DE1805568C3

DE1805568C3 - Gear for converting a rotating into a linear movement, especially for actuating devices

Info

Publication number: DE1805568C3
Application number: DE19681805568
Authority: DE
Inventors: Rudolf 4270 Dorsten Betzing
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-10-28
Filing date: 1968-10-28
Publication date: 1980-11-20
Also published as: DE1805568A1; DE1805568B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe zur Umwandlung einer rotierenden in eine lineare Bewegung, insbesondere für Slellgeräte, bei dem ein Antriebsmotor auf der einen und die als Spindeltrieb mit rotierender Spindel ausgebildete Umwandlungseinrichtung auf der anderen Seite einer tragenden Grundplatte befestigt sind, wobei im Antriebszug zwischen Motor und Spindeltrieb eine Schlupfkupplung eingeschaltet ist und die Axialkräfte des Spindeltriebes über Lager in der Grundplatte aufgenommen werden.The invention relates to a transmission for converting a rotating into a linear movement, especially for Slell devices, in which a drive motor on the one and the spindle drive with rotating spindle formed conversion device on the other side of a supporting base plate are attached, a slip clutch being switched on in the drive train between the motor and the spindle drive and the axial forces of the spindle drive are absorbed via bearings in the base plate.

Bei einem Getriebe der oben erwähnten Art (GB-PS 10 91 851) ist die Grundplatte zwischen dem Antriebsmotor und dem Kupplungsspindelgetriebegehäuse angeordnet. Die Schlupfkupplung ist eine elektrische oder eine mechanische Kupplung.
Bei Stellgetrieben mit Spindeltrieben ist es bekannt, entweder eine Verstellspindel anzutreiben und die Mutter, gegen Drehung gesichert, axial verschiebbar zu führen, oder, umgekehrt die Mutter zu verdrehen und die Spindel axial verschieblich zu führen. Aus Raumersparnisgründen ist die Mutter auch schon im Rotor desIn a transmission of the type mentioned above (GB-PS 10 91 851), the base plate is arranged between the drive motor and the clutch spindle gear housing. The slip clutch is an electrical or mechanical clutch.
In actuators with spindle drives, it is known either to drive an adjusting spindle and to guide the nut in an axially displaceable manner, secured against rotation, or, conversely, to rotate the nut and to guide the spindle in an axially displaceable manner. To save space, the nut is already in the rotor of the

>5 Antriebsmotors angeordnet worden. Dann bilden Motor- und Gelrieberäume einen einzigen, entsprechend größeren Raum. Bei anderen Konstruktionen ist der Motorraum gegen den Getriebe- oder Spindelraum mittels einer Lagerplatte getrennt worden, so daß sich Mutter und Spindel in einem vom Motorenraum getrennten Raum befinden.> 5 drive motors have been arranged. Then the engine and transmission compartments form a single one, accordingly larger space. In other designs, the engine compartment faces the gear or spindle space been separated by means of a bearing plate, so that the nut and spindle are in one of the engine compartment separate room.

Bei diesen bekannten Ausführungsformen sind zusätzliche Funktionsteile wie beispielsweise Schalteinrichtungen, Schlupfkupplungen oder dergleichen in vornandcnen, geschlossenen Räumen untergebracht. Das hat den Nachteil, daß derartige Funktionsteile schwer zugänglich werden, daß sie die Konstruklionsfreiheit innerhalb der geschlossenen Räume einengen, und daß Teile, die Wiirme erzeugen, unter verschlechterten Bedingungen arbeiten, da die Wärme nicht abgeführt werden kann.In these known embodiments, additional functional parts such as switching devices, Slip clutches or the like housed in closed rooms at the front. This has the disadvantage that such functional parts are difficult to access and that they reduce the freedom of design constrict within the closed spaces, and that parts generating heat under deteriorate Conditions are working as the heat cannot be dissipated.

Diese Nachteile haben dazu geführt, daß frühere Überlegungen, die beispielsweise die Verwendung von Rutschkupplungen zwischen Motor und Spindelmutter vorsahen, mehl verwirklicht wurden. Bei Schlupfkupplungen ist nämlich der Wärmeanfall dann besonders groß, wenn die Schlupfkupplung oft und/oder während längerer Zeitspannen ununterbrochen in Betrieb bleiben muß. Werden beispielsweise Motoren verwendet.These disadvantages have led to previous considerations, such as the use of Slipping clutches were provided between the motor and the spindle nut, which were often implemented. With slip clutches namely, the heat build-up is particularly great when the slip clutch is often and / or during must remain in continuous operation for longer periods of time. For example, motors are used.

die bei Stillstand nicht das volle Drehmoment übertragen, so läuft der Motor auch dann weiter, wenn das Getriebe keine axiale Bewegung erzeugt. Dadurch entsteht ein Schlupf in der Kupplung und die Kupplung läuft heiß. Aus einem geschlossenen Raum kann jedoch diese Wärme ohne besondere zusätzliche Kühleininh tungen nicht abgeführt werden; Kühleinrichiungcn stellen wiederum gesonderte konstruktive Anforderungen an die Gestallung der vorerwähnten Räume. Maßnahmen zur Kühlung aber setzen voraus, daß ein Kühlmittel zugeführt wird. Als Kühlmitlel biclet sich besonders Luft an. Die bei den bekannten Konstruktionen auftretenden, geschlossenen Räume wären daher zur Zuführung von Kühlluft zu öffnen. Sind sie aber geöffnet, so kann, insbesondere bei Untertagebetrieben oder auch bei oberirdischen Anlagen mit starkem Schmutzanfall, letzterer in die Lager des Motors, in den Schraubentrieb und in die Führungsflächen anderer Funktionsteile gelangen, so daß dort Störungen bis zur Unbrauchbarkeit auftreten.which do not transmit the full torque at standstill, the motor continues to run even if the gearbox does not generate any axial movement. This creates a slip in the clutch and the clutch runs hot. However, this heat can be extracted from an enclosed space without any special additional cooling unit payments are not paid; Cooling equipment in turn make separate structural requirements for the design of the aforementioned rooms. However, measures for cooling require that a coolant is supplied. As a coolant biclet itself especially breath. The closed spaces occurring in the known constructions would therefore be to open for supply of cooling air. But if they are open, it can, especially in underground operations or in the case of above-ground systems with a lot of dirt, the latter in the bearings of the motor, in the Screw drive and get into the guide surfaces of other functional parts, so that there disturbances up to Uselessness occur.

do Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Verwendung einer optimal wirkenden Schlupfkupplung zu ermöglichen, ohne daß die hierzu erforderlichen Kühleinrichtungen eine Änderung des konstruktiven Aufbaues, insbesondere bezüglich der Aufnahme der Lagerkräfte und der Anordnung der anderen Bauteile des Getriebes nötig machen.do The object on which the invention is based is to use an optimally acting To enable slip clutch without the cooling devices required for this purpose a change in the structural design, in particular with regard to the absorption of the bearing forces and the arrangement of the make other components of the transmission necessary.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Getriebe der eingangs genannten Gattung, durch die MerkmaleBased on a transmission of the type mentioned at the outset, this task is performed by the features

a) bis c) aus dem Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst.a) to c) solved from the characteristic of the main claim.

In bezug auf das Merkmal a) ist es bereits bekannt, bei Bergbaugetrieben eine Laterne mit einer gekapselten Turbokupplung zwischen einem Elektromotor und einem Kegelstirnradgetriebe vorzusehen (Werbeblätter der Firma Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia BF 00/53).With regard to feature a) it is already known at A lantern driven by mining with an encapsulated turbo coupling between an electric motor and a bevel helical gear unit is to be provided (advertising leaflets from the Eisenhütte Westfalia BF 00/53).

Das Merkmal b) ist bei Turbokupplungen allgemein bekannt.The feature b) is generally known in turbo couplings.

Weiterhin ist es bei Bremslüftern mit Spindelantrieb bekannt die Spindellagerung in der Mittelbohrung einer Bodenplatte des Spindelgehäuses koaxial zur Motorwelle anzuordnen (DE-GM 68 11 102).It is also used for brake fans with a spindle drive known the spindle bearing in the central bore of a base plate of the spindle housing coaxial to the motor shaft to be arranged (DE-GM 68 11 102).

Weiterhin wurde bereits (älteres deutsches Patent 12 96 697) ein elektrisch getriebenes Bremslüftgerät vorgeschlagen, das einen als Käfigläufermotor mit hohem Ohmschen Widerstand im Läufer ausgebildeten Drehstrommotor aufweist, dem zur Einstellung seines Drehmomentes ein Spannungseinsteller vorgeschaltet ist. Dabei ist zwischen dem Elektromotor und einer Bewegungsumwandlungsvorrichtung, die die Motordrehung in die lineare Bremslüftbewegung umwandelt, eine Turbokupplung eingeschaltet.Furthermore, an electrically driven brake release device has already been developed (older German patent 12 96 697) proposed that one designed as a squirrel cage motor with high ohmic resistance in the rotor Has three-phase motor, which is preceded by a voltage adjuster to adjust its torque is. It is between the electric motor and a motion conversion device that controls the rotation of the motor converted into the linear brake release movement, a turbo coupling switched on.

Durch die Erfindung wird bei einem Getriebe der eingangs genannten Gattung zur Umwandlung einer rotierenden in eine lineare Bewegung, z. B. bei Verwendung von hochempfindlichen Kugelumlaufspindcllricbcn, die zu übertragenden Spitzenlasten durch die Ausnutzung der bekannten Eigenschaften von Turbokupplungen derart herabgesetzt, daß nicht nur «.'er bei diesen Umwandlungseinrichiungen durch Spitzenbclaslungen leicht auftretende Pitlingcffckt und damit ein vorzeitiger Verschleiß vermieden wird, sondern daß auch die Dimcnsionicrung der rotierenden Teile entsprechend reduziert werden kann. Dadurch wird eine Verringerung der Schwungmassen und ihres wirksamen Durchmessers erzielt. Dies führt wiederum zu einer wei'eren Verringerung der Spit/enlastcn bei Anlauf und Abbremsung. Bei Getrieben der beschriebenen Gattung ist aber die Dauerslandfestigkeit und die Betriebszuverlässigkeit der entscheidendste Faktor, weil derartige Geräte häufig zur Automatisierung von Stellvorgängen eingesetzt werden und eine ständige Wartung an vielen Einsatzorten unmöglich ist.The invention is in a transmission of the type mentioned for converting a rotating in a linear motion, e.g. B. when using highly sensitive recirculating ball screws, the peak loads to be transmitted through the use of the known properties of turbo couplings so reduced that not only «.'er at these conversion facilities through top classifications easily occurring pitling spots and thus premature wear is avoided, but that the dimensioning of the rotating parts can also be reduced accordingly. This will achieved a reduction in the flywheel mass and its effective diameter. This in turn leads contributes to a further reduction in peak loads Start-up and deceleration. In the case of transmissions of the type described, however, the permanent land strength and the Operational reliability is the most critical factor because such devices are often used to automate Adjustments are used and constant maintenance is impossible at many locations.

Mit Hilfe der Erfindung ergibt sich nicht nur eine funktionell vorteilhafte Anordnung, sondern auch eine Vereinfachung des allgemeinen konstruktiven Aufbaues. Die Grundplatte ist das tragende Element, durch die die nach außen wirkenden Kräfte abgesetzt werden und die auch alle inneren Kräfte aufnimmt. Das zum Abbau der Spitzenkräfte erforderliche Schlupfglied wird in ein gegen Motor und Umwandlungseinrichtung abgeschlossenes Gehäuse (Gehäuse der Turbokupplung) verlegt, so daß die empfindlichen Antripbsteile trotz eines offenen Kupplungsgchäuses keiner Verschmutzung unterliegen. Gieichzeitig sorgt das offene Turbogehäuse für die erforderliche Kühlung. Durch die Möglichkeit, huhe Drehmomente bei 10fi%igem Schlupf der Turbokupplung zu übertragen, ergeben sich hohe Axialkräfte bei verhältnismäßig geringer Motorleistung.With the aid of the invention, not only a functionally advantageous arrangement results, but also one Simplification of the general structural design. The base plate is the load-bearing element through which which the forces acting on the outside are deposited and which also absorbs all internal forces. That for Reduction of the peak forces required slip link is turned into a counteracting motor and conversion device closed housing (housing of the turbo coupling) relocated so that the sensitive anti-slip parts Despite an open clutch housing, they are not subject to contamination. At the same time, the open takes care of it Turbo housing for the required cooling. With the possibility of high torques with 10% slip To transmit the turbo coupling, there are high axial forces with relatively low engine power.

Durch die Merkmaie des Anspruches 2 wird die Grundplatte als Abstützorgan verwendet, so daß diese Kräfte nicht von der Laterne oder von anderen Teilen zu übertragen sind. Damit ist es auch möglich, entsprechend dem Merkmal nach Anspruch 3 die Laterne mehrteilig, mit einem durch große Belüftungsöffnungen geschwächten Rohrstück und einem getrennten Bodenstück auszubilden.By Merkmaie of claim 2, the base plate is used as a support member, so that this Forces cannot be transferred from the lantern or from other parts. With this it is also possible according to the feature according to claim 3, the lantern in several parts, with a pipe section weakened by large ventilation openings and a separate pipe section Train bottom piece.

Der Anspruch 5 ermöglicht den Vorteil einer Einstellbarkeit eines Vierpunktlagers und somit eine einwandfreie spielfreie Lagerung.The claim 5 allows the advantage of an adjustability of a four-point bearing and thus a perfect backlash-free storage.

Der Steckkupplungszapfen nach Anspruch 6 vereinfacht die Montage.The plug-in coupling pin according to claim 6 simplifies assembly.

Die flexible Kupplung nach Anspruch 7 überträgt das Anlaufdrehmoment des Motors elastisch auf die nachgeschalteten Schwungmassen.The flexible coupling according to claim 7 transmits the starting torque of the motor elastically to the downstream centrifugal masses.

Die Anordnung des Motors parallel neben der Laterne kann sehr vorteilhaft sein, wenn aus Platzgründen die Länge des Gesamtgeräles nicht überschritten werden darf.The arrangement of the motor in parallel next to the lantern can be very advantageous if for reasons of space the length of the overall frame must not be exceeded.

Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Querschnitt durch den mittleren Teil eines Getriebes zur Umwandlung einer rotierenden in eine lineare Bewegung.As an embodiment of the invention, the drawing shows a cross section through the central part a gear for converting a rotating into a linear movement.

Ein Stößel 1 ist mit der Kugelumlaufmutter 3 oder dergleichen verbunden, die mit ihren Kugeln in die Gewindegänge der Spindel 2 eingreift.A plunger 1 is connected to the recirculating ball nut 3 or the like, which with their balls in the Thread turns of the spindle 2 engages.

Die Spindel 2 ist in einer Grundplatte 4 über die Lager 6 und 7 gelagert. Von der Grundplatte gehen Zapfen oder Augen 8 aus, die zur Aufhängung des Gerätes an Festpunkten dienen. Alle äußeren Kräfte müssen von diesen Zapfen 8 aufgenommen werden. Von der Grundplatte 4 geht die Laterne 5 aus, wobei diese Laterne mit der Grundplatte aus einem Stück gefertigt sein kann, oder aber die Laterne ein baukastenartiges Ansatzstück bildet. Der rohrförmige Teil 9 der Laterne 5 kann auch in Axialrichtung geteilt ausgebildet sein. Der rohrförmige Teil 9 der Laterne 5 weist fenstcrartige Öffnungen 18 auf, die als Kühlluft-Auslaßöffnungen dienen.The spindle 2 is mounted in a base plate 4 via the bearings 6 and 7. Tenons go from the base plate or eyes 8, which are used to suspend the device at fixed points. All external forces must be from this pin 8 are received. From the base plate 4, the lantern 5 goes out, this Lantern can be made in one piece with the base plate, or the lantern is a modular one Forms extension. The tubular part 9 of the lantern 5 can also be designed to be divided in the axial direction. The tubular part 9 of the lantern 5 has window-like openings 18 which act as cooling air outlet openings to serve.

Der Elektromotor 13 wirkt über eine elastische Kupplung 12 auf das Primärrad der Turbokupplung 11 und somit auf das Teil mit dem größten Schwungmoment, während das Sekundärrad als gedämpft umlaufen des Teil geringeren Schwungmoincntes auf die Steckachse 10 der Spindel 2 aufgezogen ist.The electric motor 13 acts on the primary wheel of the turbo coupling 11 via an elastic coupling 12 and thus on the part with the greatest moment of inertia, while the secondary wheel revolves as a dampened part of the lower moment of momentum on the quick-release axle 10 of the spindle 2 is opened.

Die Ansaugöffnungen 14 und 15 nicht dargestellter Luftkanäle dienen dem Einlaß der Kühlluftströme 16,17 nahe der Achse (Steckachse 10) in den Innenraum der Laterne. Das umlaufende Primärrad der Turbokupplung 11 ist an der Oberfläche gerippt und wirkt als Venlilator.The suction openings 14 and 15 of the air ducts (not shown) serve for the inlet of the cooling air flows 16, 17 near the axle (thru axle 10) in the interior of the lantern. The rotating primary wheel of the turbo coupling 11 is ribbed on the surface and acts as a fan.

Die Kühlluft wird möglichst nahe an die Achse herangeführt und tritt an Öffnungen 18 der rohrförmigen Laterne 5 aus, um sich über einen möglichst großen Weg entlang der Oberfläche des Primärgehäuses bewegen zu können, wobei auch die Lager 6, 7 entsprechend gekühlt werden können.The cooling air is brought as close as possible to the axis and passes through openings 18 of the tubular Lantern 5 is made to move as far as possible along the surface of the primary housing to be able to move, whereby the bearings 6, 7 can be cooled accordingly.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Gear for converting a rotating into a linear movement, especially for actuating devices, with a drive motor on one side and the one designed as a spindle drive with a rotating spindle Conversion device are attached to the other side of a supporting base plate, with im Drive train between the motor and the spindle drive a slip clutch is switched on and the axial forces of the spindle drive upper bearings are included in the base plate, characterized in that that

a) the base plate (4) is the bottom of a lantern that accommodates the slip clutch (11) (5) forms;

b) the slip clutch (il) as a turbo clutch is designed, the primary part of which forms a fan, which via suction openings close to the axis {14, 15) and outlet openings (18) of the lantern promotes a flow of cooling air (16, 17) and

c) that the bearings (6, 7) in a central bore of the base plate (4) coaxially to the axis of rotation Slip clutch (11) are arranged

2. Transmission according to claim 1, characterized in that that on the base plate (4) the bolts required to attach the gearbox or eyes (8) are arranged.

3. Transmission according to one of claims 1 or 2, characterized in that the lantern (5) consists of a tubular piece (9) with openings (18) in the Walls and a separable pot base is composed.

4. Transmission according to claim 1, characterized in that the pipe gap (9) consists of two halves lcn exists.

5. Transmission according to one of claims 1 to 4, characterized in that one of the bearings in the The base plate is a four-point bearing (6). whose inner ring is divided. and that these parts have a Clamping nuts are arranged adjustable to one another.

6. Transmission according to one of claims I to 6, characterized in that the in the lantern (5) protruding spindle shaft end forms a plug-in coupling pin (10).

7. Transmission according to one or more of claims I to 6, characterized in that the Turbo coupling connected in a known manner to the motor (13) via a flexible coupling is.

8. Transmission according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the Drive motor is arranged in parallel next to the lantern and with the lantern over a flat Gear box is connected.