtung wieder erneut in Betrieb gesetzt wird, wird die Schnecke 1 auf hydraulischem Wege abwärts bewegt, während die Schnecke 2 in ihrer unteren Endstellung verbleibt, bis auch die Schnecke 1 die untere Endstellung erreicht hat. Danach arbeitet die Vorrichtung wieder wie oben erläutert worden ist. Alternativ kann die Vorrichtung auch wieder in der Weise in Betrieb gesetzt werden, daß die Schnecke 2 hydraulisch aufwärts bewegt wird, während die Schnecke 1 durch den Motor 14 in Drehung versetzt wird, so daß sie sich ebenfalls aufwärts in ihre Endstellung bewegt, in welcher diese ankommt, bevor die Schnecke 2 ihrerseits ihre obere Endstellung erreicht. Die Schnecke 1 verbleibt in ihrer oberen Endstellung, bis die Schnecke 2 ihre obere Endstellung einnimmt; sodann arbeitet die Vorrichtung wieder in der normalen oben beschriebenen Weise. Ohne Rücksicht darauf, ob die vorbeschriebene erste Möglichkeit oder die Alternative gewählt wird, ist in jedem Falle während des ersten Halbzyklus die Parallelität wieder hergestellt.

Man kann auch ein System zur automatischen Regelung und Überwachung benutzen, um eine fortlaufende Drehung der jeweiligen nichtantreibenden Schnecke auf dem Wege zu ihrer Endstellung zu erhalten, falls die Vorrichtung angehalten worden ist, während die Schnecken sich in der besagten Zwischenstellung befinden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   Λ. Antriebsvorrichtung für die Bewegung von Gegenständen, vorzugsweise solcher Gegenstände, die während des gesamten Bewegungsvorganges eine Kraft ausüben und damit den Antrieb belasten, wie Fördertrommeln, Kettenräder bzw. Zahntrommeln oder Stifträder mit einer Verbindung mit Lasten, wobei ein Schneckenrad mit dem Gegenstand verbunden ist, wobei ferner zwei mit dem Schneckenrad ständig im Eingriff stehende Schnecken vorgesehen sind, welche zwecks Drehung des Schneckenrades abwechselnd im Sinne einer Zahnstange axial verschieblich und um ihre Achse drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schnecken (1, 2) in bezug auf Verschiebung und Drehung unabhängig voneinander mit je einem Antrieb (5, 6) für die Verschiebung und je einem Antrieb (14, 15) für die Drehung verbunden sind und daß eine die abwechselnde axiale Verschiebung und Drehung der Schnecken bewirkende Antriebssteuerung vorgesehen ist.
2. 2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Antrieb für die axiale Verschiebung einer Schnecke (1,2)'in an sich bekannter Weise aus einem Zylinder (5, 6) und einem durch ein Druckmittel zwischen zwei Endstellungen hin- und herverschiebbaren Kolben besteht, der jeweils zu beiden Seiten der Schnecke angeordnet ist.