DE102020105928A1 - Screw drive - Google Patents
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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
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2285—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rings engaging the screw shaft with the inner perimeter, e.g. using inner rings of a ball bearing
- F16H25/229—Eccentric rings with their axis arranged substantially parallel to the screw shaft axis
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Abstract
Ein Gewindetrieb ist aus einer Gewindespindel (2) und einer Mutteranordnung (4) aufgebaut. Die Mutteranordnung (4) umfasst mehrere, jeweils einen Innenring (7) und einen Außenring (8) aufweisende Wälzlager (6), insbesondere Kugellager, wobei die Innenringe (7) der Wälzlager (6) exzentrisch zur Gewindespindel (2) angeordnet sind und jeweils eine Innenprofilierung (9) aufweisen, die partiell mit dem Gewinde (3) der Gewindespindel (2) kämmt. Die Außenringe (8) der Wälzlager (6) weisen jeweils eine exzentrisch zur Mantelfläche (12) des betreffenden Außenrings (8) angeordnete Wälzkörperlaufbahn (11) auf.A screw drive is made up of a threaded spindle (2) and a nut assembly (4). The nut arrangement (4) comprises several roller bearings (6), in particular ball bearings, each having an inner ring (7) and an outer ring (8), the inner rings (7) of the roller bearings (6) being arranged eccentrically to the threaded spindle (2) and each have an inner profile (9) which partially meshes with the thread (3) of the threaded spindle (2). The outer rings (8) of the rolling bearings (6) each have a rolling element raceway (11) arranged eccentrically to the jacket surface (12) of the relevant outer ring (8).
Description
Die Erfindung betrifft einen Gewindetrieb, das heißt eine Vorrichtung zur Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Linearbewegung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a screw drive, that is to say a device for converting a rotational movement into a linear movement, according to the preamble of claim 1.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gewindetrieb der aus der
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Gewindetrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Gewindetrieb ist in an sich bekannter Grundkonzeption aus einer Gewindespindel und einer Mutteranordnung gebildet, wobei die Mutteranordnung mehrere, jeweils einen Innenring und einen Außenring aufweisende Wälzlager, insbesondere Kugellager, umfasst, und wobei die Innenringe dieser Wälzlager exzentrisch zur Gewindespindel angeordnet sind und jeweils eine Innenprofilierung aufweisen, die partiell mit dem Gewinde der Gewindespindel kämmt. Erfindungsgemäß weisen die Außenringe der Wälzlager jeweils eine exzentrisch zur Mantelfläche des betreffenden Außenrings angeordnete Wälzkörperlaufbahn auf.This object is achieved according to the invention by a screw drive with the features of claim 1. The screw drive is formed in a basic concept known per se from a threaded spindle and a nut arrangement, the nut arrangement comprising a plurality of roller bearings, in particular ball bearings, each having an inner ring and an outer ring, and wherein the inner rings of these roller bearings are arranged eccentrically to the threaded spindle and each have an inner profile that partially meshes with the thread of the threaded spindle. According to the invention, the outer rings of the rolling bearings each have a rolling element raceway arranged eccentrically to the outer surface of the relevant outer ring.
Statt der Verwendung handelsüblicher Wälzlager wird somit die Verwendung von Wälzlagern mit asymmetrischen Außenringen vorgeschlagen. Somit können die Außenkonturen der Wälzlageraußenringe symmetrisch zur Mittelachse der Gewindespindel angeordnet werden. Insbesondere beschreibt die Mantelfläche mehrerer oder aller Außenringe der Mutteranordnung eine gemeinsame zylindrische Oberfläche, wobei die Mittelachse des entsprechenden Zylinders mit der Mittelachse der Gewindespindel zusammenfällt.Instead of using commercially available roller bearings, the use of roller bearings with asymmetrical outer rings is therefore proposed. The outer contours of the roller bearing outer rings can thus be arranged symmetrically to the central axis of the threaded spindle. In particular, the outer surface of several or all of the outer rings of the nut arrangement describes a common cylindrical surface, the central axis of the corresponding cylinder coinciding with the central axis of the threaded spindle.
Gemäß einer möglichen Bauform umfasst die Mutteranordnung einen eine einheitliche Mantelwandstärke aufweisenden Mutterkörper, in welchem sämtliche Außenringe der Wälzlager fixiert sind. Der Mutterkörper, welcher die Außenringe des Wälzlagers umschließt, ist beispielsweise als Umformteil ausgebildet. Auch eine spanende Herstellung oder Nachbearbeitung des Mutterkörpers kommt in Betracht.According to one possible design, the nut arrangement comprises a nut body which has a uniform jacket wall thickness and in which all outer rings of the roller bearings are fixed. The nut body, which encloses the outer rings of the roller bearing, is designed, for example, as a formed part. Machining or reworking of the mother body is also possible.
Unabhängig vom Herstellungsverfahren kann der im Wesentlichen hülsenförmige Mutterkörper einen radial nach innen gerichteten Bord, an welchem einer der Außenringe - und damit die Anordnung aus den nebeneinander angeordneten Außenringen insgesamt - anschlägt, aufweisen.Regardless of the production method, the essentially sleeve-shaped nut body can have a radially inwardly directed rim on which one of the outer rings - and thus the arrangement of the outer rings arranged next to one another as a whole - abuts.
Unmittelbar durch den Mutterkörper kann eine Wälzkörperlaufbahn eines Wälzlagers zur Lagerung der Mutteranordnung in einer Umgebungskonstruktion gebildet sein. Sofern der Mutterkörper an einer seiner Stirnseiten einen Flansch, das heißt einen Bord, aufweist, befindet sich die Wälzkörperlaufbahn vorzugsweise nahe der gegenüberliegenden Stirnseite des Mutterkörpers.A rolling element raceway of a rolling bearing for mounting the nut arrangement in a surrounding structure can be formed directly by the nut body. If the nut body has a flange, that is to say a rim, on one of its end faces, the rolling element raceway is preferably located near the opposite end face of the nut body.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung, bei welcher der Mutterkörper entfallen kann, sind die Außenringe der einzelnen Wälzlager der Mutteranordnung unmittelbar miteinander verbunden. Hierbei können zur Verbindung der einzelnen Außenringe mehrere axial ausgerichtete Verbindungsmittel vorgesehen sein, welche sich in dem Ringraum zwischen den Wälzkörperlaufbahnen der Außenringe und den Mantelflächen der Außenringe befinden. Die genannten Verbindungsmittel können mehrere Zentrierstifte sowie mehrere bolzenförmige Elemente umfassen, wobei die bolzenförmigen Elemente, beispielsweise Schrauben oder Niete, Zugkräfte zwischen den Außenringen übertragen. Zusätzlich oder alternativ sind auch Verbindungen zwischen den Außenringen auf beliebige andere Weise, beispielsweise durch Löten oder Kleben, möglich.According to an alternative embodiment, in which the nut body can be omitted, the outer rings of the individual roller bearings of the nut arrangement are directly connected to one another. In this case, several axially aligned connecting means can be provided for connecting the individual outer rings, which are located in the annular space between the rolling element raceways of the outer rings and the outer surfaces of the outer rings. Said connecting means can comprise a plurality of centering pins and a plurality of bolt-shaped elements, the bolt-shaped elements, for example screws or rivets, transmitting tensile forces between the outer rings. Additionally or alternatively, connections between the outer rings are also possible in any other way, for example by soldering or gluing.
Die ohne hülsenförmigen Mutterkörper miteinander verbundenen Außenringe weisen nicht notwendigerweise einen einheitlichen Außendurchmesser auf. Beispielsweise weist einer der Außenringe einen größeren Durchmesser als die übrigen Außenringe aufweist, wobei dieser Außenring, das heißt der größte Außenring, eine Wälzkörperlaufbahn eines Wälzlagers zur Lagerung der Mutteranordnung in einer Umgebungskonstruktion bereitstellt.The outer rings connected to one another without a sleeve-shaped nut body do not necessarily have a uniform outer diameter. For example, one of the outer rings has a larger diameter than the other outer rings, this outer ring, that is to say the largest outer ring, providing a rolling element raceway of a rolling bearing for mounting the nut arrangement in a surrounding structure.
In beiden Ausführungsformen kann das Wälzlager, welches die Mutteranordnung in einer Umgebungskonstruktion lagert, als ein- oder mehrreihiges Lager ausgebildet sein. Beispielsweise handelt es sich bei diesem Wälzlager um ein einreihiges Schrägkugellager. Der Durchmesser der Wälzkörper, das heißt Kugeln, dieses Lagers ist vorzugsweise größer als der Durchmesser der Wälzkörper innerhalb der Mutteranordnung. Insgesamt sind Kräfte über zahlreiche Wälzkontakte zwischen der Gewindespindel und der Umgebungskonstruktion übertragbar.In both embodiments, the roller bearing, which supports the nut arrangement in a surrounding structure, can be designed as a single-row or multiple-row bearing. For example, this roller bearing is a single row angular contact ball bearing. The diameter of the rolling elements, that is to say balls, of this bearing is preferably greater than the diameter of the rolling elements within the nut arrangement. Overall, forces can be transmitted between the threaded spindle and the surrounding structure via numerous rolling contacts.
Die Anzahl der Wälzlager, welche der Mutteranordnung zuzurechnen sind, unterliegt keinen prinzipiellen Beschränkungen. Beispielsweise umfasst die Mutteranordnung drei oder vier Wälzlager, wobei die Mittelpunkte der Laufbahnen der Außenringe dieser Wälzlager auf einem gemeinsamen, zur Gewindespindel konzentrischen Kreis liegen und um 120 Grad beziehungsweise 90 Grad gegeneinander versetzt sind. Auch die Kombination von zwei Dreier- oder Viereranordnungen von Wälzlagern in einer einzigen Mutteranordnung ist möglich, so dass die Mutteranordnung insgesamt sechs beziehungsweise acht Wälzlager umfasst. Je nach geforderter axialer Tragfähigkeit des Gewindetriebs kann auch eine noch höhere Anzahl an Wälzlagern, beispielsweise zehn Stück, in einer einzigen Mutteranordnung zusammengefasst sein.The number of rolling bearings that can be assigned to the nut assembly is not subject to any fundamental restrictions. For example, the nut arrangement comprises three or four roller bearings, the centers of the raceways of the outer rings of these roller bearings lying on a common circle concentric to the threaded spindle and being offset from one another by 120 degrees or 90 degrees. It is also possible to combine two arrangements of three or four roller bearings in a single nut arrangement, so that the nut arrangement comprises a total of six or eight roller bearings. Depending on the required axial load-bearing capacity of the screw drive, an even higher number of roller bearings, for example ten, can be combined in a single nut arrangement.
Bei den Wälzlagern innerhalb der Mutteranordnung handelt es sich vorzugsweise um Rillenkugellager. Auch Vierpunktlager sind als Wälzlager innerhalb der Mutteranordnung verwendbar.The roller bearings within the nut assembly are preferably deep groove ball bearings. Four point bearings can also be used as roller bearings within the nut assembly.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
-
1 in perspektivischer, geschnittener Ansicht Komponenten eines ersten Ausführungsbeispiels eines Gewindetriebs, -
2 und3 in weiteren Ansichten die Anordnung nach1 , -
4 und5 ein Wälzlager der Anordnung nach1 , -
6 in geschnittener, perspektivischer Darstellung den kompletten, die Anordnung nach1 umfassenden Gewindetrieb, -
7 in vereinfachter Schnittdarstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gewindetriebs.
-
1 in a perspective, sectional view components of a first embodiment of a screw drive, -
2 and3 in further views the arrangement according to1 , -
4th and5 a roller bearing according to the arrangement1 , -
6th in a cut, perspective view of the complete, the arrangement according to1 comprehensive lead screw, -
7th a simplified sectional view of a further exemplary embodiment of a screw drive.
Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf beide Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.The following statements relate to both exemplary embodiments. Parts which correspond to one another or have the same effect in principle are identified in all figures with the same reference symbols.
Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen
Die Mutteranordnung
Jeder Innenring
Die exzentrische Anordnung der Innenringe
Im Ausführungsbeispiel nach den
Im Unterschied zur Außenumfangsfläche des Mutterkörpers
Im Ausführungsbeispiel nach
In beiden Ausführungsformen ist das Wälzlager
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- GewindetriebScrew drive
- 22
- GewindespindelThreaded spindle
- 33
- Gewindethread
- 44th
- MutteranordnungMother assembly
- 55
- WälzlageranordnungRoller bearing arrangement
- 66th
- Wälzlager, RillenkugellagerRolling bearings, deep groove ball bearings
- 77th
- InnenringInner ring
- 88th
- AußenringOuter ring
- 99
- Profilierung des InnenringsProfiling of the inner ring
- 1010
- KugelBullet
- 1111
- Laufbahn des AußenringsRaceway of the outer ring
- 1212th
- MantelflächeOuter surface
- 1313th
- MutterkörperMother body
- 1414th
- BordBoard
- 1515th
- Laufbahn des MutterkörpersCareer of the mother body
- 1616
- WälzkörperRolling elements
- 1717th
- Lagerring einer UmgebungskonstruktionBearing ring of a surrounding construction
- 1818th
- AnschlussbauteilConnection component
- 1919th
- ScheibenabschnittDisc section
- 2020th
- HülsenabschnittSleeve section
- 2121
- StiftPen
- 2222nd
- Schraubescrew
- 2323
- Wälzlager, Schrägkugellager Rolling bearings, angular contact ball bearings
- αα
- Winkelangle
- AeAe
- Außendurchmesser, einheitlichOutside diameter, uniform
- AmaxAmax
- maximaler Außendurchmessermaximum outside diameter
- AminAmine
- minimaler Außendurchmesserminimum outside diameter
- DIrTo you
- Innendurchmesser des InnenringsInner diameter of the inner ring
- DspDsp
- SpindeldurchmesserSpindle diameter
- DKDK
- Wälzkörperdurchmesser, inneres WälzlagerRolling element diameter, inner rolling bearing
- DwDw
- Wälzkörperdurchmesser, äußeres WälzlagerRolling element diameter, outer rolling bearing
- MAMA
- MittelachseCentral axis
- WMWM
- MantelwandstärkeShell wall thickness
- WmaxWmax
- maximale Wandstärkemaximum wall thickness
- WminWmin
- minimale Wandstärkeminimum wall thickness
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 4002151 A1 [0002, 0003]DE 4002151 A1 [0002, 0003]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020105928.0A DE102020105928A1 (en) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | Screw drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020105928.0A DE102020105928A1 (en) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | Screw drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020105928A1 true DE102020105928A1 (en) | 2021-09-09 |
Family
ID=77388698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020105928.0A Pending DE102020105928A1 (en) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | Screw drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102020105928A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4002151A1 (en) | 1990-01-25 | 1991-08-01 | Klaus Reithofer | Rotary to linear movement converter - has ball bearing internal diameter in nut greater than spindle diameter |
-
2020
- 2020-03-05 DE DE102020105928.0A patent/DE102020105928A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4002151A1 (en) | 1990-01-25 | 1991-08-01 | Klaus Reithofer | Rotary to linear movement converter - has ball bearing internal diameter in nut greater than spindle diameter |
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