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KONTERVORRICHTUNG FÜR EIN SCHRAUBGETRIEBE
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des
Hauptanspruchs. Solche Vorrichtungen mit geteilten Schnecken sind z.B. aus der deutschen
Patentschrift 21 17 520 bekannt.
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In der deutschen, nicht veröffentlichten Patentanmeldung P 33 44 133.2
ist eine Vorrichtung beschrieben, an die die vorliegende Erfindung anschliesst.
Nachteilig an dieser ist folgendes: a) Die Wendel-Druckfedern S2 halten die Konterung
beständig aufrecht. Dies bedeutet Reibung und Reibung bedeutet Wärme. Zum einen
muss also nutzlos Energie aufgebracht werden. Zum andern bedeutet Reibung schnelleren
Verschleiss.
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Die Reibungbedeutet auch Wärme. Während im allgemeinen Werkzeugmaschinenbau
50 bis 600 C Gehäusetemperatur üblich ist, steigt in diesem Fall die Gehäusetemperatur
bis auf 900 C. Die Temperatur an sich wäre nicht besonders kritisch. In Zusammenhang
mit hochgenauen Positionierungen, wie sie bei NC-Maschinen oder CNC-Maschinen notwendig
sind, bedeutet die Wärme auch eine Längenänderung.
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b) Man muss dafür sorgen, dass die Wärme abgeführt wird.
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c) Beim Eilgang muss man sich in der Geschwindigkeit beschränken.
Dies kommt zum Teil von der oben erwähnten Wärmeerzeugung her. Zum Teil kommt dies
auch von den hohen Kontaktgeschwindigkeiten Schneckenflanken/Radflanken her, wobei
die Geschwindigkeit nicht so hoch liegen dürfte, dass der Ölfilm abgequetscht wird.
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d) Die Konterung erfolgt auch für Antriebsfälle, bei denen während
der Rotation überhaupt nicht gekontert werden müsste. Wenn man z.B. eine Werkzeugmaschine
in die Soll-Position fährt, dann muss die Konterung nur im Stillstand erfolgen.
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e) Die Dimensionierung muss grosszügig bemessen werden. Z.B. muss
das Schraubgetriebe trotz Konterung auch einen Eilgang aushalten.
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f) Das Problem der Schmierung muss sorgfältigst gelöst werden.
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g) Da die Wendel-Druckfedern 52 bei der Montage durch die Kopfschrauben
54 zusammengepresst werden müssen, sind Teile und Gestaltungen notwendig, die bei
der eigentlichen Funktion des Schraubgetriebes überflüssig sind.
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h) Die Wendel-Druckfedern 52 wirken immer mit der gleichen Kraft und
man kann nicht nach Belieben einmal stark, einmal mittel und einmal schwach kontern,
oder auch gar nicht kontern (wie dies z.B. für den Eilgang vorteilhaft wäre).
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, die die
oben genannten Nachteile vermeidet.
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Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die aus dem kennzeichnenden
Teil des Hauptanspruchs ersichtlichen Merkmale gelöst.
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Man vermeidet also, in drehende Teile ein Druckmedium -einleiten zu
müssen. Den Betrag des Drucks des Druckmediums hat man ohne weiteres in der Hand.
Einen Plunger kann man mit relativ kleinem Aussendurchmesser verwenden, so dass
in diesem Bereich die Vorrichtung auf vergleichsweise kleinen Durchmessern arbeiten
kann. Als Druckmedium dürfte vor allem Drucköl in Frage kommen. Dieses insbesondere
aber auch andere Druckmedien - haben dämpfende Wirkung, so dass das Zurückschlagen
z.B. des Schneckenrads gedämpft wird. Solches Zurückschlagen kann z.B. beim Fräsen
auftreten.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 2 erreicht man, dass man das Druckmedium
einem stehenden Maschinenteil zuführen kann. Die Zufuhr zu sich drehenden Maschinenteilen
ist schwieriger.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 3 kann man auf einfache Weise den
Plunger undrehbar machen und erleichtert zugleich die Montage.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 4 erreicht man, dass der Ort des
Wälzlagers optimal weit innen und nicht so weit aussenj wie bei der Vorgänger-Konstruktion,
liegt. Wenn man das Wälzlager auf kleineren Durchmessern vorsehen kann, dann gelingt
es auch trotz des zu beachtenden Umrisses des Schneckenrades das Wälzlager näher
an die zweite Teilschnecke heranzubringen, wodurch diese noch besser gelagert wird
und die Lager der Teilwellen näher aufeinander zurücken, was eine Steifigkeitsverbesserung
bedeutet. Man kommt dann auch mit einem im Durchmesser kleineren und damit billigeren
Wälzlager aus. Die Überlappung erstes Rohr/zweite Teilwelle wird damit auch grösser.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 5 erreicht man eine weitere Durchmesser-Verkleinerung,
weil nun die Aussenkäfige und Innenkäfige wegfallen und man benutzt die Steifigkeit
des ersten koaxialen Rohrs und des ersten Plungers direkt.
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Durch die Merkmale des Anspruchs ist erleichtert man die Montage und
hat die Gestalt des Raums für das Zufuhrmedium auf einfache Weise im Griff.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 7 kann man den Plunger am Deckel
führen und kann sich einfach anzuordnender Dichtmittel bedienen. Der Innenring bildet
dann die innere Wand des ersten Raums.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 8 kann man auf die zweite Stirnfläche
auch dann Druck geben, wenn sie an der Innenfläche des ersten Deckels anliegen.
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Bei Druckaufbau des Druckmediums herrscht ja auch in den Ringen der
Druck.
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Da die effektive Druckfläche der Ringe kleiner ist als der zweiten
Stirnfläche, entsteht zunächst eine kleine, den Plunger verschiebende Kraft, die
grösser wird, wenn die zweite Stirnfläche etwas abgehoben hat. Hierdurch erreicht
man einen sanften Kraftübergang. Trotzdem hat man genügend Stirnfläche, um die axial
wirkenden Kräfte aus der zweiten Teilschnecke aufzunehmen.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 9 erreicht man, dass man mit kleinen
Druckmedium-Volumen auskommt. Dies spart zum einen Druckmedium und setzt diejenigen
Wirkungen herunter, die von der Kompressibilität des Druckmediums ausgehen würden.
Das von den Rinnen eingenommene Volumen ist klein gegenüber dem Volumen der Ringräume.
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Ausserdem wirkt auch diese Anordnung im Sinne eines sanften Kraftanstiegs.
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Wie dies auch gemäss den Merkmalen des Anspruchs 8 möglich ist, dämpfen
Gestaltungen
gemäss den Merkmalen des Anspruchs 9 die Schläge,
die durch Zurückschlagen des Schnecken rads entstehen könnten.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 10 ist der erste Plunger keiner oder
nahezu keiner rotatorischen Kraft ausgesetzt und der Arretierstift kann genügend
klein sein. Ausserdem hilft dieses erste Wälzlager mit, wenn es um genaue Positionierung
des Schnecken rads geht.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 11 kann man das Rohr zusätzlich als
Mitnahmeteil benutzen, so dass dessen Länge nicht nur der Überlappung sondern auch
der Mitnahme dient. Man erhält eine saubere Funktionstrennung von Konterung einerseits
und Mitnahme andererseits.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 12 kann man von Hand die Teilschnecken
bei der Montage in die gewünschte Lage bringen und dies kann feinfühlig geschehen.
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Erst danach braucht man den Wellenschalter anzuziehen.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 1 3 erreicht man, dass die Bohrungen
dort liegen, wo die Schneckenwendeln nicht mehr tragen müssen.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 14 kommt man einfach an die Bohrungen
heran.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 15 kann man die Erfindung auch für
solche Fälle verwenden, in denen das Schnecken rad nicht nur in einer Richtung,
sondern in beiden Richtungen angetrieben wird. Dies dürfte der in der Praxis häufigste
Fall sein, z.B.
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im CNC-Maschinenbau, dessen Stellstrecken spielfrei in beiden Getriebelaufrichtungen
angefahren werden müssen.
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Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.
In -.
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der Zeichnung zeigen maßstäblich: Fig. 1 einen Radialschnitt, teilweise
abgebrochen, durch die Erfindung, Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 lediglich vergrösserte
Darstellung aus deren rechten, unteren Bereich, Fig. 2a einen Axialschnitt durch
den Bereich des Haltestifts, Fig. 3 einenSchnitt, ähnlich Fig. 1, jedoch für eine
Ausführungsform, bei der sowohl in der einen als auch in der anderen Richtung angetrieben
wird.
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Die Vorrichtung hat ein Gehäuse 11. Eine wichtige Achse ist die geometrische
Längsachse 12 und eine wichtige Ebene ist die Mittenebene 13. Wesentliche Teile
sind das Schneckenrad 14, das symmetrisch zur Mittenebene 13 in nicht dargestellter
Weise im Gehäuse 11 gelagert ist. Eine erste Teilwelle 16 trägt -eine erste Teilschnecke
17 und eine zweite Teilwelle 18 trägt eine: zweite Teilschnecke 19. Links von der
ersten Teilwelle 16 ist ein erstes Rohr 21 und rechts von der Teilwelle 18 ist ein
zweites Rohr 22 vorgesehen. das zweite Rohr 22 hat rechts einen zweiten Mitnehmerteil
23, mit dem ein erster Mitnehmerteit.
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24 kämmt. Die beiden Mitnehmerteile bilden einen Wellenschalter 26.
-Im einzelnen:
Eine angetriebene Welle 27 ist koaxial zur geometrischen
Längsachse 12 und durchquert eine koaxiale Öffnung 28 eines Aussendeckels 29. In
der Öffnung 28 sitzt eine Getriebeöldichtung 31. Links von der Getriebeöldichtung
31 fasst der Aussendeckel 29 den Aussenring eines Rollenlagers 32, dessen Innenring
auf der Welle 27 sitzt. Mit einer Ringlippe 33 greift der Aussendeckel 29 in eine
kreisringförmige Öffnung 34, deren Durchmesser etwas grösser ist als der Aussendurchmesser
des noch zu besprechenden Deckels 36. Der Aussendeckel 29 ist mit Schrauben 37 am
Gehäuse 11 befestigt. Links vom Rollenlager 32 sitzt auf der Welle 27 eine kreiszylindrische
Hülse 38, die einstückig mit dem zweiten Mitnehmerteil 24 ist. Auf der Hülse 38
sitzt ein Innenklemmring 39. Der Innenklemmring 39 hat im Querschnitt L-förmige
Gestalt und die aus der Zeichnung ersichtlichen Schrägen 41, 42. Ausserhalb des
Innenklemmrings 39 sitzt koaxial ein Aussenklemmring 43, der bezüglich der Schrägen
41, 42 komplementär gebildet ist und in den Gewindebohrungen 44 eingebracht sind,
die parallel zur geometrischen Längsachse 12 verlaufen und in die die Schäfte von
Maschinenschrauben 46 greifen. Die Schäfte durchqueren den radialen Schenkel des
Innenklemmrings 39, der dort gewindelos ist. Zieht man die Maschinenschrauben 46
an, dann klemmt sich wegen der Keilwirkung die Hülse 38 vollständig auf der Welle
27 fest. Auf die Hülse 38 folgt eine Glocke 45. Ihre innere Radialfläche 47 stösst
an einem in eine Umfangsnute der Welle 27 eingelassenen Anschlagring 48 an, so dass
der erste Mitnehmerteil 24 nur bis zur gezeichneten Lage nach links bewegt werden
kann. Die Glocke hat in ihrem inneren, nach links gerichteten Randbereich eine Innenverzahnung
49. Diese greift in eine komplementäre Aussenzahnung 50 des zweiten Mitnehmerteils
23, und zwar so, dass rotatorisch praktisch kein Spiel vorhanden ist, jedoch kleine
für die Konterung ausreichende Längsbewegungen der zweiten Teilschnecke 19, der
Teilwelle 18, des zweiten Rohres 22
und damit auch des zweiten
Mitnehmerteils 23 möglich sind. Die Welle 27 setzt sich auch links vom Anschlagring
48 kreiszylindrisch bis etwa zur Mittenebene 13 mit gleichem Durchmesser fort. Aus
Gründen der Schmiermittelheranführung ist in diesem Bereich ein Sackloch 51 vorgesehen,
aus dem heraus eine Radialbohrung 52 führt. Diese fluchtet mit einer Innenumfangsnut
53 des zweiten Rohrs 22 und in diesem ist in etwa gleicher Ebene ebenfalls eine
Radialbohrung 54 vorgesehen. Bewegt sich das zweite Rohr 22 und die mit ihm starr
zusammenhängenden Teile axial, dann erhält wegen der breiten Innenumfangsnut 23
die Radialbohrung 54 immer noch Öl.
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Die Aussenumfangsfläche 56 des zweiten Rohrs 22 dient als Lauffläche
für ein Radiallager das nebeneinanderliegend zwei Ringe 57, 58 in Form von dünnen
Zylinderkörpern aufweist, die durch Lagerringe 59, 61 relativ zum zweiten Rohr 22
axial an Ort und Stelle gehalten werden. Eine Innenumfangsfläche 62 eines ersten
Plungers 63, die koaxial zur Längsachse 12 verläuft, dient als Aussenlauffläche
für die Wälzkörper der Ringe 57, 58. Der Begriff "Plunger" ist in der Technik geläufig.
Es handelt sich hier um eine Art Kolben, meist ohne Kolbenstange. Der Plunger 63
ist rotationssymmetrisch zur geometrischen Längsachse 12. Er hat die insbesondere
aus Fig. 2 deutlich sichtbare Gestalt. Damit er sich nicht dreht, ist in seinem
unteren Bereich eine nach links randoffene Nut 64 vorgesehen, die parallele Seitenflächen
66 in Längsrichtung hat. Die Nut 64 ist axial wesentlich länger als ein Haltestift
67 mit seinem in die Nut 64 ragenden Fuss 68 breit ist.
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Die Seitenflächen 69 des Fusses 68 sind parallel zueinander und passen
genau in den lichten Abstand zwischen den Seitenflächen 66. Der Haltestift 67 steckt
auf dem grössten Teil seiner Länge in einer kreiszylindrischen Bohrung 71 des Bodens
des Gehäuses 11 und kann dort auch wegen eines ihn überfangenden Deckels 72 nicht
herausfallen. Der Fuss 68 macht, dass der erste Plunger 63 sich zwar axial
ein
wenig, aber radial überhaupt nicht bewegen kann. Den Weg erkennt man in Fig. 2 aus
dem Abstand der rechten Begrenzungslinie der Bohrung 71 und einem hierzu parallelen
strichpunktierten Strich 73.
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Von der Unterseite her ist in das Gehäuse 11 eine Zufuhrbohrung 74
für Drucköl vorgesehen, die zunächst ein Innengewinde 76 hat. Daraufhin folgt eine
Verjüngung 77. Diese mündet in einen Verteilerringraum 78, der rotationssymmetrisch
zur Längsachse 12 ist. Ein Teil seiner Wand wird durch eine Ausnehmung 79 des Gehäuses
11 und ein anderer Teil durch eine ebenfalls rotationssymmetrische Ausnehmung 81
eines Innendeckels 36 gebildet, so dass ein etwa ovaler Verteilerringraum 78 entsteht.
In die exakt radial verlaufende äussere linke kreisringförmige Stirnfläche 83 des
Deckels 36 sind nach links offene Rinnen 84 radial strahlig eingearbeitet. Die Stirnfläche
83 liegt an einer komplementären Stirnfläche 86 des Gehäuses 11 an.
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Über die strahligen Rinnen 84 gelangt Drucköl in einen kleinen äusseren
Ringraum 87, der kleineren Querschnitt als der Ringraum 78 hat und auch deshalb
ein noch kleineres Volumen hat, weil er ja auf einem kleineren Radius liegt. Die
in Fig. 2 rechte und untere Aussenwand des Ringraums 87 wird durch die kreisringförmige
Wand einer stufenförmigen Ausnehmung 88 gebildet. Ein weiterer kleiner Bereich 89
des Ringraums 87 wird durch die dortige Fortsetzung der Stirnfläche 86 gebildet.
Der in Fig. 2 obere Bereich wird durch eine wellenförmige, von dem Bereich 89 ausgehende,
nach rechts oben ansteigende Ausnehmung 91 gebildet.
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Vom rechten oberen Bereich des Ringraums 87 aus erstreckt sich eine
weiter innen liegende Stirnfläche 92, die radial verläuft und relativ zur Stirnfläche
83 nach rechts versetzt ist. Auf dieser Stirnfläche 92 liegt eine komplementäre,
ebenfalls radial verlaufende, aber im Innendurchmesser etwas kleinere Stirnfläche
93 des
ersten Plungers 63. Diese Stirnfläche 93 ist nun wiederum
mit strahligen, radialen Rinnen 94 versehen, so dass der kleine äussere Ringraum
87 mit einem noch kleineren inneren Ringraum 96 kommunizieren kann.
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Je nach dem, wie hoch der Druck ist, der an der Zufuhrbohrung 74 zugeführt
wird, bewegt sich der erste Plunger 63 mehr oder weniger weit mit mehr oder weniger
Kraft nach links aus der in Fig. 2 gezeichneten Ruhelage. Der Plunger 63 setzt sich
rechts und oben vom Ring raum 96 mit einem koaxialen Innenring 97 fort, der ein
Zentralloch 98 des Deckels 36 durchquert, wobei die einander gegenüberliegenden
Wände auch als Führung dienen. Am Deckel 36 ist zum Gehäuse 11 hin eine Aussenumfangsdichtung
99 und zum Innenring hin eine lnnenumfangsdichtung 101 vorgesehen. Die Befestigung
des Deckels 36 im Gehäuse 11 erfolgt mittels mehrerer peripherer Schrauben 82, die
in entsprechende Gewinde des Gehäuses 11 eingreifen.
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Einer in Fig. 1 links liegenden Stirnfläche 102 des ersten Plungers
63 steht eine Stirnfläche 103 der zweiten Teilwelle 18 gegenüber. Zwischen diesen
beiden Stirnflächen ist ein Axiallager 104 angeordnet. Auf diese Weise wird die
Axialbewegung des Plungers 63 auf die zweite Teilwelle 18 und damit auf die zweite
Teilschnecke19 übertragen. Die Aussenumfangsfläche 106 des ersten Rohrs 21 dient
als Lauffläche für ein Radiallager, das nebeneinanderliegend zwei Rollkörperringe
107 und 108 trägt, die durch Lagerkäfige 109 und 111 geführt werden. Zwischen den
beiden Lagerkäfigen befindet sich eine Distanzhülse 112. Eine innenumfangsfläche
113 eines zweiten Plungers 114, die koaxial zur Längsachse 12 läuft, dient als Aussenlauffläche
für die Rollkörper der Rollkörperringe 107 und 108. Der zweite Plunger 114 ist in
diesem Beispiel in eine von aussen eingebrachte Stufenbohrung 116 des
Gehäuses
11 eingesetzt und mittels Schrauben 117 unbeweglich fixiert.
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Zum linken Ende des Gehäuses 11 hinweisend sind am ersten Rohr 21
Klauen 118 ausgeformt. Diese Klauen 118 sind mittels eines geeigneten Steckschlüssels
von aussen zugänglich, soweit ein Abschlussdeckel 119, der mit Schrauben 121 am
Gehäuse 11 befestigt ist, entfernt wird. Der Abschlussdeckel 119 hat eine zentrale
Gewindebohrung 122, in die ein Schmierölanschluss eingeschraubt werden kann. Über
diesen Anschluss gelangt das Schmieröl in das Sackloch 51.
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Einer nach rechts weisenden Stirnfläche 123 des zweiten Plungers 114
steht eine Stirnfläche 124 der ersten Teilwelle 16 gegenüber. Zwischen den beiden
Stirnflächen ist ein Axiallager 126 angeordnet. Die erste Teilschnecke 17 ist damit
axial nach links fest abgestützt, während die zweite Teilschnecke 19 nach rechts
hin am ersten Plunger 63 abgestützt ist.
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Die Montage der Vorrichtung gestaltet sich wie folgt: Zunächst wird
das Schneckenrad 14 in nicht näher dargestellter Weise im Gehäuse 11 montiert und
gelagert. Dann wird bei abgenommenem Abschlussdeckel 119 von links her die vormontierte
Baueinheit in die Stufenbohrung 116 eingeschoben, die folgende Teile umfasst: Den
zweiten Plunger 114, mit dem die Rollkörperringe 107 und 108 umfassenden Radiallager,
dem Axiallager 126, dem ersten Rohr 21 mit der ersten Teilwelle 16 und der ersten
Teilschnecke 17 und der Welle 27, die rechts aus dem Gehäuse 11 herausragt. Durch
Drehen des ersten Rohrs 21 mittels eines auf den Klauen 118 aufgesetzten Werkzeugs
schraubt man die erste Teilschnecke 17 in das Schnecken rad 14, bis die Teile ihre
in Fig. 1 dargestellte Endposition erreicht haben. Dann wird der zweite Plunger
114 mittels mehrerer Schrauben 117 im Gehäuse 11
fixiert. Anschliessend
wird der Abschlussdeckel 119 aufgesetzt und mit den Schrauben 121 am zweiten Plunger
114 befestigt.
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Daraufhin wird von rechts folgende Einheit auf die Welle 27 und durch
die Öffnung 34 des Gehäuses 11 eingesetzt: Das zweite Rohr 22 mit dem die Ringe
57 und 58 umfassenden Radiallager, dem Axiallager 104, dem ersten Plunger 63 und
dem Deckel 36. Hier wird auch durch entsprechende Drehbewegung des zweiten Rohrs
22 und damit der zweiten Teilschnecke 19 diese Einheit in das Schnecken rad 14 eingeschraubt,
bis die dargestellte Position erreicht ist. Daraufhin wird der Haltestift 67 eingesetzt
und mit dem Deckel 72 gesichert. Nun wird der Deckel 36 mittels der Schrauben 82
im Gehäuse 11 verankert.
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Als nächstes wird der Anschlagring 48 eingesetzt, und das zweite Mitnehmerteil
24 bis zum Anschlag am Anschlagring 48 aufgeschoben. Es versteht sich, dass dabei
darauf zu achten ist, dass die Verzahnungen 49 und 50 im Eingriff sind, wodurch
der Wellenschalter 26 gebildet wird. Daraufhin wird die vormontierte Einheit von
Innenklemmring 39 und Aussenklemmring 43 auf die Hülse 38 aufgesteckt und durch
Anziehen der Maschinenschrauben 46 wird sodann die Hülse 38 auf der Welle 27 festgeklemmt.
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Abschliessend wird der Aussendeckel 29 zusammen mit dem Rollenlager
32 und der Getriebeöldichtung 31 auf die Welle 27 aufgesteckt und mittels der Schrauben
37 am Gehäuse 11 befestigt. In der Zeichnung sind noch verschiedene Dichtungsringe
dargestellt, deren Anbringung und Zweck für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich
ist und die daher nicht besonders erwähnt werden.
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Der dargestellte Wellenschalter 26 kann auch durch andere Gestaltungen
realisiert werden. So ist es beispielsweise auch möglich, stirnseitige Klauenkupplungen
anstelle der Zahnungen 49 und 50 vorzusehen.
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Die Hülse 38, der Innenklemmring 39, und der Aussenklemmring 43 bilden
mit bezug auf die Welle 27 ebenfalls einen Wellenschalter, der jedoch im geschalteten
Zustand (Spannzustand) sowohl in Axialrichtung als auch in Umfangsrichtung kein
Spiel zulässt.
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Man kann anstelle der gezeigten Ausbildung auch andere bekannte Gestaltungen
vorsehen, beispielsweise eine Spiethülse, eine Ringfeder oder Konusschrumpfelemente.
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Die Funktionsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Betriebsmässig wird
die Welle 27 beispielsweise über einen Schrittmotor in Drehung versetzt, wobei die
Anzahl der Schritte des Motors die Positionierung bestimmt. Dies bedeutet, dass
die erste Teilschnecke 17 mit dem Schneckenrad 14 in der Weise kämmt, dass das Schneckenrad
14 sich in Pfeilrichtung 127 dreht. Durch die dabei auftretende axiale Reaktionskraft
wird das erste Rohr 21 in der Ansicht der Fig. 1 nach links gedrückt, d .h.
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es wird axial am Axiallager 126 spielfrei abgestützt. In dieser Phase
der Schnellpositionierung wird der erste Plunger 63 noch nicht druckbeaufschlagt'so
dass die Reibung zwischen den Flanken der zweiten Teilschnecke 19 und dem Schneckenrad
14 entsprechend reduziert ist. Sobald jedoch die Welle 27 in der vorgegebenen Drehstellung
angehalten wird, löst eine nicht besonders dargestellte Steuerung die Zufuhr von
Druckmedium zur Zuführbohrung 74 aus, wodurch der erste Plunger 63 mit einer voreinstellbaren
Kraft axial nach links drückt und vermittels des Axiallagers 104 die zweite Teilschnecke
19 so weit nach links drückt, dass diese mit ihren Flanken spielfrei gegen die Flanken
der Verzahnung des Schneckenrades 14 drückt. Damit ist das Flankenspiel in dieser
Endposition beseitigt, ohne jedoch in der Bewegungsphase
unnötige
Reibungsverluste hervorzurufen.
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Bei solchen Ausführungen, bei denen der Positionsgeber der Steuerung
nicht auf der Seite der Welle 27 sondern auf der Seite des Schneckenrades 14 angeordnet
ist, muss die Steuerung des ersten Plungers 63 dahingehend modifiziert werden, dass
er kurz vor Erreichen der Endposition aktiviert wird, so dass die Endposition bereits
ohne Spiel erreicht wird. Es soll damit ein mechanisches Überschwingen vermieden
werden.
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Die Vorrichtung kann für vielfältige Antriebs- und Positionierungszwecke
eingesetzt werden, beispielsweise für die Positionierung eines Fräswerkzeugs oder
des Drehstahles an einer Drehbank. In der Regel wird vom Werkzeug her eine Reaktionskraft
auf das Schnecken rad 14 übertragen, die der vorstehenden zur Positionierung dienenden
Drehrichtung entgegengerichtet ist. Im vorstehenden Beispiel ist diese Reaktionskraft
starr abgestützt, indem die erste Teilschnecke 17 wie beschrieben über das Axiallager
126 und den zweiten Plunger 114 starr im Gehäuse 11 abgestützt ist. Gelangt jedoch
eine Reaktionskraft in Pfeilrichtung 127 auf das Schneckenrad 14, so wird diese
nach Massgabe der Druckkraft des ersten Plungers 63 abgestützt. Mit der Einstellung
des Druckes kann damit die Steifigkeit der Vorrichtung den Gegebenheiten angepasst
werden, so etwa um einAusweichen eines Werkzeugs bei einem vorgegebenen Belastungsgrenzwert
zu ermöglichen, bei dessen Überschreitung eine Beschädigung des Werkzeugs auftreten
würde.
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Die Konterung zwischen erster Teilschnecke 17, Schnecken rad 14 und
zweiter Teilschnecke 19 kann den Betriebserfordernissen entsprechend mit unterschiedlicher
Kraft vorgenommen werden und dann, wenn eine solche Konterung direkt nachteilig
ist (z.B.
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beim Eilgang) völlig weggenommen werden.
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Anhand der Fig. 3 wird eine Ausgestaltung der Erfindung beschrieben,
die beim Überschreiten der Reaktionskraft eines vorgebbaren Grenzwertes nach beiden
Drehrichtungen des Schneckenrades 14 nachgibt. Das Prinzip ist gleich wie vorhin
beschrieben, nur mit dem Unterschied, dass der im vorigen Beispiel starr im Gehäuse
11 befestigte zweite Plunger 114 nunmehr durch einen gegen Druckbeaufschlagung axial
nachgiebigenzweiten Plunger 128 ersetzt wird. Gleiche Teile wie im vorstehenden
Beispiel, sind mit den selben Bezugszahlen versehen. Der zweite Plunger 128 ist
in einer modifizierten Stufenbohrung-129 des Gehäuses 11 koaxial zur Längsachse
12 verschiebbar geführt und wird durch einen Haltestift 131, der gleich wie der
Haltestift 67 ausgebildet ist, dadurch gegen Verdrehung gesichert, dass dieser mit
seinem Fuss 132 in eine entsprechende Nut 133 des zweiten Plungers 128 eingreift.
Gesichert wird dieser Haltestift 131 durch den Deckel 72.
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Die Axialbewegung nach links wird durch einen Anschlagring 134 begrenzt,
der mittels mehrerer am Umfang verteilter Schrauben 136 im Gehäuse 11 befestigt
wird. Den Abschluss bildet dann, wie im vorigen Beispiel, der Abschlussdeckel 119.
Der Anschlagring ist mit einer Zufuhrbohrung 137 versehen, die radial nach aussen
in eine Freistellung 138 des Gehäuses 11 mündet. Hier kann in nicht näher dargestellter
Weise eine Öldruckleitung angeschlossen werden. Die Zufuhrbohrung 137 führt radial
in einen Verteilerringraum 139, der rotationssymmetrisch zur Längsachse 12 ausgebildet
ist und einerseits vom Anschlagring 134 und andererseits vom zweiten Plunger 128
begrenzt wird. Ähnlich wie vorstehend im Zusammenhang mit dem ersten Plunger 63
beschrieben, führen auch in diesem Fall mehrere Rinnen 141 strahlenförmig vom Verteilerringraum
139 zur einem radial einwärts liegenden Ringraum 142. Dichtungsringe 143, 144 und
146 sorgen dafür, dass dieses Zylindervolumen nach aussen hin
abgedichtet
ist. Wenn daher Druckmedium, z.B. Öl, über die Zufuhrbohrung 137 zugeführt wird,
so bewirkt dies, dass der zweite Plunger 128 in der Fig. 3 nach rechts kraftbeaufschlagt
wird. Das bedeutet, dass dieser Plunger 128 dann nach links nachgibt, wenn die Reaktionskraft
vom Schneckenrad 14 her die Haltekraft übersteigt. Dabei kann sich der zweite Plunger
128 so weit nach links bewegen, bis er mit seiner linken Stirnfläche 147 an der
gegenüberliegenden Stirnfläche 148 des Anschlagrings 134 anliegt. In Fig. 3 ist
dieser Zustand gezeichnet. Wenn sich, wie gezeichnet, auch der erste Plunger 63
in seiner rechten Anschlagslage befindet, besteht zwischen der Stirnfläche 149,
der zweiten Teilwelle 18 und der gegenüberliegenden Stirnfläche 151 der ersten Teilwelle
16 ein grösserer Abstand 152 als im Konterzustand.
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Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 könnte die Konstruktion an der
rechten Seite der Mittenebene 13 identisch sein mit der anhand der Fig. 1 beschriebenen
Ausführung. In Fig. 3 ist jedoch in diesem Teil der Vorrichtung eine weitere Modifizierung
dargestellt, die den Wellenschalter zwischen dem zweiten Rohr 22 und der Welle 27
betrifft. Dieser modifizierte Wellenschalter 153 zeichnet sich nun dadurch aus,
dass der zweite Mitnehmerteil 154 einfacher gestaltet ist in Form einer im wesentlichen
flachen Hülse, in deren linkem Endbereich eine Aussenverzahnung 156 ausgebildet
ist und deren rechter Endbereich als Klemmhülse 157 gestaltet ist. Darüber sind
analog zum vorigen Ausführungsbeispiel der Innenklemmring 39 und der Aussenklemmring
43 angeordnet, die mittels der Maschinenschrauben 46 die Klemmhülse 157 gegen den
im Durchmesser abgesetzten Schaft der Welle 27 pressen. Ein weiterer Vorteil dieser
Ausgestaltung liegt auch darin, dass der Wellenschalter 153 axial näher zur zweiten
Teilschnecke 19 gelegt werden kann, wodurch sich die notwendige Baulänge reduziert.
Aus diesem Grund ist es auch möglich, innerhalb des Gehäuses 11 eine geteilte Weile
27 unterzubringen, was ebenfalls in Fig. 3 dargestellt ist.
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Demgemäss endet die Welle 27 mit ihrem rechten Ende als Wellenstumpf
158 noch innerhalb des Gehäuses 11 und auf diesen ist eine weiterführende Hohlwelle
159 aufgesteckt. Deren über den Wellenstumpf 158 greifender Teil ist als Klemmhülse
161 ausgebildet, der analog zur Klemmhülse 157 mit einer Spannvorrichtung bestehend
aus einem Innenklemmring 162, einem Aussenklemmring 163 und Maschinenschrauben 164
besteht.
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In den Teilschnecken 17 und 19 sind radiale Bohrungen 166 und 167
vorgesehen, welche es ermöglichen, dass man hierin einen Stift einsteckt, mit dessen
Hilfe die beiden Teilschnecken von Hand rotatorisch zueinander eingestellt werden
können.
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Zu diesem Zweck weist auch das Gehäuse 11 mit der Ebene der Bohrungen
166 und 167 fluchtende Öffnungen 168 und 169 auf, durch die man bei abgenommenem
Deckel 72 einen derartigen als Verstellhebel dienenden Stift einführen kann.
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Auch in der Ebene der Maschinenschrauben 46 bzw. 164 weist das Gehäuse
11 zweckmässigerweise eine Öffnung 171 auf, so dass auch hier ein Werkzeug eingeführt
werden kann.
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