DE4316423A1 - Transmission with a rectilinear output, particularly for a press - Google Patents

Abstract

In a transmission with rectilinear output, particularly for a press, preferably a sand-lime brick press, with a spindle-nut drive, the nut of which, which is coupled to a rotary drive, is supported in a fixed manner in a bearing, the bearing is a ring mount which comprises an outer ring supported in a fixed manner and an inner ring mounted rotatably therein, the inner ring being designed as a nut and having coupling members for the purpose of coupling it to the rotary drive. The diameter of the spindle/nut drive is greater than its overall height. The ring mount is designed as a ball-type rotary joint with four-point bearings and the spindle is a ball screw. The inner ring which forms the nut is designed as a ball nut.

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.The invention relates to a transmission with a straight line drove, especially for a press, preferably a lime sandstone press, with a spindle-nut drive, the one with a rotary drive coupled nut in a fixed warehouse is supported.

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.The longitudinally movable spindle of a spindle-nut drive is usually sensitive to jamming. Move the Spindle a sled, e.g. B. in machine tools, can Avoid jamming due to the exact lateral guidance of the slide become. However, if the side guide of the Sled, tilting inevitably occurs again.

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.Is not a sledge or the side guide another suitable means is available Multiple arrangement of parallel acting spindle Mother shoots may be provided. The spindles can be together cause a necessary side guidance so that each one Spindle less stressed and tilting less is exposed. Especially in the case of presses Multiple arrangement preferred, since the forces that can be generated with  which can then be pressurized, larger than with a simple spindle-mid drive, the Be load limits of each individual spindle-nut drive are low are; because the total load is spread over several Spindle nut drives. Nevertheless, the exact parallel is also guidance of all spindle-nut drives of a press proble matically.

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.A spindle-nut drive therefore always requires special re construction measures and construction work for an exact Pa parallel or lateral guidance, especially at high loads extreme wear and disadvantageous canting avoid.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spindel- Mutter-Trieb zu schaffen, der konstruktiv einfach und dennoch hoch belastbar und unempfindlich ist.The invention has for its object a spindle To create mother-instinct that is structurally simple and yet is highly resilient and insensitive.

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.This object is achieved in that the Bearing is a slewing ring, which has a stationary support Senring and an inner ring mounted therein, the Inner ring is designed as a nut and coupling elements for Has coupling with the rotary drive.

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.The formation of the inner ring as the nut of the spindle Mother drives and the storage of the inner ring in an outer ring of a slewing ring has the advantage that in addition to the axial loads also any directional moments, esp special moments supporting a lateral guidance and can be intercepted. The transmission according to the invention  is therefore a heavy-duty, particularly rigid, mechanical linear actuator.

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.The advantageous properties of high rigidity and insensitivity to any external influences Moments arise especially when the diameter of the spindle-nut drive is greater than its overall height. At An appropriate embodiment is the ratio of the through Knife to height greater than 3: 1. Dimensioning up to about at a ratio of 10: 1 are easily possible. A such a transmission can advantageously both management tasks meet and serve as a drive and is there insensitive to forces in all directions, in particular against canting.

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.A high resilience is also achieved by that the slewing ring as a ball slewing ring with four-point bearing is trained. Ball slewing rings in each suitable Neten dimensions are commercially available components can be obtained inexpensively. Such commercially available Bearings are based on those specified by the respective manufacturer Characteristic values in the optimum for the respective application Execution by the designer without problems and with little effort selectable.

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.After an expedient further, it is particularly advantageous education that the spindle is a recirculating ball screw and that the inner ring forming the nut is a ball nut is formed. Such a ball screw is distinguished  through a particularly advantageous mechanical efficiency up to 98%, has a long service life and has almost ver wear-free running.

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.The high resilience and especially insensitivity against moments acting on the ball screw is after another training also given that the into the ball screw and the ball nut formed the best ball raceways in cross-section from arcs hen that form pointed arches. The orbits of the ball thus act together with the balls running in it like four point bearings, that are extremely resilient.

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.The ball screw thread is expediently as Hollow cylinder formed with the advantage that, in particular for larger diameters of the transmission according to the invention lower total weight is given. With a single he gearbox according to the invention, the ball screw spindle is designed as a hollow cylinder, the corresponding one Has diameter, a press can be operated, wherein on special constructive and complex measures for a side guide can be dispensed with.

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.To a longitudinal movement of the recirculating ball screw generate is provided according to a further development, that the inner ring forming the mother as a coupling element has a ring section provided with external teeth. A transmission means can mesh with the external teeth, for example a pinion of a drive motor or a  Timing belt or a chain. The one that carries the external toothing Ring section is with the actual, forming the mother Inner ring non-rotatably connected, or the ring section can be molded onto the inner ring. When rotating the inner ring the spindle performs a longitudinal movement.

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.Because frictional forces between the nut and spindle lead to this can that the spindle not only moves longitudinally, but also performs a rotation is to avoid such a gene rotation of the spindle provided that they have at least one Has anti-rotation. The arrangement was so successful fen that a from the recirculating ball Threaded spindle of radially protruding outrigger and one Support running parallel to the ball screw guidance is provided on which the outrigger during its done together with the recirculating ball screw linear movement is guided supported. The outrigger is to reduce the friction during the support with at least one rolling element resting on the support guide Mistake. The rolling element can of course also by appropriate slide guides must be replaced.

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.The transmission according to the invention for generating a linear Because of its high resilience, movement is rigid and simplicity in construction particularly suitable for generating the on a press table of a press, especially a lime sand stone press forces.

Ein Ausführungsbeispiel, aus dem sich weitere erfinderi­ sche Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:An embodiment from which further inventive  cal characteristics result is shown in the drawing. It demonstrate:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Getriebes in einem Halb­ schnitt und Fig. 1 shows a side view of the transmission in a half and

Fig. 2 eine Draufsicht des Getriebes gemäß Fig. 1. FIG. 2 shows a top view of the transmission according to 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.As shown in FIG. 1 in a half-sectioned side view, the transmission has a lower machine frame 1 . A bearing 2 is designed as a slewing ring which comprises an outer ring 3 which is fixedly supported on the machine frame 1 and an inner ring 4 which is rotatably mounted therein. The inner ring 4 is designed as a nut of a spindle-nut drive, the spindle being a ball screw 5 and the inner ring 4 is designed as a ball nut.

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.Outer ring 3 and inner ring 4 of the bearing designed as a slewing ring bearing 2 are designed as a ball slewing ring with four-point bearing. Also in the ball screw 5 as well as the ball nut (inner ring 4 ) molded ball raceways 6 consist in cross section of arcs, the ogives bil the, so that there is a four-point bearing between the nut and spindle of the ball screw.

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.The ball screw 5 is, as seen here in half cut, designed as a hollow cylinder. The inner ring 4 forming the nut is provided with a ring section 8 which has an external toothing 7 serving as a coupling member. A toothed belt 9 is placed around the external toothing 7 , so that there is a coupling of the inner ring of the slewing ring designed as a ball nut with a rotary drive 10 . The rotary drive 10 comprises a motor 11 , which is accommodated in the machine 1 and which drives a pinion 12 , around which the toothed belt 9 is placed.

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.The ball screw 5 has an anti-rotation device 13 . This consists of a radially from the Kugelum running spindle, or from a plate mounted abste standing outrigger 14 and a parallel to the Kugelum running threaded spindle 5 extending support guide 15 , on which the outrigger 14 during its rotating together with the ball threaded spindle 5 linear motion is based supported. 15 For this purpose, the support guide to a a shaped groove 16 is performed in which a mounted on the free end of the support boom 14 from rolling element 17th

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht des Getriebes gemäß Fig. 1. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. FIG. 2 shows a top view of the transmission according to FIG. 1. The same components are identified by the same reference numbers.

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.1. Gearbox with a linear output, in particular for a press, preferably a sand-lime brick press, with a spindle-nut drive, the nut coupled to a rotary drive of which is supported in a fixed position in a bearing, characterized in that the bearing has a slewing ring ( 2 ) is, which includes a stationary abge supported outer ring ( 3 ) and a rotatably mounted inner ring ( 4 ), the inner ring being designed as a nut and coupling members ( 7 , 9 ) for coupling to the rotary drive ( 10 ). 2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Spindel-Mutter-Triebs größer als seine Bauhöhe ist.2. Transmission according to claim 1, characterized in that the diameter of the spindle-nut drive is larger than his Height. 3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Durchmesser zu Bauhöhe größer als 3 : 1 ist.3. Gearbox according to claim 2, characterized in that the ratio of diameter to height is greater than 3: 1. 4. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drehkranz (2) als Kugeldrehverbindung mit Vierpunktlager ausgebildet ist.4. Transmission according to claims 1 to 3, characterized in that the slewing ring ( 2 ) is designed as a ball slewing ring with four-point bearing. 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. 5. Transmission according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spindle is a recirculating ball screw ( 5 ) and that the inner ring forming the nut ( 4 ) is designed as a gel nut Ku. 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.6. A transmission according to claim 5, characterized in that the ball raceways ( 6 ) formed in the ball screw ( 5 ) and the ball nut consist in cross section of circular arcs which form pointed arches. 7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kugelumlauf-Gewindespindel (5) als Hohl­ zylinder ausgebildet ist.7. Gear according to one of claims 1 to 6, characterized in that the ball screw ( 5 ) is designed as a hollow cylinder. 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.8. Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the inner ring forming the nut ( 4 ) has as coupling element an annular section ( 8 ) provided with external teeth ( 7 ). 9. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kugelumlauf-Gewindespindel (5) wenig­ stens eine Verdrehsicherung aufweist.9. Transmission according to one of claims 1 to 8, characterized in that the ball screw ( 5 ) has little least an anti-rotation. 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. 10. Gearbox according to claim 9, characterized in that a rotation from the ball screw ( 5 ) radially projecting support arm ( 14 ) and a parallel to the ball screw ( 5 ) extending support guide ( 15 ) are provided, on which the support arm ( 14 ) is guided supported during its linear movement taking place together with the ball screw ( 5 ). 11. Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützausleger (14) wenigstens ein an der Stützführung (15) anliegendes Rollelement (17) aufweist.11. Transmission according to claim 10, characterized in that the support arm ( 14 ) has at least one on the support guide ( 15 ) adjacent rolling element ( 17 ).