DE3144306A1 - Spindle drive - Google Patents
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
- F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
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Abstract
Description
SpindeltriebSpindle drive
Die Erfindung bezieht sich auf einen Spindeltrieb, insbesonder für hydraulische oder pneumatische Schwenkantriebe, bestehend aus einer mit einer Schrägverzahn ung (Steilgewinde) versehenen Spindel sowie einem Druckkolben, der mit der Spindel mittels Kugeln in formschlüssigem Eingriff steht, die gegen den Kolben mittels zweier die Kugeln jeder Kugelreihe auf etwa einem Viertelkreis umfassender Kugellager radial und axial abgestützt sind.The invention relates to a spindle drive, in particular for hydraulic or pneumatic rotary actuators, consisting of one with a helical tooth ung (high-helix thread) provided spindle as well as a pressure piston, which with the spindle is in positive engagement by means of balls, which against the piston by means of two the balls of each row of balls on ball bearings encompassing about a quarter circle radially and are axially supported.
Ein in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildeter Spindeltrieb ist aus der DE-OS 29 24 536 bekannt.A spindle drive designed in the manner described above is known from DE-OS 29 24 536.
Es wird bei Spindeltrieben ganz allgemein als ein schwerwiegen der Nachteil angesehen, daß einerseits bereits das durch bestimmungsgemäBe Belastung verursachte "Einfahren" der Kugelbahnen bzw. bei herkömmlichen Spindeltrieben der ineinandergreifenden Schragverzahnungen ein zwar geringfügiges, jedoch dennoch bemerkbares Drehspiel mit der Folge einer Nullpunktverstellung des Stellwinkels im Gefolge hat, und daß anderseits eine "innere" Justierung des Drehwinkelnullpunktes in eine beliebige Winkelstellung auf dem Gehäuseumfang nicht möglich ist, die Justierung vielmehr "äußerlich" durch entsprechende Dimensionierung und Gestaltung der Verbindungsglieder zum betätigten Aggregat erfolgen muß.In the case of spindle drives, it is generally considered to be a serious problem A disadvantage is that, on the one hand, this is already due to the intended use caused "retraction" of the ball tracks or with conventional spindle drives the intermeshing helical gears a slight, but still noticeable Spinning game with the episode one Zero adjustment of the setting angle as a result, and that on the other hand an "inner" adjustment of the zero point of the angle of rotation The adjustment is not possible in any angular position on the circumference of the housing rather "externally" through appropriate dimensioning and design of the connecting links to the actuated unit.
Der vorliegenden Erfindung lieqt demgemäß als Aufgabe die Schaffung eines Spindeltriebes mit auch bei langem Betrieb stabiler Lage des Stellwinkel-Nullpunktes zugrunde. Die Erfindung besteht ausgehend von einem Spindeltrieb der eingangs beschriebenen Art darin, daß die Kugellager zwischen einem Paar vor Federn verspannt sind, deren auf die Kugellager wirkende Federspannkraft das von der Spindel abgegebene maximale Drehmoment übersteigt.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a spindle drive with a stable position of the zero point of the setting angle even after long periods of operation underlying. The invention consists on the basis of a spindle drive of the type described at the beginning Kind in that the ball bearings are clamped between a pair of springs, whose the spring tension force acting on the ball bearings is the maximum output by the spindle Torque exceeds.
Durch die Crfinduny ist ein Spindeltrieb geschaffen, bei dem die durch betriebsbedingtesEinlaufen zwangsläufig entstehenden Toleranzen selbsttätig nachgestellt, d.h. die Kugellager und damit die Spindel dauerhaft auf den voreingestellten Nullpunkt justiert werden in dem Sinne, daß die Spindel bei der Kolben rückführung mit Sicherheit toleranzfrei in ihre Nullpunktlage zurückgeführt wird. Durch die Dimensionierung der Federn auf eine das maximale Drehmoment des Spindel- triebes übersteigende Vorspannkraft wird gewährleistet, daß diese Justierung auch während des Betriebes bei maximaler Belastung aufrechterhalten und damit der vorgegebene Stellwinkel nicht verändert wird.The Crfinduny creates a spindle drive in which the operating-related running-in, the tolerances that are inevitably created are automatically readjusted, i.e. the ball bearings and thus the spindle are permanently set to the preset zero point be adjusted in the sense that the spindle with the piston return with certainty is returned to its zero point position without tolerance. Through the dimensioning the springs to a maximum torque of the spindle instinct Excessive pretensioning force ensures that this adjustment also occurs during of operation at maximum load and thus the specified Adjustment angle is not changed.
Zur Erleichterung der Montage bzw. zur Ermüglichung einer Vormontage ist vorteilhaft der Kolben als eine Kassette ausgebildet, in deren Innenraum die Kugellager zwischen den -Federn eingespannt sind und deren die Spindel umschließende Wand mit Ausnehmungen versehen ist, die jeweils den Kiifig für die in die Spin delaußen verz'ihiiun gen eingreifen den und von den Kugellagern im Innern der Kassette abgestützt ten Kugeln bilden. Die Wahl der Federn ihrer Art ist grundsätzlich frei, vorteilhaft dienen als Abstützfedern jedoch Tellerfedern, mit deren Hilfe bei geringem Raumbedarf die erforderlichen, zum Teil erheblichen Abstützkräfte ausgeübt werden können. Die in der Kassette gelagerten Kugellager werden zweckmäßig von Schrügkugellagern in abwechselnd gegenläufiger Anordnung gebildet, mit deren Hilfe eine Abstützunq sowohl der Quer- als auch der L1lngskrri fte in einfacher Weise ermöglicht wird.To facilitate assembly or to enable pre-assembly the piston is advantageously designed as a cassette, in the interior of which the Ball bearings are clamped between the springs and their surrounding the spindle Wall is provided with recesses, each of the cages for the outside of the spindle decelerations engage and are supported by the ball bearings inside the cassette form th balls. The choice of springs of their type is basically free, advantageous However, disc springs serve as support springs, with the help of which when space requirements are limited the necessary, sometimes considerable, supporting forces can be exerted. the Ball bearings stored in the cassette are expediently supported by oblique ball bearings in alternately opposing arrangement formed, with the help of which a Abstützunq both the transverse as well as the longitudinal forces is made possible in a simple manner.
Vorteilhaft ist die den Kolben bildende Kassette mehrteilig aus einem die Spindel umfassenden Kolben rohr, einem mit dem Kolbenrohr verbundenen Hülsenteil sowie einem derart gegen das Hülsenteil verschraubten Kolbenverschlußring gebildet, daß sich das Kolbenrohr mit seinem freien Ende radial gegen den Kolbenverschlußring abstützt und damit nach der Montage zwischen der Spindel und dem Kolbenverschlußring gehalten ist. Es werden auf diese Weise die Vorteile erreicht, daß es einerseits eines gesonderten Kugelkäfigs nicht mehr bedarf, die Funktion des Kugelkäfigs vielmehr vori der Kolbenwandung selbst bzw. dem Kolbenrohr übernommen wird, daß weiterhin eine Vormontage der Kassette unter genauer Einstellung der erforderlichen Federvorspannung ermöglicht und damit die Endmontage der Spindel erleichtert und ihre Justierung ermöglicht wird, und daß schließlich das freie Ende des gleichzeitig den Kugelkäfig bildenden Kolben rohres in Folge seiner Führunq auf der Spindel und Abstützung gegen den Kolbenverschlußrinq gegen seitliches Ausweichen und Auftreten von Schwinqunqszuständen im Betrieb gesichert ist.The cassette forming the piston is advantageously made up of several parts the spindle comprising piston tube, a sleeve part connected to the piston tube as well as one such piston locking ring screwed against the sleeve part formed that the piston tube with its free end radially against the piston locking ring and thus after assembly between the spindle and the piston locking ring is held. There are achieved in this way the advantages that on the one hand a separate ball cage is no longer required, rather the function of the ball cage vori the piston wall itself or the piston tube is taken over that continues pre-assembly of the cassette with precise adjustment of the required spring preload and thus facilitates the final assembly of the spindle and its adjustment is made possible, and that finally the free end of the ball cage at the same time forming piston tube as a result of its guide on the spindle and support against the piston closure ring against sideways evasion and the occurrence of states of oscillation is secured in operation.
Bei zweistufigen Spindeltrieben ist zweckmäßiq das Kolbenrohr verlängert und im Bereich der Verlängerung mit einer Spindel au ßenverzahnung versehen , die mit einer weiteren unverdrehbar fest im Gehäuse gelagerten Kassette über Kugeln in Eingriff steht. Hierbei weist die Spindel vorteilhaft im Bereich der zweiten Stufe einen geringeren Durchmesser als das Kolbenrohr auf, wobei das -Kolbenrohr auf der Spindel mittels eines am Kolbenrohr angeordneten Schrägnadellagers abgestützt ist. Es wird hierdurch nicht nur die @emmung zwischen Spindel und Kolbenrohr unter gleichzeitiger Verringeruny des Verschleißes wesentlich vermindert, es tritt vielmehr im Gegenteil durch den betriebsbedingt rollenden Ablauf der Nadellager auf der Spindel eine Verbesserung der Oberflächengüte ein, durch die der Verschleiß der erforderlichen Dichtunyen vermindert und damit die Haltbarkeit des Spindeltriebes wesentlich verbessert wird.In the case of two-stage spindle drives, the piston tube is expediently lengthened and in the area of the extension with a spindle external toothing provided that with another non-rotatably fixed cassette over balls in the housing is engaged. Here, the spindle advantageously points in the area of the second Stage a smaller diameter than the piston tube, with the piston tube on the spindle by means of an angular contact needle bearing arranged on the piston tube is supported. This not only creates the jamming between the spindle and the piston tube with a simultaneous reduction in wear and tear, it occurs on the contrary, due to the operationally rolling sequence of the needle roller bearings on the spindle an improvement in the surface quality, through which the wear the required sealing and thus the durability of the spindle drive is significantly improved.
Es ist zweckmäßig das Kolbenrohr selbatzontrioerend und justierbar im Spindelgehäuse gehalten, zu welchem Zweck dai Kolbenrohr unverdrehbar jedoch axial verschieblich in einer Hülse geführt ist, die an ihrer dem Gehäuseboden zugewendeten Fläche mit einer rundumlaufenden Radialverzahnung versehen ist, die nach der Montage mit einer am Gehäuseboden angeordneten Radialverzahnung in Eingriff steht. Bei zweistufigen Spindeltrieben kann die Funktion der Justierhülse gleichzeitig von der unverdrehbaren Kassette übern ammen werden.It is useful that the piston tube is self-supporting and adjustable held in the spindle housing, but for what purpose the piston tube cannot be rotated Is guided axially displaceably in a sleeve that faces the housing bottom on its Surface is provided with a circumferential radial toothing, which after assembly is in engagement with a radial toothing arranged on the housing base. With two-stage Spindle drives can function of the adjustment sleeve at the same time from the non-rotatable Take over the cassette.
Auf diese Weise wird aufgrund der Radialla@e der Verzahnungen eine selbsttätige Zentrierung der Justierhülse bzw. gel)äuscfest gelagerten Kassette und damit des Kolbenrollres auf die Spindel erreicht und durch die einfach zugängliche Verzahnunq selbst eine Justierung des Spindeltriebes auf jede beliebige Nullstellung allein dadurch ermöglicht, daß der Gehäuseboden gelöst, durch Drehen der Justierhülse bzw. Kassette die Spindel auf den gewünschten Nullpunkt eingerichtet und die Justierhülse bzw. Kassette mittels des Gehäuse bodens über die miteinander in Eingriff stehen den Verzalinungen dreh fest eingespant wird, womit der qewünschte Nullpunkt einjustiert ist, der aufgrund der federverspannten Lagerung der Stützkugellager auch während langer Betriebszeiten keinerlei Veränderungen erfährt.In this way, a automatic centering of the adjustment sleeve or gel) securely mounted cassette and thus the piston roll on the spindle and achieved through the easily accessible Verzahnunq itself an adjustment of the spindle drive to any zero position made possible solely by the fact that the housing bottom is released by turning the adjusting sleeve or cassette the spindle is set to the desired zero point and the adjusting sleeve or cassette by means of the housing bottom over the one another are engaged, the splines are fixed in rotation, with which the desired Zero point is adjusted, due to the spring-loaded mounting of the support ball bearings does not experience any changes even during long operating times.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.The invention is illustrated in the drawing, for example.
In der Zeichnunq sind mit 1 das Gehäuse, mit 2 der Kolben und mit 3 die Spindel beispielsweise eines Hydro-Schwenk motors bazeichnet, die mittels Lagern 4 irn Gehäuse geführt sind. Die Spindel 3 ist mit einer Sehrägverzahnung in Form von Steilgewindegüngen 5 versehen. Der Kolben 2 steht mit der Spindel 3 mittels Kugeln 6 in formschlüssiqem Eingriff, die jeweils mittels zweier, die Kugeln jeder Kugelreihe auf etwa einem Viertelkreis umfassender Kugellager 7 radial und axial abgestützt sind.The drawing shows the housing with 1, the piston with 2 and with 3, for example, the spindle of a hydraulic swivel motor, which by means of Bearings 4 are guided in the housing. The spindle 3 is serrated provided in the form of steep thread 5. The piston 2 stands with the spindle 3 by means of balls 6 in formschlüssiqem engagement, each by means of two, the balls each row of balls on approximately a quarter circle comprehensive ball bearings 7 radially and are axially supported.
Die Kugellager sind zwischen einem Paar von Federn 9, im Beispielsfalle einem Paur von Tel lerfederri, verspannt, deren auf die Kugellager 7 wirkende Federspannkraft das von der Spindel abgegebene Drehmoment übersteigt. Die Kugellager 7 sind Schrägkugella@er in abwechselnd gegenläufiger Anordnung, von denen die über die Kugeln @ eingeleiteten Kräfte aufgenommen und gleichmäßig nach allen Richtungen verteilt werden.The ball bearings are between a pair of springs 9, in the example a Paur von Tel lerfederri, tensioned, whose spring tension acting on the ball bearings 7 exceeds the torque delivered by the spindle. The ball bearings 7 are Inclined ball @ er in alternating opposing arrangement, of which the over the Balls @ introduced forces absorbed and evenly in all directions be distributed.
Der Kolben 2 ist als eine Kassette ausgebildet, in deren Innenraum die Kugellager 7 zwischen den Federn 9 gelagert sind und deren die Spindel umschließende Warrd mit Ausnehmungen versehen ist, die jeweils den Käfig für die in die Spindelaußenverzahnung eingreifenden und von den Kugella@ern 7 im Inn ern der Kassette abgestützten Kugeln 6 bilden. Zu diesem Zweck ist der Kolben mehrteilig aus einen die Spindel umfassenden Kolbenrohr 10, einem am Kolbenrohr angeordaeter Hülsenteil 11 sowie einen derart iri das @ülsenteil 11 einqeschraubten Kolbenverschlußring 12 ausgebildet, daß sich das Kolbenrohr 10 mit seinem freien Ende radial gegen den Kolben verschlußring 12 ahsttitzt und damit nach der Montage auf der Spindel 3 geführt und durch den Kolbenverschlußring 12 gege@ radiales Ausweichen oder das Auftreten von Schwingungszuständen gesichert ist.The piston 2 is designed as a cassette in the interior thereof the ball bearings 7 are mounted between the springs 9 and their surrounding the spindle Warrd is provided with recesses, each of the cage for the in the spindle external toothing engaging and supported by the Kugella @ ern 7 inside the cassette balls 6 form. For this purpose, the piston is made up of several parts, comprising a spindle Piston tube 10, a sleeve part 11 arranged on the piston tube and one such iri the ula part 11 screwed-in piston locking ring 12 is formed that the piston tube 10 with its free end radially against the piston locking ring 12 ahsttitzt and thus guided after assembly on the spindle 3 and through the piston locking ring 12 secured against radial evasion or the occurrence of vibration states is.
In der Zeichnung ist eine zweistufige Ausführungsform eines Spindeltriebes dargestellt, bei der das Kolbenrohr 10 verlängert und im ßereich dieser Veriängerung mit einer Spindelaußenverzahnung 13 verschen lst, die mit einer we@teren, in diesem Falle unverdrehbar ini Gehäuse gelagerten Kassette 14 über Kuqelii 15 in Eingriff steht, die in entsprechender Weise wie die Kuqelrl 6 der ersten Stellstufe über zwischen Federn 16 eingespannte Kugellager 17 abgestützt sind. Die Spindel 3 weist im Bereich der durch die Kassette 14 repräsentierten zweiten Stufe einen geringeren Durchmesser als das Kolbenrohr 10 auf, das sich auf der Spindel 3 mittels eines Schrägnadellagers 19 abstützt.The drawing shows a two-stage embodiment of a spindle drive shown, in which the piston tube 10 is extended and in the area of this extension with a spindle external toothing 13, which with a further, in this Case non-rotatable in the housing mounted cassette 14 via Kuqelii 15 engaged stands, which in a corresponding manner as the Kuqelrl 6 of the first setting stage Ball bearings 17 clamped between springs 16 are supported. The spindle 3 has in the area of the second stage represented by the cassette 14, a lower level Diameter than the piston tube 10, which is on the spindle 3 by means of a Angular needle bearing 19 is supported.
Das Kolben rohr ist selbstzentrierend auf einen frei wählbaren Nulldrehpunkt justierbar im Spindel@ehäuse gehalten, zu welchem Zweck die Kassette 14 at ihrer dem Gehäu seboden 20 zugewendeten Fläche sowie der Gehäuseboden 20 selbst mit rundumlaufenden, miteinander in @ingriff stehenden Radialverzahnungen 21 versehen sind. Die Radialverzahnung ermöglicht durch Lösen des Gehäusebodens 20, Verdrehen der Spindel 3 bis auf den vorgewählten Spindelnullpunkt und anschließendes Verspannen der Kassette 14 unter Eingriff der Radialverzahnungen 21 ineillander ciii e einfache Justierung des Spindeltriebes, wobei aufgrund der radialen Lage der miteinander in @ingriff st@henden Verzahnungen eine Zentrierung der Kaskette 14 und damit auch des Kolben rohres 10 erfolgt. Die Einrichtung ist vorstehend anhand eines zweistufigen Spindeltriebes beschrieben. Bei einstufigen Spindeltrieben tritt bei ansonsten gleicher Ausbildung an die Stelle der Kassette 14 eine einfache mit Radialverzahnung verschene Justierhülse und an die Stelle der Spindelaußenverzahnung 13 mit Kugeln 15 eine beliebige geradlinige Axialführung. L e e r e lt eThe piston tube is self-centering on a freely selectable zero pivot point kept adjustable in the spindle housing, for what purpose the cassette 14 at its the housing bottom 20 facing surface and the housing bottom 20 itself with all-round, Radial gears 21 that are in engagement with one another are provided. The radial teeth made possible by loosening the housing bottom 20, turning the spindle 3 up to the preselected spindle zero point and subsequent clamping of the cassette 14 under Engagement of the radial gears 21 in one another ciii e simple adjustment of the spindle drive, where due to the radial position of the meshing gears a centering of the cascade 14 and thus also of the piston tube 10 takes place. the The device is described above using a two-stage spindle drive. In the case of single-stage spindle drives, this takes the place of otherwise identical training the cassette 14 a simple adjusting sleeve with radial teeth and in place of the external spindle toothing 13 with balls 15 any straight line Axial guide. L e e r e lt e
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19813144306 DE3144306A1 (en) | 1981-11-07 | 1981-11-07 | Spindle drive |
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DE19813144306 DE3144306A1 (en) | 1981-11-07 | 1981-11-07 | Spindle drive |
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DE3144306A1 true DE3144306A1 (en) | 1983-05-19 |
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ID=6145882
Family Applications (1)
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DE19813144306 Withdrawn DE3144306A1 (en) | 1981-11-07 | 1981-11-07 | Spindle drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3144306A1 (en) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |