DE2246454B2 - Anschlag zur Begrenzung der axialen Relativbewegung zwischen zwei mechanischen Teilen - Google Patents

Description

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Bei einem den Ausgangspunkt der Erfindung bildenden Anschlag gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs I (L)S-PS 2 472 002) ist das Dämpfung«,- und Rückstellglied eine Schraubenfeder, deren Windungen Abstand von den axialen Wänden der Kammer haben. Beim Anfahren wird die Bewegungsenergie durch Zusammendrücken der Schraubenfeder im wesentlichen völlig gespeichert, so daß die Schraubenfeder entsprechend auszulegen ist. Die Schraubenfeder unterstützt ferner die Übertrugung von axialen Schwingungen /wisehen den beiden Teilen, und dies ist bei der bevor/uglen Anwendung bei Kugelschraubengetrieben besonders unerwünscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anschlag der eingangs erwähnten An so auszubilden, daß zusätzlich ein Energieverzehr an den axialen Wänden der Kammer erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs I angeführten Merkmale gelöst.

Beim Verkleinern der Kammer erfolgt ein axiales Zusammendrücken der Ringe aus elaslonicrem Werkstoff, um kinetische Energie unter Dämpfung des Aulpralls zu speichern, die spüler für die Rückbewegung zur Verfügung sieht. Gleichzeitig erfolgi eine radiale Ausdehnung der Ringe aus elaslomcrem Werkstoff, die gegen beide axialen Wände der Kammer in erhöhte Reibanlage kommen.

Durch die US-PS 2i72 4tn ist zwar bekannt, als Dämpfungsglied einen Gummiring kreisförmigen Querschnitts in einer Ringkammer vorzusehen, wöbe, aber die Ringkammer durch drei Wände, darunter zwei axiale Wände, begrenzt ist und die vierte Wand durch den anderen Teil gebildet wird. Es erfolgt hier beim Anfahren lediglich eine Verformung des Gummirings unter geringer axialer Verlagerung, also mit geringer Reibwirkung. Auch bei einer abgewandelten Bauform mit einem Gummiring elliptischen Querschnitts ist dies der Fall da die elliptische Form lediglich die Lange des Verdichtunasweges des Gummirings vergrößern soll.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ergibt sich durch die Anordnung mehrerer Ringe aus elastomere™ Werkstoff und die Relativbewegung der axialen Wände zueinander eine erhebliche Reibungskraft über einen beträchtlichen Weg, wodurch der angestrebte Energieverzehr erreicht wird. Ferner wird eine Dampfung von Schwingungen /wischen den Teilen erzielt.

Eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus Patentanspruch 2.

In den Zeichungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fi« I eine teilweise Seitenansicht eines Schraubenmut teTgetriebes mit einem Anschlag nach der Erfindung in der voll zurückgezogenen Stellung.

Fig. 2 einen Ausschnitt aus F i g. I in einer Zwi schcnstelliing,

F i g. i einen Ausschnitt aus F 1 g. I. ebenfalls in einer Zwischenstellung.

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Schrau bcnmutiergetriebes gemäß F i g. 1.

F i g. 5 einen vergrößerten Teil der F 1 g. 1 im Be reich des Anschlages und

F i g. b einen vergrößerten Teilschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform eines Anschlages nach der Erfindung.

In den F i g. I bis 4 ist ein telcskopartig verstellbares Schraubenmuttergetriebe 10 dargestellt, das zwischen einem ortsfesten Teil und einem beweglichen Teil angeordnet ist. um die Stellung des beweglichen Teils durch eine linear ausgeübte Kraft festzulegen. Das Schraubenmuttcrgctricbe 10 enthält eine Hauptwelle 12. eine innere Büchse 14. die 'eleskopartig zur Hauptwelle 12 angeordnet ist, und eine äußere Büchse 16, die telcskopartig die innere Büchse 14 umgibt. Die Hauptwelle 12 ist drehbar in dem ortsfesten, nicht dargestellten Element gelagert und zu diesem in axialer Richtung festgelegt. Die Hauptwelle 12 trägt Gewindegänge 18. Die innere Büchse 14 weist an der Außenfläche Gcwindegängc 20 auf und trägt starr mit ihr befestigt an ihrem linken Ende eine Kugelmutter 22, deren Kugeln mit den Gewindegängen 18 an der Hauptwelle 12 zusammenarbeiten. Die äußere Büchse 16 trägt am rechten Ende eine starr mit ihr befestigte Kappe 24 mit einem Anschlußauge 26. mit dem der Anschluß an das nicht dargestellte bewegliche Element bewirkt wird. Am linken Ende der äußeren Büchse 16 ist starr eine Kugelmuttcr 28 verbunden, deren Kugeln mit den Gewindegängen 20 der inneren Büchse 14 zusammenarbeiten. Wird die Hauptwelle 12 beispielsweise durch einen üblichen Getriebemotor angetrieben, so bewirkt das Zusammenspiel der Kugelmuttcrn 22 und 28 mit den Gewindcgängen 18 und 20 eine lineare teleskopischc Ausdehnung der aus den beiden mechanischen feilen gebildeten Verbindung /wischen dem festen und beweglichen Element. Die nach rechts erfolgende Bewegung der inneren Büchse 14 zur Hauptwelle 12 wird durch einen ersten Anschlag 30 begrenzt, und die nach

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rechts gerichtete Bewegung der äußeren Büchse 16 zur •nneren Büchse 14 wird durch einen /weilen Anschlag 32 begrenzt.

Das Kugelschraubengeiiiebe 10 kann aus der \oll zurückgezogenen Stellung gemäß den I i g. 1 und 4 in eine voll ausgezogene nicht da; gestellte Stellung bewegt werden, wobei eine belobige Bewegung zwischen der Hauptwelle und der inneren Buchse und zwischen der inneren Büchse und der äußeren Büchse über den \ollen Verstellweg gewählt werden kann. Die besondere Art. in der die Laugung des Kugelschraubengetriebe'. !0 erfolgt, hangt von verschiedenen Umstanden ab. einschließlich der Reibungswiderstände in den Kugelmuttern 22 und 28 und de.i Gewindegängen 18 Lind 20. Das Längen kann beispielsweise in der Weise erfolgen, daß zunächst die innere Büchse 14 ihre volle axiale Bewegung zur Hauptwelle 12 durchführt, worauf dann die äußere Büchse 16 anschließend ihre Relativbewegung zur inneren Büchse 14 beginnt und vollendet. Für die Ausbildung der Anschläge 30 und 32 ist die Art, in weleher das Längen bzw. Verkürzen des Kugelschraubengeiriebes 10 erfolgt, gleichgültig.

Wie die F i g. 1, 3 4 und 5 zeigen, enthält der erste Anschlag eine Kammer 34 veränderlichen Volumens, die cmc zylindrische Innenwand aufweist, die durch »5 einen im Durchmesser abgesetzten Teil 36 der Hauptwelle 12 gebildet wird. Eine zylindrische Außenwand wird durch die innere zylindrische Fläche 38 eines zylindrischen Gleitstückes 40 gebildet, das den Teil 36 der Hauptwelle 12 umgibt. Zwei an einander gegenübcrliegenden Enden der Kammer vorgesehene radiale .Stirnflächen 42 und 44 werden durch eine auf den Teil 36 .lufgeschraubte Muttern 46 bzw. einen nach innen gerichteten Ringflansch 48 des Gleitstückes 40 gebildet. Die radiale Stirnwand 42 ist starr mit der inneren axialen Wand verbunden, während die radiale Stirnwand 44 starr mil der äußeren axialen Wand verbunden ist. so daß eine axiale Bewegung nach rechts des Gleitstückes 40 (F i g. 5) eine axiale Verringerung des Volumens der Kammer 34 durch die relative Bewegung der Stirnwände zueinander bewirkt.

Auf dem Teil 36 isi verschieblich eine Ringscheibe 50 aufgesetzt (Fig. 5), die neben dem Flansch 48 des Gleitstückes 40 liegt und sich radial über die Hauptwelle 12 nach außen erstreckt. Zwischen der Ringscheibe 50 und dem Flansch 48 sind mehrere [Drucklager 52 vorgesehen, die die axialen Kräfte /wischen der Ringscheibe 50 und dem Flansch 48 unter Zulassen einer relativen Drehbewegung übertragen. Der Teil der Ringscheibe 50, der radial über die Hauptwelle 12 hinausragt. liegt im Weg einer nach innen gerichteten Ringschulter 54 an der inneren Büchse 14 neben der Kante der Kugelmutter 22 (Fig. I). Wenn sich daher das linke Fnde der inneren Büchse 14 dem rechten F.nde der Hauptwelle 12 bei der relativen axialen Bewegung zwischen diesen beiden Teilen nähert, fährt die Schulter 54 gegen die Ringscheibe 50 an. wodurch die axiale Verringerung des Volumens der Kammer 34 erfolgt, wobei die Drucklager 52 die Relativdrehung zwischen der Kugelmutter und der Kammer gestatten.

Wie F i g. 5 zeigt, sind in der Kammer mehrere ringförmige Trennscheiben 56 schwimmend angeordnet und umgeben den Teil 36 der Hauptwelle 12. Sie unterteilen die Kammer 34 in mehrere Räume. In jedem dieser Räume ist ein ringförmiges Dämpfungsglied 58 im terpehracht. das aus einem verhältnismäßig steifen, jedoch elastisch verformbaren Werkstoff besteht. |edes Dämpfungsglied hai einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser, so daß durch die Ausdehnungskräfte in axialer Richtung die Kammer 34 ihr volles Volumen entsprechend den Fig. 1,3 und 5 aufweist, wobei die Drucklager 52 und die Ringscheibe 50 verhältnismäßig dicht unter der Vorspannung gegen den Flansch 48 am Gleitstück 40 und gegen die Schulter 60 an der Hauptwelle 12 anliegen. In dieser Anfangsstellung sind also die Dämpfungsglieder 58 in axialer Richtung etwas zusammengedrückt, um diese Vorspannung auszuüben, liegen jedoch gegen die axialen Wände der Kammer nur leicht an oder haben von dieser sogar Abstand.

Wird auf die Ringscheibe 50 eine axiale Kraft ausreichender Größe ausgeübt, um die axiale Verringerung des Volumens der Kammer 34 zu bewirken, so werden die Räume innerhalb der Kammer 34 in axialer Richtung kleiner, so daß die in ihnen enthaltenen Dämpfungsglieder 58 in axialer Richtung zusammengedrückt werden und sich gleichzeitig elastisch in radialer Richtung ausdehnen. Durch das axiale Zusammendrücken der Dümpfungsglieder wird an dem Flansch 48 des Gleitstücks ein erhöhter Widerstand gegen ein weiteres Verringern des Volumens der Kammer 34 ausgeübt. Die radiale Ausdehnung der Dämpfungsglieder führt zu einer Reibanlage gegen die inneren und äußeren axialen Wände der Kammer, so daß während des Verringerns des Volumens eine Reibungskraft auftritt, die der Relativbewegung zwischen den beiden axialen Wänden entgegensteht, die bei dem Längen des Kugelschraubengetriebes 10 auftritt. Der Reibungswiderstand erhöht sich im Verhältnis der Verringerung des Volumens der Kammer 34 und zehrt die kinetische Bewegungsenergie der Mutter auf. wobei gleichzeitig eine Dämpfungswirkung erzielt wird.

Wie die F i g. 1, 2 und 4 erkennen lassen, ist der zweite Anschlag 32 im Prinzip in gleicher Weise aufgebaut wie der Anschlag 30. Er weist eine Kammer 62 auf, deren Volumen in axialer Richtung verringerbar ist. Die Kammer hat eine äußere axiale Wand 64, die durch die innere Büchse 14 gebildet wird, eine innere axiale zylindrische Wand 66, die von einem Gleitstück 68 gebildet wird, während die radialen Stirnwände durch eine auf die innere Büchse 14 aufgeschraubte Mutter 70 und einen nach innen gerichteten Flansch 72 des Gleitstücks 68 gebildet werden. Eine Ringscheibe 74 erstreckt sich radial über die innere Büchse 14 hinaus und ist verschieblich auf der zylindrischen Fläche 64 radial einwärts des Flansches 72 angeordnet. Zwischen der Ringscheibe 74 und dem Flansch 72 sind Drucklager 76 vorgesehen, die axiale Kräfte zwischen diesen Teilen übertragen und eine Relativdrehung gestatten. Die Ringscheibe 74 liegt in der Bewegungsbahn einer inneren Ringschulter 78 an der äußeren Büchse 16, die neben der rechten Kante der Kugelmutter 28 gebildet ist, so daß bei Annäherung des linken Endes der äußeren Büchse 16 an das rechte Ende der inneren Büchse 14 die Schulter 78 gegen die Ringscheibe 74 anfährt und die axiale Verringerung des Volumens der Kammer 62 bewirkt, wobei eine relative Drehung zwischen der Kammer und der äußeren Büchse durch die Drucklager 76 gestattet ist.

Wie beim ersten Anschlag 30 sind mehrere Trennscheiben 80 schwimmend in der Kammer 62 angeordnet und bilden Räume, in denen je ein Dämpfungsglied 82 angeordnet ist. Die Dämpfungsglieder 82 haben die gleiche Form wie die Dämpfungsglieder 58 des ersten Anschlages 30. Die Dämpfungsglieder 82 sind in der in den F i g. I und 2 dargestellten Stellung in axialer Rieh-

tung etwas zusammengedrückt, so daß die Kingscheibe 74. die Drucklager 76 und der Flansch 72 des Gleitstücks 68 unter Vorspannung gegen eine Kingschulier 84 an der inneren Büchse 14 gehalten sind. Beim Wirksamwerden des Anschlages werden die Dämpfungsglieder 82 wie beim ersten Anschlag in axialer Richtung zusammengedrückt und dehnen sich in radialer Richtung aus, wodurch die gleiche abbremsende und dampfende Wirkung wie beim ersten Anschlag 30 erzieh wird.

Ein typischer Atbeilsverlauf des Schraubenmiitterge-Iriebes 10 beim Längen aus der in K i g. I und 4 dargestellten voll zurückgezogenen Stellung erfolgt beim Drehen der Hauptwelle 12 in einer eine Rcchtsbcwc gung der inneren Büchse 14 auslösenden Drehrichtung, deren Bewegung über die Kugelmultcr 22 und die Gewindegänge 18 erfolgt, wobei sich die äußere Büchse 16 als Einheit zusammen mit der inneren Büchse 14 mit bewegt. Nähert sich die Kugelmutter 22 dem ersten Anschlag 30, so wird in der beschriebenen Weise die Rechtsbewegung der inneren Büchse 14 angehalten, wenn die Ringschultcr 54 gegen die Ringscheibe 50 angefahren ist und da.·» Volumen der Kammer 34 verringert hu. Die axiale Bewegung der inneren Büchse 14 zur Hauptwelle 12 wird damit gedämpft abgebremst. die für die Vergrößerung des Volumens der Kammer späterhin erforderliche Energie gespeichert und kinetische Energie vernichtet, wobei die Übertragung von axialen Schwingungen unterdrückt ist.

Ist die Relativbewegung /wischen der inneren Büchse 14 und der Hauptwelle beendet, wahrend sich die Hauptwelle 12 weiterdreht, so dreht sich die innere Büchse 14 als Einheit mit der Hauptwelle relativ /ur äußeren Büchse 16, wodurch eine axiale Bewegung der äußeren Büchse 16 /ur inneren Buchse 14 durch die Wirkung der Kugelmutter 28 und der Gewindegänge 20 eintritt. Nähert sich die Kugelmutter 28 dem /weiten Anschlag 32. so wird in der bereits beschriebenen Wei se die Rcchtsbcwegung der äußeren Büchse 16 gedämpft abgebremst und angehalten, wobei wiederum Energie für die spätere Vergrößerung des Volumens der Kummer 62 gespeichert wird, kinetische Energie vernichtet wird und die Übertragung von axialen Schwingungen unterdrückt ist. Bei entgegengesetzter Drehung der Hauptwelle 12 erfolgt in gleicher Weise durch die Relalivclrehung der Teile zueinander die Vergrößerung der Volumen der Kammern 62 und 34. bis die Anfangssteilung erreicht ist.

F i g. b zeigt eine abgewandelte Atisfuhrungsform eines Anschlages 86. der in jeder Bewegungsrichtung wirksam ist. Er enthält eine Kammer 88 veränderlichen Volumens, deren innere zylindrische Wand 90 durch die äußere Fläche eines inneren Gleitstücks 92. deren äußere axiale /ylindrische Wand 94 durch die innere I iäche eines äußeren Gleitstücks 96 gebildet wird, während die radialen Stirnwände durch einen nach innen gerichteten Flansch 98 des äußeren Gleitstücks 96 und einen nach außen gerichteten Flansch 100 am inneren Gleitstück 92 gebildet werden. Mehrere Trennscheiben 102 sind in der Kammer 88 vorgesehen und enthalten je ein Dämpfungsglied 104. das den Dämpfungsgliedern 58 bzw. 82 der ersten Auslührungsforni gleich ist und in gleicher Weise bei tier Verringerung des Volumens der Kammer 88 wirkt.

Das innere Gleitstück 92 ist drehbar und verschieb lieh auf einem Teil 106 abgesetzten Durchmessers einer Welle 108 abgestützt und in seiner Bewegung durch eine auf das Ende des Teils 106 aufgeschraubte Mutter 112 begrenzt. Die Welle 108 enthält Gewindegänge 110. Auf dem Teil 106 ist neben dem nach innen gerichteten Flansch 98 des äußeren Gleitstücks 96 eine Ringscheibe 114 angeordnet, zwischen der und dem Flansch 98 Drucklager 116 vorgesehen sind. Die Dämplungsglieder 104 sind in der dargestellten Anfangsslellung axial etwas zusammengedrückt, so daß sie eine Vorspannung ausüben, durch die der nach außen gerichtete Flansch 100 gegen die Minier 112 und die Ringscheibe 114 und die Drucklager 116 /wischen einer ringförmigen Schulter 118 an der Welle 108 und dem Flansch 98 des Gleitstücks 96 in Anlage gehallen sind. Die Welle 108 ist von einer Buchse 120 umgeben, die zu der Welle drehbar und axial verschieblich ist. wozu die Buchse 120 eine nicht dargestellte Mutter trägt, deren Kugeln mit den Gewindegängen HO zusammenarbeiten. Die Büchse 120 hat am einen Ende einen Anschlag 122 und eine entsprechende .Schulter am anderen nicht dargestellten linde.

Der Anschlag 86 kann eine dämpfende Wirlung beim Beenden der axialen Bewegung zwischen der Büchse 120 und der Welle 108 in beiden Richtungen bewirken. Bewegt sich die Büchse 120 nach links /ur umlaufenden Welle 108. so fährt die Ringschulter 122

4« der Büchse 120 gegen den nach außen genchieicn !lausch 100 des Gleitstücks 92. das nach links verscho ben wird und das Volumen der Kammer 88 verringert Eine relative Drehbewegung ist durch die Drucklagci 116 gestaltet, und die dämpfende Wirkung tritt in dei bereits beschriebenen Weise ein. Dreht sich anderer sens die Büchse 120 nach rechts bei sich drehendei Welle 108. so kommt die andere nicht dargestellte Schulter zur Anlage gegen die Ringscheibe 114 und bc wirkt eine axiale Verschiebung des äußeren Gleitstücks 96 nach rechts, wodurch wiederum eine Verringerung des Volumens der Kammer 88 eintritt, wobei die Drucklager 116 eine Relativdrehung /wischen dci Kammer und der Büchse 120 gestatten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche;

1. Anschlug zur Begrenzung der axialen Relativbewegung /wischen zwei mechanischen Teilen in Form einer Kammer veränderlichen Volumens zur Aufnahme von Dämpfungs- und Rückstellgliedern, wobei die Kammer von einer zu dem einen mechanischen Teil mindestens in einer Richtung axial festgelegten ersten axialen Wand und von einer mit dieser starr verbundenen ersten radialen Wand und ferner von einer radialen Abstand zur ersten axialen Wand aufweisenden zweiten axialen Wand und einer mit dieser starr verbundenen axialen Abstand von der ersten radialen Wand aufweisenden zweiten radialen Wand an einem Gleitstück begrenzt ist. das durch Anfahren des anderen mechanischen Teils unter Verringerung des Kai.imervolumens axial verschieblich ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungs- und Rückstel!- glieder mehrere in Achsrichtung nebeneinander angeordneie Ringe (58: 82: 104) ;iu.s einem verhältnismäßig steifen, elastomeren Werkstoff sind, die einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und bei größtem Volumen der Kammer (34: 62; 88) mit geringer Vorspannung gegen die radialen Wände (42. 46, 44. 48: 70, 72:98. 100) der Kammer und im wesentlichen spannungsfrei gegen deren axiale Wände (36. 38:64, 66; 90.94) anliegen.

2. Anschlag nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (34; 62; 88) in axialer Richtung zwischen den Dämpfungs- und Riickstellgliedern (58: 82; 104) ringförmige, zu den radialen Wänden (42, 46. 44. 48; 70. 72; 98. 100) der Kammer parallele Trennscheiben (56; 80; 102) schwimmend angeordnet sind.