CN104776184B - 无间隙的主轴螺母 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有可与主轴啮合的螺纹的无间隙主轴螺母。主轴螺母具有带有第一内螺纹的第一螺母部分以及带有第二内螺纹的第二螺母部分，第二螺母部分可相对于第一螺母部分扭转。第一内螺纹以及第二内螺纹一起形成主轴螺母的螺纹。为了在第一螺母部分与第二螺母部分之间产生预负载，主轴螺母具有弹性元件。预负载可通过第一螺母部分与第二螺母部分之间的相对扭转来调节。根据本发明，主轴螺母应具有经固定以不会相对于第一螺母部分扭转的中间部件，由此弹性元件在第一螺母部分与中间部件之间起作用，且由此在第一螺母部分与第二螺母部分之间的相对扭转可借助于锁定第二螺母部分与中间部件之间的相对扭转位置来锁定。

Description

无间隙的主轴螺母

技术领域

本发明涉及一种无间隙的主轴螺母。

背景技术

通用类型的无间隙的主轴螺母具有可与主轴啮合的螺纹。此外，主轴螺母具有第一螺母部分以及第二螺母部分，所述第一螺母部分具有第一内螺纹，所述第二螺母部分具有第二内螺纹，第二螺母部分可以相对于第一螺母部分扭转。第一内螺纹以及第二内螺纹共同地形成主轴螺母的螺纹。为了在第一螺母部分与第二螺母部分之间产生预负载，进一步提供弹性元件，例如弹簧。在通用类型的主轴螺母中，预负载可通过第一螺母部分与第二螺母部分之间的相对扭转来调节。

从现有技术中已知无间隙主轴螺母。例如，DE 4 204 304 A1示出一种一件式主轴螺母，其中心区域自身形成为弹簧，并且为此目的设计了若干狭缝。两个螺纹插入件中的一者由此牢固地与对应的端部部分连接，另一个螺纹插入件拧入主轴螺母，并且因此可以经调节从而以无级方式设定预负载。从DE 4 204 304 A1已知的主轴螺母的制造是极其复杂的。

从DE 605 09 125 T2已知一种两件式主轴螺母，其中借助于使得两个螺母部分相对扭转的扭力弹簧产生预负载。因此，预负载不在轴向方向上而是在周向方向上起作用。对于从DE 695 09 125 T2已知的主轴螺母无法设定预负载。由于使用扭力弹簧的缘故，螺母构建得相对较长。

EP 0 060 270 B1中示出一种还与扭力弹簧一起起作用的两件式主轴螺母。尽管对于此主轴螺母可以调节扭力弹簧的负载，但是此主轴螺母还具有在轴向方向上使用相对较大安装空间的问题。

对于从DE 697 23 674 T2已知的主轴螺母，还借助于扭力弹簧产生预负载。主轴螺母包括两个螺母部分，所述两个螺母部分被固定以免相对扭转。在两个螺母部分之间存在确保第二螺母部分相对于第一螺母部分在轴向方向上浮动定位的引导装置。在主轴螺母的中心区域中，两个螺母部分由中空圆筒形套筒围绕，所述套筒在其两个端部中的一者上配备有在周向方向上布置的斜面形凹口，所述斜面形凹口与第一螺母部分的同样斜面形凹口相互作用。所述布置确保在圆筒形套筒相对于第一螺母部分扭转时，两个螺母部分将在轴向方向上被按压分开。对应的扭力弹簧确保在套筒与第一螺母部分之间沿周向起作用的预负载的产生。由于相对较复杂的结构的缘故，从DE 69 723 674 T2已知的主轴螺母还在轴向方向上使用相对较大的安装空间。此外，对于此主轴螺母无法调节预负载。

在DE 4 010 111 A1中示出了一种具有相对较简单的结构的两件式主轴螺母。在此主轴螺母中，两个螺母部分也相对于彼此并且在轴向方向上浮动定位。取消了第二螺母部分相对于第一螺母部分的相对扭转。为了产生预负载，存在确保两个螺母部分将在轴向方向上被按压分开的简单螺旋弹簧。不可能对在此过程中产生的预负载进行调节。

DE 3 929 505 A1描述了其中不产生预负载的两件式主轴螺母。然而，之后可以调节所述主轴螺母以便消除因磨损所致的间隙。

最后，从DE 69 903 426 T2已知一种来自对应的产品分类的类型的无间隙的主轴螺母。所述主轴螺母基本上由两个可以针对彼此扭转的螺母部分构成。通过布置在两个螺母部分之间并且随着两个螺母部分针对彼此扭转而逐渐被压缩的弹性体环来确保预负载。提供啮合结构以锁定两个螺母部分的相对扭转位置。因此，两个螺母部分中的一者具有外啮合结构，并且另一个螺母部分配备有两个弹性翼片，所述两个弹性翼片从周向方向的角度彼此相对而定位并且也具有啮合结构，所述啮合结构与第一螺母部分的外部凹口啮合。同时，啮合结构装置在第一螺母部分与第二螺母部分之间形成轴向引导机构。第一螺母部分的外啮合齿以及第二螺母部分的弹性翼片以棘轮的方式相互作用。这意味着在施加一定的力时两个螺母部分的相对扭转将是可能的。第二螺母部分的弹性翼片由此被短暂地朝向外部按压并且随后通过一个螺栓转换而卡回至第一螺母部分的外啮合齿中。从DE 699 03426 T2已知的主轴螺母在径向方向上构建得相对较大，因为在外部有凹口的螺母部分实际上需要由第二螺母部分围绕。此外，为了能够确保合理的调节范围，弹性翼片是相对较长的，这又导致了不期望的较大的构建长度。

发明内容

因此，本发明的目的是进一步开发最初所提及类型的无间隙主轴螺母，使得可以实现具有最大程度紧凑性的结构并且可以调节预负载。另外，主轴螺母应具有简单的结构并且以有成本效益的方式制造。

所述目的通过如下特征来解决：一种无间隙的主轴螺母，该主轴螺母具有能与主轴啮合的螺纹，由此主轴螺母具有：第一螺母部分，第一螺母部分具有第一内螺纹；以及第二螺母部分，第二螺母部分能相对于第一螺母部分扭转且具有第二内螺纹，由此第一内螺纹以及第二内螺纹一起形成主轴螺母的所述螺纹，由此主轴螺母具有弹性元件，以在第一螺母部分与第二螺母部分之间产生预负载，并且由此预负载能通过第一螺母部分与第二螺母部分之间的相对扭转来调节。

鉴于此，根据本发明的解决方案给出有一种通用类型的无间隙主轴螺母，如果所述主轴螺母具有被固定以不相对于第一螺母部分扭转的中间部件的话，由此弹性元件在第一螺母部分与中间部件之间起作用，并且由此在第一螺母部分与第二螺母部分之间的相对扭转可以借助于锁定第二螺母部分与中间部件之间的相对扭转位置来锁定。

根据本发明的解决方案提供了主轴螺母具有柔性结构同时极其紧凑的优点。通过提供中间部件，可以提供例如啮合结构以用于将两个螺母部分的相对扭转位置锁定在特别适合的位置处。举例而言，与从DE 69 903 426 T2已知的主轴螺母相反，此装置未必要求两个螺母部分中的一者配备有外啮合结构以及以便于径向围绕第一螺母部分的方式设计另一个螺母部分。并且，根据本发明的解决方案不要求啮合结构必须同时确保在两个螺母部分之间的轴向引导系统，并且为此目的而具有相对广泛的设计。

通过弹性元件产生的预负载优选地在轴向方向上起作用。由此有可能将两个螺母部分按压在一起或分开。尤其优选后者。

在本发明的优选实施例中，中间部件配备有第一形状锁定元件，所述第一形状锁定元件可以与第二螺母部分的第二形状锁定元件啮合，由此第二螺母部分与中间部件之间的相对扭转位置可以通过第一与第二形状锁定元件之间的接合而锁定。这就是如何可以实现易于实施的可锁定性。形状锁定元件可以例如以平均分布的方式布置在周向方向上，以将第二螺母部分锁定在相对于第一螺母部分的若干可能的扭转位置中。优选地，所有形状锁定元件是相同的，以确保在不同的可能扭转位置中的平滑啮合。

在本发明的另一尤其优选实施例中，第一形状锁定元件形成于中间部件的轴向止挡部上，并且第二形状锁定元件形成于第二螺母部分的相对的轴向止挡部上。这就是如何实现特别紧凑的结构，尤其是在径向方向上。对应的形状锁定元件优选地分别设计在中间部件以及第二螺母部分的外邻接面上。

进一步优选地，第一以及第二形状锁定元件分别通过中间部件以及第二螺母部分的啮合结构的各齿形成。啮合结构提供特别简单的锁定可能性。如果啮合结构设计为邻接面传动系统，那么可以实现特别紧凑的结构。

如果第一以及第二形状锁定元件分别通过中间部件和/或第二螺母部分的滚花形成，那么可以确保特别简单且有成本效益的制造过程。并且此处有利的是，分别在所讨论的组件的轴向止挡部上设计滚花。

在本发明的另一优选实施例中，借助于引导装置以与第一螺母部分相对的轴向可再定位方式引导中间部件。这以简单的方式确保中间部件相对于第一螺母部分在轴向方向上的可再定位性，但保持第一螺母部分与中间部件之间的防扭转锁定。如果通过第一螺母部分的凹槽(中间部件以轴向可再定位方式定位在所述凹槽中)实现引导，那么可以确保特别简单且有成本效益的结构。

在另一特别优选实施例中，用于引导中间部件的所述凹槽形成于第一螺母部分的突起部中。这也有利于特别简单且尤其紧凑的结构，尤其是在其中弹性元件径向围绕突起部的情况下。突起部优选地具有圆筒形形状以及比第一螺母部分的其上形成有突起部的部分更小的直径。替代地，有可能不形成具有更小直径的中空的圆筒形突起部。在此情况下，如果弹性元件至少部分由中空的圆筒形突起部围绕，那么将对紧凑结构是有利的。例如，中空的圆筒形弹簧可以安装在中空的圆筒形突起部内。

如果第二螺母部分具有用于接纳突起部的凹槽，将产生另一优点。通过突起部与凹槽之间的相互作用，可以确保第一螺母部分以及第二螺母部分始终彼此同心。另外，这可以使得能够在所述两个组件之间形成轴向引导。

形成于突起部中的、用于引导中间部件的凹槽优选地以相对于主轴螺母的轴线对称的方式来设计。所述凹槽优选地在径向方向上突破该突起部，以使得中间部件可以在径向方向上从突起部伸出。

在本发明的另一特别优选实施例中，弹性元件是弹簧垫圈。由于此实施例的缘故，可以进一步优化主轴螺母的紧凑结构，尤其是在轴向方向上。尽管也可能使用(举例而言)螺旋弹簧来代替弹簧垫圈，但是螺旋弹簧要求明显更大的总长度。为了确保特别大的调节范围，若将弹簧垫圈设计成多波状弹簧垫圈将更为有利。

在另一优选实施例中，中间部件基本上成形为板，由此板状中间部件垂直于主轴螺母的轴线对准。并且，这可以进一步优化根据本发明的主轴螺母的紧凑结构。本发明特别适合于具有小于20mm的长度以及小于15mm的径向宽度的小型主轴螺母。主轴螺母的部件可以由不同材料制成。金属尤其适合于制造第一螺母部分和第二螺母部分以及中间部件。陶瓷材料、尤其是氧化锆也是合适的。此外，与根据本发明的主轴螺母相互作用的主轴也可以由陶瓷材料制成，尤其是由氧化锆制成。

如从以上说明的优选实施例变得明显，本发明特别提供以下优点：根据本发明的主轴螺母可以仅用几个经简单构造的部件组装而成。主轴螺母优选地由四个单独的组件构成，特别是第一螺母部分以及第二螺母部分、中间部件以及板弹簧和/或弹簧垫圈。然而，还可能例如将弹簧与第一螺母部分连接。根据为个别组件所选择的材料，将可能例如将弹簧与第一螺母部分焊接、粘合或以另外的方式连接。原则上在弹簧与中间部件之间也可设想此类连接。

附图说明

在下文中，参考附图更详细地说明本发明的实施例。

所述附图示出：

图1示出从侧面角度观察的在主轴上的根据本发明的主轴螺母实例，

图2示出根据图1的根据本发明的主轴螺母的分解视图(斜视图)，

图3示出从另一侧观察的根据图2的分解视图，

图4示出根据图1的根据本发明的主轴螺母的立体图，

图5示出根据图1到4的根据本发明的主轴螺母的纵截面，以及

图6示出根据图1到5的根据本发明的主轴螺母在较强预负载的情况下的纵截面。

在以下说明中，相同的部件由相同的附图标记来指示。如果附图含有在有关图式描述中未进一步说明的附图标记，那么参考先前的或后续的图式描述。

具体实施方式

图1示出根据本发明的旋拧在主轴2上的主轴螺母1的实例。主轴螺母包括第一螺母部分3以及第二螺母部分4，所述螺母部分分别具有底部单元，底部单元基本上相对于主轴螺母的轴线14以旋转对称方式形成。在第一螺母部分3与第二螺母部分4之间存在中间部件8，所述中间部件通过多波状弹簧垫圈7按压到第二螺母部分4上，所述弹簧垫圈一方面对准于第一螺母部分3并且另一方面对准于中间部件8。

根据本发明的主轴螺母的结构通过图2以及3的分解视图更详细地示出。第一螺母部分3包括基本上中空的圆筒形突起部12，所述突起部的外直径小于第一螺母部分自身的外直径。多波状弹簧垫圈7固定在突起部12上，以使得所述垫圈在组装状态下径向围绕所述突起部。突起部12的外端具有凹槽11，板状中间部件8插入所述凹槽中。由于凹槽的缘故，仅两个侧向引导翼片13将保留在突起部的外端处，所述侧向引导翼片彼此相对布置，并且板状中间部件8以轴向可再定位方式定位在其上。由于这一点，中间部件8同时被固定成防止相对于第一螺母部分3扭转。图3示出中间部件8在面向第一螺母部分3的侧面上也具有凹槽16，当第一螺母部分以及中间部件抵抗由多波状弹簧垫圈7产生的弹簧力而被按压在一起时，突起部12的下部分穿过所述凹槽。

在面向第二螺母部分4的相对侧面上，中间部件具有邻接面啮合结构9，该邻接面啮合结构与第二螺母部分4的相对的邻接面啮合结构10相互作用，如例如在图4中所示。图3还示出第二螺母部分4也具有凹槽15，具有两个侧向引导系统部分13的突起部12的前端可以穿过所述凹槽。

所有部件都具有中心通孔，由此第一螺母部分3配备有第一内螺纹5并且第二螺母部分4配备有第二内螺纹6。在组装状态中，内螺纹4实际上是内螺纹5的延续。因此，两个内螺纹一起形成根据本发明的主轴螺母的螺纹。这例如借助于图5中的纵截面示出。在此图式中，显示了具有相对较低的预负载的根据本发明的主轴螺母。随着第二螺母部分4相对于第一螺母部分3的相对扭转位置通过所述两个螺母部分的凹槽附连在中间部件处的啮合结构9和/或在第二螺母部分4上形成的啮合结构10处，预负载通常保持恒定。通过施加一定的力，第二螺母部分可以相对于第一螺母部分扭转。这意味着两个螺母部分可以与主轴并排地旋拧开或旋拧在一起，为清楚起见，这在图5以及6中未显示。中间部件的啮合结构9以及第二螺母部分的啮合结构10由此脱开一小段时间，并且不久后通过一个和/或若干螺栓转换而卡回。图6示出在增加的预负载期间的根据本发明的主轴螺母。这意味着两个螺母部分3以及4与图5中示出的状态相比更紧密地旋拧在一起，因而弹簧7受到更强一些的压缩，并且因而产生更大的预负载。可以清楚地看出，在这个过程中突起部12略微穿过中间部件8的凹槽16。两个侧向引导系统翼片13以相同的程度穿过第二螺母部分4的凹槽15。

第一螺母部分3、第二螺母部分4以及中间部件8优选地由金属制成，但是还可以由陶瓷材料制成，例如氧化锆。多波状弹簧垫圈7优选地由钢制成。

Claims (10)

1.一种无间隙的主轴螺母(1)，所述主轴螺母具有能与主轴(2)啮合的螺纹，由此所述主轴螺母(1)具有：第一螺母部分(3)，所述第一螺母部分具有第一内螺纹(5)；以及第二螺母部分(4)，所述第二螺母部分能相对于所述第一螺母部分(3)扭转且具有第二内螺纹(6)，由此所述第一内螺纹(5)以及所述第二内螺纹(6)一起形成所述主轴螺母(1)的所述螺纹，由此所述主轴螺母(1)具有弹性元件(7)，以在所述第一螺母部分(3)与所述第二螺母部分(4)之间产生预负载，并且由此所述预负载能通过所述第一螺母部分(3)与所述第二螺母部分(4)之间的相对扭转来调节，

其特征在于，所述主轴螺母(1)具有中间部件(8)，所述中间部件被固定成不相对于所述第一螺母部分(3)扭转，由此所述弹性元件(7)在所述第一螺母部分(3)与所述中间部件(8)之间起作用，并且由此在所述第一螺母部分(3)与所述第二螺母部分(4)之间的相对扭转能借助于锁定所述第二螺母部分(4)与所述中间部件(8)之间的相对扭转位置来锁定。

2.根据权利要求1所述的主轴螺母(1)，其特征在于，所述中间部件(8)具有第一形状锁定元件(9)，所述第一形状锁定元件能与所述第二螺母部分(4)的第二形状锁定元件(10)啮合，由此所述第二螺母部分(4)与所述中间部件(8)之间的相对扭转位置能通过第一与所述第二形状锁定元件(9、10)之间的接合来锁定。

3.根据权利要求2所述的主轴螺母(1)，其特征在于，所述第一形状锁定元件(9)形成于所述中间部件(8)的轴向止挡部上，而所述第二形状锁定元件(10)形成于所述第二螺母部分(4)的相对的轴向止挡部上。

4.根据权利要求2或3所述的主轴螺母(1)，其特征在于，所述第一形状锁定元件(9)以及第二形状锁定元件(10)分别通过所述中间部件(8)的以及所述第二螺母部分(4)的啮合齿的各齿来形成。

5.根据权利要求2或3所述的主轴螺母(1)，其特征在于，所述第一形状锁定元件(9)以及所述第二形状锁定元件(10)分别通过所述中间部件(8)的以及所述第二螺母部分(4)的滚花来形成。

6.根据权利要求1到3中的任一权利要求所述的主轴螺母(1)，其特征在于，所述中间部件(8)通过引导装置以与所述第一螺母部分(3)相对的轴向浮动的方式来引导，由此通过所述第一螺母部分(3)的凹槽(11)实现引导，所述中间部件(8)浮动地定位在所述凹槽中。

7.根据权利要求6所述的主轴螺母(1)，其特征在于，所述凹槽(11)形成于所述第一螺母部分(3)的突起部(12)中，由此所述弹性元件(7)围绕所述突起部(12)。

8.根据权利要求1到3中的任一权利要求所述的主轴螺母(1)，其特征在于，所述弹性元件(7)是弹簧垫圈。

9.根据权利要求8所述的主轴螺母(1)，其特征在于，所述弹簧垫圈(7)具有多波状设计。

10.根据权利要求1到3中的任一权利要求所述的主轴螺母(1)，其特征在于，所述中间部件(8)具有基本上板状的设计，由此所述板状中间部件(8)垂直于所述主轴螺母(1)的轴线(14)对准。