DE19525454C2

DE19525454C2 - Push spindle drive

Info

Publication number: DE19525454C2
Application number: DE19525454A
Authority: DE
Inventors: Stephan Henke
Original assignee: BEIKIRCH INDUSTRIEELEKTRONIK G
Current assignee: BEIKIRCH INDUSTRIEELEKTRONIK G
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 1998-06-10
Anticipated expiration: 2015-07-14
Also published as: DE19525454A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schubspindelantrieb nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a push spindle drive according to the Preamble of claim 1.

Bei einem bekannten Schubspindelantrieb dieser Art (GB-PS 1,132,889) ist eine aus zwei gegensinnig orientierten Freiläufen bestehende Lastmomentsperreinrichtung vor gesehen, die in das Getriebe selbst eingebaut ist. Die Antriebswelle des Getriebes ist axial verschieblich. Durch die axiale Verschieblichkeit der Antriebswelle ergeben sich kraftschlüssige Verbindungen mit benach barten Reibringen. Auf diese Weise wird es bei der be kannten Lösung möglich, die gegensinnig orientierten Freiläufe bei unterschiedlichen Drehrichtungen wahlweise in bzw. außer Wirkung zu bringen. In a known push spindle drive of this type (GB-PS 1,132,889) is one of two oppositely oriented Freewheeling existing load torque locking device seen that is built into the transmission itself. The The drive shaft of the gear is axially displaceable. Due to the axial displacement of the drive shaft there are positive connections with neighboring beard friction rings. In this way it will be with the be known solution possible, the oppositely oriented Freewheels with different directions of rotation optional to bring in or out of effect.

Die bekannte Lösung ist sehr aufwendig. Sie setzt zwin gend nicht nur das Vorsehen eines Getriebes voraus, son dern einen speziellen aufwendigen Getriebeaufbau.The known solution is very complex. She bet not only the provision of a gearbox, son a special complex gearbox construction.

Es ist weiterhin bekannt, Schubspindelantriebe (z. B. DE-37 01 568 A1 und DE-35 10 445 C2) mit Schubspindel und damit zusammenwirkender Spindelmutter selbsthemmend aus zubilden. Diese bekannten Lösungen haben einen ver gleichsweise schlechten Wirkungsgrad.It is also known to drive thrust screws (e.g. DE-37 01 568 A1 and DE-35 10 445 C2) with push spindle and interacting spindle nut self-locking to build. These known solutions have a ver equally poor efficiency.

Ausgehend von dem eingangs erwähnten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten Schubspindelantrieb der als bekannt voraus gesetzten Art selbsthemmend auszubilden, wobei der Schub spindelantrieb wahlweise mit oder ohne Zwischengetriebe aufgebaut und das Zwischengetriebe ein einfaches Unter setzungsgetriebe sein soll. Dabei soll der Gesamtaufbau möglichst platzsparend sein.Based on the prior art mentioned at the beginning is the object of the invention, a simple assembled thrust spindle drive ahead of the known trained type self-locking, the thrust spindle drive with or without intermediate gear built and the intermediate gear a simple sub gearing should be. The overall structure be as space-saving as possible.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils von Anspruch 1.This problem is solved with the features of Labeling part of claim 1.

Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt einen einfachen platzsparenden Aufbau unter Verwendung handelsüblicher kleinbauender Motoren und Getriebe. Die Lastmomentsperre kann dabei ebenfalls klein ausgebildet und als ergänzen des Bauteil vorgesehen werden.The solution according to the invention allows a simple one space-saving construction using commercially available small engines and gears. The load torque lock can also be made small and complement it of the component can be provided.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen beschrieben.Preferred embodiments of the invention are in the Un Described claims.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Er findung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigenPreferred embodiments of the Er invention described in detail using the drawing. It demonstrate

Fig. 1 eine teilweise in Längsrichtung geschnit tene Darstellung eines Schubspindelan triebs, der verkürzt gezeichnet ist, Fig. 1 is a partially drive in the longitudinal direction geschnit tene view of a thrust spindle drive, which is drawn shortened,

Fig. 2 der Schubspindelantrieb gemäß Fig. 1 mit vergrößerter Darstellung der Drehmoment sperre, Fig. 2 of the thrust spindle drive according to FIG. 1 with an enlarged view of the lock torque,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teilbereich von Fig. 1, in dem ein Schubkäfig ohne das umgebende Gehäuse dargestellt ist, Fig. 3 shows a longitudinal section through a portion of FIG. 1 in which a thrust cage is shown without the surrounding housing,

Fig. 4a ein Querschnitt entlang Ebene IV-IV in Fig. 3 in einer ersten Ausführungsform, FIG. 4a is a cross section along plane IV-IV in Fig. 3 in a first embodiment;

Fig. 4b ein Querschnitt entlang Ebene IV-IV in Fig. 3 in einer zweiten Ausführungsform, FIG. 4b is a cross section along plane IV-IV in Fig. 3 in a second embodiment;

Fig. 4c ein Querschnitt entlang Ebene IV-IV in Fig. 3 in einer dritten Ausführungsform, Fig. 4c is a cross section along plane IV-IV in Fig. 3 in a third embodiment;

Fig. 4d ein Querschnitt entlang Ebene IV-IV in Fig. 3 in einer vierten Ausführungsform, Fig. 4d a cross section along plane IV-IV in Fig. 3 in a fourth embodiment,

Fig. 5 eine Stirnansicht auf ein Kupplungsteil einer Schlingfederbremse, Fig. 5 is an end view of a coupling part of a wrap spring,

Fig. 6 eine Stirnansicht auf ein zu dem Teil gemäß Fig. 5 komplementäres Kupplungsteil der Schlingfederbremse, Fig. 6 is an end view of a part according to the Fig. 5 complementary coupling part of the wrap spring brake,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch die beiden zusam mengesetzten Teile der Schlingfederbremse mit eingebauter Schlingfeder, Fig. 7 is a longitudinal section through the two together quantitative translated parts of the wrap spring with built-wrap,

Fig. 8 die Schlingfeder in Stirnansicht, Fig. 8, the wrap spring in end view,

Fig. 9 die Schlingfeder in Seitenansicht, Fig. 9, the wrap spring, in side view,

Fig. 10 eine Stirnansicht der Schlingfederbremse. Fig. 10 is an end view of the wrap spring brake.

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 Strinseite 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. An electric motor 2 is mounted in a stationary manner in a sleeve-shaped housing 1 . The electrical supply cable is labeled 3 . The motor 2 drives a downstream reduction gear, not shown, which has an output shaft 18 . The housing tube 1 is closed on one side of the string with an end plate 4 , on the other end side with an end plate 5 having an opening. Through the opening of the end plate 5 extends a thrust sleeve 6 , which opens into a bearing eye 7 . The thrust sleeve 6 is screwed on the end face with a thrust cage 29 , which is shown in Fig. 3 in section Darge. The push cage 29 is longitudinally movable, but non-rotatably guided in the housing 1 . The push cage 29 has a sleeve 28 which is closed by means of the end covers 8 and 27 .

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.Inside the thrust cage 29, which is penetrated by an attached gear NEN thrust spindle 9 are situated at at the end faces of a zusammenwir with spindle 9 kenden spindle nut 12 are spring assemblies 10 and 11, which at the one hand, on the front sides of the spindle nut 12 and the other hand to opposite inner end faces of the end face covers 8 and 27 are supported. The thrust spindle 9 is shown above the center line as a trapezoidal thread having thrust spindle 9, un terhalb the center line as a ball screw 9 '. Accordingly, the spindle nut 12 is shown in the upper region at the other than in the lower region, where the spindle nut interacting with the ball screw 9 'is shown as a ball screw nut 12 '.

In den unterschiedlichen ZeichnungsFig. 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.In the various drawing Figs. 4a to 4d, the alternatives of the types of connections are shown, between the spindle nuts 12 and 12 'and surround the sleeve are for example conceivable. In all presen- tations an axial movement between the spindle nut ter 12 or 12 'and the surrounding sleeve 28 is possible.

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.In Fig. 4a, the connection between the spindle nut 12 and the surrounding sleeve 28 via a thread. In Fig. 4b the connection is formed as a spline connection. A simple spline connection is shown in the embodiment according to FIG. 4c. In the embodiment 4 d complementary hexagon contours between the outside of the spindle nut ter 12 and the inside of the sleeve 28 '''are shown. The design of the push cage described has the result that an effective damping of the forces acting on the push sleeve is made possible in each position of the push rod or push sleeve 6 . There is a resilient storage of the spindle or spindle nut, which is effective in all positions of the thrust sleeve 6 .

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.The thrust spindle 9 is firmly connected to a second coupling part 26 of a wrap spring brake, which serves as a load moment lock. The second coupling part 26 is rotatably supported by two ball bearings 16 in a sleeve 20 which is fastened to the housing 1 by means of screws 15 . The ball bearings 16 rest on the one hand on a collar of the sleeve 20 and on the other hand on a retaining ring 23 . In addition to the Hal tering 23 is a spacer 22 which abuts an end face of a friction sleeve 21 . The Reibhül se 21 is fixed in a sleeve 13 which is fastened to the housing 1 by means of screws 14 . The motor is screwed to the sleeve 13 by means of screws 17 .

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.The output shaft 18 is rotatably connected to the first hitch be part 25 of the wrap spring brake. The first coupling part 25 is wrapped by a wrap spring brake 24 which has inwardly bent arms 24 a and 24 b. In the non-driven state, the wrap spring 24 spreads on the outer circumference of the friction sleeve 21 . As soon as the first coupling part 25 is rotated via the output shaft 18 , the frictional connection between the wrap spring 24 and the friction sleeve 21 is canceled. The Drehbe movement of the first coupling part 25 is transmitted via its claws to the corresponding counter areas of the second coupling part 26 and the thrust spindle 9 and 9 'rotated without the torque lock 30 can brake during the drive process during the drive process. As soon as the drive motor is stopped, the wrap spring 24 spreads in the friction sleeve 21 and prevents unintentional rotation of the spindle.

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.The push cage 29 is non-rotatable and longitudinally displaceable in the housing 1 . So that the spindle nut 12 or 12 'is non-rotatable and only longitudinally displaceable by the amount that the Tellerfederpa kete 10 and 11 allow.

Claims

1.Drive spindle drive with a thrust spindle ( 9 ; 9 ') and thus interacting spindle nut ( 12 ; 12 '), in which either the thrust spindle or the spindle nut is rotatably driven by a motor ( 2 ) and the complementary counterpart is non-rotatable but longitudinally displaceable is guided in a housing ( 1 ) surrounding the thrust spindle and the spin del nut, the thread of the thrust spindle ( 9 ; 9 ') and the spindle nut ( 12 ; 12 ') being designed to be self-locking and, if a motor ( 2 ) is connected downstream, a load torque lock is present, characterized in that the load torque lock between the drive shaft of the motor ( 2 ) or an output shaft ( 18 ) of the motor ( 2 ) downstream transmission and the driven and rotated element (push spindle or spindle nut) ( 9 ; 9 'or 12 ; 12 ') is arranged.

2. Thrust spindle drive according to claim 1, characterized in that the load torque lock ( 30 ) is effective in both directions of rotation.

3. Thrust spindle drive according to claim 1 or 2, characterized in that the thrust spindle ( 9 ; 9 ') is rotatably driven and the spindle nut ( 12 ; 12 ') is guided non-rotatably and longitudinally.

4. Thrust spindle drive according to claim 1 or 2, characterized in that the thrust spindle is a ball screw ( 9 ') and the spindle nut is a ball screw nut ( 12 ').

5. Thrust spindle drive according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the load torque lock ( 30 ) is a wrap spring brake.

6. Thrust spindle drive according to one or more of the Claims 1 to 4, characterized, that the load torque lock is a sprag brake.

7. thrust spindle drive according to claim 6, characterized, that the sprag brake is a sprag brake.

8. Thrust spindle drive according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the wrap spring brake has two mutually rotatable by a predetermined rotation, coaxial gela ger coupling parts ( 25 and 26 ), the first ( 25 ) with the drive shaft of the motor ( 2nd ) or the output shaft ( 18 ) of a motor ( 2 ) connected gearbox is connected in a rotationally fixed manner and the second ( 26 ) is connected in a rotationally fixed manner to the push spindle ( 9 ; 9 '), the first coupling part ( 25 ) being connected by one to both Looped spring ends ( 24 ) is looped around, which in the non-driven state this first coupling part ( 25 ) frictionally fixed and can rotate freely in the driven state.

9. Thrust spindle drive according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the axially displaceable and non-rotatably guided te spindle nut ( 12 ; 12 ') is connected to a thrust sleeve ( 6 ; 9 ') surrounding the thrust spindle ( 9 ; 9 ').

10. Thrust spindle drive according to claim 9, characterized in that the spindle nut ( 12 ; 12 ') is arranged in a non-rotatably guided in the housing ( 1 ) slide cage ( 29 ) which is connected to the thrust sleeve ( 6 ), wherein between the spindle nut ( 12 ; 12 ') and thrust cage ( 29 ) in different axial directions spring elements ( 10 ; 11 ) are provided.