DE2821726A1 - Schraubenspindelgetriebe mit einer hydrostatischen mutter - Google Patents

Schraubenspindelgetriebe mit einer hydrostatischen mutter

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DE2821726A1 DE19782821726 DE2821726A DE2821726A1 DE 2821726 A1 DE2821726 A1 DE 2821726A1 DE 19782821726 DE19782821726 DE 19782821726 DE 2821726 A DE2821726 A DE 2821726A DE 2821726 A1 DE2821726 A1 DE 2821726A1
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Dieter Hancke
Siegfried Rose
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/24Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
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    • F16H57/0497Screw mechanisms

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Description

  • Schraubenspindelgetriebe mit einer hydrostati-
  • schen Mutter Schraubenspindelgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 besitzen eine Schraubenspindel und eine Mutter, wobei in Gewindeflankenflächen der Mutter Taschen ausgespart sind, die über Vorschaltdrosseln aus einer Druckflüssigkeitsquelle mit Druckflüssigkeit -vorzugswe:ise einem Ol - beaufschlagbar sind.
  • Die Druckflüssigkeit kann aus den Taschen durch den eine Drossel bildenden Spalt zwischen den Oewindeflankenflächen der Mutter und denen der Spindel abströmen.
  • Derartige Getriebe sind bekannt. Sie dienen zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine zumindst unter hoher Last erfolgende Längsbewegung. Diese Getriebe haben den Vorteil hoher Steifigkeit, hoher TragfShigkeir; und praktisch vollständiger Verschleißfreiheit. Sie eignen sich insbesondere für den stickslip- und hysterisisfreien Antrieb von Verschiebbewegungen an mit hoher Genauigkeit arbeitenden Werkzeugmaschinen und Meßmaschinen. Sie erlauben z.B. eine einem spielfreien Antrieb gleichkommende hundertprozentige Reproduzierbarkeit von Längspositionen bei Arbeitstischen.
  • Die Belastbarkeit und die Steifigkeit derartiger Getriebe hängt vom Hydrauliksystemdruck und somit dem Taschendruck an den Gewindeflanken ab. Dabei ist der beträchtliche Older durchfluß durch das Spaltsystem Lagerung in der Regel proportional dem Produkt aus Hydraulikdruck und dritter Potenz der Abflußspalte zwischen den Flanken des Muttergewindes und denen des Schraubengewindes.
  • Um die hydrostatische Leistung niedrig zu halten, muß der Spalt zwischen den jeweiligen Flanken in engen Grenzen konstant gehalten werden und darf nicht durch Steigungsfehler und Verformungen im Betrieb starken Streuungen unterliegen. Hierin liegt nun eine große Schwierigkeit, insbesondere dann, wenn die Belastung der Mutter hohe Werte annimmt oder die Spindel und somit der Arbeitsbereich der Mutter mehrere Meter lang ist. Bei hoher Belastung treten sowohl an der Spindel als auch an der Mutter beträchtliche elastische Längs verformungen auf, die zu einer Festkörperberührung fAhren können, die höchst schädlich ist.
  • Bei langen Schraubspindeln ist es meistens nicht möglich, das Gewinde in einer Aufspannung fertigzuschleifen. Die Spindel muß bei der Herstellung nachgesetzt werden, wodurch nicht vernachläßigbare Steigungsfehler auftreten. Ferner kamen bei sehr langen Spindeln Temperaturunterschiede entlang der Spindel zu unterschiedlichen Gewindesteigungen führen, die ebenfalls eine ölspaltänderung hervorrufen.
  • Erschwert wird die Problematik der Konstanz der Spaltdicke bei hochbelasteten Getrieben dadurch daß die Gewindegänge mit verhältnismäßig großer Steigung hergestellt werden müssen, damit ein ausreichender Tragquerschnitt am Gewindefuß sowohl an der Mutter als auch an der Spindel garantiert ist. Insbesondere bei hochbelasteten Spindeln müssen ferner in der Mutter viele Gewindegänge vorgesehen werden, um eine ausreichende Tragfähigkeit dieser Mutter zu erzeugen.
  • Durch diese lang ausgeführte Mutter ergeben sich beträchtliche Toleranzsummierungen, die unter Umständen ebenfalls zur Festkörperberührung führell können, wenn sich noch die weiter oben entstehenden Toleranzen durch Abweichungen addieren.
  • Bei geringer belasteten Schraubenspindelgetrieben besteht dann, wenn höchste Präzision fordert ist, eine ähnliche Problematik.
  • Es müßte also der Nennölspalt jeweils so groß ausgelegt werden, daß alle von dem adealmalt abweichenden ölspaltbreiten aufgenommen werden könnten, bohne daß es zu einer schädlichen Berührung der Spindelflankei mit den Mutterflanken kommt. Da aber der bldurchfluß mit der dritten Potenz des Ölspaltes ansteigt, ist eine solche Verqrößerung des Ölspaltes in den meisten Fällen nicht möglich.
  • Die Erfindung beseitigt durch die Ausbildung nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 die dargelegten Schwierigkeiten ganz oder wenigstens weitgehend, dXh., sie erlaubt es, bei vorgegebener Belastung das Schrauben spindel triebes die fertigungsbedingten Toleranzen und Abweichungen bei der Spindel- und/oder Muttergewindeherstellung weit mehr als bisher möglich in Kauf zu nehmen, ohne daß die Durchflußmenge an Hydraulikflüssigkeit unangemessen hoch wird.
  • Durch die hydraulische Lagerung der Teilmutter - die vorteilhaft jeweils nur etwa einen Gewindegang oder weniger lang sind - sind die Teilmuttern in Axialrichtung elastisch gelagert, so daß sich die Gesamtmutter in ihrer Länge und Steigung unter Veränderung als Axiallagerspalt unterschiedlichen Steigungen des Spindelgewindes anzupassen vermag.
  • Sind die Teilmuttern dabei einstellbar, so könne sie durch Verdrehen auf einen optimalen Spaltmittelwert im Gehäuse einjustiert werden.
  • Das Einjustieren jeder einzelnen Teilmutter innerhalb des Muttersystems kann z.B. dadurch erfolgen, daß die Teilmutter im Gehäuse um einen verhältnismäßig geringen Winkelbetrag von + oder - 5 Winkelgraden verdrehbar sind und mittels tangential wirkender Stellschrauben in der einjustierten Lage in ihrer Verdrehlage festgehalten werden können.
  • Durch eine Dreheinstellbarkeit der Teilmuttern, wird es wesentlich erleichtert, den ölspalt an den beiden wirksamen Flanken des Spindelgewindes in optimaler Weise auf beiden Seiten gleich zu halten, ohne das Axialspiel der hydraulischen Axiallagerung der Teilmutter bereits ganz oder zum Teil hierfür zu verbrauchen. Diese Spaltgleichheit der zunächst unbelasteten Spindel ist deshalb von großer Bedeutung, weil dort je nach der Ij;ehzahl der Spindel gegenüber der Mutter eine mehr oder weniger beträchtliche Relativgeschwindigkeit wirksam ist, die vom Schmierspalt links und rechts des Spindelgewindeganges "geschmiert" werden muß.
  • Es versteht sich, daß die hydiaulische Axiallagerung der Teilmuttern weicher sein muß, als die der Spindel in den Teilmuttern, aber immer noch hart genug, um die Betriebsaxialkräfte zwischen Mutter ulld Spindel aufzunehmen. Die "Federkonstante" der Axiallager muß also geringer sein als die Axialkomponente der Federkonstanten der Spindellagerung in der jeweiligen Teilmutter, und zwar um so viel, daß mit Sicherheit eine Festsl:offberührung im Axiallagerauftritt, bevor eine solche im gleitreibungsbeanspruchten Spindellager erfolgt. Das kanil z.B. dadurch bewirkt werden, daß die Axiallager schwächer tlimensioniert oder mit geringerem Druck beaufschlagt werden1 als die Spindellager in den Teilmuttern.
  • Vorteilhaft erfolgt die ölversorgung der axial an den Cewindeflanken des Innengewindes der Teilmutter angebrachten Tasche über Drosseln von den Taschen des Axiallagers her, welches die Teilmutter im Gehäuse lagert. Der Ölstrom durchfließt also in Serie zuerst dfc Axiallagertaschen und danach die Spindellagertaschen im Innengewinde der Teilmuttern in folgender Reihenfolge: Erste Drossel für das hydrostatis(he Axiallager - Taschen des Axiallagers im Gehäuse - zweite Drossel für das hydrostatische Spindellager - hydrostatisches Spindellager.
  • Tritt hierbei eine ksialkraft zwischen Spindel und Teilmutter auf, so will nicht nur die Spindel den entsprechenden Ölabfluß spalt zwischen ihrer einen Gewindeflanke und der entsprechenden Flanke der Teilmutter.innenfläche verringern, sondern auch den entsprechenden Spalt des Axiallagers. Damit steigt nach dem Prinzip des hydrostatischen Lagers der auf Rückstellung des Axialllagers wirkende Druck, wodurch die Taschen des verengten Lagerpults zwischen Spindel und Teilmutter, in denen ja schon der Druck wegen des verringerten Abflußspalts anstieg, zusätzlich mit höherem Druck beaufschlagt werden. Bei richtiger Dimensionsänderung läßt sich erreichen, daß der Lagerpult zwischen Spindel und Teilmutter konstant bleibt, bis Feststoffberührung im Axiallager eintritt Erst danach wird der Spalt zwischen Teilmutter und Spindel bei weiter wachsendem Axialschub verringert.
  • Der Vorgang ist also in der Weise, daß zunächst praktisch nur zwischen den Gewinderingen und dem Gehäuse, die ja gegeneinander oder relativ zueinander stillstehen, eine blfilmverformung auftritt und erst nachdem diese blfilmverformung ihren möglichen Maximalbetrag angenommen hat, eine weitere blfilmverformung zwischen den Gewindegängen des Innengewindes der Teilmuttern und des Außengewindes der Spindel auftritt, so daß eine wesentlich höhere Belastbarkeit derartiger Muttern möglich ist und die Gefahr einer Berührung der Gewindeflanken an den Stellen hoher Relativdrehzahl in einen wesentlich höheren Belastungsbereich hin verschoben ist.
  • Vorteilhaft werden die Taschen im Gewinde der Teilmuttern über Ringnuten im Bereich des Umfangs der Teilmuttern gespeist. In diesen Nuten können dann als Drosseln für die letztgenannten Taschen Kapillarröhr chen liegen.
  • Ferner ist es im lastlosen Zustand möglich, mit Hilfe von zwei Manometern, die den Druck in den Ringnuten messen, die Teilmutter so einzustellen, daß der Druck in den Ringnuten auf beiden Seiten gleich groß ist. Damit sind auch die Drücke in den Taschen zwischen den Gangrippen des Innengewindes und der Spindel gleich groß. Ist der Druck in den Ringnuten auf beiden Seiten der Teilmuttern zwischen dem Gehäuse und der Teilmutter auf beiden Seiten gleich, sind zwangsläufig die Spalte auf beiden Seiten gleich, wobei diese Spalte jedoch sowohl am Axiallager zwischen Teilmutter und Gehäuse, als auch zwischen den Flanken von Innengewinde und Außengewinde an der Spindel von Teilmutter zu Teilmutter unterschiedlich sein können. Auf diese Weise kanal zunächst im lastlosen Zustand die gesamte Mutter auf des Gewindespindel optimal einjustiert werden durch Verdrehen der einzelnen Teilmuttern innerhalb des Muttergehäuses.
  • Das Gehäuse besitzt vorteilhaft ein außenliegendes Rohr mit genauem Innendurchmesser. In dieses Rohr sind nun Axiallagerringe und Distanzbüchsen axial eingeschoben, wobei die Distanzbüchsen Ringnuten enthaltene die mit O-Ringen axial abgedichtet sind. In den Distanzbüchsen befinden sich dann auch erste Drosseln zur Versorung dei ringnutförmigen Taschen für das hydrostatische Axiallager zwischen der Teilmutter und dem Axiallager. Die Axiallagerringe und die Distanzbüchsen sind zusammen mit als Endflanschen ausgebildeten Axiallagerringen mittels Zuganker axial zusammengespannt. Die Teilmuttern sind in axialer Richtung zwischen den Axiallagerringen mit dem erforderlichen Axialspiel eingepaßt und radial mit einer Schiebepassung in der entsprechenden Distanzbüchse geführt und ebenfalls mit O-Ringen abgedichtet.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die Axiallagerringe mit einer angemessenen axialen Dicke ausgeführt sein können, so daß zwischen den einzelnen Teilmuttern ausreichende Sammelräume zur Aufnahme des aus dem Radialspalt zwischen Axiallagerring und Teilmutter und dem Spalt an den jeweiligen Gewindeflanken zwischen dem Innengewinde der Teilmuttern und der Spindel abströmenden Öles entstehen.
  • Vorzugsweise besitzt jede Teilmutter nur einen vollen Gewindegang über 360 Grad. Auf diese Weise ist es möglich mit einer spanabhebenden Bearbeitung die Taschen an den Gewindeflanken auf herkömmliche Weise zu bearbeiten, wodurch man in der Wahl des Werkstoffes für die Teilmuttern weitgehend frei ist.
  • Bei hohen Lineargeschwindigkeiten von Schlittenführungen ist es oft vorteilhaft, daß die Gewindespindeln mehrgängig sind. Hierbei besteht die Schwierigkeit, daß diese mehrgångigen Gewinde exakt auf Umschlag mit dem Muttergewinde zusammenpassen müssen. Deshalb wirken sich die schon bei eingängigen Gewinden störenden Massenabweichungen in verstärktem Maße aus Die erfindungsgemäße hydrostatische Spindelmutter ermöglicht es, daß die einzelnen Teilmuttern bei beispielsweise einer zweigängigen Spindel um wechselweise 180 Grad verdreht in das Muttergehäuse eingebaut werden.
  • Durch die Verdrehjustierbarkeit der einzelnen Teilmuttern ist es möglich, diese Umschlagtoleranz vollständig zu Null zu machen, indem in ähnlicher Weise wie bei der eingängigen Gewindespindel die einzelnen Teilmuttern so einjustiert werden, daß die Taschendrücke jeweils gleich sind. Hierin liegt ein weiterer Vorteil der Erfindung für mehrgängige Schraubenspindeln.
  • Die Zahl der Teilmuttern,in welche die hydrostatische Mutter unterteilt ist, kann je nach den Bedürfnissen schwanken. In der Regel wird sie zwischen drei und fünf liegen. Meist wird man drei Teilmuttern wählen.
  • Es versteht sich, daß die Druckflüssigkeits- oder Drucköltaschen auf den Gewindeflanken der Teilmuttern gleichmäßig über den Umfang verteilt sein müssen. Diese Taschen haben jeweils eine Länge in der Größenordnung von etwa 45 Grad und sind von der nächstfolgenden Tasche zweckmäßig durch einen Steg mit einer Länge von etwa 10 bis 20 Grad getrennt.
  • Bei der bisherigen Beschreibung wurde davon ausgegangen, daß die Teilmuttern radial geführt sind. Dies ist aber nicht unabdingbar. Insbesondere dann, wenn die Möglichkeit besteht, daß die Gewindebohrung der Teilmutter zu den entsprechenden Flächen der Axiallagerung derselben etwas geneigt verläuft, kann die radiale Führung der Teilmuttern auch von der hydrostatischen Spindellagerung übernommen werden. Hierfür ist in aller Regel kein gesonderter Aufwand erforderlich, da normalerweise die Gewindeflanken der Schraubenspindel geneigt velwlaufen und damit auch eine Radialkomponente aufweisen Bevorzugt verlaufen die Axiallagerflächen der Teilmuttern, also die Spaltflächen; durch welche bei den Axiallagern das Drucköl abläuft, in Normalebenen zur Achse der Mutter.
  • Auch hier kann jedoch durch entsprechende konische Ausbildung dieser Flächen eine radiale Zentrierung der Teilmuttern in Bezug auf das Gehäuse erfolgen.
  • Nachfolgend ist eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen als erläuterndes Beispiel beschrieben.
  • Fig. 1 zeigt schematisch einen Axialschnitt durch ein Schraubenspindelgetriebe nach der Erfindung, wobei im Bereich der mittleren der drei Teilmuttern zur Verdeutlichung der Lage der Drucköltaschen die Spindel unterbrochen ist.
  • Fig. 2 zeigt in gegenüber Fig. 1 vergrößertem Maßstab den mittleren Teil der hydrostatischen Mutter nach Fig. 1.
  • Fig. 3 zeigt schematisch einen Teil des Schnittes III-III aus Fig. 1.
  • In der Zeichnung sind die Lagerung der Schrauben spindel 1 sowie der diese führenden hydrostatischen Mutter 2 als für die Erfindung unwesentlici nicht dargestellt.
  • Die hydrostatische Mutter selbst besitzt einen äußeren Zylindermantel 3, der an seinen beiden Enden Abschlußflansche 4 und 5 trägt, welche sogleich für d:e an sie angrenzenden Teilmuttern, die hydrostatischen Lagerringe bilden.
  • Zwischen den Abschlußflanschen oder Lagerringen 4 und 5 sind radialspielfrei ein Distanzbüchse 6,ein doppelseitig wirkender Axiallagerring 7, eine weitere Distanzbüchse 6, ein weiterer doppelseitig wirkender Axiallagering 7 und eine letzte Distanzbüchse 6 mittels sechs Zugankern 10 eingespannt.
  • Drei gleiche Teilmuttern 11 deren axiale Länge gleich der Ganghöhe der Spindel ist, sind wie aus der Zeichnung ersichtlich, mit ihren senkrecht zur Mutteranordnung verlaufenden beiden Stirnflächen je zwischen zwei Axiallagerringe 4 und 7, 7 und 7 sowie 7 und 5 in Axialrichtung mit einem gewissen Spiel geführt. In Radialrichtung sind sie spielfrei an den Innenflächen der Distcanzbüchsen 6 geführt.
  • Die drei Teilmuttern 11 besitzen jeweils, wie aus Fig. 3 ersichtlich, eine radial nach außen durch einen Schlitz 12 der entsprechenden Distanzbüchse 6 ragende Zunge 13. Diese Zunge kann, wie aus Fig. 3 ersichtlich, mittels zweier Mahlenschrauben 14 um das Maß der Erstreckung des Schlitzes 12 in Umfangsrichtung eingestellt werden, das zweckmäßig etwa 10 Grad beträgt. Dadurch ist eine genaue Feineinstellung der Drehlage der Teilmutter in Be7ug auf das Muttergehäuse möglich.
  • Die Teilmuttern sind, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, jeweils mit einer Reihe von Drucköltaschen 16 auf der in Fig.
  • 1 und 2 linken Gewindeflanke der Teilmutter und Drucköltaschen 17 auf der rechten Seite der Gewindeflanken der Teilmutter versehen. Das in diese Flanken unter hohem Druck eingespeiste Öl tritt zwischen den Gewindeflanken der Teilmutter und den Gewindeflanken den Spindel 1 aus und verhindert aufgrund des Druckes unter dem es steht, eine Berührung von Teilmutter und Schraubenspindel, Man erkennt in der Zeichnung ferner Ringnuten 20 längs der Kanten zwischen den Umfangslächen und den Stirnflächen der Teilmuttern 11. Diese Ringnuten bilden di Drucköltaschen für die axial hydrostatische Lagerung der Teilmuttern 11.
  • Das Hochdrucköl für die hydrc)F;tatische Lagerung wird wie durch den Pfeil 22 angedeutet durch den linken Abschlußflansch 4 in die Mutter eingeführt. Jede der drei Distanzbüchsen 6 besitzt eine AxialLohrung 23, welche an beiden Stirnflächen der Distanzbüchse 6 jeweils vorgesehene Ringnuten 24, 25 verbindet. Entsprechende Bohrungen 26 sind in den Axiallagerringen 7 vorgesehen, so daß das Drucköl vom Anschluß im Flansch bzw. Axiallagerring 4 bis in die Axialbohrung 23 der in Fig. 1 äußersten rechten Distanzbüchse 6 eintreten kann. Aus der Bohrung 23 führen jeweils zwei Bohrungen 28 und 29 radial nach außen in Umfangsnuten 30 und 31 der Distanzbüchse 6 In diesen Umfangsnuten sind als Drosseln für die Axiallager Kapillarrohre vorgesehen.
  • Diese sind der einfachheithalber zeichnerisch nicht dargestellt. Diese Rohre kUnnen beispielsweise in derRadialbohrung 28, 29 eingelötet sein und mit der erforderlichen Länge in die Nuten 30 bzw. 31 verlaufe(.
  • Das Drucköl strömt nun über die erwähnten nicht gezeichneten Drosseln in in Fig. 2 außerhalb der Zeichenebene liegende Kanäle 33, 34, welche in die Ringnuten 20 an den beiden Umfangskanten der Teilmutter 6 führen, Aus diesen Ringnuten strömt das Drucköl durch den so wie auch alle anderen Druckölaustrittsspalten übertrieben breit in Fig. 2 gezeichneten Spalt 35 radial nach innen aus und lagert so die Teilmutter in für Axiallager an sich bekannter Weise zwischen den Axiallagerringen 7. Ein Austritt vi Drucköl in den Spalt zwischen der Umfangsfläche der Teilmutter und der Innenfläche des Distanzrings 6 ist durch die ent:spre;:henden nicht mit Bezugszeichen versehenen O-Ringe vethindert, ebenso wie ein Austreten radial nach außen in don Spalt zwischen den Distanzringen 6 und den Lagerringen 7. Ein ölaustritt aus den Umfangsnuten 30 und 31 im Distauzrinf; 6 ist ebenfalls durch entsprechende, insbesondere aus Fif..}. 2 ersichtliche, O-ltinge verhindert.
  • Durch die Spalte 35 tritt nicht Das gesamte Drucköl aus den Ringnuten 20 aus. In diesen Ringnuten 20 sind vielmehr ebenfalls der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnete Kapillarrohr als Drosseln vorgesehen, welche in Bohrungen 40 die von der in Fig. 2 rechten Ringnut 2u zu den Lagertaschen 16 in den Gewindeflanken der Teilmutter 11 führen, während die als Drosseln wirkenden Kap.illarrohre in der in Fig. 2 linken Ringnut 20 an Bohrung 41 angeschlossen sind, welche die Lagertaschen 17 in den in lig. 2 rechten Flanken des Innengewindes der Teilmutter fÜ:t Die Bohrungen 40 und 41 sind auch in Fig. 2 nur schenlatiscil angedeutet. Sie sollen lediglich die Verbindung angeben und nicht bereits eine konstruktive Anweisung für die zweckmäßige Anordnung der Bohrungen.
  • Aus den Lagertaschen 16 und 1) kann das Lecköl dann durch die Spalte zwischen den Gewindeflanken der Teilmutter 11 und den Gewindeflanken der Schraubenspindel 1 über Bohrungen 42, 43 und 44 in eine axiale Druckölablaufbohrung 45 treten, aus welcher es in die Räume zwischen der Spindel und den Axiallagerringen 7 gelangt, Aus diesen kann es in irgendeiner zweckmäßig erscheinenden Weise abgeführt werden.
  • Die hydrostatischen Lagerflächen zwischen der Spindel und der Teilmutter einerseits sowie zwischen der Teilmutter und den Lagerringen andererseits müsseil natürlich so bemessen sein, daß trotz des geringeren Druckes des den Taschen in der hydrostatischen Spindel lagerung zufließenden Öles die Axiallagerkraft für die Spindel in der Teilmutter wenigstens genauso groß istf wie die Axiallagerkraft der Teilmutter zwischen den Axiallagerringn 7.
  • Das Getriebe nach der Erfindung wirkt wie folgt.
  • Bei normalem Betrieb und ideal genauer Schraubenspindel nehme jede Teilmutter 11 die in Fig. 2 gezeigte Mittellage zwischen den beiden sie axial führenden Lagerringen 7 ein.
  • Tritt nun durch eine Ungenauigkeit oder auch durch eine Überlastung der Maschine ein erhöhter Axialschub auf, so wird durch diesen der als von links nach rechts wirkend angenommenen werde, die Teilmutter ii gegen den rechten Lagerring 7 gedrückt. Dadurch kann weniger Drucköl durch den rechten Ringspalt 35 abfließen, so daß der Druck in der Ringnut 20 ansteigt. Dadurch steigt wiederum auch der Druck in den Leitungen 40 an, so daß hierdurch die Taschen 16 in den Flanken des Teilmuttergewindes von vorne herein mit höherem Druck beaufschlagt werden. Das hat zur Folge, daß bei richtiger Dimensionierung der entsprechende Lager spa lt zwischen den Flanken der Spindel und denen der Teilmutter praktisch nicht verändert wird. Die Dimensionierung kann sogar so getroffen werden, daß er dann sogar noch vergrößert wird. Letzteres ist jedoch nicht wünschenswert.
  • Erst wenn die Teilmutter zur Anlage am entsprechenden Lagerring 7 kommt, steigt der Druck in der Ringnut 20 nicht weiter. Erst jetzt beginnt dann der eigentliche Hydrostatiklagermechanismus zwischen der Teilmutter und der Spindel zu wirken; d.h. erst jetzt wird der Lagerspalt zwischen den Flanken von Teilmutter und Spindel geringer, so daß hier erneut ein erhöhter Druck aufgebaut wird.
  • Die Folge hiervon ist, daß Ferligungsungenauigkeiten in der Spindel nicht mehr durch elastische Verformung oder einen großen Lagerspalt der Mutter aufgenommen werden müssen, sondern daß diese Ungenauigkeiten durch Axialverschiebungen der Teilmuttern gegen die elastische Rückstellkraft des Drucköls aufgefangen werden.

Claims (10)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e Schraubenspindelgetriebe mit einer hydrostatischen Mutter, und einer in dieser geführten Welle, wobei entweder die Mutter, oder - wie d bevorzugt wird - die Spindel drehantreibbar ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Mutter eine Mehrzahl von drehfest in geringem Axialabstand v@neinander gelagerten kurzen hydrostatischen Teilmuttern (11) aufweist, die in Axialrichtung über hydrostatische Axiallager (20> 35) abgestützt sind.
  2. 2. Schraubenspindelgetriebe nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Drllckflüssigkeitstaschen (16, 17) der Spindellagerung in den hydrostatisch abgestützten Teilmuttern (11) in Reihe den in der gleichen Richtung wirkenden Drückflussigkeitstaschen (20) der hydrostatischen Axiallager nachgescE,altet sind.
  3. 3. Schraubenspindelgetriebe nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t X daß die Teilmuttern (11) in einem gemeinsamen Gehäuse (3,4,5, gelagert sind.
  4. 4. Schraubenspindelgetriebe na<ji Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Druckflüssigkeitstaschen (20) der hydrostatischen Axiallager in den Stirnflächen von durch Distanzbüchsen (6) axial uf Abstand gehaltenen Lagerringen (4,5,7) vorgesehen sind, die über den Innendurchmesser der Distanzbüchsen (6) hinaus nach innen ragen.
  5. 5. Schraubenspindelgetriebe nach einem der Ansprüchen 1 bis 4 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Teilmuttern (11) von außen radial geführt sind.
  6. 6. Schraubenspindelgetriebe nah einem der Ansprüchen 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Teilmuttern (11) auf der Spindel (1) radial geführt sind.
  7. 7. Schraubenspindelgetriebe nach einem der Ansprüchen 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ß daß die Teilmuttern dreheinstellbar gelagert sind.
  8. 8. Schraubenspindelgetriebe nach einem der Ansprüchen 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die hydrostatischen Axiallager (20, 35) der Teilmuttern (11) von einer gemeinsamen Druckflüssigkeitsquelle beaufschlagt sind.
  9. 9. Schraubenspindelgetriebe nach Ansprüchen 1 bis 8, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die den hydrostatischen Axiallagern (20 35) der Teilmuttern (11) vorgeschalteten Droseln in Umfangsnuten (30) der Distanzbüchsen (5) oder der Lagerringe (7) angeordnete Kapillarröhrchen sind.
  10. 10. Schraubenspindelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die zwischen den hydrostatischen Axiallagern (20, 35) und den hydrostatischen Spindellagerl , 17) der Teilmuttern (11) liegenden Drossln in Umfangsnuten (20) der Teilmuttern angeordnete Kapillarrohre sind.
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