DE9213640U1 - Gewinderollenschraubtrieb mit hoher dynamischer Steifigkeit und Präzision - Google Patents
Gewinderollenschraubtrieb mit hoher dynamischer Steifigkeit und PräzisionInfo
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
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- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
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- F16H25/2266—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers arranged substantially in parallel to the screw shaft axis
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Description
- 1 Beschreibung
Gewinderollenschraubtrieb mit hoher dynamischer Steifigkeit
und Präzision.
Stand der Technik
Gewinderollentriebe mit anderem Aufbau werden von verschiedenen
Herstellern gefertigt und angeboten.
Problem
Mit dem Trend zur weiteren Automatisierung, verbunden mit der Forderung nach ständiger Erhöhung von Qualität und Produktivität
steigen auch die Anforderungen an die Bauelemente und Baugruppen einer Werkzeugmaschine.
Erfindung
Mit den Maßnahmen der Schutzansprüche werden die notwendige statische Steifigkeit und die hohe Dämpfung der Baugruppe
durch Auflösung in viele - aber einfache standardisierte Bauelemente
erreicht.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Durch die Anordnung und durch die Auflösung in viele einfachere Elemente wird es möglich, die Kraftübertragung und
Wandlung als kontinuierlichen Wälzvorgang zu realisieren.
Die notwendige axiale statische Steifigkeit wird erreicht durch Parallelschaltung mehrerer Einzelfedern und durch die
Erhöhung der Kontaktpunktezahl zwischen Rollen und Spindel, die durch die radiale Verschiebbarkeit der Einzelelemente
ermöglicht wird.
Die hohe Dämpfung in axialer Richtung wird erreicht durch
dünne viskose Schichten zwischen den Bauelementen. Die hohe Präzision wird durch die Erfindung auf indirektem
Weg erreicht für den Fall eines Antriebs mit Lageregelung. Die Positioniergenauigkeit hängt ab vom Meßsystem, wobei die
systematischen Fehler durch Korrektur in der Steuerung beseitigt werden können.
Befindet sich das Meßsystem am zu bewegenden Schlitten, können noch weitere systematische Fehler, hervorgerufen durch die
Übertragungselemente, mittels der Steuerung des Antriebs korrigiert werden.
Fehler durch Bearbeitungskräfte oder durch schwankende Reibkräfte im Antrieb können grundsätzlich nicht dynamisch korrigiert werden - wenn sie nicht zu jedem Zeitpunkt genau vorausgesagt werden können.
Die Größe der Abweichung der Position vom Sollwert durch eine dynamische .Kraft hängt vom Proportionalanteil der Verstärkung
im Lageregelkreis ab. Der Integralanteil zur völligen Ausregelung wirkt nur im statischen Fall. Die Größe der Verstärkung
im Lageregelkreis wird begrenzt durch die übertragungselemente zwischen Meß,ort und Stellort. Dabei sind die Federelemente insbesondere die Begrenzer für die maximal mögliche Verstärkung.
Diese Federelemente ergänzen das Vorschubsystem in Verbindung mit der zu positionierenden Masse zu einem Schwingungssystem
und verursachen zwischen Ausgangsgröße und Eingangsgröße eine Phasendrehung, die zur Instabilität führen kenn. Die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung sind die stabilisierenden Effekte
des erfindungsgemäßen Gewinderoilenschraubtriebs, insbesondere
in einem lagegeregelten Positionierantrieb. Dieses wird dadurch erreicht, daß die übertragungselemente sehr stark dämpfenden
Charakter besitzen. Der Wirkungsgrad des Schraubtriebes ist dennoch hoch, weil die Krafttransformation durch eine kontinuierliche Wälzbewegung der Übertragungselemente realisiert ist.
Außerdem wird eine hohe Drehzahl dadurch ermöglicht, daß kein Rückführmechanismus wie beim Kugelschraubtrieb notwendig ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2. bis 4. angegeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 2.
ermöglicht durch die Öffnung der Rollenmutter eine einfache Montage.
Die Mutter kann wie ein Sattel auf die gelagerte Spindel aufgesetzt werden. Eine wesentliche Verbesserung des Gewinderoilenschraubtriebes kommt aber durch den Anspruch 3. zum Ausdruck,
der durch die Torbogenform der Mutter erst möglich wird. Die Spindel kann von Festpunkten aus mehrfach mit Rollen abgestützt
werden. Damit wird es möglich, die Biegeschwingungen der Spindel zu vermeiden bzw. die kritischen Drehzahlen, insbesondere bei
langen Spindeln wesentlich heraufzusetzen. Dadurch, daß die Stützrollen mit. Gewinderillen derselben Steigung der Spindel versehen
werden können, ist auch eine Versteifung und Bedämpfung in Achsrichtung möglich. Der Schwachpunkt Spindel in dem Ensemble der
in Reihe geschalteten Federn kann durch Parallelschaltung von Feder-Dämpfer-Elementen mit Hilfe der Stützrollen weitestgehend
beseitigt werden.
Der Anspruch 4. vervollständigt die der Erfindung zugrundegelegten Konstruktionsphilosophie im Detail Rollenelement selbst.
Die Rollenkörper sind aus Scheiben zusammengesetzt. Die Flächen sind mit Öl benetzt bzw. auch mit Kunststoff beschichtet.
Dadurch wird die Dämpfung in axialer Richtung erhöht und durch die radiale Nachgiebigkeit kann die Anzahl der Kontaktpunkte
in der Abwälzzone bei entsprechender Vorspannung vergrößert werden.
Darstellung der Erfindung
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist ein Gewinderoilenschraubtrieb
dargestellt. Die Mutter besteht aus einem Gehäuse 1 mit den in ihr gelagerten Rollen 2a. Die Rollen sind
mit geraden Rillen versehen, die in die Flanken der Gewindegänge der Spindel 4 hineinpassen. Die Gewindeflanken sind im
allgemeinen eben ausgeführt, während die Rillen der Rollen 2a eine ballige Form besitzen. Die Rollen sind radial und axial
mit Nadeln 3 wälzgelagert. Das Schraubelement 5 trägt die auf ihr gelagerte Rolle 2a und ermöglicht die axiale Justage und
Einstellung der Vorspannung.
Die Schraubelemente 6 erlauben im Bereich der gewählten Nachgiebigkeit
eine radiale Verstellung und Feststellung der Rolleneinheit.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist die Weiterbildung der Erfindung
dargestellt. Durch das geöffente Muttergehäuse 1 wird die Spindel 4 durch Rollen 2b von Festpunkten aus gestützt.
Die Rollen 2b haben ein Gewinde, welches mit dem Spindelgewinde übereinstimmt.
Claims (4)
1. Gewinderollenschraubtrieb dadurch gekennzeichnet, daß
die Mutter aus einem Gehäuse (1) besteht, in welchem Rollen (2a) mit Rillen ortsfest gelagert - vorzugsweise
wälzgelagert mit Nadeln (3) - auf einem Kreis um die Spindel (4) angeordnet und axial sowie radial justierbar
und feststellbar mittels Schraubelementen (5), (6) ausgeführt sind.
2. Gewinderollenschraubtrieb nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß das Muttern-Gehäuse (1) wie ein Torbogen geformt und nach unten geöffnet ist.
3. Gewinderollenschraubtrieb nach Anspruch 1 und 2 dadurch
gekennzeichnet, daß die Spindel (4) zusätzlich durch Rollen (2b) mit Spindelgewinde von einem Festpunkt aus
umfaßt und gestützt wird.
4. Gewinderollenschraubtrieb nach Anspruch 1 bis 3 dadurch
gekennzeichnet, daß die Rollen (2a) und (2b) aus Scheiben zusammengesetzt und mit einem viskoelastisehen Medium
beschichtet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9213640U DE9213640U1 (de) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Gewinderollenschraubtrieb mit hoher dynamischer Steifigkeit und Präzision |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE9213640U DE9213640U1 (de) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Gewinderollenschraubtrieb mit hoher dynamischer Steifigkeit und Präzision |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9213640U1 true DE9213640U1 (de) | 1993-01-21 |
Family
ID=6884648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9213640U Expired - Lifetime DE9213640U1 (de) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Gewinderollenschraubtrieb mit hoher dynamischer Steifigkeit und Präzision |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9213640U1 (de) |
Cited By (5)
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DE102021100275A1 (de) | 2021-01-11 | 2022-07-14 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Steigungstreues Planetenwälzgetriebe |
-
1992
- 1992-10-09 DE DE9213640U patent/DE9213640U1/de not_active Expired - Lifetime
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