DE2300395A1 - Elektrisch getriebenes waelzkoerperschraubgetriebe - Google Patents

Description

Patent ειην/äl te

Dipl.-Inc.W.Beyer

Bipl.-Wirtscb.-Ing.B.Jochem

6 Prankfurt am Main Freiherr-vom-Stein-Gtr.18

Anm·: SKF Industrial Trading and Development """""""""" Company B.V., Overtoom 141-145» Amsterdam-W., Niederlande

Elektrisch getriebenes Wälzkörper-Schraübgetriebe

Die Erfindung betrifft ein elektrisch betriebenes Wälzkörper-Schraubgetriebe»das aus" einer mit S±raubennuten versehen Gewindespindel und einer mit inneren Schraubennuten versehenen Mutter besteht, wobei letztere mit Rückfühnaitteln für in den Schraubennuten angeordnete Wälzkörper versehen ist,

Bei bekannten Schraubgetrieben dieser Art, durch ' ■ welche eine Drehbewegung in eine Linearbewegung umgewandelt wird, wird die Drehbewegung durch einen Elektromotor erzeugt, der entweder unmittelbar oder über ein Getriebe rait entweder der Gewindespindel oder Mutter des Wälzkörper-Schraubgetriebes Gekuppelt ist. Der Elektromotor erfordert verhältnismäßig viel Kaum und erschwert die Anwendung eines solchen Iiinearbewegungsgetriebeo erheblich".

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine nehr einfache Einrichtung zu schaffen, bei v/elcher der Elektromotor einen integrierten Bestandteil des Wälzkörper-Sehraubgetriebes bildet. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Mutter als Ständer und die Gewindespindel als läufer • eines Elektromotors ausgebildet sind.

Ein Alisführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig.. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kugelschraubgetriebe nach Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch das Schraubgetriebe nach Fig. 1 im mittleren Bereich,

Fig. 3 einen Teil einer Abwicklung der Spinde loberflache mit der Anordnung der Ständerpole im Verhältnis zu dem Verlauf der Schraubennuten und ,.

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform einer Lagereinheit des Schraubgetriebes nach Fig. 1.

Das in der Zeichnung dargestellte Schraubgetriebe besitzt.· eine mit schraubenförmig verlaufenden Nuten 1 versehene Gewinde spindel 2 die mit Hilfe

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von Kugeln mit; einer Mutter 3 zusammenarbeitet. Biese ist in der Nähe ihrer Enden mit je einer Lagereinheit 4- versehen., die aus einer Anzahl von Wälzkörpern, nämlich Kugeln 5 besteht, die mit Hilfe von Rückführgliedern 6 derart zurückgeführt werden, daß eine endlose Kugellaufbahn erhalten wird.

Gemäß der Erfindung sind d\e Mutter 3 "und die Gewindespindel 2 als Ständer bzw, läufer eines Elektromotors ausgebildet, wozu die Mutter mit einer Anzahl zwischen den Lagereinheiten 4- angeordneten Polkernen 7 versehen?-^s^» die Q*e eine Wicklung. 8 tragen. Zwischen der Mutter und der gewindespindel befindet sich eine Hülse 9 mit Aussparungen,, durch welche sich die Polkerne 7 gegen die Gewindespindel erstrucken. An den Enden der Hülse ist je eine ringförmige Aussparung vorgesehen, in der sich die vorgenannte Lagereiimtd-b befindet. Die äußere Mantelfläche 10 der Mutter ist an ihren Enden mit der Innenhülse 9 verbunden und mit Ansätzen 11 versehen, mittels welcher die Mutter an einem feststehenden Bauteil festgelegt werden kann. Der Raum zwischen der Hülse 9 wid dem Mantel 10 ist mit einem dielektrischen Kunststoff 12 angefüllt, so daß die Polkerne 7 und deren Wicklungen 8 steif umschlossen sind. Im Raum zwischen den Wicklungen 8 befinden sich Axialkanäle 13» deren Ein- und Auslässe gegen die Gewindespindel 2 axial außerhalb der entsprechenden Lagereinheit 4- gerichtet sind. Während der Drehung der Gewindespindel 2 wirkt diese mit ihren Schraübennuten als Schraubenpumpe und fordert dadurch Kühlluft durch die Axialkanäle 13.

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Die als Läufer wirkende Gewindespindel 2 ist' zwischen den Schraubennuten 1 mit mindestens einer weiteren Nut 14 versehen, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel rechteckigen Querschnitt besitzt und in welche eine oder mehrere Wicklungen 15 eingebettet sind. Diese können aus einer oder mehreren voneinander isolierten Drähten bestehen. Die Wicklung kann aber auch als ein Leiter aus Aluminium oder Kupfer in die Nut 14· eingegossen sein. Wenn die Gewindespindel als Kurzschlußläufer ausgebildet x^erden soll, kann es zweckmäßig sein, sie mit axial gerichteten parallelen Bohrungen dicht an dem Grund der Schraubennuten 1 bzw. der Hüten 14- zu versehen, wobei in den Bohrungen isolierte Kupferdrähte oder Stäbe angeordnet sind, die an den Enden der Gewindespindel durch Kurzschlußringe miteinander verbunden sind.

Der Kurzschluß kann auch dadurch erhalten werden, . daß die Axialbohrungen so dicht wie möglich an den Schraubennuten 14- angeordnet werden, so daß diese über Öffnungen miteinander in Verbindung stehen, und daß die Eotorv/icklung 14- über diese Öffnungen mit den Drähten oder Stäben in den Bohrungen kurzgeschlossen

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, stehen die Polkerne 7 im spitzen Winkel oL zu der Steigungsrichtung der Schraubennuten 1.

Der Ständer kann zweckmäßig mit einer vierpoligen Dreiphasenwicklung versehen sein, und der Läufer

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dreht man. beim Anschluß der Ständerv.'icklungen an eine Drehstroinquelle, synchron mit; der Storaänderung, Wenn der Dreiphasenstrom von einer Stromquelle zugeführt wird, deren Freqenz veränderbar int, können die Lauferdrehzahl und dadurch die Axialbewegung der Gewindespindel durch Frequenzregelung exakt gesteuert werden, wenn es erwünscht ist, die Gewindespindel in einer bestimmten Stellung festzuhalten, ist es dann nur erforderlich, die Frequenz der Stromquelle auf Hull herabzusetzen und die Erregung im Ständer aufrecht zu erhalten, so daß kein magnetisches Drehfeld mehr vorliegt.

Die Lagereinheiten an jeder Seite des Ständers der Mutter, das heißt der Polkerne 7 und der Wicklungen 8 können vollständig unabhängig voneinander mit eigenen Rückführnitteln ausgebildet sein, oder es ist ebenso möglich, daß die eine Lagereinheit über eine gemeinsame Rückführeinrichtung mit der am entgegengesetzten Ende der Mutter angeordneten anderen Lagereinheit verbunden ist. Dabei können einige der Kanäle 13 als Rückführmittel benutzt werden und sind in diesem Falle so ausgebildet, daß ihre Ein- und Auslässe jex/eils in eine Lagereinheit 4 einmünden.

Wie in Fig. 4 gezeigt, kann eine der Lagereinheiten 4 in Axialrichtung geringfügig beweglich angeordnet und mit Hilfe einer OJellerfoder 6 im Verhältnis zur anderen Lagereinheit vorgespannt sein.

Die Erfindung ist nicht auf das vorbeschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt; vielmehr sind innerhalb des Grundgedankens der Erfindung eine Vielzahl von

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Änderungen denkbar. So ist es möglich, den Ständer 7» 8 und den läufer 2 auf andere Weise im Rahmen der Kenntnisse auf dem Gebiet der Elektrotechnik auszubilden. .

- Patentansprüche -

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Claims (10)

1. Patentansprüche

   / 1. ^Elektrisch getriebenes S-Körper-Schrauben-—getriebe, bestehend aus einer rait Schraubennuten versehenen Gewindespindel und einer mit inneren Schraubennuten versehenen Mutter, wobei letztere mit Rückführmitteln für in den Schraubennuten angeordnete Wälzkörper versehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Mutter (3) als Ständer und die Gewindespindel (2) als Läufer eines Elektromotors ausgebildet sind.
2. 2. Schraubgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die wicklung (8) des Ständers und dessen Polkerne (7) zwischen zwei an den Enden der Ilutter (3) befindlichen Lagereinheiten (4) angeordnet sind.
3. 3. Schraubgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Raum zwischen den Ständerwicklungen (8) Kühlluftkanäle (13) angeordnet sind, die im wesentlichen parallel zu den Polkernen (7) verlaufen und deren Ein- und Auslässe gegen die Gevrindespindel (2) axial außerhalb der Lagereinheiten (4) gerichtet sind.
4. 4. Schraubgetriebe nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet , daß in dem Raum zwischen den Ständerwicklungen (8) Kugelrückführkanäle angeordnet sind, die im wesentliehen parallel zu den Polkernen (7) verlaufen und deren Ein- und Auslässe in je eine Lagereinheit (4) münden.

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5. 5. Schraubgetriebe nach Anspruch 2 odor 3, dadurch gekennzeichnet , daß jede Lagereinheit (4-) als in sich geschlossene Getriebeeinheit ausgebildet ist.
6. 6. Schraubgetriebe nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polkornc (7) im spitzen MXnkel (<*.) zur Steigungsrichtung dor Gchraubennuten (1) gerichtet sind.
7. 7. Schraubgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Gewindespindel (2) als Kurzschlußläufer ausgebildet ist.
8. 8· Schraubgetriebe nach Anspruch 7» dadurch .gekennzeichnet, daß .die Läuferwicklung (15) in mindestens eine zwischen den Schraubennuten (1) der Gewindespindel (2) angeordneten zusätzlichen Nut eingebettet ist.
9. 9. Schraubgetriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Gewindespindel (2) als Kurzschluß-Käfigläufer mit den Schraubennuten (1)-eng benachbarten Axialbohrungen zur Aufnahme isolierter Drähte oder Stäbe aus elektrisch gut leitendem Material ausgebildet ist, welche an den Enden der Gewindespindel (2) durch Kurzschlußringe miteinander leitend verbunden sind.

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10. 10. Schraubgetriebe nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Axialbohrungen in unmittelbarer Verbindung mit der Nut (14) bzw. den Nuten für die Läuferwicklung (15) stehen, so daß zwischen diesen Verbindungsöffnungen gebildet sind, und daß die Läuferwicklungen (15) über diese Verbindungsöffnungen mit den in den Axialbohrungen angeordneten Drähten oder Stäben kurzgeschlossen sind.

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