DE19525454A1 - Schubspindelantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schubspindelantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten Schubspindelantrieben dieser Art (DE-37 01 568 A1; DE-35 10 445 C2) sind die Schubspindel und die damit zusammenwirkende Spindelmutter stets selbsthemmend ausgebildet. Diese bekannten Lösungen haben einen ver­ gleichsweise schlechten Wirkungsgrad.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schub­ spindelantrieb der bekannten Art so auszubilden, daß der Wirkungsgrad verbessert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils von Anspruch 1.

Der Verzicht auf eine Selbsthemmung macht das Vorsehen einer Lastmomentsperre unerläßlich, weil ohne eine solche keine sichere Zuordnung zwischen Spindel und Spindelmut­ ter möglich wäre.

Vielmehr müßte es zu unbeabsichtigten Positionsverschie­ bungen zwischen diesen beiden Elementen führen. Die Last­ momentsperre hat den entscheidenden Vorteil, daß sie die zwischen Spindel und Spindelmutter für eine ordnungsge­ mäße Funktion erforderliche Blockierwirkung während des Antriebsvorgangs vollständig aufhebt, ihre Bremswirkung also lediglich in der Ruhelage ausübt. Auf diese Weise wird ein extrem leichtgängiger Antrieb mit einem hohen Wirkungsgrad geschaffen.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen beschrieben.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Er­ findung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise in Längsrichtung geschnit­ tene Darstellung eines Schubspindelan­ triebs, der verkürzt gezeichnet ist,

Fig. 2 der Schubspindelantrieb gemäß Fig. 1 mit vergrößerter Darstellung der Drehmoment­ sperre,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teilbereich von Fig. 1, in dem ein Schubkäfig ohne das umgebende Gehäuse dargestellt ist,

Fig. 4a ein Querschnitt entlang Ebene IV-IV in Fig. 3 in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 4b ein Querschnitt entlang Ebene IV-IV in Fig. 3 in einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 4c ein Querschnitt entlang Ebene IV-IV in Fig. 3 in einer dritten Ausführungsform,

Fig. 4d ein Querschnitt entlang Ebene IV-IV in Fig. 3 in einer vierten Ausführungsform,

Fig. 5 eine Stirnansicht auf ein Kupplungsteil einer Schlingfederbremse,

Fig. 6 eine Stirnansicht auf ein zu dem Teil gemäß Fig. 5 komplementäres Kupplungsteil der Schlingfederbremse,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch die beiden zusam­ mengesetzten Teile der Schlingfederbremse mit eingebauter Schlingfeder,

Fig. 8 die Schlingfeder in Stirnansicht,

Fig. 9 die Schlingfeder in Seitenansicht,

Fig. 10 eine Stirnansicht der Schlingfederbremse.

In einem hülsenförmigen Gehäuse 1 ist ein Elektromotor 2 ortsfest montiert. Das elektrische Zuleitungskabel ist mit 3 bezeichnet. Der Motor 2 treibt ein nachgeschalte­ tes, nicht dargestelltes Untersetzungsgetriebe an, das eine Abtriebswelle 18 aufweist. Das Gehäuserohr 1 ist auf einer Stirnseite mit einer Stirnplatte 4 verschlossen, auf der anderen Stirnseite mit einer eine Durchtritts­ öffnung aufweisenden Stirnplatte 5. Durch die Durch­ trittsöffnung der Stirnplatte 5 erstreckt sich eine Schubhülse 6 hindurch, die in einem Lagerauge 7 mündet. Die Schubhülse 6 ist stirnseitig fest mit einem Schub­ käfig 29 verschraubt, der in Fig. 3 im Schnitt darge­ stellt ist. Der Schubkäfig 29 ist längs beweglich, jedoch unverdrehbar in dem Gehäuse 1 geführt. Der Schubkäfig 29 besitzt eine Hülse 28, die mittels der stirnseitigen Ab­ deckungen 8 und 27 verschlossen ist.

Im Inneren des Schubkäfigs 29, der von einer angetriebe­ nen Schubspindel 9 durchsetzt wird, befinden sich zu bei­ den Stirnseiten einer mit der Schubspindel 9 zusammenwir­ kenden Spindelmutter 12 jeweils Federpakete 10 und 11, die sich einerseits an den Stirnseiten der Spindelmutter 12 und andererseits an den gegenüberliegenden inneren Stirnseiten der Stirnseitenabdeckungen 8 und 27 abstüt­ zen. Die Schubspindel 9 ist oberhalb der Mittellinie als Trapezgewinde aufweisende Schubspindel 9 gezeichnet, un­ terhalb der Mittellinie als Kugelumlaufspindel 9′. Ent­ sprechend ist die Spindelmutter 12 im oberen Bereich an­ ders dargestellt als im unteren Bereich, wo die mit der Kugelumlaufspindel 9′ zusammenwirkende Spindelmutter als Kugelgewindemutter 12′ dargestellt ist.

In den unterschiedlichen Zeichnungsfiguren 4a bis 4d sind die Alternativen der Verbindungsarten dargestellt, die zwischen den Spindelmuttern 12 bzw. 12′ und der umgeben­ den Hülse beispielsweise denkbar sind. Bei allen Darstel­ lungen ist eine axiale Bewegung zwischen der Spindelmut­ ter 12 bzw. 12′ und der umgebenden Hülse 28 möglich.

Bei Fig. 4a erfolgt die Verbindung zwischen Spindel­ mutter 12 und der umgebenden Hülse 28 über ein Gewinde. In Fig. 4b ist die Verbindung als Vielkeilwellenver­ bindung ausgebildet. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4c ist eine einfache Keilwellenverbindung dargestellt. Bei der Ausführungsform 4d sind zueinander komplementäre Sechskantkonturen zwischen der Außenseite der Spindelmut­ ter 12 und der Innenseite der Hülse 28′′′ dargestellt. Die Ausbildung des beschriebenen Schubkäfigs hat zur Folge, daß ein in jeder Stellung der Schubstange bzw. Schubhülse 6 wirksame Dämpfung der auf die Schubhülse wirkenden Kräfte ermöglicht wird. Es ergibt sich eine federnde La­ gerung der Spindel bzw. Spindelmutter, die in sämtlichen Stellungen der Schubhülse 6 wirksam ist.

Die Schubspindel 9 ist fest verbunden mit einem zweiten Kupplungsteil 26 einer Schlingfederbremse, die als Last­ momentsperre dient. Das zweite Kupplungsteil 26 ist über zwei Kugellager 16 drehbar in einer Hülse 20 gelagert, die mittels Schrauben 15 am Gehäuse 1 befestigt ist. Die Kugellager 16 liegen einerseits an einem Bund der Hülse 20 an, andererseits an einem Haltering 23. Neben dem Hal­ tering 23 befindet sich eine Distanzscheibe 22, die an eine Stirnseite einer Reibhülse 21 angrenzt. Die Reibhül­ se 21 ist in einer Hülse 13 fixiert, welche mit Hilfe von Schrauben 14 am Gehäuse 1 befestigt ist. Über Schrauben 17 ist der Motor an der Hülse 13 verschraubt.

Die Abtriebswelle 18 ist drehfest mit dem ersten Kupp­ lungsteil 25 der Schlingfederbremse verbunden. Das erste Kupplungsteil 25 wird von einer Schlingfederbremse 24 umschlungen, die nach innen abgekröpfte Arme 24a und 24b besitzt. Im nicht angetriebenen Zustand verspreizt sich die Schlingfeder 24 an ihrem Außenumfang an der Reibhülse 21. Sobald das erste Kupplungsteil 25 über die Abtriebs­ welle 18 gedreht wird, wird die Reibverbindung zwischen Schlingfeder 24 und Reibhülse 21 aufgehoben. Die Drehbe­ wegung des ersten Kupplungsteils 25 wird über dessen Klauen auf die entsprechenden Gegenbereiche des zweiten Kupplungsteils 26 übertragen und die Schubspindel 9 bzw. 9′ gedreht, ohne daß während des Antriebsvorgangs die Drehmomentsperre 30 während des Antriebsvorgangs bremsen kann. Sobald der Antriebsmotor stillgesetzt wird, ver­ spreizt sich die Schlingfeder 24 in der Reibhülse 21 und verhindert ein unbeabsichtigtes Verdrehen der Spindel.

Der Schubkäfig 29 ist unverdrehbar und längsverschieblich im Gehäuse 1 geführt. Damit ist auch die Spindelmutter 12 bzw. 12′ unverdrehbar und lediglich längsverschieblich um denjenigen Betrag verschieblich, den die Tellerfederpa­ kete 10 und 11 zulassen.

Claims (10)

1. Schubspindelantrieb mit Schubspindel (9; 9′) und damit zusammenwirkender Spindelmutter (12; 12′), bei dem ent­ weder die Schubspindel oder die Spindelmutter mittels eines Motors (2) drehbar angetrieben wird und das je­ weils komplementäre Gegenstück unverdrehbar aber längs­ verschieblich in einem die Schubspindel und die Spin­ delmutter umgebenden Gehäuse (1) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde von Schubspindel (9; 9′) und Spindel­ mutter (12; 12′) selbsthemmungsfrei ausgebildet ist und zwischen der Antriebswelle des Motors (2) bzw. einer Abtriebswelle (18) eines dem Motor nachgeschalteten Getriebes und dem angetriebenen und gedrehten Element (Schubspindel oder Spindelmutter) (9; 9′ oder 12; 12′) eine Lastmomentsperre (30) angeordnet ist.

2. Schubspindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastmomentsperre (30) in beide Drehrichtungen wirksam ist.

3. Schubspindelantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubspindel (9; 9′) drehbar angetrieben und die Spindelmutter (12; 12′) unverdrehbar längsver­ schieblich geführt ist.

4. Schubspindelantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubspindel eine Kugelumlaufspindel (9′) und die Spindelmutter eine Kugelgewindemutter (12′) ist.

5. Schubspindelantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastmomentsperre (30) eine Schlingfederbremse ist.

6. Schubspindelantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastmomentsperre eine Klemmkörperbremse ist.

7. Schubspindelantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörperbremse eine Klemmrollenbremse ist.

8. Schubspindelantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlingfederbremse zwei um einen vorgegebenen Drehweg gegeneinander verdrehbare, gleichachsig gela­ gerte Kupplungsteile (25 und 26) aufweist, deren erstes (25) mit der Antriebswelle des Motors (2) bzw. der Abtriebswelle (18) eines dem Motor (2) nachge­ schalteten Getriebes drehfest verbunden ist und deren zweites (26) drehfest mit der Schubspindel (9; 9′) verbunden ist, wobei das erste Kupplungsteil (25) von einer an beiden Enden abgekröpften Schlingfeder (24) umschlungen wird, welche im unangetriebenen Zustand dieses erste Kupplungsteil (25) reibschlüssig fixiert und im angetriebenen Zustand frei drehen läßt.

9. Schubspindelantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verschiebliche und unverdrehbar geführ­ te Spindelmutter (12; 12′) mit einer die Schubspindel (9; 9′) umgebenden Schubhülse (6) verbunden ist.

10. Schubspindelantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelmutter (12; 12′) in einem unverdrehbar im Gehäuse (1) geführten Schubkäfig (29) angeordnet ist, der mit der Schubhülse (6) verbunden ist, wobei zwischen Spindelmutter (12; 12′) und Schubkäfig (29) in unterschiedliche axiale Richtungen wirkende Feder­ elemente (10; 11) vorgesehen sind.