DE4142099C2 - Buchsenartiges Antriebselement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein mit einer Gewindewelle in Eingriff bringbares, ein Innengewinde aufwei­ sendes buchsenartiges Antriebselement.

Es ist insbesondere bei feinmechanischen Antrieben von Wellen bekannt, auf diese buchsenartige Antriebselemen­ te aufzubringen, die unter Zwischenschaltung von Feder­ elementen zwischen Welle und Antriebselement die An­ triebskraft übertragen.

Bekannt sind ferner Spiralkupplungen aus glasfiberverstärktem Kunststoff (Zeitschrift "MEGATRON", Ausgabe 4/88), bei denen der zylindrische Kupplungskörper einen um seinen Mantel fortlaufenden spiralförmigen Einschnitt aufweist. Die Spiralkupplung findet bei Impulsgebern Ver­ wendung und gewährleistet eine gute Drehmomentenübertragung bei gleichzeitig geringem Winkel und Axialausgleich.

Bekannt ist weiterhin bei einer Justiereinrichtung für ein optisches Element (DE 37 18 467 A1), den Träger des optischen Elementes mittels eines Balges mit einem eine Referenzfläche aufweisenden Grundkörper zu verbinden und diesem gegenüber verstellbar zu machen. Als Verstell­ elemente sind dem Träger und dem Grundkörper zwei durch die Federkraft des Balges eingeklemmte, mit Keil­ flächen aneinanderliegende und gegeneinander verdrehbare Ringscheiben vorgesehen, die die Justierung des optischen Elementes ermöglichen.

Bekannt ist auch eine Vorrichtung zur Lagerung der Magnet­ welle eines Wirbelstrommeßwerks (DE-OS 37 14 695), bei der die vorgesehenen Lagerbuchsen Längsschlitze über einen Teil ihrer Länge aufweisen, so daß über den Buchsenumfang verteilte federnde Zungen gebildet sind, die jeweils den im Lagerbereich befindlichen Teil der Magnetwelle spielfrei umschließen.

Aus der DE 30 38 774 C2 geht ferner ein Schraubenantrieb mit einer Doppelmutter aus zwei Einzelmuttern hervor, deren drehmomentschlüssige Verbindung über einen gewellten, federnden Zwischenring erzielt wird, der in einer äußeren Ringnut eines Stützrings eingesetzt ist. Eine Wirkung des federnden Zwischenrings in Achsrichtung des Schraubtriebs ist nicht gegeben.

Aus der FR 23 94 724 ist weiterhin eine auf dem Kontermutterprinzip basierende Metallbalgantriebskupplung verhältnismäßig großer Baugröße bekannt, bei der der Winkelversatz durch den Balg gegeben ist und deren Fertigung durch das notwendige Anschweißen des Metallbalgs an den beiden Einzelnmuttern aufwendig ist.

Schließlich ist aus der US 37 20 116 ein Umlaufkugelantrieb mit einem Überwurfring zur Erzeugung von Radialspannungen bekannt, der nicht unmittelbar, sondern über Antriebskugeln mit der Gewindespindel in Wirkverbindung steht. Die Kugelumlaufspindel weist einen buchsenartigen Teil mit in Umfangsrichtung verlaufenden und in Achsrichtung zueinander beabstandeten Einschnitten auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit einer Gewindewelle in Eingriff bringbares buchsenartiges Antriebs­ element gemäß der eingangs erwähnten Art zur Verfügung zu zu stellen, mit dem auf einfache und effiziente Weise für einen spielarmen bzw. praktisch spielfreien Gewindeantrieb in kostensparender WEise gesorgt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die aus dem Patentanspruch 1 hervorgehende technische Lehre gelöst.

Mindestens drei Ein­ schnitte können vorgesehen sein, die den Mantel des fle­ xiblen Buchsenteils durchsetzen und sich in Umfangs­ richtung des letzteren derart überlappend erstrecken, daß durchgehende Materialstege gebildet sind, die sich jeweils von der nach außengewandten Stirnseite der Gewin­ demuttern zu dem von der Stirnseite in Achsrichtung am weitesten entfernt liegenden Einschnitt erstrecken.

Vorzugsweise ist zwischen den in Form einer Gewindemutter ausgebildeten Enden des Antriebselementes eine weitere Gewindemutter ausgebildet, die beidseitig einstückig über je ein flexibles Buchsenteil mit den Gewindemuttern des des Antriebselementes gestaltet ist. Die weitere Gewin­ demutter kann mittig zwischen den Gewindemuttern vorge­ sehen sein.

Das flexible Buchsenteil verhindert ein Verdrehen der bei­ den Gewindemuttern und sorgt für das Aufrechterhalten einer dauerhaften Zug- oder Druckkraft, die durch den Winkelversatz der Gewindeanfänge zueinander hervorgerufen wird. Die erzeugte kraft ist abhängig vom verwendeten Werkstoff, der Größe des Winkelversatzes, der Anzahl und Art der Einschnitte sowie der Fertigungsart.

Das buchsenartige Antriebselement ist aus einem Stück gefertigt. Es kann sowohl automatisch als auch konven­ tionell hergestellt werden.

Über dem Buchsenteil des buchsenartigen Antriebselementes ist vorzugsweise ein hülsenartiges Element aufgebracht, das mit seiner innenliegenden Stirnfläche an einer in Achsrichtung nach innen gewandten Fläche eines Kragens der einen der beiden Gewindemuttern anliegt und als Staubschutz und/oder als Schmiermittelbehälter dient.

Die automatische Fertigung des erfindungsgemäßen buchsen­ artigen Antriebselementes erfolgt vorteilhafterweise fol­ gendermaßen:

Zunächst werden die Konturen des erfindungsgemäßen Antriebs­ elementes gedreht. Dann wird mit gewählter Steigung das Gewinde für die Gewindemutter an einem Ende des buchsen­ artigen Antriebselementes geschnitten. In dem Buchsenteil zwischen der ersten gebildeten Gewindemutter und der zu bildenden zweiten Gewindemutter erfolgt über eine Steuerung der gewünschte Winkelversatz, worauf ohne Unterbrechung das Gewinde für die zweite Gewindemutter geschnitten wird. Eine Gewindewelle kann jetzt nicht durch beide Gewindemut­ tern geschraubt werden. Anschließend wird das flexible Buch­ senteil unter Bildung der sich in Umfangsrichtung des letz­ teren überlappend erstreckenden Einschnitte gebildet. Die Einschnitte können sich z. B. jeweils über 120° des Umfangs des Buchsenteils erstrecken. Die Herstellung der Einschnit­ te des flexiblen Buchsenteils erfolgt derart, daß die Stei­ figkeit des Buchsenteils in Achsrichtung geringer als in Radialrichtung wird.

Bei der konventionellen Fertigung des erfindungsgemäßen buchsenartigen Antriebselementes wird dieses zunächst kon­ turenmäßig bei gleichzeitiger Bildung des flexiblen Buchsenteils hergestellt. Hierauf wird jeweils das Gewinde der Gewindemuttern unter Berücksichtigung des geforderten Winkelversatzes geschnitten, wobei das buchsenartige An­ triebselement in einer Aufnahme unter dem gewünschten Druck festgehalten wird. Dieser Druck entspricht nach der Her­ stellung des Gewindes der erwünschten Spannkraft des flexiblen Buchsenteils.

Das erfindungsgemäße buchsenartige Antriebselement sorgt in optimaler Weise für einen spielfreien Antrieb, wenn die flexiblen Buchsenteile mit unterschiedlicher Kraft­ richtung auf der Gewindewelle gekoppelt sind bzw. wenn bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen buchsenar­ tigen Antriebselementes mit der zusätzlichen Gewindemutter die beiden zwischen den Gewindemuttern liegenden flexiblen Buchsenteile unterschiedliche Kraftrichtung aufweisen.

Bei Feinantrieben, bei denen Motoren mit einem geringem Drehmoment eingesetzt werden, ist es möglich, die Kraft und die Kraftrichtung bei vorhandenen Buchsen individuell einzustellen. In solchen Fällen ändert sich die Ferti­ gungsweise, d. h. das Gewinde kann für alle Gewindemuttern ohne Winkelversatz vor Herstellung der Einschnitte in den flexiblen Buchsenteilen geschnitten werden.

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen buch­ senartigen Antriebselementes werden nun anhand der Zeich­ nungen erläutert. In diesen sind

Fig. 1 eine auseinandergezogene Darstellung einer Ge­ windewelle, des auf dieser aufbringbaren buchsen­ artigen Antriebselementes und einer als Staubschutz dienenden Hülse, wobei Teile im Schnitt gezeigt sind;

Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung, die einen Längsschnitt der Ausführungsform des buchsenartigen Antriebselementes mit einem flexiblen Buchsenteil und eine zugeordnete Hülse als Staubschutz zeigt;

Fig. 3 eine auseinandergezogene Darstellung, die einen Längsschnitt der Ausführungsform des buchsenarti­ gen Antriebselementes mit zwei flexiblen Buchsen­ teilen und den beidseitig zugeordneten, als Staub­ schutz dienenden Hülsen zeigt.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist auf einer Gewindewelle 7 ein buchsenartiges Antriebselement 3 aufbringbar. Die Enden 1 und 2 des buchsenartigen Antriebselementes 3 sind jeweils in Form einer Gewindemutter 4 bzw. 5 aus­ gebildet, deren Gewindeanfänge zueinander winkelversetzt sind. Wie deutlicher aus Fig. 2 hervorgeht, ist bei die­ ser Ausführungsform des buchsenartigen Antriebselementes 7 zwischen den Gewindemuttern 4 und 5 ein mit diesen ein­ stückig ausgebildetes, flexibles Buchsenteil 6 vorgesehen, das in Umfangsrichtung verlaufende, in Achsrichtung zu­ einander angeordnete Einschnitte 8 aufweist. Die Tiefe, An­ zahl, Länge und Breite der Einschnitte 8 muß so gewählt sein, daß die Steifigkeit des flexiblen Buchsenteils in Achsrichtung geringer als in Radialrichtung ist. Bei der aus Fig. 2 ersichtlichen Ausführungsform sind drei Ein­ schnitte vorgesehen, die den Mantel des flexiblen Buchsen­ teils durchsetzen und sich in Umfangsrichtung des Man­ tels 9 derart überlappend erstrecken, daß durchgehende Materialstege gebildet sind.

Fig. 1 und 2 zeigen ein hülsenartiges Element 13, das auf dem buchsenartigen Antriebselement 3 als Staubschutz und/oder als Schmiermittelbehälter aufgebracht werden kann.

Aus Fig. 3 geht eine weitere bevorzugte Ausführungsform des buchsenartigen Antriebselementes 3 hervor, bei der zwischen den in Form einer Gewindemutter 4 und 5 ausge­ bildeten Enden 1 und 2 des Antriebselementes 3 eine weite­ re Gewindemutter 10 mittig ausgebildet ist, die beidseitig einstückig über je ein flexibles Buchsenteil 11 und 12 mit den in Form einer Gewindemutter 4 bzw. 5 ausgebildeten Enden 1 bzw. 2 des buchsenartigen Antriebselementes 3 ge­ staltet ist. Beidseitig der Enden 1 und 2 ist beabstandet von diesen jeweils ein hülsenartiges Element 14 und 15 gezeigt, das jeweils für den entsprechenden flexiblen Buch­ senteil 11 bzw. 12 als Staubschutz und/oder als Schmiermit­ telbehälter dient.

Claims (4)

1. Mit einer Gewindewelle in Eingriff bringbares, ein Innengewinde aufweisendes buchsenartiges Antriebselement, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Endabschnitte (1, 2) des Antriebselementes (3) gewindemutterartig ausgebildet sind, wobei die Gewindeanfänge der Endabschnitte (1, 2) zueinander winkelversetzt ausgebildet sind,
• - zwischen den gewindemutterartigen Endabschnitten (1 2) ein mit diesen einstückig ausgebildeter, flexibler Buchsenteil (6) vorgesehen ist, das in Umfangsrichtung verlaufende, in Achsrichtung im Abstand zueinander angeordnete Einschnitte (8) sowie eine Steifigkeit aufweist, die in Achsrichtung geringer als in Radialrichtung ist, und
• - das Material des einstückigen Antriebselementes (3) von geringerer Härte als das der Gewindespindel (7) ist.

2. Buchsenartiges Antriebselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Einschnit­ te (8) vorgesehen sind, die den Mantel (9) des flexi­ blen Buchsenteils (6) durchsetzen und sich in Umfangs­ richtung des letzteren derart überlappend erstrecken, daß durchgehende Materialstege gebildet sind, die sich jeweils von der nach außen gewandten Stirnseite der Gewindemuttern (4, 5) zu dem von der Stirnseite in Achsrichtung am weitesten entfernt liegenden Ein­ schnitt (8) erstrecken.

3. Buchsenartiges Antriebselement, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den in Form einer Gewindemutter (4, 5) ausgebildeten Enden (1, 2) des Antriebselementes (3) eine weitere Gewindemutter (10) ausgebildet ist, die beidseitig einstückig über je ein flexibles Buchsenteil (11, 12) mit den in Form einer Gewindemutter (4, 5) ausgebildeten Enden (1, 2) des Antriebselementes (3) gestaltet ist.

4. Buchsenartiges Antriebselement nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die weitere Gewindemutter (10) mittig zwischen den die Enden (1, 2) des Antriebs­ elementes (3) bildenden Gewindemuttern (4 bzw. 5) vor­ gesehen sind.