WO2009117750A2 - Stelleinrichtung zur positionierung einer last - Google Patents

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WO2009117750A2
WO2009117750A2 PCT/AT2009/000075 AT2009000075W WO2009117750A2 WO 2009117750 A2 WO2009117750 A2 WO 2009117750A2 AT 2009000075 W AT2009000075 W AT 2009000075W WO 2009117750 A2 WO2009117750 A2 WO 2009117750A2
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nut
slide
longitudinal axis
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Peter Rangger
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Zimmermann, Jürgen
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/24—Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
    • F16H25/2472—Safety nuts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H2025/2062—Arrangements for driving the actuator
    • F16H2025/209—Arrangements for driving the actuator using worm gears

Definitions

  • the present invention relates to an adjusting device for positioning a load, with at least one spindle and with at least one support nut and at least one catch nut, wherein the support nut and the catch nut are arranged on an external thread of the spindle and torque-transmitting connected to each other via a coupling device, wherein the coupling device allows a change in the distance between the support nut and the catch nut along a longitudinal axis of the spindle and a monitoring device for monitoring this distance is provided.
  • the generic adjusting devices are used for positioning of loads. They have at least one spindle on which a support nut sits, which engages in the external thread of the spindle. It is known to rotate the support nut via a drive shaft provided with a worm to thereby raise or lower the spindle secured against rotation. But it is also known in generic adjusting devices to leave the spindle stationary and to drive by means of a gear or motor, in which case the support nut, secured against rotation, is moved along the spindle. As a result of the loads to be positioned, wear and / or wear occurs on the support nut in the course of prolonged operation.
  • the monitoring device be a, in a change in the distance between the catch nut and the support nut in at least one direction parallel to the longitudinal axis of the spindle sliding slide and arranged in an obliquely or orthogonal to the longitudinal axis of the spindle carriage guide path ,
  • Preferably linear, slidable carriage wherein the carriage in the carriage guide track by means of at least one obliquely arranged to the longitudinal direction of the spindle transmission surface is displaceable by the slider.
  • the monitoring device further comprises a carriage, which is mounted in a slide guide track, preferably linearly displaceable. This slide guide track is arranged obliquely or orthogonally to the longitudinal axis of the spindle.
  • oblique encompasses all angles that are not parallel and not orthogonal, ie, at “oblique” angles, these are angles that are not zero degrees, not 90 °, and also not multiples of 90 °.
  • This transfer surface (s) is (are) arranged obliquely to the longitudinal axis of the spindle. It therefore has an angle deviating from zero degrees, 90 ° and an integral multiple of 90 ° with respect to the longitudinal axis of the spindle.
  • the transfer surface (s) are also oriented obliquely to the carriage guide track.
  • the support nut and the lock nut are connected to each other via a coupling device to transmit torque.
  • the Coupling device ensures that upon rotation of the support nut and the catch nut, preferably at the same angle, is rotated. It is basically conceivable that this entrainment of the coupling device takes place only in one direction and even with play.
  • a so-called dog clutch may be provided as such a coupling device.
  • the slide preferably exclusively, by a change in distance between the support nut and the catch nut in at least one direction parallel to the longitudinal axis of the spindle is displaceable.
  • the monitoring device advantageously has a position detection device for detecting at least one position, preferably a plurality of discrete, different positions of the carriage.
  • the displacement of the carriage in the carriage guide track is thus an indicator of how far the slider has been displaced as a result of a change in distance between the support nut and catch nut, and thus an indicator of wear on the support nut.
  • it will be sufficient to detect the achievement of individual discrete wear conditions.
  • it is also provided that only one or more discrete, mutually different positions of the carriage are detected and reported by means of the position detection device. So it may be z.
  • the position detection device is configured to detect 50%, 80%, and 100% wear on the support nut by detecting that the carriage is at the appropriate positions in the carriage track has reached.
  • the position detection device comprises at least one, preferably two or more, switches which are directly or indirectly connected to the carriage in at least one, preferably several, discrete position (s) of the carriage in the carriage guide track are switchable.
  • the monitoring device has a continuously measuring position detection device, if this seems sensible or necessary for the application.
  • the slide is displaced in a first direction parallel to the longitudinal axis of the spindle by means of a first of the transmission surfaces and when the slider is displaced in a second direction opposite to the first direction by means of a second of the transmission surfaces in the first direction Slide guide track is slidable. If it is only a question of monitoring the amount of wear, regardless of whether it results in an increase in distance or a reduction in distance between the support nut and catch nut, then it can be provided that the two transmission surfaces are arranged so that they always the carriage in the same direction move in the carriage guide track.
  • the carriage depending on the direction of the change in distance between the support nut and the arrester, also either in the one or the other direction in the Sled guide track is moved.
  • the transfer surfaces are then to be arranged accordingly.
  • a simple, but safe working embodiment of the invention provides that the transfer surface (s) is formed or fixed on the slide (are), preferably at least partially limited (limit) a recess in the slide.
  • the transfer surface (s) is formed or fixed on the slide (are), preferably at least partially limited (limit) a recess in the slide.
  • a carriage housing having the carriage guide track by means of at least one, preferably linear, fixing guide track directly or indirectly, preferably via a cap on a transmission housing of the actuator is fastened, wherein in a first mounting state, the carriage housing along the fastening guide track is displaceable and in a second fastening state, the position of the carriage housing is fixed.
  • the carriage housing can then be fixed in the second fastening state, whereby the monitoring device is precisely adjusted.
  • the carriage is spring-loaded in the direction of the transfer surface.
  • a corresponding spring or another elastic body may be provided which presses the carriage in the operating position in the direction of the transfer surface.
  • the springs provided in the switches of the position detection device are used for this spring load.
  • the spring load of the carriage may be designed so that the carriage housing is moved by the carriage in the first mounting state of the track alone along the Befest Trents grind- so that the exactly adjusted position of the carriage housing is reached.
  • fastening guide track (s) is (are) aligned parallel to the longitudinal axis of the spindle (are).
  • the fastening guideway (s) may, for. B. be executed as a slot or slots.
  • FIGS. 13 to 15 a second embodiment according to the invention.
  • Figs. 1 and 2 show external views of the first embodiment of the invention
  • Fig. 3 shows a longitudinal section through this adjusting device.
  • the following explanation of the structure and operation of this adjusting device is mainly based on the sectional view acc. 3, wherein in each case the other Reference is made ren figures to this embodiment, as far as it makes sense for the presentation and illustration of certain details.
  • the support nut 2 is rotatably mounted in a transmission housing 1 and arranged on the spindle 3.
  • the internal toothing of the support nut 2 engages in the external toothing 5 of the spindle 4.
  • spindle 4 parallel to its longitudinal axis 12 in both direction 37 'and in the direction 37 slidably.
  • the load to be positioned is not shown in the figures, it is usually attached to the spindle 4 in this embodiment.
  • this For rotating the support nut 2, this has in the illustrated embodiment, an outer toothing 25, in which a worm 8 engages.
  • the drive shaft 9 is mounted, preferably in one piece, on the worm 8 (see, for example, FIGS. 1 and 2), to which a motor or a gear mechanism for rotating the carrying nut 2 can engage. Corresponding transmissions or motors are known per se and are not shown here.
  • the support nut 2 is rotatably supported in the transmission housing 1 via the thrust bearings 6 and 7.
  • the thrust bearings 6 and 7 are in the illustrated embodiment, known per se annular ball bearings. These are arranged and supported together with the support nut 2 between the transmission housing 1 and, screwed into this gear housing cover 10. This has the consequence that the support nut 2 is not displaceable in one of the directions 37 or 37 ' parallel to the longitudinal axis 12 of the spindle 4 relative to the transmission housing 1 and all components of the actuator fixed thereto.
  • an oil chamber 34 is arranged, which can be filled via the cap 36 with oil.
  • the cap 13 is relative to the transmission housing 1 neither in one of the directions 37th or 37 'parallel to the longitudinal axis 12 of the spindle 4 slidably, nor to the longitudinal axis 12 of the spindle 4 rotatable relative to the transmission housing.
  • the support nut 2 and the catch nut 3 are connected to one another not only via the spindle 4 but also via a coupling device designed here as a claw coupling device.
  • This jaw coupling device allows a change in the distance between the support nut 2 and the catch nut 3 along the longitudinal axis 12 of the spindle 4, connects the support nut 2 and the catch nut 3 but transmitting torque.
  • this functionality of the coupling device or of the dog clutch is achieved by arranging on the catch nut 3 the claws 26 which, in the operating position shown in FIG. 5, engage in the intermediate spaces between the claws 26 ', which engage the carrier nut 2 are fixed.
  • the claws 26 ' are formed as a separate annular member which is fixed to the support nut 2.
  • the claws 26 and 26 'of the catch nut 3 are pushed into one another so far that the desired initial distance between the support nut and catch nut is set. Subsequently, both are screwed together on the external thread 5 of the spindle 4, wherein the distance in the screwed state can only change by wear of the teeth of the internal toothing of the support nut 3, as will be explained again below separately.
  • the initial distance in the unconsumed state of the support nut 2 is at an adjusting device, which is loaded both on train and on pressure, so in both directions 37 and 37 ', conveniently adjusted so that the catch nut in the operating position shown in Fig.
  • the monitoring device In order to monitor the change in the distance between the support nut 2 and the catch nut 3, which changes over time due to wear or wear on the support nut 2, the monitoring device according to the invention of this exemplary embodiment has the following:
  • a carriage housing 24 is a z. B. as a bore and closed by means of lid 43 carriage guide track 20, in which the carriage 19 is slidably mounted.
  • the carriage 19 is designed in the embodiment variant shown here as a bolt. But this is only an example, the outer shape of the carriage can be designed in various ways. It is important that the carriage is a component which can be displaced along a guideway. In the embodiment shown, the guideway is in the form of a linear slide guide track 20, but this is not necessarily so.
  • the carriage 19 At its front end, the carriage 19 has a carriage head 21, which in the embodiment shown here is conical or frustoconical in shape.
  • Movement of the slider 15 parallel to the longitudinal axis 12 of the spindle 4 and the resulting movement of the carriage 19 in the carriage guide track 20 can be specified.
  • a slider guide track 16 is provided in the first embodiment on the slide housing 24, which represents a positive guide, which allows movement of the slider 15 in only one of the two directions 37 and 37 '.
  • the slide housing 24 With the slider guide track 16 and thus with the slider 15, the slide housing 24 is arranged in a slot-like recess in the cover cap 13, as shown in FIGS. 5, 7 and the horizontal section shown in FIG. Fig. 7 can be seen.
  • This arrangement of the slider 15 has the consequence that it is not rotatable about the longitudinal axis 12 of the spindle 4, while the catch nut 3 is rotated together with the support nut 2 about the longitudinal axis 12.
  • a transmission device is arranged, which allows rotation of the catch nut 3 about the longitudinal axis 12 of the spindle 4 without rotation of the slider 15 and a displacement of the catch nut 3 in at least one direction 37, 37 'parallel to the longitudinal axis 12 of the spindle 4 only a simultaneous displacement of the slider 15 allows.
  • the transmission device for this purpose, a, fixed to the catch nut 3 switching ring 14, which has an annular, preferably groove-shaped guide 17, in which engages a slider 15 fixed to the slide pin 28.
  • the slide roller 27 which has a ball bearing.
  • the slider roller 27 thus runs in the rotating guide 17 of the switching ring 14 and transmits to the slide pin 28 and thus to the slider 15 only a change in distance between the support nut and catch nut along a direction 37 and 37 'parallel to the longitudinal axis 12 of the spindle 4.
  • the transmission device formed in this way is of course only one example. It would be z. B. also possible to provide on the catch nut 3 a disc which engages in a slot in the slider 15 and is rotatable relative to the slider 15, but a movement of the catch nut 3 in one of the directions 37 and 37 'transmits to the slider 15 ,
  • the carriage 19 is in each case pressed into the carriage housing 24 via the transfer surface 18 or 18' assigned to the respective direction along the carriage guide track 20. This is done against a spring load, which biases the carriage 19 in the direction of slide 15.
  • this spring load is integrated into the switches 30 and 30 ' by their switching pins 31 and 31' are biased by corresponding springs.
  • the spring load of the carriage 19 and a z. B. between the end cover 43 and the carriage 19 acting spring in the carriage guide track 20 may be provided.
  • the said switches 30 and 30 ' are z. B. known as a limit switch and commercially available.
  • a connecting part 29 designed in the form of a pin is provided in the exemplary embodiment shown, which switches the switching pins 31 and 31 when the carriage 19 is displaced in the carriage guide track 20 'The switch 30 and 30' acted upon.
  • the switches are to see this, in particular in Fig. 4, 5, 6 and 8, on Schiit tengephinuse 24 attached.
  • the carriage housing 24 for this purpose lateral recesses.
  • the attachment of the switches 30 and 30 ' by means of screws 33'.
  • the position detection device formed by means of the switches 30 and 30 ' is provided in the embodiment shown here for monitoring the achievement of discrete positions of the carriage 19.
  • switching contacts provided, which are then achieved or switched, if by the displacement of the carriage 19 of the respective switching pin 31 or 31' corresponding far into the housing of the switch 30th or 30 'is pressed.
  • the switching pin 31 in the switch 30 switches a first switching contact when it is pushed by the carriage 19 by an amount in the housing of the switch 30, which corresponds to a 50% wear of the internal toothing of the support nut 2 ,
  • the second switch 30 ' and the switching pin 31' then further switching contacts can be switched, which then z. B.
  • a fixing guide rail is provided along which the carriage housing 24 relative to the cap 13 and can be moved to the transmission housing 1, wherein a first fastening state is provided, in which the carriage housing 24 is displaceable along the fastening guide track and a second fastening state is provided, in which the position of the carriage housing 24 is fixed.
  • the fastening guide track is aligned in the embodiment shown here parallel to the longitudinal axis 12 of the spindle 4 and executed concretely in the form of slots 32 in the carriage housing 24.
  • slots 32 may also be embodied on the cover cap 31 or on another component fixedly connected to the transmission housing 1. It does not necessarily have to be oblong holes. There are also other types of guideways conceivable.
  • Fig. 9 shows a section through this embodiment of an adjusting device analogous to FIG. 3, wherein the external teeth 5 of the spindle 4 engaging internal teeth of the support nut 2, the distance 38 between the catch nut 3 and the support nut 2 and the top left increases the position of the eyes suffered head 21, in which through the transfer surfaces 18 and 18 ' formed recesses of the slider 15 can be seen.
  • Fig. 9 shows the state in which there is still no wear of the internal toothing of the support nut 2 and the carriage is still extended maximum towards the spindle 4, that is in the adjusted starting position.
  • FIG. 10 now shows the state after a wear on the internal toothing of the support nut 2 has already been set by means of prolonged tensile loading in the direction 37 on the spindle 4, from which the distance 40 results.
  • the distance 38 between the support nut 2 and catch nut 3 with respect to the starting situation shown in Fig. 9.
  • the distance 39 between see the upper edge of the catch nut 3 and the support surface 23 'of the cap 13 has shortened.
  • the switch 30 is arranged in the described embodiment so that its switching pin 31 reaches a switching point in this position and outputs a signal with which the monitoring device can indicate that a 50% wear of the internal toothing of the support nut 2 has occurred.
  • FIG. 11 now shows the situation in which a 50% wear has occurred on the spindle 4 as a result of a pressure load in the direction 37 ' . Accordingly, the transitional situation acc. Fig. 9, the distance 38 between the support nut 2 and catch nut 3 shortened. The resulting displacement of the slider 15 ensures that the transfer surface 18 'has pushed the carriage 19 into the carriage guide track 20. This situation also leads to triggering a switching operation on the first switch 30, which in turn indicates a 50% wear.
  • the gear ratio of the travel of the slider 15 to the resulting path of the carriage 19 can be adjusted via the shape and angles of the transfer surfaces 18 and 18 ' . In the embodiment shown, a symmetrical arrangement is selected.
  • Fig. 12 shows still the state in which the internal toothing of the support nut 2 was completely removed by a continuous tensile load in the direction 37 'and it has come to the breakthrough of the spindle. This has led to the catch nut 3 now resting completely against the support surface 23, thus reducing the distance 38 to zero and intercepting the spindle 4 by means of the catch nut 3 on the transmission housing 1 or transmission housing cover 10.
  • On the top left again the position of the slider 15 and the carriage 19 is shown. In this situation, the transfer surfaces 18 and 18 'are completely out of engagement with the contact surfaces 22 and 22 ' .
  • the front side of the carriage 19 slides in this position on a parallel to the longitudinal axis 12 of the spindle 4 aligned surface of the slider 15 along, so that the carriage 19 is no longer pushed into the carriage guide track 20, which in turn prevents the
  • Shift pins 31 and 31 ' are inserted too far into the housing of the switches 30 and 30'. This prevents damage to the switches.
  • Fig. 12 shows a second embodiment in a partially sectioned illustration.
  • the spindle 4 is rotatably mounted in the transmission housing 1, while the support nut 2 is fixed to the transmission housing 1.
  • the drive usually engages the spindle z. B. in area 42. This in turn may be a per se known transmission or directly an engine. Both are not shown here.
  • the support nut 2 is displaced in the respective direction 37 or 37 'along the spindle 4.
  • the screws 33 fasten the load 41, the support nut 2 and the housing 1 to each other.
  • the gear housing cover 10 ' is screwed.
  • the monitoring device according to the invention realized with respect to the distance between support nut 2 and catch nut 3 substantially corresponds to the first exemplary embodiment, so that reference may be made to the statements there.
  • the slide guide track 16 is not mounted here in a cap but directly in a corresponding recess of the gear housing 1.
  • the screws 33 for fixing the carriage housing 24, this time directly to the housing 1 are screwed.
  • the adjustment of the zero position is again via the slots 32 in the first embodiment analogous way. As shown in the exploded view. Fig.
  • a dog clutch between catch nut 3 and support nut 2 is also provided here, which in an analogous manner claws 26 and 26 ' has. Also, the transmission of the change in the distance between the support nut 2 and catch nut 3 on the switching ring 14, the slider 15 and the carriage 19 on the switches 30 and 30 ' works as in the first embodiment.

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Abstract

Stelleinrichtung zur Positionierung einer Last, mit zumindest einer Spindel (4) und mit zumindest einer Tragmutter (2) sowie mit zumindest einer Fangmutter (3), wobei die Tragmutter (2) und die Fangmutter (3) auf einem Außengewinde (5) der Spindel (4) angeordnet und über eine Kupplungsvorrichtung drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, wobei die Kupplungsvorrichtung eine Änderung des Abstands zwischen der Tragmutter (2) und der Fangmutter (3) entlang einer Längsachse (12) der Spindel (4) zulässt und eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung dieses Abstands vorgesehen ist, wobei die Überwachungsvorrichtung einen, bei einer Änderung des Abstands zwischen der Fangmutter (3) und der Tragmutter (2) in zumindest einer Richtung (37, 37') parallel zur Längsachse (12) der Spindel (4) verschiebbaren Schieber (15) und einen, in einer schräg oder orthogonal zur Längsachse (12) der Spindel (4) angeordneten Schlittenführungsbahn (20), vorzugsweise linear, verschiebbaren Schlitten (19) aufweist, wobei der Schlitten (19) in der Schlittenführungsbahn (20) mittels zumindest einer schräg zur Längsrichtung (12) der Spindel (4) angeordneten Übertragungsfläche (18, 18') vom Schieber (15) verschiebbar ist.

Description

Stelleinrichtung zur Positionierung einer Last
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zur Positionierung einer Last, mit zumindest einer Spindel und mit zumindest einer Tragmutter sowie mit zumindest einer Fangmutter, wobei die Tragmutter und die Fangmutter auf einem Außengewinde der Spindel angeordnet und über eine Kupplungsvorrichtung drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, wobei die Kupplungsvorrichtung eine Änderung des Abstands zwischen der Tragmutter und der Fangmutter entlang einer Längsachse der Spindel zu- lässt und eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung dieses Abstands vorgesehen ist.
Die gattungsgemäßen Stelleinrichtungen werden zur Positionierung von Lasten verwendet. Sie weisen zumindest eine Spindel auf, auf der eine Tragmutter sitzt, welche in das Außengewinde der Spindel eingreift. Es ist bekannt, die Tragmutter über eine mit einer Schnecke versehene Antriebswelle in Drehung zu versetzen, um die gegen Verdrehen ge- sicherte Spindel dadurch zu heben oder abzusenken. Es ist aber auch bekannt, bei gattungsgemäßen Stelleinrichtungen, die Spindel ortsfest zu belassen und mittels eines Getriebes oder Motors anzutreiben, wobei dann die Tragmutter, gegen Verdrehen gesichert, an der Spindel entlang verfahren wird. Durch die zu positionierenden Lasten kommt es an der Tragmutter im Zuge eines länger währenden Betriebes zu Abnutzungen bzw. zu Ver- schleiß. Dies kann so weit führen, dass die Zähne der Tragmutter, mit welchen sie in das Außengewinde der Spindel eingreift, vollständig abgenutzt werden, so dass die Spindel nicht mehr mit der Tragmutter im Eingriff steht. Für diesen Fall ist es bereits bekannt, eine Fangmutter vorzusehen, die im Falle eines Gewindebruchs die Tragmutter bzw. die Spindel abfängt, so dass ein Abstürzen der zu positionierenden Lasten verhindert ist. Die Tragmutter muss dann ausgewechselt werden. Um die Gefahr eines Gewindedurchbruchs frühzeitig zu erkennen, bzw. um den Verschleiß der Tragmutter überwachen zu können, ist es bereits bekannt, Überwachungsvorrichtungen vorzusehen, die den Abstand zwischen der Tragmutter und der Fangmutter überwachen. Eine gattungsgemäße Stelleinrichtung mit einer solchen Überwachungsvorrichtung ist z. B. aus der EP 1 619 413 A2 bekannt. Die dort gezeigte Überwachungsvorrichtung weist ein relativ aufwändig gestaltetes Hebelwerk auf, welches zudem nur mit größerem Aufwand justierbar ist. Es ist somit Aufgabe der Erfindung, gattungsgemäße Stelleinrichtungen mit einer einfacher gestalteten, aber zuverlässig arbeitenden Überwachungsvorrichtung zur Überwachung des Abstandes zwischen Tragmutter und Fangmutter bereit zu stellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die Überwachungsvorrichtung einen, bei einer Änderung des Abstands zwischen der Fangmutter und der Tragmutter in zumindest einer Richtung parallel zur Längsachse der Spindel verschiebbaren Schieber und einen, in einer schräg oder orthogonal zur Längsachse der Spindel angeordneten Schlitten- führungsbahn, vorzugsweise linear, verschiebbaren Schlitten aufweist, wobei der Schlitten in der Schlittenführungsbahn mittels zumindest einer schräg zur Längsrichtung der Spindel angeordneten Übertragungsfläche vom Schieber verschiebbar ist.
Es ist somit ein, vorzugsweise gemeinsam mit der Fangmutter oder gemeinsam mit der Tragmutter, in zumindest einer Richtung parallel zur Längsachse der Spindel verschiebbarer Schieber vorgesehen. Dieser kann entweder mit der Tragmutter oder mit der Fangmutter in Verbindung stehen, bzw. an einer dieser Muttern gegenüber dieser, zumindest in einer Richtung parallel zur Längsachse der Spindel, unverschiebbar gelagert sein. Bei besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen ist der Schieber so an der Fangmutter ange- ordnet, dass er gegenüber dieser nicht parallel zur Längsachse der Spindel verschoben werden kann. Die Überwachungsvorrichtung weist ferner einen Schlitten auf, welcher in einer Schlittenführungsbahn, vorzugsweise linear, verschiebbar gelagert ist. Diese Schlittenführungsbahn ist schräg oder orthogonal zur Längsachse der Spindel angeordnet. Der Begriff „schräg" umfasst alle Winkel, die nicht parallel und nicht orthogonal sind. Es han- delt sich bei „schrägen" Winkeln somit um Winkel, die nicht Null Grad, nicht 90° und auch kein Vielfaches von 90° betragen. Zur Übertragung der durch eine Änderung des Abstandes zwischen Tragmutter und Fangmutter bedingten Verschiebung des Schiebers auf den Schlitten ist zumindest eine, schräg zur Längsrichtung der Spindel angeordnete Übertragungsfläche vorgesehen, mit der der Schieber den Schlitten in seiner Bozenführungsbahn verschiebt. Diese Übertragungsfläche(n) ist (sind) schräg zur Längsachse der Spindel angeordnet. Sie weist (weisen) somit ein von null Grad, 90° sowie einem ganzzeiligen Vielfachen von 90° abweichenden Winkel zur Längsachse der Spindel auf. Günstigerweise ist bzw. sind die Übertragungsfläche(n) auch schräg zur Schlittenführungsbahn ausgerichtet.
Wie bereits oben erwähnt, sind die Tragmutter und die Fangmutter über eine Kupplungsvorrichtung drehmomentübertragend miteinander verbunden. Dies bedeutet, dass die Kupplungsvorrichtung dafür sorgt, dass bei einer Drehung der Tragmutter auch die Fangmutter, vorzugsweise um den gleichen Winkel, mitgedreht wird. Es ist grundsätzlich denkbar, dass diese Mitnahme von der Kupplungsvorrichtung nur in eine Richtung und sogar mit Spiel erfolgt. Bevorzugt ist es jedoch, die Kupplungsvorrichtung so auszubilden, dass die Tragmutter und die Fangmutter in beide Drehrichtungen miteinander zwangsgekoppelt sind und eine spielfreie Übertragung der Drehbewegung sichergestellt ist, jede Drehbewegung der Tragmutter oder Fangmutter auf der Spindel also zwangsläufig auch zu einer entsprechend gerichteten und entsprechend weiten Drehbewegung der jeweils anderen Mutter führt. Hierdurch wird sichergestellt, dass sich der Abstand zwischen Trag- mutter und Fangmutter nicht ändert, solange es zu keinem Verschleiß an der Tragmutter kommt, also jede Abstandsänderung zwischen Tragmutter und Fangmutter einen Rück- schluss auf die bereits erfolgten Abnutzungen an der Tragmutter erlaubt Wie weiter unten anhand eines konkreten Beispiels gezeigt, kann eine sogenannte Klauenkupplung als eine solche Kupplungsvorrichtung vorgesehen sein.
Aus dem genannten Grund ist es auch günstig, wenn der Schieber, vorzugsweise ausschließlich, durch eine Abstandsänderung zwischen der Tragmutter und der Fangmutter in zumindest einer Richtung parallel zur Längsachse der Spindel verschiebbar ist.
Die Überwachungsvorrichtung weist günstigerweise eine Positionserkennungseinrichtung zur Erkennung zumindest einer Position, vorzugsweise mehrerer, diskreter voneinander verschiedener Positionen des Schlittens auf. Die Verschiebung des Schlittens in der Schlittenführungsbahn ist somit ein Indikator, wie weit der Schieber in Folge einer Abstandsänderung zwischen Tragmutter und Fangmutter verschoben wurde, und damit ein Indikator für den Verschleiß an der Tragmutter. In der Regel wird es ausreichen, das Erreichen einzelner diskreter Verschleißzustände zu erkennen. Entsprechend ist in bevorzugten Ausführungsvarianten auch vorgesehen, dass nur eine oder mehrere diskrete, voneinander verschiedene Positionen des Schlittens mittels der Positionserkennungseinrichtung erkannt und weitergemeldet werden. So kann es z. B. vorgesehen sein, dass die Positionserken- nungseinrichtung dafür ausgelegt ist, einen 50%-igen, einen 80%-igen und einen 100%- igen Verschleiß an der Tragmutter festzustellen, indem erkannt wird, dass der Schlitten die entsprechenden Positionen in der Schlittenführungsbahn erreicht hat. Um dies zu erkennen, kann vorgesehen sein, dass die Positionserkennungseinrichtung zumindest einen, vorzugsweise zwei oder mehr, Schalter aufweist, die vom Schlitten direkt oder indirekt über zumindest ein Verbindungsteil in zumindest einer, vorzugsweise mehreren, diskreten Position(en) des Schlittens in der Schlittenführungsbahn schaltbar sind. Alternativ ist es natürlich auch möglich, dass die Überwachungsvorrichtung eine kontinuierlich messende Positionserkennungseinrichtung aufweist, falls dies für den Anwendungsfall sinnvoll oder notwendig erscheint.
Bei Stelleinrichtungen, bei denen die Spindel oder die Mutter sowohl auf Zug als auch auf Druck, also in beide Richtungen parallel zur Längsachse der Spindel belastet wird, kann der Verschleiß an der Tragmutter bzw. an deren, in das Außengewinde der Spindel eingreifenden Zähnen, in beiden Richtung auftreten. Dies hat zur Folge, dass sich der Ab- stand zwischen Tragmutter und Fangmutter durch die Abnutzung an der Tragmutter sowohl vergrößern als auch verkleinern kann. Um die Abnutzung in beide Richtungen überwachen zu können, ist es günstig, wenn zumindest zwei schräg zueinander angeordnete Übertragungsflächen vorgesehen sind. Besonders bevorzugt ist dann vorgesehen, dass der Schlitten bei Verschiebung des Schiebers in einer ersten Richtung parallel zur Längs- achse der Spindel mittels einer ersten der Übertragungsflächen und bei Verschiebung des Schiebers in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten, zweiten Richtung mittels einer zweiten der Übertragungsflächen in der Schlittenführungsbahn verschiebbar ist. Geht es nur darum, den Betrag der Abnutzung zu überwachen, unabhängig davon, ob er in einer Abstandsvergrößerung oder Abstandsverkleinerung zwischen Tragmutter und Fangmutter resultiert, so kann vorgesehen sein, dass die beiden Übertragungsflächen so angeordnet sind, dass sie den Schlitten immer in die selbe Richtung in der Schlittenführungsbahn verschieben. Soll hingegen zusätzlich zum Betrag der Abstandsänderung auch die Richtung der Abstandsänderung überwacht werden, so kann auch vorgesehen sein, dass der Schlitten, abhängig von der Richtung der Abstandsänderung zwischen Tragmutter und Fang- mutter, auch entweder in die eine oder in die andere Richtung in der Schlittenführungsbahn verschoben wird. Die Übertragungsflächen sind dann entsprechend anzuordnen.
Eine einfache, aber sicher arbeitende Ausgestaltungsform der Erfindung sieht vor, dass die Übertragungsfläche(n) am Schieber ausgebildet oder fixiert ist (sind), vorzugsweise eine Ausnehmung im Schieber zumindest teilweise begrenzt (begrenzen). Auch dies muss aber nicht zwingend so sein, es ist auch möglich, die schrägen Übertragungsflächen am Schlitten zu fixieren oder sie als weder am Schlitten noch am Schieber fix angeordnete Zwischenteile auszugestalten.
Beim Stand der Technik gestaltet es sich häufig schwierig, die Nullstellung der Überwachungsvorrichtung vor Inbetriebnahme der Stelleinrichtung zu justieren. Um dieses Prob- lern zu beseitigen, sehen günstige Ausführungsvarianten der Erfindung vor, dass ein die Schlittenführungsbahn aufweisendes Schlittengehäuse mittels zumindest einer, vorzugsweise linearen, Befestigungsführungsbahn direkt oder indirekt, vorzugsweise über eine Abdeckkappe, an einem Getriebegehäuse der Stelleinrichtung befestigbar ist, wobei in einem ersten Befestigungszustand das Schlittengehäuse entlang der Befestigungsführungsbahn verschiebbar ist und in einem zweiten Befestigungszustand die Position des Schlittengehäuses fixiert ist. Dies ermöglicht es, das Schlittengehäuse im ersten Befestigungszustand vorzumontieren und das Schlittengehäuse entlang der Befestigungsführungsbahn zu verschieben, bis der Schlitten in seiner Nullstellung exakt an den Übertra- gungsflächen anliegt. In dieser Position kann das Schlittengehäuse dann im zweiten Befestigungszustand fixiert werden, womit die Überwachungsvorrichtung exakt justiert ist. Günstig ist es in diesem Zusammenhang, wenn der Schlitten in Richtung hin zur Übertragungsfläche federbelastet ist. Hierzu kann z. B. in der Schlittenführungsbahn eine entsprechende Feder oder ein anderer elastischer Körper vorgesehen sein, welcher den Schlitten in der Betriebsstellung in Richtung hin zur Übertragungsfläche drückt. Besonders bevorzugte Ausführungsvarianten sehen aber vor, dass für diese Federbelastung die in den Schaltern der Positionserkennungseinrichtung vorgesehenen Federn genutzt werden. Die Federbelastung des Schlittens kann so ausgelegt sein, dass das Schlittengehäuse durch den Schlitten im ersten Befestigungszustand von alleine entlang der Befestigungsfüh- rungsbahn so verschoben wird, dass die exakt justierte Stellung des Schlittengehäuses erreicht ist. Wie weiter unten im Detail erläutert, ist es dabei günstig, wenn die Befesti- gungsführungsbahn(en) parallel zur Längsachse der Spindel ausgerichtet ist (sind). Die Befestigungsführungsbahn(en) können z. B. als Langloch bzw. Langlöcher ausgeführt werden.
Weitere Einzelheiten und Merkmale bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 bis 12 ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel und Fig. 13 bis 15 ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.
Die Fig. 1 und 2 zeigen Außenansichten auf das erste erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel, Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch diese Stelleinrichtung. Die nun folgende Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise dieser Stelleinrichtung erfolgt schwerpunkt- mäßig auf der Grundlage der Schnittdarstellung gem. Fig. 3, wobei jeweils auf die ande- ren Figuren zu diesem Ausführungsbeispiel verwiesen wird, soweit dies zur Darlegung und Veranschaulichung gewisser Details sinnvoll ist.
Bei der Stelleinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels ist die Tragmutter 2 drehbar in einem Getriebegehäuse 1 gelagert und auf der Spindel 3 angeordnet. Die Innenverzahnung der Tragmutter 2 greift in die Außenverzahnung 5 der Spindel 4 ein. Durch Drehung der Tragmutter 2 ist die, in hier nicht gezeigter aber an sich bekannter Weise gegen Verdrehen gesicherte, Spindel 4 parallel zu ihrer Längsachse 12 sowohl in Richtung 37' als auch in Richtung 37 verschiebbar. Die zu positionierende Last ist in den Figuren nicht ge- zeigt, sie ist bei diesem Ausführungsbeispiel in der Regel an der Spindel 4 befestigt. Zum Drehen der Tragmutter 2 weist diese im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Außenverzahnung 25 auf, in die eine Schnecke 8 eingreift. An der Schnecke 8 ist, vorzugsweise einstückig, die Antriebswelle 9 gelagert (siehe z. B. Fig. 1 und 2), an die ein Motor oder ein Getriebe zum Drehen der Tragmutter 2 angreifen kann. Entsprechende Getriebe bzw. Mo- toren sind an sich bekannt und hier nicht dargestellt.
Die Tragmutter 2 ist über die Axiallager 6 und 7 drehbar im Getriebegehäuse 1 gelagert. Bei den Axiallagern 6 und 7 handelt es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um an sich bekannte ringförmige Kugellager. Diese sind zusammen mit der Tragmutter 2 zwischen dem Getriebegehäuse 1 und dem, in dieses eingeschraubten Getriebegehäusedeckel 10 angeordnet und abgestützt. Dies hat zur Folge, dass die Tragmutter 2 nicht in eine der Richtungen 37 oder 37' parallel zur Längsachse 12 der Spindel 4 relativ zum Getriebegehäuse 1 und allen daran fix angeordneten Bauteilen des Stellantriebs verschiebbar ist. Im Sinne der Leichtgängigkeit des Stellantriebs ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel im Bereich der Tragmutter 2, der Axiallager 6 und 7 und der Schnecke 8 ein Ölraum 34 angeordnet, welcher über den Verschlussdeckel 36 mit Öl befüllt werden kann. In Längsrichtung der Längsachse 12 der Spindel 4 ist dieser Ölraum 34 durch die Dichtungen 35 begrenzt und abgedichtet. Am Getriebegehäuse 1 bzw. am Getriebegehäusedeckel 10 ist eine Abdeckkappe 13 in der Weise angeordnet, dass sie im festgeschraubten Zustand am Getriebegehäuse 1 fixiert ist. Hierzu ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein zweigeteilter Befestigungsring 11 vorgesehen, welcher in eine Nut am Getriebegehäusedeckel 10 eingeschoben wird, so dass er diese hintergreift. Zur Befestigung der Abdeckkappe 13 am Getriebegehäuse 1 wird erstere mittels der Schrauben 33" in den so angeordneten Befestigungsring 11 eingeschraubt, wie dies besonders gut in den teilweise aufgebrochenen Darstellungen gem. Fig. 5 und 6 zu sehen ist. Sind die Schrauben 33" fest angezogen, so ist die Abdeckkappe 13 relativ zum Getriebegehäuse 1 weder in eine der Richtungen 37 bzw. 37'parallel zur Längsachse 12 der Spindel 4 verschiebbar, noch um die Längssache 12 der Spindel 4 drehbar gegenüber dem Getriebegehäuse. Sind die Schrauben 33" allerdings nicht fest angezogen, so kann die Abdeckkappe 13 samt Befestigungsring 11 um die Längsachse 12 der Spindel 4 in einfacher Weise gedreht werden, was dazu genutzt werden kann, das weiter unten erläuterte Schlittengehäuse 24 in einer für die jeweilige Betriebssituation günstige Stellung zu bringen.
Innerhalb der Abdeckkappe 13 befindet sich im gezeigten ersten Ausführungsbeispiel die Fangmutter 3. Sie ist, wie auch die Tragmutter 2, auf dem Außengewinde 5 der Spindel 4 angeordnet und greift über eine entsprechende Verzahnung bzw. ein entsprechendes Innengewinde in das Außengewinde 5 ein. Wie besonders gut in der Explosionsdarstellung gem. Fig. 4 (welche nur ausgewählte Teile der Stelleinrichtung zeigt) und in der teilweise aufgebrochenen Darstellung gem. Fig. 5 gezeigt, sind die Tragmutter 2 und die Fangmutter 3 nicht nur über die Spindel 4 sondern auch über eine, hier als Klauenkupp- lungsvorrichtung ausgeführte Kupplungsvorrichtung miteinander verbunden. Diese Klauenkupplungsvorrichtung lässt eine Änderung des Abstandes zwischen der Tragmutter 2 und der Fangmutter 3 entlang der Längsachse 12 der Spindel 4 zu, verbindet die Tragmutter 2 und die Fangmutter 3 aber drehmomentübertragend. Im konkreten Ausführungsbeispiel wird diese Funktionalität der Kupplungsvorrichtung bzw. der Klauenkupplung er- reicht, indem an der Fangmutter 3 die Klauen 26 angeordnet sind, welche in der in Fig. 5 gezeigten Betriebsstellung in die Zwischenräume zwischen den Klauen 26' eingreifen, welche an der Tragmutter 2 fixiert sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Klauen 26' als ein separates ringförmiges Bauteil ausgebildet, welches an der Tragmutter 2 befestigt ist. Dies muss aber nicht zwingend so sein, es ist auch denkbar, die Klauen 26' direkt einstückig an der Tragmutter 2 auszubilden. Durch die Ausformung der Klauen 26 und 26' sowie durch ihr, in Drehrichtung um die Längsachse 12 der Spindel 4 formschlüssiges und spielfreies Ineinandergreifen wird erreicht, dass die Tragmutter 2 und die Fangmutter 3 nur gemeinsam auf der Spindel 4 gedreht werden können, wobei die geschilderte Klauenkupplung aber eine Abstandsänderung zwischen der Tragmutter 2 und der Fangmutter 3 erlaubt Jedes, auf die Tragmutter 2 wirkende Drehmoment wird somit auch auf die
Fangmutter 3 übertragen. Wie eingangs bereits erläutert, ist es theoretisch denkbar, dass in der Drehrichtung um die Längsachse 12 ein gewisses Spiel zwischen der Fangmutter 3 und der Tragmutter 2 belassen wird oder ein Drehmoment nur in eine Drehrichtung statt in beide Drehrichtungen übertragen wird, falls dies in der konkreten Ausgestaltungsform und Verwendungsform der Stelleinrichtung sinnvoll erscheint. Im Allgemeinen günstiger ist jedoch die spielfreie und in beide Drehrichtungen wirkende Drehmomentübertragung, wie sie im gezeigten Ausführungsbeispiel realisiert ist.
Beim Zusammenbau der Stelleinrichtung des gezeigten Ausführungsbeispiels werden die Klauen 26 und 26' der Fangmutter 3 so weit ineinander geschoben, dass der gewünschte Anfangsabstand zwischen Tragmutter und Fangmutter eingestellt ist. Anschließend werden beide gemeinsam auf das Außengewinde 5 der Spindel 4 aufgeschraubt, wobei der Abstand im aufgeschraubten Zustand sich nur noch durch Abnutzung der Zähne der Innenverzahnung der Tragmutter 3 ändern kann, wie dies weiter unten noch einmal separat erläutert wird. Der Anfangsabstand im unverbrauchten Zustand der Tragmutter 2 wird bei einer Stelleinrichtung, welche sowohl auf Zug als auch auf Druck, also in beide Richtungen 37 und 37' belastet wird, günstigerweise so eingestellt, dass die Fangmutter in der in Fig. 3 dargestellten Betriebsstellung mittig zwischen den Abstützflächen 23 und 23' angeordnet ist Dies hat dann zur Folge, dass ausgehend von dieser ursprünglichen Stellung Platz für eine Relativverschiebung durch Abnutzung der Tragmutter 2 in beide Richtungen 37 und 37' ist. Ist beim Betrieb der jeweiligen Stelleinrichtung die Spindel 4 nur in eine Richtung, also nur auf Zug oder nur auf Druck belastet, oder in eine der beiden Richtungen 37 bzw. 37' wesentlich stärker belastet als in die andere Richtung, so kann dies bei der geschilderten Justierung des Ursprungsabstandes zwischen Tragmutter 2 und Fangmutter 3 berück- sichtigt werden.
Wie weiter unten noch insbesondere anhand der Fig. 12 gezeigt, dienen die Abstützflächen 23 und 23', wie beim Stand der Technik bekannt, dazu, die Tragmutter und damit die Spindel 4 abzufangen, wenn es aufgrund von Abnutzung oder Verschleiß zum Durchbruch der Spindel in der Tragmutter 2 kommt. Dies passiert, wenn die Innenverzahnung der Tragmutter 2 vollständig verschlissen ist. Dann kann die Spindel 4 nicht mehr von der Tragmutter 2 gehalten werden und die Fangmutter 3 wird relativ zum Getriebegehäuse 1 bzw. der daran fixierten Abdeckkappe 13 zusammen mit der Spindel 4 so weit verschoben, bis sie, je nach Richtung 37 bzw. 37' der wirkenden Last an einer der Abstützflächen 23' bzw. 23 anschlägt. Die Tragmutter 3 stellt dadurch, wie an sich bekannt, eine Sicherung der Spindel 4 für den Fall des Gewindebruchs in der Tragmutter 2 dar.
Um die durch Verschleiß bzw. Abnutzung der Tragmutter 2 sich mit der Zeit einstellende Änderung des Abstandes zwischen der Tragmutter 2 und der Fangmutter 3 zu überwa- chen, weist die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels folgendes auf: In einem Schlittengehäuse 24 ist eine z. B. als Bohrung und mittels Deckel 43 verschlossene Schlittenführungsbahn 20 vorgesehen, in der der Schlitten 19 verschiebbar gelagert ist. Der Schlitten 19 ist in der hier gezeigten Ausgestaltungsvariante als Bolzen ausgeführt. Dies ist aber nur ein Beispiel, die äußere Form des Schlittens kann verschiedenartig ausgeführt sein. Wichtig ist, dass es sich beim Schlitten um ein entlang einer Führungsbahn verschiebbares Bauteil handelt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel liegt die Führungsbahn in Form einer linearen Schlittenführungsbahn 20 vor, auch dies muss aber nicht zwingend so sein. An seinem vorderen Ende weist der Schlitten 19 einen Schlittenkopf 21 auf, welcher im hier gezeigten Ausführungsbeispiel konus- bzw. kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
Bereiche der Mantelfläche dieses Schlittenkopfes 21 bilden die Kontaktflächen 22 bzw. 22', mit denen der Schlitten 19 dieses Ausführungsbeispiels an den Übertragungsflächen 18 bzw. 18' anliegt. Diese sind bei der hier gezeigten Variante Teile der Wandung einer Ausnehmung in dem Schieber 15. Die Übertragungsflächen 18 und 18' und die Kontaktflächen 22 und 22' des gezeigten Ausführungsbeispiels sind in ihrer Größe und winkelmäßigen Ausrichtung, also Schrägheit, zueinander korrespondierend ausgebildet. Dies muss aber nicht zwingend so sein, es wäre auch möglich, entsprechend schräge Übertragungsflächen 18 bzw. 18' nur am Schlitten 19 oder nur am Schieber 15 oder an einem dazwischen angeordneten Bauteil vorzusehen. Über die Neigung und Form der Übertragungsflächen 18 bzw. 18' und/oder der Kontaktflächen 22 bzw. 22' kann die Übersetzung zwischen einer
Bewegung des Schiebers 15 parallel zur Längsachse 12 der Spindel 4 und der daraus resultierenden Bewegung des Schlittens 19 in der Schlittenführungsbahn 20 vorgegeben werden.
Zur Führung des Schiebers 15 parallel zur Längsachse 12 der Spindel 4 ist im ersten Ausführungsbeispiel am Schlittengehäuse 24 eine Schieberführungsbahn 16 vorgesehen, die eine Zwangsführung darstellt, die eine Bewegung des Schiebers 15 nur in eine der beiden Richtungen 37 bzw. 37' zulässt. Mit der Schieberführungsbahn 16 und damit mit dem Schieber 15 ist das Schlittengehäuse 24 in einer schlitzartigen Ausnehmung in der Ab- deckkappe 13 angeordnet, wie dies insbesondere den Fig. 5, 7 und dem in Fig. 8 gezeigten Horizontalschnitt entlang der Line AA gem. Fig. 7 zu sehen ist. Diese Anordnung des Schiebers 15 hat zur Folge, dass dieser nicht um die Längsachse 12 der Spindel 4 drehbar ist, während die Fangmutter 3 gemeinsam mit der Tragmutter 2 um die Längsachse 12 gedreht wird. Um die Verschiebung der Fangmutter 3 in eine der Richtungen 37 bzw. 37' parallel zur Längsachse 12 der Spindel 4 auf den Schieber 15 übertragen zu können, ist im gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass zwischen dem Schieber 15 und der Fangmutter 3 eine Übertragungseinrichtung angeordnet ist, die ein Drehen der Fangmutter 3 um die Längsachse 12 der Spindel 4 ohne eine Drehung des Schiebers 15 zulässt und eine Verschiebung der Fangmutter 3 in zumindest einer Richtung 37, 37' parallel zur Längsachse 12 der Spindel 4 nur mit einer gleichzeitigen Verschiebung des Schiebers 15 zulässt. In der konkret gezeigten Variante weist die Übertragungseinrichtung hierfür einen, an der Fangmutter 3 fixierten Schaltring 14 auf, welcher eine ringförmige, vorzugsweise nutförmige Führung 17 aufweist, in die ein am Schieber 15 fixierter Schieberstift 28 eingreift. Im gezeigten Ausführungsbeispiel tut er dies mittels der Schieberrolle 27, welche ein Kugellager aufweist. Die Schieberrolle 27 läuft somit in der sich drehenden Führung 17 des Schaltrings 14 und überträgt auf den Schieberstift 28 und damit auf den Schieber 15 lediglich eine Abstandsänderung zwischen Tragmutter und Fangmutter entlang einer Richtung 37 und 37' parallel zur Längsachse 12 der Spindel 4. Hierdurch ist der Schieber 15 von der Drehbewegung der Fangmutter 3 entkoppelt aber bezüglich deren Längsbewegung entlang der Richtungen 37 und 37' parallel zur Längsachse 12 der Spindel 4 von der Fang- mutter 3 zwangsgeführt. Die so ausgebildete Übertragungseinrichtung ist natürlich nur ein Beispiel. Es wäre z. B. auch möglich, an der Fangmutter 3 eine Scheibe vorzusehen, die in einen Schlitz im Schieber 15 eingreift und so gegenüber dem Schieber 15 drehbar ist, aber eine Bewegung der Fangmutter 3 in eine der Richtungen 37 bzw. 37' auf den Schieber 15 überträgt.
Durch Verschieben des Schiebers 15 entlang der Schieberführungsbahn 16 in eine der Richtungen 37 bzw. 37' wird der Schlitten 19 jeweils über die der jeweiligen Richtung zugeordnete Übertragungsfläche 18 bzw. 18' entlang der Schlittenführungsbahn 20 in das Schlittengehäuse 24 eingedrückt. Dies erfolgt entgegen einer Federbelastung, welche den Schlitten 19 in Richtung Schieber 15 vorspannt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Federbelastung in die Schalter 30 bzw. 30' integriert, indem deren Schaltstifte 31 bzw. 31 ' durch entsprechende Federn vorgespannt sind. Natürlich kann zur Federbelastung des Schlittens 19 auch eine z. B. zwischen dem Abschlussdeckel 43 und dem Schlitten 19 wirkende Feder in der Schlittenführungsbahn 20 vorgesehen sein.
Die genannten Schalter 30 bzw. 30' sind z. B. als Endschalter bekannt und kommerziell erhältlich. Zur Übertragung der Bewegung des Schlittens 19 auf die Schalter 30, 30' bzw. deren Schaltstifte 31 , 31 ' ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein hier stiftartig ausgebildetes Verbindungsteil 29 vorgesehen, welches bei einer Verschiebung des Schlittens 19 in der Schlittenführungsbahn 20 die Schaltstifte 31 und 31 ' der Schalter 30 und 30' beaufschlagt. Die Schalter sind hierzu, wie insbesondere in Fig. 4, 5, 6 und 8 zu sehen, am Schiit- tengehäuse 24 befestigt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Schlittengehäuse 24 hierfür seitliche Ausnehmungen auf. Die Befestigung der Schalter 30 und 30' erfolgt mittels der Schrauben 33'. Die mittels der Schalter 30 und 30' ausgebildete Positionserken- nungseinrichtung ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel dafür vorgesehen, das Erreichen diskreter Positionen des Schlittens 19 zu überwachen. Im Inneren der Schalter 30 bzw. 30' sind, wie an sich bekannt, Schaltkontakte vorgesehen, die dann erreicht bzw. geschaltet werden, wenn durch die Verschiebung des Schlittens 19 der jeweilige Schaltstift 31 bzw. 31 ' entsprechend weit in das Gehäuse des Schalters 30 bzw. 30' eingedrückt wird. So kann z. B. vorgesehen sein, dass der Schaltstift 31 im Schalter 30 einen ersten Schalt- kontakt schaltet, wenn er vom Schlitten 19 um einen Betrag in an das Gehäuse des Schalters 30 hineingeschoben wird, welcher einer 50%-igen Abnutzung der Innenverzahnung der Tragmutter 2 entspricht. Mittels des zweiten Schalters 30' und dessen Schaltstift 31 ' können dann weitere Schaltkontakte geschaltet werden, die dann z. B. einer 80%-igen Abnutzung der Innenverzahnung der Tragmutter 2 und/oder dem vollständigen Durch- bruch der Innenverzahnung der Tragmutter 2 entsprechen. Dies ist natürlich nur ein Beispiel für eine Überwachung diskreter Positionen des Schlittens 19, welche wiederum diskreten Abnutzungszuständen entsprechen. Natürlich kann auch ein Wegaufnehmer an Stelle der Schalter 30 bzw. 30' vorgesehen sein, der die Stellung des Schlittens 19 in der Schlittenführungsbahn 20 kontinuierlich überwacht.
Zur Justierung des Schlittens 19 in der in Fig. 3 gezeigten Ausgangsstellung relativ zu den Übertragungsflächen 18, 18' bzw. der Stellung des Schiebers 15 ist, wie bereits eingangs erläutert, eine Befestigungsführungsbahn vorgesehen, entlang der das Schlittengehäuse 24 relativ zur Abdeckkappe 13 bzw. zum Getriebegehäuse 1 verschoben werden kann, wobei ein erster Befestigungszustand vorgesehen ist, bei dem das Schlittengehäuse 24 entlang der Befestigungsführungsbahn verschiebbar ist und ein zweiter Befestigungszustand vorgesehen ist, in dem die Position des Schlittengehäuses 24 fixiert ist. Die Befestigungsführungsbahn ist im hier gezeigten Ausführungsbeispiel parallel zur Längsachse 12 der Spindel 4 ausgerichtet und konkret in Form der Langlöcher 32 im Schlittengehäuse 24 ausgeführt. Diese sind besonders gut in den Fig. 2, 4, 5 und 7 zu sehen. Sie erlauben, wenn die Schrauben 33 noch nicht endgültig festgezogen sind, eine Verschiebung des Schlittengehäuses 24 parallel zur Längsachse 12 der Spindel 4. Hierdurch kann der federbelastete Schlitten 19 samt Schlittengehäuse 24 in die in Fig. 3 gezeigte Stellung verschoben werden. Besonders bevorzugt ist es, dass die Federbelastung auf den Schlitten 19 so stark ist, dass das Schlittengehäuse 24 aufgrund der Federkraft und der schrägen Übertragungsflächen 18 und 18' bzw. Kontaktflächen 22 und 22' automatisch in die gewünschte Nullposition verschoben wird, woraufhin die Schrauben 33 angezogen werden und das Schlittengehäuse 24 und damit die Schlittenführungsbahn 20 in dieser Position fixiert ist. Diese Art der Justierung wird in der Regel vor der ersten Inbetriebnahme der Stelleinrichtung oder nach Auswechseln der Tragmutter 2 durchgeführt.
Natürlich können solche Langlöcher 32 auch an der Abdeckkappe 31 oder an einem anderen, mit dem Getriebegehäuse 1 fix verbundenen Bauteil ausgeführt sein. Es muss sich auch nicht zwingend um Langlöcher handeln. Es sind auch andere Arten von Führungsbahnen denkbar.
Fig. 9 zeigt nun einen Schnitt durch dieses Ausführungsbeispiel einer Stelleinrichtung analog zu Fig. 3, wobei vergrößert die in die Außenverzahnung 5 der Spindel 4 eingreifende Innenverzahnung der Tragmutter 2, der Abstand 38 zwischen der Fangmutter 3 und der Tragmutter 2 sowie links oben die Lage des Seh litten köpf es 21 , in der durch die Übertra- gungsflächen 18 und 18' gebildeten Ausnehmungen des Schiebers 15 zu sehen ist. Fig. 9 zeigt den Zustand, in dem noch keine Abnutzung der Innenverzahnung der Tragmutter 2 vorliegt und der Schlitten noch maximal in Richtung hin zur Spindel 4 ausgefahren ist, also sich in der justierten Ausgangsstellung befindet.
Fig. 10 zeigt nun den Zustand, nachdem sich durch länger währende Zugbelastung in Richtung 37 auf die Spindel 4 bereits ein Verschleiß an der Innenverzahnung der Tragmutter 2 eingestellt hat, woraus der Abstand 40 resultiert. Hierdurch ist es zu einer Vergrößerung des Abstandes 38 zwischen Tragmutter 2 und Fangmutter 3 gegenüber der in Fig. 9 dargestellten Ausgangssituation gekommen. Entsprechend hat sich auch der Abstand 39 zwi- sehen der Oberkante der Fangmutter 3 und der Abstützfläche 23' der Abdeckkappe 13 verkürzt. Durch diese Relativbewegung zwischen Fangmutter 3 und Tragmutter 2 wurde entsprechend auch der Schieber 15 so verschoben, dass der Schlitten 19 mittels der unteren Übertragungsfläche 18 ein Stück weit in die Schlittenführungsbahn 20 hineingedrückt wurde. Die gezeigte Situation entspricht einer 50%-igen Abnutzung. Der Schalter 30 ist im geschilderten Ausführungsbeispiel so angeordnet, dass sein Schaltstift 31 in dieser Stellung einen Schaltpunkt erreicht und ein Signal abgibt, mit dem die Überwachungseinrichtung anzeigen kann, dass ein 50%-iger Verschleiß der Innenverzahnung der Tragmutter 2 eingetreten ist.
Fig. 11 zeigt nun die Situation, bei der ein 50%-iger Verschleiß durch eine Druckbelastung in Richtung 37' auf die Spindel 4 eingetreten ist. Entsprechend wurde gegenüber der Aus- gangssituation gem. Fig. 9 der Abstand 38 zwischen Tragmutter 2 und Fangmutter 3 verkürzt. Die daraus resultierende Verschiebung des Schiebers 15 sorgt dafür, dass die Übertragungsfläche 18' den Schlitten 19 in die Schlittenführungsbahn 20 hineingedrückt hat. Auch diese Situation führt zum Auslösen eines Schaltvorgangs am ersten Schalter 30, der wiederum eine 50%-ige Abnutzung anzeigt. Das Übersetzungsverhältnis des Weges des Schiebers 15 zum daraus resultierenden Weg des Schlittens 19 kann über die Form und die Winkel der Übertragungsflächen 18 und 18' eingestellt werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine symmetrische Anordnung gewählt. Es sind natürlich aber auch a- symmetrische Anordnungen der Übertragungsflächen 18 und 18' denkbar, wenn andere Übersetzungsverhältnisse oder verschiedene Übersetzungsverhältnisse für verschiedene Richtungen gewünscht werden. Günstig ist jedenfalls, wenn die Winkel zwischen den Ü- bertragungsflächen 18 bzw. 18' und der Längsachse 12 der Spindel zwischen 20° und 70° betragen.
Die in den Fig. 10 und 11 gezeigten Zustände, in denen die Innenverzahnung der Tragmutter 2 zum Teil abgenutzt ist, sind natürlich nur Beispiele, es kann auch jeder andere Abnutzungszustand z.B. durch die entsprechende Positionierung der Schalter bzw. Schaltkontakte überwacht werden.
Fig. 12 zeigt noch den Zustand, in dem die Innenverzahnung der Tragmutter 2 durch eine andauernde Zugbelastung in Richtung 37' vollständig abgetragen wurde und es zum Durchbruch der Spindel gekommen ist. Dies hat dazu geführt, dass die Fangmutter 3 nun vollständig an der Abstützfläche 23 anliegt, sich der Abstand 38 somit auf Null verringert hat und die Spindel 4 mittels der Fangmutter 3 am Getriebegehäuse 1 bzw. Getriebege- häusedeckel 10 abgefangen ist. Links oben ist wiederum die Position des Schiebers 15 und des Schlittens 19 dargestellt. In dieser Situation sind die Übertragungsflächen 18 und 18' vollkommen außer Eingriff mit den Kontaktflächen 22 und 22'. Die Frontseite des Schlittens 19 gleitet in dieser Stellung an einer parallel zur Längsachse 12 der Spindel 4 ausgerichteten Fläche des Schiebers 15 entlang, so dass der Schlitten 19 nicht mehr weiter in die Schlittenführungsbahn 20 hineingeschoben wird, was wiederum verhindert, dass die
Schaltstifte 31 und 31 ' zu weit in die Gehäuse der Schalter 30 und 30' eingeschoben werden. Dies verhindert Zerstörungen an den Schaltern.
Auch die Situation gem. Fig. 12 ist nur ein Beispiel. Würde auf die Spindel 4 nur eine Zug- belastung in Richtung 37 wirken, so käme es nach dem Durchbruch dazu, dass die Fangmutter 3 an der oberen Abstützfläche 23' abgefangen wird. Fig. 13 zeigt nun ein zweites Ausführungsbeispiel in einer teilweise geschnittenen Darstellung. Bei diesem ist die Spindel 4 in dem Getriebegehäuse 1 drehbar gelagert, während die Tragmutter 2 am Getriebegehäuse 1 fixiert ist. Der Antrieb greift bei solchen Ausfüh- rungsvarianten in der Regel an der Spindel z. B. im Bereich 42 an. Dies kann wiederum ein an sich bekanntes Getriebe oder direkt ein Motor sein. Beides ist hier nicht dargestellt. Durch Drehen der Spindel 4 wird die Tragmutter 2 in die jeweilige Richtung 37 oder 37' entlang der Spindel 4 verschoben. Um ein Mitdrehen der Tragmutter 2 mit der Spindel 4 zu verhindern, ist eine entsprechende, hier aber nicht dargestellte Verdrehsicherung für die Tragmutter 2 und das Getriebegehäuse 1 vorgesehen. Dies kann z. B. über die hier nur gestrichelt angedeutete Last 41 realisiert sein.
Die Schrauben 33 befestigen die Last 41 , die Tragmutter 2 und das Gehäuse 1 aneinander. Auf das der Tragmutter 2 entgegengesetzten Ende des Getriebegehäuses 1 ist der Getriebegehäusedeckel 10' aufgeschraubt. Die bezüglich der erfindungsgemäßen Überwachung des Abstandes zwischen Tragmutter 2 und Fangmutter 3 realisierte Überwachungsvorrichtung entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dortigen Ausführungen verwiesen werden kann. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist hier die Schieberführungsbahn 16 jedoch nicht in einer Abdeckkappe sondern direkt in einer entsprechenden Ausnehmung des Getriebegehäuses 1 gelagert. In dieses sind auch die Schrauben 33 zur Befestigung des Schlittengehäuses 24, diesmal direkt am Gehäuse 1 eingeschraubt. Die Justierung der Nullposition erfolgt wiederum über die Langlöcher 32 in zum ersten Ausführungsbeispiel analoger Weise. Wie in der Explosionsdarstellung gem. Fig. 4 besonders gut zu sehen, ist auch hier eine Klauenkupplung zwischen Fangmutter 3 und Tragmutter 2 vorgesehen, welche in analoger Weise Klauen 26 und 26' aufweist. Auch die Übertragung der Änderung des Abstandes zwischen Tragmutter 2 und Fangmutter 3 über den Schaltring 14, den Schieber 15 und den Schlitten 19 auf die Schalter 30 bzw. 30' funktioniert wie im ersten Ausführungsbeispiel.
L e g e n d e zu den Hinweisziffern:
1 Getriebegehäuse 34 Ölraum
2 Tragmutter 35 Dichtung
3 Fangmutter 36 Verschlussdeckel
4 Spindel 37, 37' Richtung von 12
5 Außengewinde 38 Abstand
6 Axiallager 39 Abstand
7 Axiallager 40 Abstand
8 Schnecke 41 Last
9 Antriebswelle 42 Motoranschluss
10, 10' Getriebegehäusedeckel 43 Deckel
11 Befestigungsring
12 Längsachse der Spindel
13 Abdeckkappe
14 Schaltring
15 Schieber
16 Schieberführungsbahn
17 Führung
18, 18' Übertragungsfläche
19 Schlitten
20 Schlittenführungsbahn
21 Schlittenkopf
22, 22' Kontaktflächen
23, 23' Abstützflächen
24 Schlittengehäuse
25 Außenverzahnung
26, 26' Klauen
27 Schieberrolle
28 Schieberstift
29 Verbindungsteil
30, 30' Schalter
31 , 31 ' Schalterstifte
32 Langloch
33, 33', 33", 33'", 33 Schrauben

Claims

Patentansprüche
1. Stelleinrichtung zur Positionierung einer Last, mit zumindest einer Spindel (4) und mit zumindest einer Tragmutter (2) sowie mit zumindest einer Fangmutter (3), wobei die Tragmutter (2) und die Fangmutter (3) auf einem Außengewinde (5) der Spindel (4) angeordnet und über eine Kupplungsvorrichtung drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, wobei die Kupplungsvorrichtung eine Änderung des Abstands zwischen der Tragmutter (2) und der Fangmutter (3) entlang einer Längsachse (12) der Spindel (4) zulässt und eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung dieses Abstands vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung einen, bei einer Änderung des Abstands zwischen der
Fangmutter (3) und der Tragmutter (2) in zumindest einer Richtung (37, 37') parallel zur Längsachse (12) der Spindel (4) verschiebbaren Schieber (15) und einen, in einer schräg oder orthogonal zur Längsachse (12) der Spindel (4) angeordneten Schlittenführungsbahn (20), vorzugsweise linear, verschiebbaren Schlitten (19) aufweist, wobei der Schlitten (19) in der Schlittenführungsbahn (20) mittels zumindest einer schräg zur Längsrichtung (12) der Spindel (4) angeordneten Übertragungsfläche (18, 18') vom Schieber (15) verschiebbar ist.
2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (15), vorzugsweise ausschließlich, durch eine Abstandsänderung zwischen der Tragmutter (2) und der Fangmutter (3) in zumindest einer Richtung (37, 37') parallel zur Längsachse (12) der Spindel (4) verschiebbar ist.
3. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Über- wachungsvorrichtung zumindest eine Positionserkennungseinrichtung zur Erkennung zumindest einer Position, vorzugsweise mehrerer diskreter voneinander verschiedener Positionen, des Schlittens (19) aufweist.
4. Stelleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionser- kennungseinrichtung zumindest einen, vorzugsweise zwei oder mehr, Schalter (30,
30') aufweist, die vom Schlitten (19) direkt oder über zumindest ein Verbindungsteil (29) in zumindest einer, vorzugsweise mehreren, diskreten Position(en) des Schlittens (19) in der Schlittenführungsbahn (20) schaltbar sind.
5. Stelleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Schalter (30, 30') an einem die Schlittenführungsbahn (20) aufweisenden Schlittengehäuse (24) angeordnet bzw. befestigt sind.
6. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei schräg zueinander angeordnete Übertragungsflächen (18, 18') vor- gesehen sind.
7. Stelleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (19) bei Verschiebung des Schiebers (15) in einer ersten Richtung (37) parallel zur Längsachse (12) der Spindel (4) mittels einer ersten der Übertragungsflächen (18) und bei Verschiebung des Schiebers (15) in einer zur ersten Richtung (37) entgegengesetzten, zweiten Richtung (37') mittels einer zweiten der Übertragungsflächen (18') in der Schlittenführungsbahn (20) verschiebbar ist.
8. Stelleinrichtung nach einer der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfläche(n) (18, 18') am Schieber ausgebildet oder fixiert ist (sind), vorzugsweise eine Ausnehmung im Schieber zumindest teilweise begrenzt (begrenzen).
9. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (19), vorzugsweise an einem Schlittenkopf (21), ein oder zumindest zwei Kontaktfläche(n) (22, 22') zur Anlage an der oder den Übertragungsfläche(n) (18, 18') aufweist.
10. Stelleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (19), vorzugsweise an seinem Schlittenkopf (21), zumindest eine kegel-, kegelstumpf- oder konusförmig ausgebildete Kontaktfläche (22, 22') aufweist.
11. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schieber (15) und der Fangmutter (3) eine Übertragungseinrichtung angeordnet ist, die ein Drehen der Fangmutter (3) um die Längsachse (12) der
Spindel (4) ohne eine Drehung des Schiebers (15) zulässt und eine Verschiebung der Fangmutter (3) in zumindest einer Richtung (37, 37') parallel zur Längsachse (12) der Spindel (4) nur mit einer gleichzeitigen Verschiebung des Schiebers (15) zulässt.
12. Stelleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertra- gungseinrichtung einen an der Fangmutter (3) fixierten Schaltring (14) mit einer ringförmigen, vorzugsweise nutförmigen, Führung (17) aufweist, wobei in der Führung (17) ein am Schieber (15) fixierter Schieberstift (28), vorzugsweise mit einer Schieberrolle (27), verschiebbar geführt ist.
13. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schieberführungsbahn (16) aufweist, in der der Schieber (15), vorzugsweise linear, verschiebbar geführt ist.
14. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Schlittenführungsbahn (20) aufweisendes Schlittengehäuse (24) mittels zumindest einer, vorzugsweise linearen, Befestigungsführungsbahn direkt oder indirekt, vorzugsweise über eine Abdeckkappe (13), an einem Getriebegehäuse (1) der Stelleinrichtung befestigbar ist, wobei in einem ersten Befestigungszustand das Schlittengehäuse (24) entlang der Befestigungsführungsbahn verschiebbar ist und in einem zweiten Befestigungszustand die Position des Schlittengehäuses (24) entlang der Schlittenführungsbahn fixiert ist.
15. Stelleinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Befesti- gungsführungsbahn(en), vorzugsweise in Form eines Langlochs (32), parallel zur Längsachse (12) der Spindel (4) ausgerichtet ist (sind).
16. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest eine, vorzugsweise zwei, Anschlagflächen (23, 23') zum Abfangen der Fangmutter (3) in zumindest einer, vorzugsweise beiden, Richtungen (37, 37') pa- rallel zur Längsachse (12) der Spindel (4) aufweist.
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