DD273946A3 - SAFETY STEM NUT - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsspindelmutter fuer einen NC-Linear-Achsantrieb. Die Sicherheitsspindelmutter zeichnet sich durch die im folgenden genannten Merkmale aus: Bei einer Ueberlastung wird der Antrieb augenblicklich und obwohl die Axialfederkraft ansteigt mit sofort abfallendem Drehmoment, durch die in der Sicherheitsspindelmutter enthaltende Ueberlastkupplung, abgeschaltet. Die Kupplung rueckt nach zwei Umdrehungen, unter Beibehaltung des Festpunktes, selbsttaetig wieder ein. Fig. 1The invention relates to a safety spindle nut for a NC linear final drive. The safety spindle nut is characterized by the following features: In the event of overloading, the drive is switched off immediately and, although the axial spring force increases, with an immediately decreasing torque due to the overload coupling contained in the safety spindle nut. The clutch recovers automatically after two revolutions while maintaining the fixed point. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsspindelmutter für oinen NC-Linear-Achsantrieb.The invention relates to a safety spindle nut for oine NC linear axle drive.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Der Stand der Technik wird maßgebend durch Sicherheitsspindelmuttern der Firma Jakob GmbH & Co. KG repräsentiert. Bei der Sicherheitsspindelmutter SMB dieser Firma wird die Axialkraft von der Spindelmutter zum Maschinenschlitten übert igen, indem die Übertragungselemente durch Federkraft axial gegeneinander gepreßt werden. Bei Überlastung heben die ÜberUi lungselemente gegen die Federkraft voneinander ab. Hierbei steigt bei dnem Aufückhubvon max. 10mm die Federkraft erheblich an und wirkt weiterhin auf den Schlitten.The state of the art is decisively represented by safety spindle nuts from Jakob GmbH & Co. KG. In the safety spindle nut SMB of this company, the axial force of the spindle nut to the machine slide igen by the transmission elements are pressed by spring force axially against each other. If overloaded, the diffuser elements lift against each other against the spring force. At this time, the return stroke of max. 10mm the spring force considerably and continues to act on the slide.

Um diesen Mangel zu beseitigen, wurde ebenfalls von der Firma Jakob GmbH & Co. KG eine hydraulisch wirkende Sicherheitsspir lelmutter SMC entwickelt. Bei dieser Lösung werden die Übertragungselemente durch Öldruck zusammengehalten. Beim Überschreiten dei oingesteilten Ausrückkraft fällt die Axialkraft sofort ab. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß der Ausrückhub durch den Kolbenweg begrenzt wird und daß eine Druckölversorgung vorhanden sein muß. In der DE-OS 3004991 wird eine Überlastkupplung zum Übertragen eines begrenzten Drehmomentes beschrieben. Hierbei sind in dem ersten Triebteil Kugeln ge agert, welche die benachbarte Stirnfläche des zweiten Triebteiles überragen und unter Federkraft je in eine korrespondierende Rastöffnung der Stirnfläche des zweiten Trie'rteiles eingreifen. Die Kugeln samt ihrer korrespondierenden Rastöffnungen sind in ur »erschiedlichem radialen Abstand vom Zentrum der Triebteile angeordnet. Nachteilig wirkt sich bei dieser Lösung aus, daß nach jeder vollständigen Relativverdrehung alle Kugeln in die korrespondierenden Rastöffnungen eingreifen.In order to remedy this deficiency, the company Jakob GmbH & Co. KG has also developed a hydraulically operated safety washer SMC. In this solution, the transmission elements are held together by oil pressure. When exceeding the oingesteilten disengagement force, the axial force drops immediately. The disadvantage of this solution is that the Ausrückhub is limited by the piston stroke and that a pressure oil supply must be present. In DE-OS 3004991 an overload clutch for transmitting a limited torque is described. Here, in the first drive part balls ge agert, which project beyond the adjacent end face of the second drive part and engage under spring force each in a corresponding latching opening of the end face of the second Trie'rteiles. The balls, together with their corresponding detent openings, are arranged at a great radial distance from the center of the drive parts. A disadvantage of this solution is that after each complete relative rotation all balls engage in the corresponding detent openings.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe eine Verbindung zwischen einer Spindelmutter und einem Schlitten derart hergestellt wird, daß bei einer Überlastung der Antrieb augenblicklich und ohne Kraftanstieg abgeschaltet wird, und daß die Überlastkupplung nach zwei Umdrehungen selbsttätig wieder einrückt.The aim of the invention is to provide a device by means of which a connection between a spindle nut and a carriage is made such that in an overload of the drive is switched off immediately and without increase in power, and that the overload clutch automatically engages after two revolutions again.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Ausgehend von den dargelegten Mängeln, die dem Stand der Technik anhaften, ist es Aufgabe der Erfindung, eine Sicherheitsspindelmutter zu schaffen, die bei Überlastung den Antrieb augenblicklich und ohne Anstieg des Drehmomentes abschaltet und die nach zwei Umdrehungen, unter Beibehaltung des Festpunktes selbsttätig wieder einrückt.Based on the stated deficiencies, which adhere to the prior art, it is an object of the invention to provide a safety spindle nut which shuts off the drive immediately overloaded and without torque increase and which engages automatically after two revolutions, while maintaining the fixed point again.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß wie folgt gelöst:The object is achieved according to the invention as follows:

Die Sicherheitsspindelmutter besteht aus einer vorgespannten Axiallagerung, deren Laufbuchse sich aus einer inneren Buchse und einer als Kupplungshälfte ausgebildeten äußeren Buchse zusammensetzt. Die Laufbuchse ist durch Rastelemente gegen Drehung gesichert, wobei als Rastelemen'e Kugeln verwendet werden. Diese bilden zusammen mit der Laufbuchse und dem axial beweglichen Kupplungsring eine Überlastkupplung. Die Rastkalotten sind derart gestaltet, daß die Rastelemente sich durch eindeutige Rollbewegung gleichförmig aus den Rastkalotten herausbewegen.The safety spindle nut consists of a preloaded thrust bearing whose bush is composed of an inner bushing and an outer bush formed as a coupling half. The bushing is secured by locking elements against rotation, being used as Rastelemen'e balls. These form together with the bushing and the axially movable coupling ring overload clutch. The Rastkalotten are designed such that the locking elements move out by uniquely rolling movement uniformly from the Rastkalotten.

Nach dem Herausrollen der Rastelemente aus den Rastkalotten setzen die Rastelemente die reine Rollbewegung zwischen den Planflächen beider Kupplungshälften fort, wobei die Rastelemente jeweils den halben Drehwinkel beschreiben, wie die beiden Kupplungshälften zueinander. Somit sind die Rastelementa nach zwei Rek'ivumdrehungen beider Kupplungshälften zueinander, mit ihren korrespondierenden Raytkalotten in Deckung.After rolling out the locking elements from the Rastkalotten the locking elements continue the pure rolling motion between the flat surfaces of both coupling halves, wherein the locking elements each describe half the angle of rotation, as the two coupling halves to each other. Thus, the Rastelementa after two Rek'ivumdrehungen both coupling halves to each other, with their corresponding Raytkalotten in coverage.

Die Hastkalotten sind zentrisch und der Käfig im Gegensatz dazu exzentrisch angeordnet. Dadurch wird gewährleistet, daß kein Rastelement eine benachbarte Rastkalotte berührt.The Hastkalotten are centric and the cage arranged in contrast eccentric. This ensures that no locking element touches an adjacent Rastkalotte.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll η ichfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen nach:The invention will be explained η in the following with an exemplary embodiment. The accompanying drawings show:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch die SicherheitsspindelmutterFig. 1: a longitudinal section through the safety spindle nut

Fig. 2: Schnitt \-A, mit der Darstellung der Kugelführung, durch den exzentrisch gelagerten Käfig Fig. 3: Einzelheit der KugelrastungFig. 2: section \ -A, with the representation of the ball guide, by the eccentrically mounted cage Fig. 3: Detail of the ball catch

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Laufbuchse 1 der vorgespannten Axiallagerung aus einer innoren Buchse 2 und einer als Kupplungshälfte ausgebildeten äußeren Buchse 3 zusammengefügt ist und daß zwischen ihren Planflächen über die Wälzkörper 4 ein Anlaufring 5 eingespannt ist. Die Laufbuchse 1 wird auf einer Planseite durch Rastelemente 6 spielfrei gegen Drehung gesichert und trägt auf der anderen Seite die angeflanschte Spindelmutter 7 einer Wälzschraubspindel 8. / Is Rastelemente 6 werden drei Kugeln bezeichnet, die im Zusammenwirken mit dem Kupplungsring 9 eine Überlastkupplung darstellen und die gleichzeitig die Laufbuchse 1 mit der eingestellten Kraft der in axialer Richtung wirkenden Federn 10 gegen Drehung sichern. Der Kupplungsring 9 wird gegen Drehung durch tangentiales Verspannen eines Exzenterbolzens 14 gegen einen Anschlagstift 15 gehalten.From Fig. 1 it is seen that the bushing 1 of the preloaded thrust bearing is assembled from an innoren socket 2 and formed as a coupling half outer sleeve 3 and that between its plane surfaces on the rolling elements 4, a stop ring 5 is clamped. The bushing 1 is secured on a plane side by locking elements 6 backlash against rotation and carries on the other side the flanged spindle nut 7 a Wälzschraubspindel 8. / Is latching elements 6 are three balls referred to, which represent an overload clutch in cooperation with the coupling ring 9 and the same time Secure the liner 1 with the adjusted force of the springs 10 acting in the axial direction against rotation. The coupling ring 9 is held against rotation by tangential clamping an eccentric pin 14 against a stop pin 15.

Das Ausrückmoment, das von der Federspannung abhängig ist, kann durch den Schraubenring 16 eingestellt werden. Das Gehäuse der Überlastkupplung ist am Schlitten 17 befestigt und stellt somit die Verbindung zwischen dem Schlitten 17 und der Spindelmutter 7 her.The disengaging torque, which is dependent on the spring tension, can be adjusted by the screw ring 16. The housing of the overload clutch is attached to the carriage 17 and thus establishes the connection between the carriage 17 and the spindle nut 7.

In Pig. 2 ist die Anordnung der Rastl:alotten 11 und 12 und die der Bohrungen des Käfigs 13 dargestellt. Die Rastkalotten 11 und 12 sind zentrisch zur Drehmitte angeordnet und der Käfig 13 ist seinerseits exzentrisch gelagert. Die Exzentrizität e ist so gewählt, daß die Rastelemente 6 auf unterschiedlichen Laufkreisen r,, r₂, r₃ geführt werden und beim Weiterrollen zwischen den Planflächen der beiden Kupplungshälften keine benachbarte Rastkalotte 11 oder 12 bei uhren.In Pig. 2, the arrangement of Rastl: alotten 11 and 12 and the holes of the cage 13 is shown. The Rastkalotten 11 and 12 are arranged centrally to the center of rotation and the cage 13 is in turn mounted eccentrically. The eccentricity e is chosen so that the locking elements 6 are guided on different tracks r ,, r ₂ , r ₃ and on further rolling between the flat surfaces of the two coupling halves no adjacent Rastkalotte 11 or 12 at watches.

In Fig. 3 sind die Eingriffsverhältnisse eines Rastelementes 6 in den Rastkalotten 11 unn 12, und die sich daraus ergebenen Kraft- und Bewegungsverhältnisse dargestellt. Durch die Mittelpunkte 18,19 und 20 verlauf; die Eingriffslinie 21, die zum Kräftedreieck vervollständigt, aufzeigt, dal? ^;>ei Vergrößerung der Axialfederkraft von Ps zu Pa', die dazugehörige Umfangskraft Pu zu Pu' abnimmt.In Fig. 3, the engagement conditions of a locking element 6 in the Rastkalotten 11 unn 12, and the resulting force and motion conditions are shown. Through the centers 18,19 and 20 course; the engagement line 21, which completes the triangle of forces, shows that? ^; > Increasing the Axialfederkraft from Ps to Pa ', the corresponding peripheral force Pu to Pu' decreases.

Der Mittelpunkt 19 des Rastelementes 6 rollt urn einen Radius, der der Strecke vom Mittelpunkt 18 zum Mittelpunkt 19 entspricht, in die Lage 19', gleichzeitig bewegt sich der Mittelpunkt 20 in die Lage 20'. Der Mittelpunkt 20 hat dabei den Weg 2 x s zurückgelegt, und eine der Kuppiungshmften führt den Axialhub h aus.The center 19 of the locking element 6 rolls around a radius corresponding to the distance from the center 18 to the center 19, in the position 19 ', at the same time moves the center 20 in the position 20'. The center 20 has covered the path 2 x s, and one of Kuppiungshmften performs the Axialhub h.

Die Rastelemente 6 legen jeweils nur den halben Weg wie die Kuppiungshälften zueinander zurück.The locking elements 6 put only half way as the Kuppiungshälften back to each other.

Der Vorteil der erfindungsgemäßon Lösung besteht darin, daß die Kupplung erst nach zwei Umdrehungen unter Beibehaltung des Festpunktes wieder einrastet und durch die reine Rollbewegung während des Ausrückvorganges sich weder die Reibverhältnisse ändern, noch Verschleiß durch Gleitreibung entsteht.The advantage of the solution according to the invention is that the coupling engages again only after two revolutions while maintaining the fixed point and neither change the friction conditions due to the pure rolling motion during the disengagement process, nor does wear result from sliding friction.

Claims (2)

Sicherheitsspindelmutter für einen NC-Linear-Achsantrieb mit einer vorgespannten Axiallagerung, deren innere Buchse und deren äußere Buchse eine Laufbuchse bilden, wobei die äußere Buchse gleichzeitig als Kupplungshälfte dient, die zweite Kunplungshälfte durch oinen Kupplungsring dargestellt wird und bei der als Rastelemente Kugeln verwendet werden, gekennzeichnet dadurch daß die Rastkalotten (11 und 12) in beiden Kupplungshälften gleich ausgebildet ur.d zentrisch zur Drehmitte angeordnet sind, daß der Käfig (13) exzentrisch zur Drehmitte gelagert ist und daß die Rastelemente (6) auf exzentrischen Laufbahnen angeordnet sind.Safety spindle nut for a NC linear axle drive with a preloaded thrust bearing whose inner bush and its outer bushing form a bushing, the outer bushing simultaneously serving as a coupling half, the second Kunplungshälfte is represented by oinder coupling ring and are used in the locking elements as balls, characterized in that the Rastkalotten (11 and 12) are formed in both halves of the same coupling ur.d centric to the center of rotation, that the cage (13) is mounted eccentrically to the center of rotation and that the locking elements (6) are arranged on eccentric raceways. HierzuFor this 2 Seiten Zeichnungen2 pages drawings