DE4225523C2 - Gewindetrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gewindetrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gewindetriebe, insbesondere Kugelgewindetriebe, werden in Werkzeugmaschinen o. dgl. zum Verstellen von Schlitten etc. verwendet und häufig über schnelle Servomotoren angetrieben. Um größere Schäden zu vermeiden, wenn durch eine Fehlsteuerung o. dgl. unbeabsichtigt ein Ge­ genfahren gegen einen Block, etwa ein Maschinenteil, erfolgt, ist es be­ kannt, Scherbolzen oder ausrastende Kupplungen vorzusehen, die bei ent­ sprechender Belastung zum Abkoppeln der Antriebskraft führen. Problema­ tisch ist hierbei jedoch die Schwungmasse der restlichen sich drehenden Teile, die immer noch genügend Schäden verursachen können.

Aus DE 88 15 875 U1 ist eine zweiteilige Brems-Freilauf- Schleppmutter für ein Spindelgetriebe bekannt, wobei eine auf einer Spindel axial verschiebbare Innenmutter mit einem stirnseitigen Anker über eine elektromagnetische Kupplung mit einer drehfesten, eine Bremse aufweisenden Außenmutter in Verbindung bringbar vorgesehen ist. Hierbei ist die Innenmutter über Kugellager gegenüber der Außenmutter drehbeweg­ lich gelagert und axial derart fixiert, daß ein Spalt zwischen Anker und Bremse gebildet wird. Die Innenmutter ist hierbei gegenüber der Außen­ mutter nicht drehgesichert. Bei einem einen Vorschub der Außenmutter auslösenden Schaltvorgang der elektromagnetischen Kupplung wird die an­ sonsten frei mit der Spindel rotierende Innenmutter mit der Außenmutter kraftschlüssig, jedoch berührungslos verbunden, so daß die Rotation der Innenmutter gestoppt und eine dann einsetzende Axialbewegung auf die Außenmutter übertragen wird.

Aus den DE 40 28 158 A1 und DE 29 23 902 A1 sind Kupplungen mit hydraulisch betätigbaren, zwischen einer Welle und einer Nabe ange­ ordneten Klemmbuchsen bekannt, die ein drehmomentenabhängiges Durchrut­ schen von Welle und Nabe bei einer Preßverbindung ermöglichen. Hierbei umfassen die Klemmbuchsen elastisch verformbare Zylinderwandungen und zwischengeschaltete, mit Hydraulikflüssigkeit gefüllte und ventilierte Ringräume. Durch entsprechenden Druck der Hydraulikflüssigkeit lassen sich die Zylinderwandungen radial spreizen, so daß eine genügend hohe Flächenpressung zwischen den Mantelflächen von Welle, Klemmbuchse und Nabe zur Drehmomentübertragung entsteht. Bei unzulässig hohen Drehmomen­ ten betätigt eine einen Versatz zwischen Welle und Nabe registrierende Vorrichtung die Ventile der Ringräume, so daß Hydraulikflüssigkeit ab­ fließen kann, die Flächenpressung vermindert wird und ein Durchrutschen von Welle und Nabe erfolgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gewindetrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dem die beim Auftreten von Fehlfunktionen verursachbaren Schäden minimal gehalten bzw. ausgeschal­ tet werden können.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der beigefügten Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, das einen Kugelumlaufgewindetrieb im Schnitt darstellt.

Der dargestellte Gewindetrieb umfaßt eine über einen entspre­ chenden (nicht dargestellten) Antrieb, etwa einen Servomotor, drehan­ treibbare Spindel 1 und damit über entsprechende Kugeln aufnehmende Ku­ gelumläufe (bei 2 angedeutet) zusammenwirkende, zylindrische Mutter 3, die gegenüber einem translatorisch über den Gewindetrieb zu verstellen­ den Teil 4, etwa einem Schlittengehäuse, drehgesichert ist. Die Drehsi­ cherung erfolgt beispielsweise über eine sich in Axialrichtung erstrec­ kende Nut 5 am Außenumfang der Mutter 3, in die eine Nase 6 am gerade geführten Teil 4 eingreift.

Durch Drehen der Spindel wird daher die Mutter 3 entlang der Spindel 1 entsprechend deren Drehrichtung bewegt. Das Teil 4 wird mit der Mutter 3 bewegt, da letztere über eine hydraulische Klemmbuchse 7 mit dem Teil 4 in Eingriff steht.

Die hydraulische Klemmbuchse 7 wird von einer Tasche 8 im Ge­ häuse 9 des Teils 4 aufgenommen. Die Klemmbuchse 7 besitzt eine dünn­ wandige Zylinderwandung 10 benachbart zur Mutter 3, die zwei radial nach außen gerichtete Ringabschnitte 11 begrenzt, so daß sie mit der umgeben­ den Wandung der Tasche 8 einen Ringraum 12 begrenzt, der von einer hy­ draulischen Druckflüssigkeit über eine mit dem Ringraum 12 verbundene Leitung 13 beaufschlagbar ist. Zur Tasche 8 hin sind die Ringabschnitte 11 mit Dichtungen 14 zum Abdichten des Ringraums 12 nach außen versehen.

Die relativ dünnwandige Zylinderwandung 10 der Klemmbuchse 7 weist im mittleren Bereich einen nach innen gerichteten Mitnehmer in Form eines Rings 15 auf, der in Axialrichtung nach beiden Seiten hin schräg (bzw. abgerundet) ist, d. h. im Schnitt beispielsweise im wesent­ lichen dreieckig, wie dargestellt, oder trapez- oder halbkreisförmig. Der Ring 15 steht normalerweise mit einer korrespondierenden Nut 16 am Außenumfang der Mutter 3 formschlüssig in Eingriff. Die hydraulische Klemmbuchse 7 klemmt unter dem anliegenden hydraulischen Druck die Mut­ ter 3, so daß das Teil 4 mit der Mutter 3 verspannt und translatorisch beweglich ist.

Wenn aufgrund einer Fehlfunktion das Teil 4 gegen ein anderes Teil fährt, wird die translatorische Bewegung der Mutter 3 dadurch vom Antrieb entkoppelt, daß der Ring 15 an der relativ dünnwandigen Zylin­ derwandung 10 außer Eingriff zur Nut 16 der Mutter 3 unter Verformung der Zylinderwandung 10 gelangt, d. h. der Ring 15 rastet aus der Nut 16 unter Verformung der Klemmbuchse 7 aus, wodurch die Mutter 3 frei und im wesentlichen frei von Reibkräften (da die Klemmbuchse dann nur noch über drei Ringlinienberührungen mit der Mutter 3 in Eingriff steht) in der Klemmbuchse 7 beweglich ist. Hierdurch wird das Teil 4 frei beweglich.

Der bezüglich der Mutter 3 entkoppelte Antrieb kann in einfa­ cher Weise durch Wegnahme des Hydraulikdrucks vom Ringraum 12 wieder eingekuppelt werden.

Über einen an die Leitung 13 angeschlossenen Druckschalter 17 kann der Antrieb ausgeschaltet und über ein Manometer 18 eine entspre­ chende Anzeige vorgenommen werden, die Meldung des Ausrastpunktes er­ folgt hierbei somit durch die dabei auftretende Druckspitze hydraulisch. Ein Druckminderventil 19 dient zum Einstellen des Drucks der von einer Hydraulikquelle 20 gelieferten Hydraulikflüssigkeit.

Die Zylinderwandung 10 kann zur Mutter 3 hin mit innenseitig umlaufenden Taschen 21 zum Herabsetzen der Reibung sowie zum Erzielen einer genügenden Verformbarkeit der Zylinderwandung 10 versehen sein.

Claims (5)

1. Gewindetrieb, insbesondere Kugelgewindetrieb, mit einer drehantreibbaren Spindel (1) und einer mit einem translatorisch zu bewe­ genden Teil (4) gekoppelte, und gegenüber diesem drehgesicherte, durch Drehen der Spindel (1) gegenüber dieser bewegliche Mutter (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (3) mit dem Teil (4) über eine hydraulische Klemmbuchse (7) in Eingriff steht, die eine dünnwandi­ ge, verformbare Zylinderwandung (10) mit einem einwärts vorspringenden Mitnehmer (15) aufweist, der mit einer korrespondierenden Umfangsnut (16) der Mutter (3) ausrastbar hydraulisch formschlüssig in Eingriff ge­ halten wird.

2. Gewindetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (15) in axialer Richtung nach beiden Seiten zur Zylinder­ wandung (10) hin abgeschrägt bzw. abgerundet ist.

3. Gewindetrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Mitnehmer (15) ringförmig ist.

4. Gewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zylinderwandung (10) innenseitig mit umlaufenden Taschen (21) versehen ist.

5. Gewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die hydraulische Klemmbuchse (7) mit einem Druckschal­ ter (17) zum Abschalten des Drehantriebs für die Spindel (1) gekoppelt ist.