-
Die
Erfindung betrifft ein Spindel-Mutter-Getriebe, wobei die Mutter
eine Durchgangsöffnung
zur Durchführung
der Spindel aufweist und zumindest in einem Längenbereich der Durchgangsöffnung mit
einem Innengewinde versehen ist, sowie eine Lineareinheit mit einem
solchen Spindel-Mutter-Getriebe.
-
Derartige
Getriebe bzw. Lineareinheiten, bei denen die Mutter als Führungsschlitten
ausgebildet oder an einem Führungsschlitten
angeordnet ist, dienen insbesondere zur Positionierverstellung jeglicher Art,
wobei die Spindeln manuell oder motorisch angetrieben werden können. Ein
manueller Antrieb, z. B. über
ein Handrad, kommt bei relativ geringen Verstellwegen und bei Feinverstellungen
infrage, wie sie z. B. in der Mess- und Überwachungstechnik, für Formatverstellungen
an Verpackungsmaschinen, sowie Spann- und Anschlagvorrichtungen bei variierenden Spannstücken bzw.
Anschlägen
erforderlich sind.
-
Um
ein unbeabsichtigtes Verstellen der eingestellten Position der Mutter
bzw. des Führungsschlittens
zu vermeiden, werden bevorzugt selbsthemmende Spindel-Mutter-Getriebe verwendet,
so dass auf zusätzliche
Arretiermittel zur Festlegung der Mutter bzw. des Führungsschlittens
an der Spindel oder an einem weiteren Führungselement verzichtet werden
kann.
-
Aufgrund
der die Selbsthemmung bewirkenden Stellgewinde der Spindeln ist
eine manuelle Verstellung über
einen größeren Verstellweg
mühsam und
zeitraubend.
-
Daher
liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Spindel-Mutter-Getriebe
sowie eine Lineareinheit mit einem solchen Getriebe bereitzustellen,
das insbesondere bei Selbsthemmung ein einfaches und schnelles Verstellen
der Mutter bzw. des Führungsschlittens
ermöglicht.
-
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Spindel-Mutter-Getriebe
der eingangs genannten Art gelöst,
wobei die Mutter mindestens ein sich teilumfänglich über die Länge des Innengewindes erstreckendes
separates Gewindeteil aufweist, das in einer Ausnehmung der Mutter
derart angeordnet ist, dass es über
ein Betätigungsteil
nach außen
bewegbar ist, so dass es dadurch aus dem Eingriff mit dem Außengewinde
der Spindel gelangen kann und die Mutter nach dem Auseinanderbewegen
des mindestens einen Gewindeteils mit ihrem Innengewinde vollständig aus
dem Eingriff mit dem Außengewinde
der Spindel gebracht und linear relativ zur Spindel verschoben werden
kann.
-
Aufgrund
der erfindungsgemäßen Maßnahmen
kann zur Überbrückung eines
längeren
Verstellweges durch manuelle Betätigung
des Betätigungsteils
bzw. der Betätigungsteile
die Mutter aus dem Gewindeeingriff mit der Spindel gelöst und über den beabsichtigten
Verstellweg manuell verschoben werden. Ist die beabsichtigte Position
der Mutter bzw. des Führungsschlittens
relativ zur Spindel auf diese Weise erreicht, kann eine Feineinstellung über den bei
einer Lineareinheit vorgesehenen manuellen Antrieb der Spindel,
z. B. mittels eines Handrades, erfolgen.
-
Bevorzugt
ist das mindestens eine Gewindeteil gegen eine Rückstellkraft nach außen bewegbar. Wird
das Betätigungsteil
nicht mehr betätigt,
kommt das Gewindeteil selbsttätig
wieder in Eingriff mit dem Außengewinde
der Spindel. Für
bestimmte Zwecke kann auch vorgesehen sein, den Eingriff des Gewindeteils
mit der Spindel nach Betätigung
des Betätigungsteils
zu sperren und durch Lösen
der Sperre den Gewindeeingriff wieder zu veranlassen.
-
Bevorzugt
ist das mindestens eine Gewindeteil in der Ausnehmung der Mutter
während
seiner Bewegung aufgrund des Betätigungsteils
geführt
und zumindest die Rückstellbewegung
in seine Ausgangsposition durch mindestens einen Anschlag begrenzt.
-
Dabei
ist es vorteilhaft, dass zwei Anschläge vorgesehen sind, zwischen
die das Gewindeteil in der Ausgangsposition, in der es in das Außengewinde
der Spindel eingreift, mit einem Teilbereich eingreift und von diesen
in seiner Ausgangsposition gegenüber
seitlicher Versetzung senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung zentriert
ist.
-
Bei
einer bevorzugten Weiterbildung ist das mindestens eine Gewindeteil
von der Mutter nach außen
umschlossen.
-
Zwischen
einer radial nach außen
weisenden Seite des Gewindeteils, die von seinem Innengewindebereich
wegweist, und einer dieser Seite gegenüberliegenden Begrenzungswand
der Mutter kann zur Bewirkung der Rückstellkraft ein federelastisches
Element angeordnet sein. Das federelastische Element kann als Schraubenfeder
ausgebildet sein, die zwischen der nach außen weisenden Seite des Gewindeteils
und der Begrenzungswand so angeordnet ist, dass seine Achse radial
zur Längsachse der
Durchgangsöffnung
der Mutter verläuft.
Die beiden Enden der Schraubenfeder können in Ausnehmungen an der
nach außen
weisenden Seite des Gewindeteils und/oder der ihr gegenüberliegenden Begrenzungswand
der Mutter angeordnet sein.
-
In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wirkt das mindestens
eine Gewindeteil über sich
in seiner Bewegungsrichtung erstreckende Arme, die seitlich außerhalb
des Innengewindes der Mutter angeordnet sind, mit dem Betätigungsteil
zusammen.
-
Die
Arme können
zweckmäßigerweise
an ihrem einen Ende mit dem Betätigungsteil
fest verbunden sein und mit ihrem anderen Ende seitlich des Innengewindebereichs
des Gewindeteils angeordnete Bereiche beaufschlagen. Diese Bereiche
können
insbesondere als sich senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gewindeteils
erstreckende Vorsprünge
desselben ausgebildet sein.
-
Bevorzugt
werden die Arme, über
die das Betätigungsteil
mit dem Gewindeteil zusammenwirkt, in Öffnungen, die in der Mutter
ausgebildet sind, geführt.
-
In
einer einfachen Ausgestaltung weisen das Gewindeteil, mit Ausnahme
seines Gewindebereichs, sowie die Ausnehmung einen konstanten Querschnitt
in Längsrichtung
der Durchgangsöffnung der
Mutter auf. Bei dieser Gestaltung können die Vorsprünge als
sich gegenüberliegende, über die
Länge des
Gewindeteils und sich senkrecht zu dessen Bewegungsrichtung erstreckende
Stege ausgebildet sein.
-
Bevorzugt
ist das Gewindeteil in seiner Bewegungsrichtung durch die Vorsprünge seitlich
in der Ausnehmung der Mutter geführt.
-
Dazu
kann die Ausnehmung der Mutter gegenüberliegende Kanäle aufweisen,
in denen die Vorsprünge
bei der Bewegung des Gewindeteils linear geführt sind und durch deren gegenüberliegende Wände zumindest
die Rückstellbewegung
des Gewindeteils in seine Ausgangsposition begrenzt ist.
-
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung bilden die gegenüberliegenden
Wände der
Kanäle
eine stufenförmige
Verengung der Ausnehmung in der Mutter, wobei das Gewindeteil zumindest
in seiner Ausgangsposition, in der es in das Außengewinde der Spindel eingreift,
mit einem Teilbereich an den die Verengung bildenden Wänden der Ausnehmung,
gegebenenfalls mit einem geringen Spiel, anliegt.
-
Weiterhin
kann das Gewindeteil an der von seinem Innengewindebereich abgewandten
Seite einen vorspringenden Teilbereich aufweisen, der in eine dazu
korrespondierende Vertiefung in der Ausnehmung eingreift, wenn das
Gewindeteil sich in seiner aus dem Eingriff mit dem Außengewinde
der Spindel stehenden Endposition befindet.
-
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführung
der Erfindung weisen die Ausnehmung und das Gewindeteil, bis auf
seinen Innengewindebereich, einen konstanten Querschnitt in Längsrichtung
der Durchgangsöffnung
der Mutter auf. Die Querschnitte können insbesondere spiegelsymmetrisch
bezüglich
der durch die Achse der Durchgangsöffnung und in der Bewegungsrichtung
des Gewindeteils verlaufenden Mittelebene ausgebildet sein.
-
Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Betätigungsteil
in einer der Ausnehmung für
das Gewindeteil gegenüberliegenden
Aussparung der Mutter angeordnet und weist eine im nichtbetätigten Zustand
mit der Oberfläche der
Mutter fluchtende Außenseite
auf. Um das Betätigungsteil
unverlierbar in der Aussparung anzuordnen, kann es durch formschlüssigen Eingriff
mit einer Wand der Aussparung gegen Ablösen von der Mutter gesichert
sein.
-
In
einer bevorzugten Ausbildung weist die Mutter zwei in Längsrichtung
der Durchgangsöffnung voneinander
lösbare
und zusammenfügbare
Teile auf, deren Trennfläche
durch die Ausnehmung für das
Gewindeteil, insbesondere auch die Aussparung für das Betätigungsteil, verläuft oder
diese begrenzt. Damit kann das Gewindeteil in die Ausnehmung bzw. das
Betätigungsteil
in die Aussparung der Mutter in axialer Richtung eingesetzt und
formschlüssig
festgelegt werden.
-
Vorteilhafterweise
ist in einem ersten Teil der Mutter die Ausnehmung für das Gewindeteil
und die Aussparung für
das Betätigungsteil
angeordnet ist, wobei die Ausnehmung und Aussparung an der Stirnseite
des ersten Teils offen sind, so dass das Gewindeteil und Betätigungsteil
an dieser Stirnseite in die Ausnehmung bzw. Aussparung einführbar sind,
und an der gegenüberliegenden
Stirnseite geschlossen sind. Das zweite Teil der Mutter ist am ersten
Mutterteil lösbar
befestigt und verschließt
die Stirnseite des ersten Teils mit der offenen Ausnehmung und Aussparung.
-
Insbesondere
kann das zweite Teil als scheibenförmiges Teil ausgebildet sein,
das an der betreffenden Stirnseite des ersten Teils lösbar befestigbar ist.
-
Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Mutter an ihren
stirnseitigen Enden eine zylinderförmige Ausbildung der Durchgangsöffnung auf,
deren Durchmesser dem Spindeldurchmesser, insbesondere mit einem
geringen Spiel, entspricht. Dadurch kann die Spindel auch bei Betätigung des
Betätigungsteils,
wenn sie aus dem Eingriff mit dem Innengewinde der Mutter gebracht ist,
sich nicht in Querrichtung lose in der Durchgangsöffnung der
Mutter bewegen.
-
Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist die Mutter ein einziges Gewindeteil auf. Dabei
kann sich das Innengewinde der Mutter auf dasjenige des Gewindeteils
beschränken. Die
Ausnehmung der Mutter zur Durchführung
der Spindel weist dann eine dem Gewindeteil gegenüberliegende
teilzylindrische Wand auf, deren Krümmungsradius dem Radius der
Spindel entspricht und an der die Spindel gleitend anliegt. Diese
Ausbildung hat den Vorteil, dass alleine durch Betätigung des
Betätigungsteils
die Mutter aus dem Gewindeeingriff mit der Spindel gebracht werden
kann, ohne dass sie dazu noch radial von der Spindel weg bewegt
werden muss. Der Durchmesser der oben erwähnten stirnseitigen zylinderförmigen Durchgangsöffnungen
der Mutter kann daher an den Durchmesser der Spindel angepasst werden.
-
In
einer alternativen bevorzugten Ausführung weist die Mutter zwei
gegenüberliegend
angeordnete Gewindeteile auf, deren Innengewindebereiche das Innengewinde
der Mutter bilden. Den Gewindeteilen sind jeweils gegenüberliegend
Betätigungsteile
zugeordnet.
-
Eine
auf die Gewindeteile wirkende Rückstellkraft
wird bevorzugt dadurch hergestellt, dass zwischen radial nach innen
weisenden Seiten der Betätigungsteile
und den von den Gewindebereichen der Gewindeteile wegweisenden,
radial nach außen gerichteten
Seiten der Gewindeteile federelastische Elemente angeordnet sind.
Diese können,
wie schon oben angeführt,
als Schraubenfedern ausgebildet sein.
-
Bei
der alternativen Ausführung
mit zwei Betätigungsteilen
können
die Arme des einen Betätigungsteils
in Längsrichtung
der Durchgangsöffnung der
Mutter zu den Armen des anderen Betätigungsteils versetzt angeordnet
sein, so dass die Arme seitlich nahe an den Gewindeteilen vorbei
führbar
sind und wenig Raum in der Mutter beanspruchen. Die Mutter kann
somit relativ kompakt gehalten werden.
-
Die
Ausgangspositionen der beiden Gewindeteile, in denen ihre Innengewindebereiche
im Eingriff mit dem Außengewinde
der Spindel stehen, sind durch Anschläge so definiert, dass die beiden
Gewindeteile in ihrer Bewegungsrichtung in einem bestimmten Abstand
voneinander angeordnet sind. Zwischen den Gewindenteilen sind seitlich
zu ihren Innengewindebereichen gegenüberliegende Gleitflächen angeordnet,
die insbesondere als teilzylindrische Flächen ausgebildet sein können. An
diesen an der Mutter angeordneten Gleitflächen liegt die Spindel gleitend
an, wenn die beiden Gewindeteile aus dem Eingriff mit der Spindel
gebracht werden. Dadurch kann die Spindel bei Betätigung der
beiden Betätigungsteile
sich nicht in Querrichtung lose in der Durchgangsöffnung der
Mutter bewegen.
-
Wie
schon oben angeführt,
ist das erfindungsgemäße Spindel-Mutter-Getriebe bevorzugt als
selbsthemmend ausgebildet.
-
Die
oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch eine Lineareinheit mit
einem Spindel-Mutter-Getriebe nach den vorstehend beschriebenen
bevorzugten Ausgestaltungen gelöst,
wobei die Mutter als Führungsschlitten
ausgebildet oder an einem Führungsschlitten
angebracht ist, der auf mindestens einem sich parallel zur Spindel
erstreckenden Führungselement
gleitend angeordnet ist.
-
Bei
dem Führungselement
kann es sich vorzugsweise um einen zylindrischen Stab oder eine
zylindrische Welle handeln. Insbesondere können zwei Führungselemente vorgesehen sein,
die an beiden Seiten der Spindel angeordnet sind und deren Achsen
mit der Spindelachse in einer Ebene liegen.
-
An
ihren Endbereichen kann die Spindel in jeweils einer Traverse drehbar
und linear unverschiebbar gelagert sein. An einer nach außen weisenden
Stirnseite einer Traverse kann die Spindel drehfest mit einem Handrad
zum manuellen Antrieb der Spindel verbunden sein. Das bzw. die Führungselemente
sind in ihren Endbereichen an den Traversen unverdrehbar und unverschiebbar,
z. B. durch Festklemmen, fixiert.
-
In
einer bevorzugten Ausführung
der erfindungsgemäßen Lineareinheit
ist die Mutter an einer in Längsrichtung
weisenden Stirnseite des Führungsschlittens
angeordnet. Dazu kann die Mutter an der zur betreffenden Stirnseite
des Führungsschlittens weisenden
Seite einen Flansch aufweisen, der axiale Durchgangsbohrungen zur
Befestigung des Flansches an dem Führungsschlitten mittels Schraubstiften
aufweist.
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.
-
In
der Zeichnung zeigen:
-
1 eine
Explosionszeichnung eines ersten Ausführungsbeispiels der in einem
Spindel-Mutter-Getriebe
verwendeten Mutter,
-
2 eine
stirnseitige Ansicht der in 1 dargestellten
Mutter,
-
3a einen
Schnitt längs
der Linie A-A in 2,
-
3b eine
vergrößerte Ansicht
des in 3a mit G markierten Ausschnitts,
-
4 einen
längs der
Linie B-B in 2,
-
5 eine
Draufsicht auf die in 1 dargestellte Mutter
-
6a einen
Schnitt längs
der Linie C-C in 5
-
6b eine
vergrößerte Ansicht
des in 6a mit D markierten Ausschnitts,
-
7 einen
Schnitt längs
der Linie F-F in 5,
-
8 eine
stirnseitige Ansicht der Mutter eines zweiten Ausführungsbeispiels,
-
9a einen
Schnitt längs
der Linie A-A in 8,
-
9b eine
vergrößerte Ansicht
des in 9a mit G markierten Ausschnitts,
-
10 einen
Schnitt längs
der Linie B-B in 8,
-
11 eine
stirnseitige Ansicht der Mutter eines dritten Ausführungsbeispiels,
-
12 einen
Schnitt längs
der Linie A-A in 11,
-
13 einen
Schnitt längs
der Linie B-B in 11,
-
14 eine
Draufsicht auf die Mutter des dritten Ausführungsbeispiels,
-
15a einen Schnitt längs der Linie C-C in 14,
-
15b eine vergrößerte Ansicht
des in 15a mit F markierten Ausschnitts,
-
16 einen
Schnitt längs
der Linie E-E in 14,
-
17 eine
Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Lineareinheit,
-
18 eine
stirnseitige Ansicht der in 17 dargestellten
Lineareinheit,
-
19 eine
seitliche Ansicht der in 17 dargestellten
Lineareinheit,
-
20 eine
vergrößerte Ansicht
des in 17 mit A markierten Ausschnitts
A und
-
21 einen
Schnitt längs
der Linie B-B in 20.
-
Wie
aus der Explosionszeichnung in 1 hervorgeht,
weist die Mutter 1 des Spindel-Mutter-Getriebes ein aus
zwei Teilen 2 und 3 bestehendes Muttergehäuse auf,
das mit einer Durchgangsöffnung 4 zur
Durchführung
der (in dieser Figur nicht dargestellten) Spindel versehen ist.
In der Mutter 1, genauer im ersten Teil 2 des
Muttergehäuses,
ist ein einen Innengewindebereich 5 aufweisendes separates
Gewindeteil 6 innerhalb einer Ausnehmung 7 angeordnet.
Der Innengewindebereich 5 bildet hier das Innengewinde
der Mutter 1. Die Anordnung des Gewindeteils 6 in
der Ausnehmung 7 ist derart, dass das Gewindeteil 6 in
Bezug auf die Längsachse 8 der Mutter 1 radial
bewegt werden kann.
-
Eine
radial nach außen
gerichtete Bewegung des Gewindeteils 6 wird durch ein Betätigungsteil 9 bewirkt,
das über
senkrecht zur Längsachse 8 verlaufende
Arme 10 das Gewindeteil 6 beaufschlagt. Nach Beendigung
der Betätigung
des Betätigungsteils 9 wird
das Gewindeteil 6 durch die Rückstellkraft eines als Schraubenfeder 11 ausgebildeten
elastischen Elements radial einwärts
in die Ausgangsposition zurückbewegt.
-
In
der Ausgangsposition, d. h. bei nicht betätigtem Betätigungsteil 9, steht
der Innengewindebereich 5 des Gewindeteils 6 im
Eingriff mit dem Außengewinde
der (in 1 nicht dargestellten) Spindel. Die
Ausnehmung 7 und das Gewindeteil 6 sowie die Länge der
Arme 10 des Betätigungsteils 9 sind
so ausgelegt, dass das Gewindeteil 6 soweit durch manuelle
Betätigung
des Betätigungsteils 9 radial
auswärts
in eine Endposition gedrückt
werden kann, dass der Innengewindebereich 5 des Gewindeteils 6 aus
seinem Eingriff mit dem Außengewinde
der Spindel gelangen kann, so dass die Mutter 1 linear
relativ zur Spindel verschiebbar ist.
-
Zur
Beaufschlagung des Gewindeteils 6 mit den Armen 10 des
Betätigungsteils 9 weist
das Gewindeteil 6 sich seitlich des Innengewindes 5 senkrecht
zu seiner Bewegungsrichtung nach außen erstreckende Stege 12 auf.
Die Stege 12 greifen in an beiden Seiten der Ausnehmung 7 angeordnete
Kanäle 13, 14 ein,
in denen sie in Bewegungsrichtung des Gewindeteils 6 geführt sind.
Der Bewegungsweg des Gewindeteils 6 ist durch die gegenüberliegenden Wände der
Kanäle 13, 14,
die Anschläge 15, 16 und 17, 18 bilden
und die Ausgangsposition bzw. Endposition des Gewindeteils 6 definieren,
begrenzt.
-
Die
jeweils quer zur Bewegungsrichtung des Gewindeteils 6 gegenüberliegenden
Anschläge 15, 17 bzw. 16, 18 bilden
stufenförmige
Verengungen der Ausnehmung 7, wobei das Gewindeteil 6 in
seiner Ausgangsposition und in seiner Endposition an den die jeweilige
Verengung bildenden Wandbereichen der Ausnehmung 7, vorzugsweise
mit einem geringen Spiel, anliegen. In der Ausgangsposition liegen die
Außenseiten
des mit dem Innengewindebereich 5 versehenen Teilbereichs 19 des
Gewindeteils 6 an den betreffenden Wandbereichen an. An
der vom Innengewinde 5 abgewandten Außenseite des Gewindeteils 6 weist
das Gewindeteil 6 einen vorspringenden Teilbereich 20 auf,
der korrespondierend zu einer Vertiefung 21 in der Ausnehmung 7 ausgebildet
ist. Die Schraubenfeder 11 ist zwischen dem Boden der Vertiefung 21 und
dem vorspringenden Teilbereich 20 des Gewindeteils 6 angeordnet.
-
Das
Betätigungsteil 9 ist
in einer der Ausnehmung 7 für das Gewindeteil 6 gegenüberliegenden Aussparung 22 des
Muttergehäuses
angeordnet und weist eine im nichtbetätigten Zustand mit der Oberfläche des
Muttergehäuses
fluchtende Außenseite
auf. In dem betrachteten Ausführungsbeispiel
ist das Muttergehäuse
zylindrisch gestaltet, so dass das Betätigungsteil 9 als
senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gewindeteils 6 abgeschnittener
Teilzylindermantel ausgebildet ist.
-
Die
Tiefe der Aussparung 22 an den in Querrichtung zur Längsachse 8 gegenüberliegenden
Seiten entspricht dem für
das Gewindeteil 6 vorgesehenen Bewegungsweg.
-
An
den nach innen weisenden Abschnitten des als Teilzylindermantel
ausgebildeten Betätigungsteils 9 sind
vier Arme 10 in der Nähe
der Stirnseiten des Betätigungsteils 9 angeordnet.
Der Abstand der Arme 10 an jeder Seite ist größer als
der Abstand zur nächsten
Stirnseite des Betätigungsteils 9.
Somit werden bei Betätigung
des Betätigungsteils 9 die
Kräfte über die
Arme 10 möglichst
symmetrisch auf das Gewindeteil 6 übertragen. Die Arme 10 erstrecken
sich durch zylindrische Öffnungen 23 im ersten
Teil 2 des Muttergehäuses
und werden durch die Öffnungen 23 linear
geführt.
Die Öffnungen 23 erstrecken
sich als Durchgangsöffnungen
von der Bodenfläche
der Aussparung 22 zu den Kanälen 13 bzw. 14.
-
Das
erste und zweite Teil 2 bzw. 3 des Muttergehäuses sind
so ausgebildet, dass das erste Teil 2 die Ausnehmung 7 aufweist
und das Gewindeteil 6 aufnimmt. Die Ausnehmung 7 und
das Gewindeteil 6, mit Ausnahme des Innengewindebereichs 5,
haben einen konstanten Querschnitt in Längsrichtung der Durchgangsöffnung 4 des
Muttergehäuses,
so dass das Gewindeteil 6 an der zum zweiten Teil 3 des
Muttergehäuses
weisenden Stirnseite in den ersten Teil 2 des Muttergehäuses eingeschoben
werden.
-
Im
Bereich der dieser Stirnseite gegenüberliegenden Stirnseite des
ersten Teils 2 des Muttergehäuses ist die Ausnehmung 7 bis
auf die Durchgangsöffnung 4 für die Spindel
geschlossen ausgebildet. Die Länge
der Ausnehmung 7 in Richtung der Längsachse 8 entspricht
dabei der Länge
des Gewindeteils 6.
-
Das
zweite Teil 3 des Muttergehäuses ist im Wesentlichen als
zylindrische Scheibe gestaltet und an der offenen Stirnseite des
ersten Teils 2 des Muttergehäuses befestigt. Dazu sind zueinander
fluchtende Bohrungen 24, 26 und 25, 27 im
ersten Teil 2 und zweiten Teil 3 des Muttergehäuses vorgesehen, in
die Schraubbolzen 28 und 29 eingreifen. Durch das
zweite Teil 3 des Muttergehäuses wird die Ausnehmung 7 im
ersten Teil 2 des Muttergehäuses verschlossen, so dass
das Gewindeteil 6 formschlüssig in Richtung der Längsachse 8 in
der Mutter 1 gelagert ist. Das scheibenförmige zweite
Teil 3 legt auch das Betätigungsteil 9 in Richtung
der Längsachse 8 formschlüssig fest
und übergreift
mit einem stirnseitig und mit seiner radialen Außenfläche zur Außenfläche des Teils 3 fluchtenden
Ringflansch 30 einen an der gegenüberliegenden Stirnseite des
Betätigungsteils 9 angeordneten
Vorsprung 31. Dadurch wird verhindert, dass sich das Betätigungsteil 9 vom
Muttergehäuse
löst.
-
Der
zweite Teil 3 des Muttergehäuses sowie der außerhalb
der Ausnehmung 7 liegende und vom zweiten Teil 3 wegweisende
Stirnseitenbereich des ersten Teils 2 des Muttergehäuses weisen
zylinderförmige
Durchgangsöffnungen 32 bzw. 33 auf,
deren Durchmesser dem Spindeldurchmesser, gegebenenfalls mit einem
geringen Spiel entsprechen. Dadurch kann die Spindel bei Betätigung des
Betätigungsteils 9,
wenn sie aus dem Eingriff mit dem Innengewinde 5 des Gewindeteils 6 gebracht
ist, sich nicht in Querrichtung lose in der Durchgangsöffnung 4 der
Mutter 1 bewegen.
-
Da
bei dem in den 1 bis 7 betrachteten
Ausführungsbeispiel
zum Lösen
der Mutter 1 von der Spindel nur ein bewegliches Gewindeteil 6 verwendet
wird, weist die Ausnehmung 7 des ersten Teils 2 des
Muttergehäuses
eine dem Innengewinde 5 des Gewindeteils 6 gegenüberliegende
teilzylindrische Wand 34 auf. Der Krümmungsradius der teilzylindrischen
Wand 34 entspricht dem Radius der Spindel und kann somit
gleitend an der Spindel anliegen. Bei Betätigung des Betätigungsteils 9,
wodurch das Innengewinde 5 des Gewindeteils 6 aus
dem Eingriff mit dem Außengewinde
der Spindel gebracht wird, braucht die radiale Lage der Mutter 1 in
Bezug auf die Spindel nicht verändert
zu werden, um die Mutter 1 auf der Spindel zu verschieben.
Die Mutter 1 kann daher mit einem relativ geringen Spiel
in den Durchgangsöffnungen 32 und 33 beim
Verschieben auf der Spindel geführt
werden.
-
Weitere
detaillierte Darstellungen des in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiels
können
den 2 bis 7 entnommen werden.
-
2 zeigt
eine stirnseitige Ansicht der zusammengesetzten Mutter 1 vom
zweiten Teil 3 des Muttergehäuses her. Die Längsschnitte
gemäß den 3a, 3b und 4 zeigen
insbesondere die Ausbildung des ersten Teils 2 und zweiten
Teils 3 des Muttergehäuses,
deren Anordnung zueinander und die Anordnung des Gewindeteils 6 und
des Betätigungsteils 9 im
ersten Teil 2 des Muttergehäuses, die über Arme 10 und eine
Schraubenfeder 11 zusammenwirken. Insbesondere zeigen die 3a und,
in Vergrößerung,
die 3b die formschlüssige Halterung des Betätigungsteils 9 durch
den zweiten Teil 3 des Muttergehäuses.
-
Aus
den Querschnittsdarstellungen der 6a, 6b und 7 unter
Bezugnahme auf 5 gehen die Anordnung des Gewindeteils 6 und des
Betätigungsteils 9 im
ersten Teil 2 des Muttergehäuses sowie deren Zusammenwirken über die
Arme 10 und die Schraubenfeder 11 ebenfalls noch
einmal im Detail hervor.
-
Bei
dem betrachteten Ausführungsbeispiel handelt
es sich um eine zylinderförmige
Mutter 1 mit kreisförmigen
Querschnitt. Für
bestimmte Anwendungen kann es zweckmäßig oder erforderlich sein, Muttern
mit anderen Querschnitten, z. B. in Gestalt eines Rechtecks oder
eines Sechsecks, zu verwenden. Das in Bezug auf das betrachtete
Ausführungsbeispiel
beschriebene Prinzip lässt
sich ohne weiteres bei anderen Querschnitten der Mutter eines Spindel-Mutter-Getriebes
anwenden. Im Wesentlichen ist dabei lediglich das Betätigungsteil
an die Außenfläche der
Mutter anzupassen. Bei einer Mutter mit rechteckigem oder sechseckigen
Querschnitt wird das Betätigungsteil
zweckmäßigerweise
an einer flachen Außenseite
anzuordnen sein.
-
Die 8 bis 10 zeigen
ein zweites Ausführungsbeispiel,
bei dem in dem von dem zweiten Teil 3 des Muttergehäuses abgewandten
Stirnseitenbereich des ersten Teils 2 des Muttergehäuses ein Ringflansch 35 ausgebildet
ist, über
den die Mutter 1 an einem weiteren Teil, z. B. einem Lineartisch,
einem Spannstück
oder Anschlag befestigbar ist. Der Ringflansch 35 ist mit
Durchgangsbohrungen versehen, die vorzugsweise gleiche benachbarte
Winkelabstände
aufweisen. Die Durchgangsbohrungen 36 dienen zur Aufnahme
von (in der Zeichnung nicht dargestellten) Schraubbolzen, die in
Gewindebohrungen des betreffenden Teils, an dem die Mutter 1 zu
befestigen ist, festgeschraubt werden können.
-
Die
sonstige Ausbildung der Mutter entspricht dem in den 1 bis 7 dargestellten
und vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel.
-
In
den 11–16 ist
ein drittes Ausführungsbeispiel
eines Spindel-Mutter-Getriebes dargestellt, bei dem die Mutter 37 zwei
separate, gegenüberliegend
angeordnete Gewindeteile 38 und 39 mit Innengewindebereichen,
die aus dem Eingriff mit dem Außengewinde
der Spindel herausbewegt werden können, aufweist. Die beiden
Innengewindebereiche bilden zusammen das Innengewinde der Mutter 37.
Den Gewindeteilen 38, 39 sind jeweils gegenüberliegend
Betätigungsteile 40 bzw. 41 zugeordnet.
-
Die
auf die Gewindeteile 38, 39 wirkende Rückstellkraft
wird dadurch hergestellt, dass zwischen den radial nach innen weisenden
Seiten 42 und 43 der Betätigungsteile 40 bzw. 41 und
den von den Innengewindebereichen 44 und 45 der
Gewindeteile 38 bzw. 39 wegweisenden, radial nach
außen gerichteten
Seiten 46 und 47 der Gewindeteile 38 bzw. 39 als
Schraubenfedern 48 und 49 ausgebildete federelastische
Elemente angeordnet sind. Diese greifen an einem Ende in eine an
den Innenseiten der Betätigungsteile 40, 41 in
Richtung der Längsachse verlaufende
Nut 50.
-
Wie
insbesondere aus 12 hervorgeht, sind die Arme 10 des
einen Betätigungsteils 40 in Richtung
der Längsachse
zu den Armen 10 des anderen Betätigungsteils 41 versetzt
angeordnet, so dass die Arme 10 seitlich nahe an den Innengewindenbereichen 44, 45 vorbei
geführt
sind und wenig Raum in der Mutter 37 benötigen. Ansonsten
entspricht die konstruktive Gestaltung der Mutter 37 derjenigen
des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels.
-
Die
beiden Ausgangspositionen der Gewindeteile 38, 39,
in denen ihre Innengewindebereiche 44, 45 im Eingriff
mit dem Außengewinde
der Spindel stehen, sind durch Anschläge so definiert, dass die beiden
Gewindeteile 38, 39 in einem wohl bestimmten Abstand
in diesen Ausgangspositionen zueinander angeordnet sind. Zwischen
den Betätigungsteilen 40, 41 sind
seitlich zu ihren Innengewindebereichen 44, 45 gegenüberliegende
teilzylindrische Wandbereiche vorgesehen, zwischen denen die Spindel
angeordnet ist und an denen das Außengewinde der Spindel gleitend
anliegt. Die teilzylindrischen Wände sind
an radial nach innen weisenden Vorsprüngen des Muttergehäuses angeordnet,
wie insbesondere aus den 15a und 16 hervorgeht.
Dadurch bleibt die Spindel bei Betätigung der beiden Betätigungsteile 40 und 41 zwischen
den teilzylindrischen Wänden
angeordnet, so dass sie sich nicht in Querrichtung lose in der Durchgangsöffnung der
Mutter bewegen kann.
-
Die 17 bis 21 zeigen
die Verwendung eines Spindel-Mutter-Getriebes
bei einer Lineareinheit 51.
-
Die
Mutter 1 ist gemäß dem in
den 1 bis 7 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel
ausgebildet, so dass sie an dieser Stelle nicht weiter beschrieben
werden muss. Wie insbesondere aus den 17 und 20 hervorgeht,
ist die Mutter 1 an einer Stirnseite eines Führungsschlittens 52 angebracht,
der auf zwei sich parallel zur Spindel 53 erstreckenden
Führungselementen 54 und 55 gleitend angeordnet
ist. Die Führungselemente
sind als zylindrische Wellen ausgebildet, deren Achsen gemeinsam
mit der Achse der Spindel 53 in einer gemeinsamen Ebene
angeordnet sind, wie insbesondere in 18 gezeigt
ist.
-
In
ihren Endbereichen ist die Spindel 53 in jeweils einer
Traverse 56, 57 drehbar und linear unverschiebbar
gelagert. An einer der nach außen
weisenden Stirnseite der Traverse 57 ist die Spindel 53 drehfest
mit einem Handrad 58 zum manuellen Antrieb der Spindel 53 verbunden.
Die Führungselemente 54 und 55 sind
in ihren Endbereichen an den Traversen 56, 57 unverdrehbar
und unverschiebbar fixiert. Die Fixierung erfolgt durch Festklemmen
der Führungselemente 54, 55 in
den seitlichen Bereichen der Traversen 56, 57,
indem die Durchgangsöffnungen 59, 60 für die Führungselemente 54, 55 mit
den Außenseiten
der Traversen 56, 57 durch jeweils einen Spalt 61, 62 verbunden
sind, der mittels senkrecht durch den Spalt 61, 62 verlaufenden
Schrauben 63, 64 zusammenziehbar ist.
-
Wie
aus den 17 und 19 hervorgeht, erstreckt
sich ein zylinderförmiger
Endbereich 65 der Spindel 53 durch die Traverse 56 hindurch,
wobei das außenliegende
Ende drehfest mit einem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Handrad
zum manuellen Antrieb der Spindel 53 verbunden ist.
-
Mit
dem Spindel-Mutter-Getriebe kann der an der Mutter 1 angebrachte
Führungsschlitten 52 längs der
Spindel 53 und den Führungselementen 54 und 55 linear
verstellt werden. Da eine selbsthemmende Spindel 53 mit
relativ geringer Steigung verwendet wird, lässt sich durch Betätigung des
Betätigungsteils
der Mutter 1 der Gewindeeingriff der Mutter 1 mit
der Spindel 53 lösen,
so dass der Führungsschlitten 52 einfach
und schnell über
einen längeren Verstellweg
bis etwa in die beabsichtigte Position verschoben werden kann. Nach
Beendigung der Betätigung
des Betätigungsteils
der Mutter 1 befindet sich die Mutter 1 wieder
im Gewindeeingriff mit der Spindel 53 und kann durch den
manuellen Antrieb der Spindel genau in die beabsichtigte Position
gebracht werden.
-
- 1
- Mutter
- 2
- Teil
- 3
- Teil
- 4
- Durchgangsöffnung
- 5
- Innengewindebereich
- 6
- Gewindeteil
- 7
- Ausnehmung
- 8
- Längsachse
- 9
- Betätigungsteil
- 10
- Arm
- 11
- Schraubenfeder
- 12
- Steg
- 13
- Kanal
- 14
- Kanal
- 15
- Anschlag
- 16
- Anschlag
- 17
- Anschlag
- 18
- Anschlag
- 19
- Teilbereiche
- 20
- Teilbereiche
- 21
- Vertiefung
- 22
- Aussparung
- 23
- zylindrische Öffnung
- 24
- Bohrung
- 25
- Bohrung
- 26
- Bohrung
- 27
- Bohrung
- 28
- Schraubbolzen
- 29
- Schraubbolzen
- 30
- Ringflansch
- 31
- Vorsprung
- 32
- Durchgangsöffnung
- 33
- Durchgangsöffnung
- 34
- teilzylindrische
Wand
- 35
- Ringflansch
- 36
- Durchgangsbohrung
- 37
- Mutter
- 38
- Gewindeteil
- 39
- Gewindeteil
- 40
- Betätigungsteil
- 41
- Betätigungsteil
- 42
- radial
nach innen weisende Seite
- 43
- radial
nach innen weisende Seite
- 44
- Innengewindebereich
- 45
- Innengewindebereich
- 46
- radial
nach außen
gerichtete Seite
- 47
- radial
nach außen
gerichtete Seite
- 48
- Schraubenfeder
- 49
- Schraubenfeder
- 50
- Nut
- 51
- Lineareinheit
- 52
- Führungsschlitten
- 53
- Spindel
- 54
- Führungselement
- 55
- Führungselement
- 56
- Traverse
- 57
- Traverse
- 58
- Handrad
- 59
- Durchgangsöffnung
- 60
- Durchgangsöffnung
- 61
- Spalt
- 62
- Spalt
- 63
- Schraube
- 64
- Schraube
- 65
- Endbereich