DE4316423A1 - Getriebe mit geradlinigem Abtrieb, insbesondere für eine Presse - Google Patents
Getriebe mit geradlinigem Abtrieb, insbesondere für eine PresseInfo
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- 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
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Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit geradlinigem Ab
trieb, insbesondere für eine Presse, vorzugsweise eine Kalk
sandstein-Presse, mit einem Spindel-Mutter-Trieb, dessen mit
einem Drehantrieb gekoppelte Mutter in einem Lager ortsfest
abgestützt ist.
Die längsbewegliche Spindel eines Spindel-Mutter-Triebs
ist in der Regel empfindlich gegen Verkantung. Bewegt die
Spindel einen Schlitten, z. B. bei Werkzeugmaschinen, kann eine
Verkantung durch exakte Seitenführung des Schlittens vermieden
werden. Kommt es jedoch zum Verschleiß der Seitenführung des
Schlittens, tritt eine Verkantung unvermeidbar wieder auf.
Ist kein die Seitenführung übernehmender Schlitten oder
ein anderes dazu geeignetes Mittel vorhanden, kann auch eine
Mehrfachanordnung von parallel zueinander wirkenden Spindel-
Mutter-Trieben vorgesehen sein. Die Spindeln können gemeinsam
eine notwendige Seitenführung bewirken, so daß jede einzelne
Spindel geringer beansprucht und Verkantungen weniger
ausgesetzt ist. Insbesondere bei Pressen wird eine
Mehrfachanordnung bevorzugt, da die erzeugbaren Kräfte, mit
denen dann ein Preßtisch beaufschlagt werden kann, größer als
bei einem einfachen Spindel-Mitter-Trieb sind, wobei die Be
lastungsgrenzen jedes einzelnen Spindel-Mutter-Triebs niedri
ger sind; denn die Gesamtbelastung verteilt sich auf mehrere
Spindel- Mutter-Triebe. Dennoch ist auch die exakte Parallel
führung sämtlicher Spindel-Mutter-Triebe einer Presse proble
matisch.
Ein Spindel-Mutter-Trieb erfordert folglich stets besonde
re Konstruktionsmaßnahmen und Bauaufwand für eine exakte Pa
rallel- bzw. Seitenführung, um insbesondere bei hohen Bela
stungen extremen Verschleiß und nachteilige Verkantungen zu
vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spindel-
Mutter-Trieb zu schaffen, der konstruktiv einfach und dennoch
hoch belastbar und unempfindlich ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Lager ein Drehkranz ist, der einen ortsfest abgestützten Aus
senring und einen darin gelagerten Innenring umfaßt, wobei der
Innenring als Mutter ausgebildet ist und Kopplungsorgane zur
Koppelung mit dem Drehantrieb aufweist.
Die Ausbildung des Innenrings als Mutter des Spindel-
Mutter-Triebs und die Lagerung des Innenrings in einen Außen
ring eines Drehkranzes hat den Vorteil, daß zusätzlich zu den
axialen Belastungen auch beliebig gerichtete Momente, insbe
sondere eine Seitenführung bewirkende Momente gestützt und
damit abgefangen werden können. Das erfindungsgemäße Getriebe
ist damit ein hochbelastbarer, besonders plansteifer, mechani
scher Linearantrieb.
Die vorteilhaften Eigenschaften der hohen Plansteife und
der Unempfindlichkeit gegen beliebige von außen einwirkende
Momente ergeben sich insbesondere dann, wenn der Durchmesser
des Spindel-Mutter-Triebs größer als seine Bauhöhe ist. Bei
einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist das Verhältnis des Durch
messers zur Bauhöhe größer als 3 : 1. Dimensionierung bis etwa
zu einem Verhältnis von 10 : 1 sind ohne weiteres möglich. Ein
derartiges Getriebe kann mit Vorteil sowohl Führungsaufgaben
erfüllen und gleichzeitig als Antrieb dienen und ist dabei
unempfindlich gegen Kräfte in allen Richtungen, insbesondere
gegen Verkantungen.
Eine hohe Belastbarkeit wird desweiteren dadurch erreicht,
daß der Drehkranz als Kugeldrehverbindung mit Vierpunktlager
ausgebildet ist. Kugeldrehverbindungen in den jeweils geeig
neten Abmessungen sind handelsübliche Bauteile, die somit
kostengünstig bezogen werden können. Derartige handelsübliche
Lager sind aufgrund der vom jeweiligen Hersteller angegebenen
Kennwerte in der für den jeweiligen Anwendungsfall optimalen
Ausführung vom Konstrukteur problemlos und mit wenig Aufwand
auswählbar.
Besonders vorteilhaft ist nach einer zweckmäßigen Weiter
bildung, daß die Spindel eine Kugelumlauf-Gewindespindel ist
und daß der die Mutter bildende Innenring als Kugelmutter aus
gebildet ist. Ein derartiger Kugelgewindetrieb zeichnet sich
durch einen besonders vorteilhaften mechanischen Wirkungsgrad
bis zu 98% aus, besitzt hohe Lebensdauer und hat nahezu ver
schleißfreien Lauf.
Die hohe Belastbarkeit und insbesondere Unempfindlichkeit
gegen auf den Kugelgewindetrieb wirkende Momente ist nach
einer anderen Weiterbildung auch noch dadurch gegeben, daß die
in die Kugelumlauf-Gewindespindel und die Kugelmutter einge
formten Kugellaufbahnen im Querschnitt aus Kreisbögen beste
hen, die Spitzbögen bilden. Damit wirken die Kugelumlaufbahnen
zusammen mit den darin laufenden Kugeln wie Vierpunktlager,
die extrem belastbar sind.
Die Kugelumlauf-Gewindespindel ist zweckmäßigerweise als
Hohlzylinder ausgebildet, mit dem Vorteil, daß, insbesondere
bei größeren Durchmessern der erfindungsgemäßen Getriebe, ein
geringeres Gesamtgewicht gegeben ist. Mit einem einzigen er
findungsgemäßen Getriebe, dessen Kugelumlauf-Gewindespindel
als Hohlzylinder ausgebildet ist, der einen entsprechenden
Durchmesser aufweist, kann eine Presse betrieben werden, wobei
auf besondere konstruktive und bauaufwendige Maßnahmen für
eine Seitenführung verzichtet werden kann.
Um eine Längsbewegung der Kugelumlauf-Gewindespindel zu
erzeugen, ist nach einer weiteren Weiterbildung vorgesehen,
daß der die Mutter bildende Innenring als Koppelungsorgan
einen mit einer Außenverzahnung versehenen Ringabschnitt hat.
Mit der Außenverzahnung kann ein Übertragungsmittel kämmen,
beispielsweise ein Ritzel eines Antriebsmotors oder ein
Zahnriemen bzw. eine Kette. Der die Außenverzahnung tragende
Ringabschnitt ist mit dem eigentlichen, die Mutter bildenden
Innenring drehfest verbunden, bzw. kann der Ringabschnitt auch
an den Innenring angeformt sein. Bei Drehung des Innenrings
führt die Spindel eine Längsbewegung aus.
Da Reibungskräfte zwischen Mutter und Spindel dazu führen
können, daß sich die Spindel nicht nur längs bewegt, sondern
auch eine Drehung ausführt, ist zur Vermeidung einer derarti
gen Mitdrehung der Spindel vorgesehen, daß sie wenigstens eine
Verdrehsicherung aufweist. Dabei ist die Anordnung so getrof
fen, daß als Verdrehsicherung ein von der Kugelumlauf-
Gewindespindel radial abstehender Abstützausleger und eine
parallel zur Kugelumlauf-Gewindespindel verlaufende Stütz
führung vorgesehen ist, an welcher der Abstützausleger während
seiner zusammen mit der Kugelumlauf-Gewindespindel erfolgenden
linearen Bewegung abgestützt geführt ist. Der Abstützausleger
ist zur Verminderung der Reibung während der Stützführung mit
wenigstens einem an der Stützführung anliegenden Rollelement
versehen. Das Rollelement kann selbstverständlich auch durch
entsprechende Gleitführungen ersetzt sein.
Das erfindungsgemäße Getriebe zur Erzeugung einer Linear
bewegung ist aufgrund seiner hohen Belastbarkeit, Plansteife
und Einfachheit im Aufbau besonders geeignet zur Erzeugung der
auf einen Preßtisch einer Presse, insbesondere eine Kalksand
stein-Presse wirkenden Kräfte.
Ein Ausführungsbeispiel, aus dem sich weitere erfinderi
sche Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es
zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht des Getriebes in einem Halb
schnitt und
Fig. 2 eine Draufsicht des Getriebes gemäß Fig. 1.
Wie Fig. 1 in einer halbgeschnittenen Seitenansicht zeigt,
weist das Getriebe ein unteres Maschinengestell 1 auf. Ein
Lager 2 ist als Drehkranz ausgebildet, der einen ortsfest auf
dem Maschinengestell 1 abgestützten Außenring 3 und einen
darin drehbar gelagerten Innenring 4 umfaßt. Der Innenring 4
ist als Mutter eines Spindel-Mutter-Triebs ausgebildet, wobei
die Spindel eine Kugelumlauf-Gewindespindel 5 ist und der
Innenring 4 als Kugelmutter ausgebildet ist.
Außenring 3 und Innenring 4 des als Drehkranz ausgebilde
ten Lagers 2 sind als Kugeldrehverbindung mit Vierpunktlager
ausgebildet. Auch die in die Kugelumlauf-Gewindespindel 5 so
wie die Kugelmutter (Innenring 4) eingeformten Kugellaufbahnen
6 bestehen im Querschnitt aus Kreisbögen, die Spitzbögen bil
den, so daß auch eine Vierpunktlagerung zwischen Mutter und
Spindel des Kugelgewindetriebs gegeben ist.
Die Kugelumlauf-Gewindespindel 5 ist, wie hier im Halb
schnitt sichtbar, als Hohlzylinder ausgebildet. Der die Mutter
bildende Innenring 4 ist mit einem Ringabschnitt 8 versehen,
der eine als Koppelungsorgan dienende Außenverzahnung 7 hat.
Um die Außenverzahnung 7 ist ein Zahnriemen 9 gelegt, so daß
eine Koppelung des als Kugelmutter ausgebildeten Innenrings
des Drehkranzes mit einem Drehantrieb 10 gegeben ist. Der
Drehantrieb 10 umfaßt einen Motor 11 , welcher im Maschinenge
stell 1 untergebracht ist, und der ein Ritzel 12 treibt, um
den das der Zahnriemen 9, gelegt ist.
Die Kugelumlauf-Gewindespindel 5 weist eine Verdrehsiche
rung 13 auf. Diese besteht aus einem radial von der Kugelum
lauf-Spindel, bzw. von einer darauf montierten Platte abste
henden Abstützausleger 14 sowie einer parallel zur Kugelum
lauf-Gewindespindel 5 verlaufenden Stützführung 15, an welcher
der Abstützausleger 14 während seiner zusammen mit der Kugel
umlauf-Gewindespindel 5 erfolgenden linearen Bewegung abge
stützt geführt ist. Dazu weist die Stützführung 15 eine ein
geformte Nut 16 auf, in welcher ein am freien Ende des Ab
stützauslegers 14 gelagertes Rollelement 17 geführt ist.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht des Getriebes gemäß Fig. 1.
Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
Claims (11)
1. Getriebe mit geradlinigem Abtrieb, insbesondere für
eine Presse, vorzugsweise eine Kalksandstein-Presse, mit einem
Spindel-Mutter-Trieb, dessen mit einem Drehantrieb gekoppelte
Mutter in einem Lager ortsfest abgestützt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lager ein Drehkranz (2) ist, der einen ortsfest abge
stützten Außenring (3) und einen darin drehbar gelagerten In
nenring (4) umfaßt, wobei der Innenring als Mutter ausgebildet
ist und Koppelungsorgane (7, 9) zur Koppelung mit dem Drehan
trieb (10) aufweist.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Durchmesser des Spindel-Mutter-Triebs größer als seine
Bauhöhe ist.
3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verhältnis Durchmesser zu Bauhöhe größer als 3 : 1 ist.
4. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Drehkranz (2) als Kugeldrehverbindung mit
Vierpunktlager ausgebildet ist.
5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Spindel eine Kugelumlauf-Gewindespindel
(5) ist und daß der die Mutter bildende Innenring (4) als Ku
gelmutter ausgebildet ist.
6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die in die Kugelumlauf-Gewindespindel (5) und die Kugelmutter
eingeformten Kugellaufbahnen (6) im Querschnitt aus Kreisbögen
bestehen, die Spitzbögen bilden.
7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kugelumlauf-Gewindespindel (5) als Hohl
zylinder ausgebildet ist.
8. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der die Mutter bildende Innenring
(4) als Koppelungsorgan einen mit einer Außenverzahnung (7)
versehenen Ringabschnitt (8) hat.
9. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kugelumlauf-Gewindespindel (5) wenig
stens eine Verdrehsicherung aufweist.
10. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
als Verdrehsicherung ein von der Kugelumlauf-Gewindespindel
(5) radial abstehender Abstützausleger (14) und eine parallel
zur Kugelumlauf-Gewindespindel (5) verlaufende Stützführung
(15) vorgesehen sind, an welcher der Abstützausleger (14) wäh
rend seiner zusammen mit der Kugelumlauf-Gewindespindel (5)
erfolgenden linearen Bewegung abgestützt geführt ist.
11. Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
der Abstützausleger (14) wenigstens ein an der Stützführung
(15) anliegendes Rollelement (17) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934316423 DE4316423A1 (de) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | Getriebe mit geradlinigem Abtrieb, insbesondere für eine Presse |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934316423 DE4316423A1 (de) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | Getriebe mit geradlinigem Abtrieb, insbesondere für eine Presse |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4316423A1 true DE4316423A1 (de) | 1994-11-24 |
Family
ID=6488262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934316423 Withdrawn DE4316423A1 (de) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | Getriebe mit geradlinigem Abtrieb, insbesondere für eine Presse |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4316423A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5769184A (en) * | 1996-09-27 | 1998-06-23 | Brooks Automation, Inc. | Coaxial drive elevator |
DE102004023354A1 (de) * | 2004-05-12 | 2005-12-08 | Ina-Schaeffler Kg | Kugelgewindetrieb |
DE19803250B4 (de) * | 1997-01-29 | 2006-01-26 | Nsk Ltd. | Kugel-Umlaufmechanismus |
DE102015102212A1 (de) * | 2015-01-06 | 2016-07-07 | Andreas Gruszka | Pressvorrichtung zur Herstellung von Steinen |
-
1993
- 1993-05-17 DE DE19934316423 patent/DE4316423A1/de not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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DE102004023354A1 (de) * | 2004-05-12 | 2005-12-08 | Ina-Schaeffler Kg | Kugelgewindetrieb |
US7357048B2 (en) | 2004-05-12 | 2008-04-15 | Ina-Schaeffler Kg | Ball screw drive |
DE102015102212A1 (de) * | 2015-01-06 | 2016-07-07 | Andreas Gruszka | Pressvorrichtung zur Herstellung von Steinen |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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