DE102013007462B4

DE102013007462B4 - Kugel-Schneckenradtrieb

Info

Publication number: DE102013007462B4
Application number: DE102013007462.2A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-05-02
Filing date: 2013-05-02
Publication date: 2017-08-17
Anticipated expiration: 2033-05-03
Also published as: DE102013007462A1

Abstract

Schneckenradtrieb mit einer einzigen auf einer Antriebswelle sitzenden Schnecke (1, 6) (bzw. Schneckenhülse) mit einem außen umlaufenden Schneckengang, in dem eine Vielzahl von Kugeln geführt sind, die in Nuten im äußeren Umfang eines Schneckenrades (3) laufen, um dieses anzutreiben, wobei die Schnecke außerhalb des Schneckenrades von einer Schale (13) umgeben ist, die die Kugeln im Schneckengang hält, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (1, 6) und Buchse (6) an einer Ebene (E) angrenzen, in der die Schneckenradachse (A1) liegt und zu der die Schneckenachse (A2) lotrecht steht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneckenradtrieb mit einer einzigen auf einer Antriebswelle sitzenden Schnecke mit einem außen umlaufenden Schneckengang, in dem eine Vielzahl von Kugeln geführt sind, die in Nuten im äußeren Umfang eines Schneckenrades laufen, um dieses anzutreiben, wobei die Schnecke außerhalb des Schneckenrades von einer Schale umgeben ist, die die Kugeln im Schneckengang hält.
Es ist eine Vielzahl von Schneckenradtrieben bekannt. Die Mehrheit beruht auf einer gleitenden Berührung zwischen Schnecke und Schneckenrad. Die Materialpaarungen sind meistens eine gehärtete Schnecke aus Stahl ein Schneckenrad aus Bronze. Durch hohe Reibung zwischen Schnecke und Schneckenrad läuft meistens die Schnecke in einem Ölbad bei schlechtem Wirkungsgrad. Zudem ist ein Schneckentrieb nicht spielfrei.
Die EP 0 042 661 B1 zeigt eine Schneckenwelle mit kugelförmigen Eindrehungen, wobei die Kugeln über Umlenkstücke zentrisch durch die Mitte der Welle geführt sind. Die Schneckengänge mit den Kugeln greifen zentrisch in der Mitte des Schneckenrades ein. Ein Verspannen der Schneckenflanken zum Schneckenrad ist nicht möglich. Auch ist nicht ersichtlich, wie die Kugeln gegen ein Herausfallen gesichert sind.
Die US 2 338 367 A als auch die US 2 015 069 A zeigen Schneckentriebe mit globoidförmigen Schnecken, wobei Schnecke und Schneckenrad jeweils einen festen Kontakt zum Schneckenrad haben. Dies bedeutet einen hohen Reibverlust zwischen den Zahnflanken, einen schlechten Wirkungsgrad und keine absolute Spielfreiheit, da ein Schmiermittel zwischen den Flanken vorhanden sein muss. Bei mechanischer Berührung entsteht Gleitreibung, welche bei geringer Geschwindigkeit zu einem Ruckgleiten, einem hohen Verschleiß und einer Erwärmung führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kugel-Schneckenradtrieb zu schaffen, der bei geringer Reibung in jeder Lage einbaubar ist und eine spielfreie Einstellbarkeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schnecke und Buchse an einer Ebene angrenzen, in der die Schneckenradachse liegt und zu der die Schneckenachse lotrecht steht.
Ein solcher Kugel-Schneckenradtrieb weist eine besonders geringe rollende Reibung auf, ohne ein Ölbad zu benötigen. Es reicht ein übliches Abschmieren aus, so dass Abdichtungen nicht erforderlich sind und das Getriebe in jeder Lage eingebaut werden kann. Ferner ist das Getriebe spielfrei einstellbar und ein Ruckgleiten (Stick-Slip) kann nicht entstehen, sondern es wird ein weicher Anlauf beim Start ermöglicht. Ferner können alle mit den Kugeln in Berührung kommenden Teile gehärtet sein.
Eine leichte Montage bei einfacher Konstruktion werden ermöglicht, wenn die Schnecke eine innere Buchse aufweist, auf der eine Schneckenhülse koaxial befestigt ist, die den außen umlaufenden schraubenförmigen Schneckengang bildet. Hierbei kann die Schneckenbuchse in ihrem Umfang eine Nut aufweisen zum Rückführen der Kugeln. Auch wird hierzu vorgeschlagen, dass die Kugeln in der Nut durch die Innenwand der Schneckenhülse gehalten sind.
Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass die Schnecke insbesondere die Schneckenbuchse außen die Form eines Globoidstumpfes aufweist.
Mehrere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Schneckenradtrieben sind in den Zeichnungen in Schnitten dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 einen Schneckenradtrieb mit nur einer einseitigen Schneckenhülse,
2 eine Ausführung ohne Buchse,
3 einen Schnitt nach A-B in 2.
Die Besonderheit dieser Erfindung beruht auf der Tatsache, dass Schneckenhülse 1 und die Kugelschale 13 nicht über die Mitte 34 des Schneckenrades 3 hinausgehen und somit Herstellung, Montage und Spielfreiheit gewährleistet sind. Dieser Antrieb hat kaum Verschleiß, einen hohen Wirkungsgrad, kein Ruckgleiten (Stick-Slip-Effekt), benötigt kein Ölbad, keine Abdichtung, ist in jeder Lage montierbar. Alle mit den Kugeln in Berührung befindlichen Teile können gehärtet sein und damit ist eine große Kraftübertragung möglich
1 zeigt beispielhaft, wenn nur eine Kraftrichtung P am Schneckenrad 3 wirkt, dann werden auch nur eine Schneckenhülse 1, eine Kugelschale 13 und eine Buchse 6 verwendet. Die Schneckenhülse 1 hat eine äußere Form eines Globoidstumpfes. Sie ragt nicht über die Schneckenradmitte 34 und damit nicht über eine Ebene E hinaus, in der die Schneckenradachse A1 liegt und zu der die Schneckenachse A2 lotrecht steht. Auf dem Umfang des Schneckenrades sind spiralförmige Rillen 33 eingearbeitet zur Aufnahme von Kugeln, die am Rillenanfang und -ende jeweils außermittige Rückführbohrungen 4 und 5 aufweisen und so tief unter die Schneckenhülse 1 weiter in die Buchse 6 eingebracht, welche die gleiche Länge der Schneckenhülse 1 aufweist, nicht über die Mitte 34 hinausragt, und mit einer Verbindungsnut 8 so verbunden sind, dass die Kugeln leichtgängig wieder zwischen der Bohrung der Schneckenhülse 1 und der Buchse 6 in den ursprünglichen spiralförmigen Gang der Schneckenhülse 1 zurückgeführt werden. Das Schneckenrad 3 hat somit ebenfalls eingearbeitete Rillen 33, welche der Form des spiralförmigen Ganges der Schneckenhülse 1 zur Aufnahme von Kugeln angepasst ist. Die Kugeln, die den Spiralgang 33 des Schneckenrades 3 verlassen, werden gegen Herausfallen mittels der Kugelschale 13 gehalten und geführt. Sie hat eine Ausfräsung zur Aufnahme des Schneckenrades 3. Die Kugelschale ragt nicht über die Mitte 34 des Schneckenrades 3 hinaus. Das axiale Anpassen zur Erzeugung eines spielfreien Antriebes erfolgt durch die Passscheiben 19, die sich über eine Lagerstelle (hier nicht gezeigt) und der Buchse 24b am Gehäuse 23 abstützt. Die Drehübertragung zwischen Schneckenhülse 1 und Buchse 6 erfolgt mittels Passfeder 25 und Nut und zwischen Buchse und Antriebswelle 10e mittels Passfeder und Nut.
2 und 3 zeigen eine ähnliche Ausführung wie unter 1 beschrieben, bei nur einer Kraftrichtung P. Hier wird auf die Buchse 6 verzichtet. Die Rückführbohrungen 4 und 5 der Schneckenhülse 1 für die Kugeln werden direkt in die Welle 10c so tief gebohrt (gefräst) und mit einer Nut 8 verbunden, dass sich die Kugeln leichtgängig unter dem Innendurchmesser der Schneckenhülse 1 bewegen lassen. Die Umlenkung der Kugeln erfolgt über die Umlenkfinger 9a. Die Verbindung gegen Verdrehung erfolgt mittels Passfeder und Nut 25. Die axiale Einspannung erfolgt über Antriebswelle 10c, Buchse 24a, Schneckenrad 3 und Lagerung der Antriebswelle (hier nicht dargestellt). Mittels einer Passscheibe 20 wird die Kugelschale 13a und Schneckenhülse 1 zum Gehäuse spielfrei gestellt.

Claims

Schneckenradtrieb mit einer einzigen auf einer Antriebswelle sitzenden Schnecke (1, 6) (bzw. Schneckenhülse) mit einem außen umlaufenden Schneckengang, in dem eine Vielzahl von Kugeln geführt sind, die in Nuten im äußeren Umfang eines Schneckenrades (3) laufen, um dieses anzutreiben, wobei die Schnecke außerhalb des Schneckenrades von einer Schale (13) umgeben ist, die die Kugeln im Schneckengang hält, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (1, 6) und Buchse (6) an einer Ebene (E) angrenzen, in der die Schneckenradachse (A1) liegt und zu der die Schneckenachse (A2) lotrecht steht.
Schneckenradtrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke eine innere Buchse (6) aufweist, auf der eine Schneckenhülse (1) koaxial befestigt ist, die den außen umlaufenden schraubenförmigen Schneckengang bildet.
Schneckenradtrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (6) der Schnecke in ihrem Umfang eine Nut (8) aufweist zum Rückführen der Kugeln.
Schneckenradtrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln in der Nut durch die Innenwand der Schneckenhülse (1) gehalten sind.
Schneckenradtrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (1, 6), insbesondere die Schneckenhülse (1), außen die Form eines Globoidstumpfes aufweist.