DE2238691C2 - Kugel-Schraubenspindelstellmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugel-Schraubenspindelstellmotor mit einer drehbaren Mutter, einer nicht drehbaren Schraubenspindel und einem reversierbaren Drehantrieb für die Mutter zum Hin- und Herbewegen der Schraubenspindel und mit einer Einrichtung zum Arretieren der Mutter, zumindest in der Einziehstellung der Schraubenspindel, die zugleich die Torsionsenergie der auslaufenden Mutter aufnimmt. Sie geht damit aus von der DE-AS 11 90 759, in der ein Kugel-Schraubenspindelstellmotor mit Einrichtung in Form einer Bremse zum Arretieren der auslaufenden Mutter in zwei durch Schaltkontakte definierten Grenzlagen der Schraubenspindel offenbart ist Bekanntlich entwickelt die Schraubenspindel wegen der geringen Reibung des Kugelgewindes zwischen Mutter und Schraubenspindel bei Verstellvorgängen eine Torsionsenergie, die abgefangen werden muß. Bei diesem Stande der Technik handelt es sich um eine rein elektrische Lösung mit der Wirkung, daß die Torsionsenergie der auslaufenden

ίο Mutter über die elektromagnetisch schaltbare Bremse vom Gehäuse des Stellmotors aufgenommen wird. Der Stellmotor nach der DE-AS 11 90 759 umfaßt auch eine Federanordnung mit zwei gegeneinander wirkenden, durch die Verstellbewegungen der Schraubenspindel belastbaren Federn, die den Zweck haben, die Schraubenspindel bei Stromausfall und somit geöffneter Bremse in die Ruhe- oder Ausgangslage zurückzustellen.
Aus der US-PS 34 79 897 ist ein Kugel-Schraubenspindelstellmotor bekannt, dessen mit einer Montageplatte verbundene Mutter mit der Montageplatte axial verstellbar ist und dessen drehbar angetriebene Kugelspindel axial feststeht. Die Mutter ist zweiteilig ausgeführt, wobei beide Teilmuttern über eine Drehfeder miteinander verbunden sind, die durch bleibende Relativverdrehung beider Mutterteile gegeneinander unter Vorspannung gebracht werden kann, um die Kugelgewindeverbindung spielfrei zu machen. Die Drehfeder erfährt unter irgendwelchen Anschlagbe-

jo grenzungen der Verstellbewegung und den dabei auftretenden Schwungkräften keinerlei Belastungsänderung, da die beiden Teilmuttern nach Einstellung der Vorspannung gegeneinander nicht drehbar sind.

Zurückkommend auf die DE-AS 11 90 759 hat sich die

n Erfindung die Aufgabe gestellt, einen Kugel-Schraubenspindelstellmoior zu schaffen, der unter Vermeidung von Bremse und elektrischen Schaltmitteln zum Arretieren der Mutter zwei verschiedene Einziehstellungen der Schraubenspindel ermöglicht und dabei die Torsionsenergie der auslaufenden Mutter durch ein- und dieselbe Pufferanordnung bei jeder Spindelstellung aufnimmt. Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß die Einrichtung zum Arretieren der Mutter mindestens einen radialen Vorsprung umfaßt, gegen den in der End-Einziehstellung der Schraubenspindel mindestens ein radialer Flügel einer länglichen, gegenüber der Schraubenspindel verschiebbar verbundenen Anschlagwelle Anschlag findet, daß in einer weiteren Einziehstellung der Schraubenspindel, die der End-Einziehstellung vorgeordnet ist, eine weitere Wirkverbindung zwischen Mutter und Anschlagwelle im Sinne der Arretierung der Mutter wahlweise herstellbar ist und daß ein Anschlagpuffer vorgesehen ist, der mit der Anschlagwelle und der Schraubenspindel in ständiger Wirkverbindung ist. Das Lösungsprinzip ist darin zu sehen, daß nicht die Schraubenspindel unmittelbar zum Arretieren der Mutter Anschlag findet, sondern über die mitwandernde und in ständiger Wirkverbindung mit der Schraubenspindel stehende längliche Anschlagwelle, die zufolge ihrer Verschiebbarkeit die Mutter in mehr als nur einer Axialstellung der Schraubenspindel zu arretieren vermag. Indem nun ein Anschlagpuffer in ständiger Wirkverbindung mit der Anschlagwelle und der Schraubenspindel vorgesehen ist, genügt dieser eine Anschlagpuffer, um die Torsionsenergie der auslaufenden Mutter bei jeder Einziehstellung der Schraubenspindel aufzunehmen.

Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kuge!- Schraubenspindelstellmotors sind in den Patentansprüchen 2 bis 6 angegeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 den Kugel-Schraubenspindelstellmotor teilweise in Ansicht und teilweise im Längsschnitt,

Fig.2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 3,

Fig.3 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 mit End-Einziehstellung der Schraubenspindel, F i g. 4 ί in Querschnitt nach der Linie 4-4 in F i g. 1,

F i g. 5 eine Darstellung etwa nach F i g. 3 mit einer weiteren Einziehstellung der Schraubenspindel und

Fig.6 eine zweiteilige Darstellung des Kugel-Schraubenspindelstellmotors mit vollständig ausgefahrener Schraubenspindel in Anlehnung an F i g. 1.

Der dargestellte Kugel-Schraubenspindelstellmotor wird vornehmlich zur Einstellung der Flügel eines Flugzeuges benutzt, wobei Anschläge erforderlich sind, um die Bewegung des Stellmotors zu begrenzen. Normalerweise sind hierzu in der Steuervorrichtung zum Verschwenken von Flugzeugflügeln besondere Mittel eingebaut, die die Bewegung der Flügel jeweils kurz vor Erreichen des Anschlages unterbrechen. Somit stößt das Bewegungsglied des Stellmotors, z. B. die Schraubenspindel, bei diesem besonderen Anwendungsgebiet unter normalen Betriebsbedingungen niemals gegen Anschläge, es sei denn, daß ein Betriebsfehler vorliegt. Infolgedessen haben die Anschläge die Aufgabe, eine zu große Bewegung zu vermeiden, falls der Stellmotor nicht einwandfrei auf die Steuerungsvorrichtung anspricht. Wie nachstehend beschrieben, wird jedoch die Einziehstellung der Schraubenspindel mechanisch durch Anschläge begrenzt, und zwar zweistu-

In allen Figuren der Zeichnung hat der Kugel-Schraubenspindelstellmotor 10 eine Mutter 12, die in einem feststehenden Gehäuse 14 mittels Kugellager 16 drehbar gelagert ist. Die Mutter 12 ist mit einem Zahnrad 18 versehen, das mit einem Antriebsrad 20 in Eingriff steht, um die Mutter 12 mit Hilfe einer nicht dargestellten Steuervorrichtung, z. B. zum Verschwenken von Flugzeugflügeln, in Drehbewegung zu setzen. Ferner kann eine Rücklaufsperrkupplung verwendet werden. Innerhalb der Mutter 12 ist eine axial bewegliche Schraubenspindel 26 über Kugeln 22 drehbar gelagert, die in Nuten 24 laufen. Da die Schraubenspindel 26 aufgrund ihres Anschlusses an einem Versteliglied nicht drehbar ist, erfährt die Schraubenspindel beim Drehen der Mutter 12 eine axiale Verstellung. F i g. 3 zeigt die Schraubenspindel in der End-Einziehlage, wogegen F i g. 6 die voll ausgefahrene Lage der Schraubenspindel 26 wiedergibt.

Innerhalb der hülsenförmig ausgeführten Schraubenspindel 26 ist eine längliche Anschlafwelle 28 angeordnet, die gegenüber der Schraubenspindel verschiebbar verbunden ist. Die Anschlagwelle 28 hat zwei Anschlagflügel 30 (Fig. 2), die Anschläge zur Unterbrechung der Drehbewegung der Mutter 12 bilden, wie im folgenden beschrieben wird. In F i g. 1 ist eine Zwischenstellung der Schraubenspindel 26 bzw. der Anschlagwelle 30 dargestellt, nach der die Schraubenspindel in die vollständig eingezogene End-Einziehstellung entsprechend Fig. 3 bewegt wird. Um diese eö End-Einziehstellung zu erreichen, wird die Magnetspule 32 zum Ausfahren des kolbenartigen Anschlages 34 in die Aussparung 36 des Gehäuses 14 betätigt, wobei dieser wahlweise ein- jnd aussteuerbare Anschlag 34 in eingesteuerter Stellung mit dem Widerlager 38 der Anschlagwelle 28 zusammenwirkt, das durch eine Feder 44 belastet ist Das Widerlager 38 ist zwischen einer Schulter 40 und dem Flansch 42 der Anschlagwelle 28 beweglich.

Die Feder 44 drückt über einen Ring 46 des Widerlagers 38. Die Magnetspule 32 mit dem wahlweise ein- und aussteuerbaren Anschlag 34 bewirkt, daß die Flügel 30 (F i g. 2) der Anschlagwelle 28 nicht gegen die auf der Innenseite der drehbaren Mutter 12 angeordneten radialen Vorsprünge 48 anschlagen können, wenn der Anschlag 34 ausgesteuert ist (Fig. 1). Eine weitere Drehbewegung der Mutter 12 bewegt jedoch die Schraubenspindel 26 weiter nach rechts, da die Schraubenspindel gegenüber der Anschlagwelle längsverschieblich ist Schließlich drückt der Flansch 62 der Schraubenspindel 26 die Flügel 30 in den Bereich der radialen Vorsprünge 38, womit die Mutter 12 arretiert ist (F ig. 3\

Die Anschlagwelle 28 hat an ihrem vorderen Ende ein Vielkeilprofil 50, das mit einem VieikeiJprofil 52 auf der Innenseite einer Hülse 54 in Eingriff steht, so daß beide Bauteile in axialer Richtung zueinander beweglich sind. Eine erste Feder 56 mit geringerer Federkraft als die zweite stärkere Feder 44 liegt zwischen ersten Flanschen 58 und 60, von denen der Flansch 58 nach innen gerichtet an der Schraubenspindel 26 und der Flansch 60 nach auß:n gerichtet an der Anschlagwelle 28 angeformt ist. Da die Feder 56 eine kleinere Federkraft hat, setzt sie der Bewegung der Schraubenspindel einen kleineren Widerstand entgegen, falls dieselbe in Richtung zur vollständig eingezogenen Endstellung nach F ig.3 bewegt wird, und folglich wird diese Feder 56 zusammengedrückt, bis der Flansch 62 der Schraubenspindel gegen die Seitenfläche der Flügel 30 zur Anlage kommt und diese gegen die sich drehenden radialen Vorsprünge 48 eindrückt. Die Feder 44 wird zusammengepreßt, wenn die Anschlagwelle 28 mit ihren Flügeln 30 gegen die Vorsprünge 48 anschlägt. Es ist denkbar, daß nicht die Schraubenspindel 26 mit ihrem Flansch 62 gegen die Flügel 30 drückt, sondern es kann auch beispielsweise das Ende der Hülse 54 gegen eine Schulter drücken, die auf der Außenseite der Anschlagwelle 28 vorgesehen ist.

Zum Absorbieren der Torsionsenergie, die hervorgerufen wird durch den Anschlag der nicht drehenden Flügel 30 gegen die drehenden radialen Vorsprünge 48 wird ein Anschlagpuffer 66 aus elastomerem Material verwendet, der mit der Anschlagwelle 28 und der Schraubenspindel 26 in ständiger Wirkverbindung ist. Der Anschlagpuffer 66 ist rohrförmig ausgebildet und einerseits mit der Außenseite der Hülse 54 und andererseits mit der Innenseite der Schraubenspindel 26 verklebt und bildet mit diesen beiden Teilen ein einheitliches Bauteil. Die Torsionsbelastung wird von den Flügeln 30 über die Anschlagwelle 28 und durch die Vielkeilprofile 50 und 52 auf den nachgiebigen Anschlagpuffer 66 übertragen. Wesentlich ist hierbei, daß dieser einzige Anschlagpuffer 66 in jeder arretierbaren Einziehstellung der Schraubenspindel 26 als solcher wirksam ist und es insoweit nicht darauf ankommt, aus welchem Material er hergestellt ist. Es könnte auch beispielsweise eine auf Torsion beanspruchte Metallstange oder ein Metallrohr verwendet werden, das an einem Ende mit der Anschlagwelle und an dem anderen Ende mit der Schraubenspindel verbunden ist.

Falls die Magnetspule 32 eingeschaltet ist und die Flügel 30 an den mutterseitigen, drehenden Vorsprüngen 48 anliegen, befindet sich die Schraubenspindel 26 in der End-Einziehstellung nach F i g. 3. Die Feder 44 ist dabei zusammengedrückt und das Widerlager 38 mit Ring 46 ist vom Flansch 42 der Anschlagwelle 28 abgehoben.

In Fig.5 und 6 ist der Kugel-Schraubenspindelstellmotor in zwei weiteren Stellungen angedeutet. Nach F i g. 5 ist die Schraubenspindel 26 in einer der End-Einziehstellung vorgeordneten Einziehstellung, etwa für eine beigeklappte Stellung von Flugzeugflügeln für den Flug, die jedoch nicht mit der vollständig eingeklappten Stellung zu vergleichen ist. In diesem Falle ist die Stromzuführung zu der Magnetspule 32 unterbrochen, und der Anschlag 34 ist zurückgezogen.

Falls die Schraubenspindel 26 sich in Richtung zur End-Einziehstellung bewegt, kommen die Flügel 30 der Anschlagwelle 28 früher mit den drehenden radialen Vorsprüngen 48 in Berührung.

Wie aus F i g. 6 hervorgeht, ist am anderen Ende der Mutter 12 ein radialer Vorsprung 70 angeordnet, gegen den die Flügel 30 der Anschlagwelle 28 anschlagen, falls die Schraubenspindel 26 die vollständig ausgefahrene Stellung erreicht. Gleichgültig, ob die Flügel 30 gegen mindestens einen drehenden Vorsprung 48 oder 70 anschlagen, wird stets die Torsionsbelastung über die Anschlagwelle 28 auf den einzigen Anschlagpuffer 66 zur Vernichtung der Torsionsenergie übertragen. Im Ausführungsbeispiel dient dieser einzige Anschlagpuffer zur Vernichtung der Torsionsenergie bei drei verschiedenen Anschlagstcllungcn.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   *. Kugel-Schraubenspindelstellmotor mit einer drehbaren Mutter, einer nicht drehbaren Schraubenspindel und einem reversierbaren Drehantrieb für die Mutter zum Hin- und Herbewegen der Schraubenspindel und mit einer Einrichtung zum Arretieren der Mutter zumindest in der Einziehstellung der Schraubenspindel, die zugleich die Torsionsenergie der auslaufenden Mutter aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Arretieren der Mutter (12) mindestens einen radialen Vorsprung (48,70) umfaßt, gegen den in der End-Einziehstellung der Schraubenspindel (26) mindestens ein radialer Flügel (30) einer länglichen, gegenüber der Schraubenspindel verschiebbar verbundenen Anschlagwelle (28) Anschlag findet, daß in einer weiteren Einzichstellung der Schraubenspindel, die der End-Einziehstellung vorgeordnet ist, eine weitere Wirkverbindung zwischen Mutter und Anschlagwelle im Sinne der Arretierung der Mutter wahlweise herstellbar ist und daß ein Anschlagpuffer (66) vorgesehen ist, der mit der Anschlagwelle und der Schraubenspindel in ständiger Wirkverbindung ist (F i g. 3 und 5).
2. 2. Stellmotor insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenspindel (26) hülsenförmig ausgebildet ist und in ihrer Bohrung einen rohrförmigen Anschlagpuffer (66) aus elastomerem Material aufnimmt.
3. 3. Stellmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen ersten Flanschen (58,60) von Anschlagwelle (28) und Schraubenspindel (26) eine erste Feder (56) vorgesehen ist, daß in den Stellweg der Anschlagwelle ein Anschlag (34) wahlweise ein- und aussteuerbar ist und daß die Anschlagwelle ein mit dem Anschlag in seiner eingesteuerten Stellung zusammenwirkendes Widerlager (38) aufweist, das durch eine zweite stärkere Feder (44) belastet ist.
4. 4. Stellmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Schraubenspindel (26) ein zweiter Flansch (62) vorgesehen ist, der durch die erste Feder (56) in Anlage mit dem in Abstand von dem Flügel (30) angeordneten ersten Flansch (60) der Anschlagwelle (28) gehalten wird.
5. 5. Stellmotor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Anschlagpuffer (66) und der Anschlagwelle (28) eine Hülse (54) angeordnet ist, mit der die Anschlagwelle über eine Vielkeilkupplung (52) axial verschiebbar verbunden ist.
6. 6. Stellmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Anschlag (34) von einer Magnetspule (32) betätigbar ist.