DE1500350A1

DE1500350A1 - Helical gear

Info

Publication number: DE1500350A1
Application number: DE19651500350
Authority: DE
Inventors: Walter Meili; Heinrich Reich
Original assignee: Oerlikon Contraves AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1965-06-16
Filing date: 1965-10-06
Publication date: 1969-05-08
Also published as: NL6513882A; GB1084628A; CH423395A; FR1519550A

Description

Die Erfindung betrifft ein Schraubgetriebe, bei welchem in einem der koaxial ineinander verschraubbaren Getriebeteile Rollkörper, die in einem Gewindegang des anderen Getriebeteiles eingreifen, auf je einer Tragwelle frei drehbar und axial unverschiebbar gelagert sind, wobei vorzugsweise die Achsen der Tragwellen der Rollkörper parallel zueinander und um den Gewindesteigwinkel gegen die Achse des anderen Getriebeteiles verschwenkt orientiert sind.The invention relates to a helical gear, in which, in one of the coaxially screwable gear parts, rolling bodies that engage in a thread of the other gear part are freely rotatable and axially immovable on a support shaft, the axes of the support shafts of the rolling bodies preferably being parallel to each other and around the thread lead angle are oriented pivoted relative to the axis of the other transmission part.

Das wesentliche Problem bei Herstellung derartiger Schraubgetriebe besteht darin, eine möglichst verlustlose und vollständig reversible Umwandlung von Drehbewegungen des einen Teiles in Axialbewegungen des anderen Getriebeteiles und umgekehrt zu ermöglichen. Es sind dazu bereits Schraubengetriebe vorgeschlagen worden, bei denen die zentral angeordnete Spindel von einer in Form von gleichmäßig am Umfang der Spindel angeordneten und in einem Körper gelagerten Rollenelementen umfasst wird. Weiterhin ist bekannt, die die Schraubenmutter bei derDamitThe main problem in the production of such helical gears is to enable a completely reversible conversion of rotary movements of one part into axial movements of the other gear part and vice versa with as little loss as possible. For this purpose, helical gears have already been proposed in which the centrally arranged spindle is encompassed by a roller element in the form of roller elements arranged uniformly on the circumference of the spindle and mounted in a body. It is also known that the screw nut in doing so

Schraubgetriebe der beschriebenen Art nur geringe Reibungsverluste aufweisen, ist es bekannt, elastische Mittel vorzusehen, die auf die Lagerung der Rollenelemente derart einwirken, dass ein Spiel zwischen den Rollengängen und den Gängen auf der zentral gelegenen Gewindespindel unmöglich gemacht wird. Die Anordnung von elastischen Mitteln hat den Nachteil, dass diese mit der Zeit ermüden und damit nicht mehr eine spielfreie Lagerung zwischen den Rollenelementen und dem Gewinde der Spindel gewährleistet ist.If helical gears of the type described have only low friction losses, it is known to provide elastic means which act on the bearing of the roller elements in such a way that play between the roller threads and the threads on the centrally located threaded spindle is made impossible. The arrangement of elastic means has the disadvantage that they tire over time and therefore no play-free mounting between the roller elements and the thread of the spindle is guaranteed.

Zur Vermeidung dieses Nachteils hat sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt, ein Schraubgetriebe zu schaffen, bei dem jegliche Gleitreibung und jegliche Selbsthemmung bei einer möglichst verlustlosen und vollständig reversiblen Umwandlung von Drehbewegungen des einen Teiles in Axialbewegungen des anderen Getriebeteiles auch nach jahrelanger Benutzung des Getriebes vermieden werden kann.To avoid this disadvantage, the invention has set itself the task of creating a helical gear, in which any sliding friction and any self-locking with a lossless and completely reversible conversion of rotary movements of one part into axial movements of the other part of the transmission are avoided even after years of use of the transmission can.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung bei einem Schraubgetriebe der eingangs erwähnten Art vor, dass die Radialabstände der Tragwellen von der Zentralachse des betreffendenTo solve this problem, the invention proposes in a helical gear of the type mentioned that the radial distances of the support shafts from the central axis of the relevant

Getriebeteiles mittels je einer Exzenterverstellvorrichtung einzeln justierbar sind.Gear part are individually adjustable by means of an eccentric adjusting device.

Um eine axiale Selbstzentrierung der beiden Getriebeteile zu erzwingen, sind die Abwälzräder oder Rollen auf dem betreffenden Getriebeteil mit Vorteil in Dreier-Gruppen angeordnet in dem Sinne, dass je drei Räder so angeordnet sind, dass ihr gemeinsamer äußerer Berührungszylinder koaxial zum ganzen Schraubgetriebe liegt. Durch die erfindungsgemäße Möglichkeit der Nachjustierung der Rollenkörper unabhängig voneinander wird erreicht, dass ein spielfreier Lauf auch nach jahrelanger Benutzung und gegebenenfalls ungleichmäßiger Abnutzung der einzelnen Getriebeteile garantiert werden kann. Zwar ist bereits ein Schraubgetriebe bekannt, bei dem sich die Rollkörper ebenfalls durch einen Exzenter radial gegenüber der Schraubgetriebeachse verstellen lassen. Diese durch einen Hebel betätigbare Verstellvorrichtung dient jedoch zum Ein- und Auskuppeln der Rollkörper. Eine unabhängige Justierung der einzelnen Rollkörper im einkuppelten Zustand ist nicht möglich, vielmehr werden sämtliche Rollkörper durch eine einzige Verstellvorrichtung gemeinsam verstellt.In order to force axial self-centering of the two gear parts, the rolling wheels or rollers on the relevant gear part are advantageously arranged in groups of three in the sense that three wheels are arranged in such a way that their common outer contact cylinder is coaxial with the entire helical gear. The possibility according to the invention of readjusting the roller bodies independently of one another ensures that play-free running can be guaranteed even after years of use and possibly uneven wear of the individual gear parts. A helical gear is already known in which the rolling bodies can also be adjusted radially with respect to the helical gear axis by means of an eccentric. This adjusting device, which can be actuated by a lever, is used, however, to engage and disengage the rolling elements. Independent adjustment of the individual rolling elements in the coupled state is not possible; rather, all rolling elements are adjusted together by a single adjusting device.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, des in den beigefügten Zeichnungen beispielsweise dargestellten Ausführungsbeispieles und den Ansprüchen.Further features according to the invention emerge from the following description, the exemplary embodiment illustrated by way of example in the accompanying drawings, and the claims.

Es zeigen: Fig. 1 einen Diametralschnitt und Fig. 2 eine Stirnansicht eines Ausführungsbeispiels eines Getriebes, bei welchem die inneren Ränder der Abwälzräder des einen Getriebeteiles mit dem Außengewinde einer Zentralspindel in Eingriff stehen, wobei aber je durch strichpunktierte Konturen gezeigt ist, wie an Stelle einer Zentralspindel eine äußere Hohlspindel verwendbar wäre, mit deren Innengewinde die äußeren Ränder der Abwälzräder auf demselben Trägerteil in Eingriff stehen, Fig. 3 zeigt die Abwicklung des mit dem Abwälzrädern ausgerüsteten Schraubgewindeteilen.1 shows a diametrical section and FIG. 2 shows an end view of an exemplary embodiment of a gear, in which the inner edges of the rolling gears of the one gear part are in engagement with the external thread of a central spindle, but each is shown by dash-dotted contours, as in place a central spindle an outer hollow spindle would be used, with the inner thread of which the outer edges of the rolling wheels are in engagement on the same carrier part, Fig. 3 shows the development of the screw thread part equipped with the rolling wheels.

In der Zeichnung ist mit ausgezogenen Konturen eine Zentralspindel 1 mit einem Außengewinde 10 bezeichnet. Koaxial zu dieser Zentralspindel 1, deren Achse mit Ao bezeichnet ist, ist ein Rotor 2 gelagert. In diesem Rotor sind drei Tragwellen für frei drehbar und axial unverschiebbar darauf gelagerte Abwälzräder 21, 22, 23 vorhanden. Die Drehachsen dieser Abwälzräder sind mit A1, bzw. A2, bzw. A3 bezeichnet, und an den Radkränzen dieser Abwälzräder sind Kreiswülste 210, bzw. 220, bzw. 230 ausgebildet, deren Profilierung so gewählt ist, dass sie den Profilen der Gewindegänge 10 der Zentralspindel 1, in welche sie eingreifen, entsprechen, in dem Sinne, dass die Flanken dieser Kreiswülste sich in möglichst idealer Linienberührung auf den beiden Gewindegangflanken abwälzen können.In the drawing, a central spindle 1 with an external thread 10 is denoted by solid contours. A rotor 2 is mounted coaxially to this central spindle 1, the axis of which is denoted by Ao. In this rotor there are three support shafts for rolling wheels 21, 22, 23 which are freely rotatable and axially immovable. The axes of rotation of these rolling wheels are labeled A1, A2, or A3, and circular beads 210, 220 or 230 are formed on the wheel rims of these rolling wheels, the profiling of which is selected so that they match the profiles of the threads 10 of the Central spindle 1, in which they engage, correspond, in the sense that the flanks of these circular beads can roll on the two thread flanks in as ideal a line contact as possible.

Um eine ideale Selbstzentrierung des Rotors 2 auf der Zentralspindel zu erreichen, wird darauf geachtet, dass der gemeinsame innere Hüllzylinder der drei Abwälzräder 21, 22, 23 genau koaxial zur Zentralspindelachse
<NichtLesbar>
dabei auch der sich ergebende Abwälzzylinder, auf der sich der Rotor und die Gewindespindel gegenseitig abwälzen, den richtigen Radius hat, ist vorgesehen, dass die Radialabstände der Rädertragwellen von der Zentralachse des betreffenden Getriebeteiles mittels je einer Exzenterverstellvorrichtung einzeln justierbar sind. Zu diesem Zweck sind gemäß Fig. 1 in entsprechenden Bohrungen des Rotors 2 zylindrische Trägerzapfen 30 eingesetzt, die durch zylindrische Wellenfortsätze 31 verlängert sind, deren Achsen A1 aber gegenüber der Achse des Trägerzapfens um eine gewisse Exzentrizität versetzt sind. Auf den Wellenfortsatz 31 ist ein konventionelles Kugellager 32 aufgesetzt, auf dessen Außenring das zugehörige Abwälzrad 21 mit dem daran ausgebildeten Kreiswulst 210 festsitzt. Konventionelle Ringe 33, 34 und ein lösbares Halteorgan 35 dienen der Sicherung des Abwälzrades 21 in vorgesehener Lage. Eine Radialschraube 37 fixiert den Trägerzapfen 30 in einer vorher einjustierten Drehstellung, welche den Radialabstand der Radachse A1 von der Rotorachse Ao bestimmt. Wie die Abwicklung des Rotors 2 gemäß Fig. 3 zeigt, sind die drei Achsen A1, A2, A3 der Räder 21, 22, 23 parallel zueinander je um denselben Gewindesteigungswinkel kleines Tau gegenüber der Rotorachse 2 verschwenkt und die Abwälzwulste 210, 220, 230 der drei Räder liegen in dieser Abwicklung hintereinander in einer gemeinsamen Geraden B - B.In order to achieve ideal self-centering of the rotor 2 on the central spindle, care is taken that the common inner shell cylinder of the three rolling gears 21, 22, 23 is exactly coaxial to the central spindle axis
<notreadable>
The resulting rolling cylinder, on which the rotor and the threaded spindle roll each other, has the correct radius, and provision is made that the radial distances of the wheel support shafts from the central axis of the relevant transmission part can be individually adjusted by means of an eccentric adjustment device. For this purpose, according to FIG. 1, cylindrical support pins 30 are inserted in corresponding bores of the rotor 2, which are extended by cylindrical shaft extensions 31, but whose axes A1 are offset by a certain eccentricity with respect to the axis of the support pin. A conventional ball bearing 32 is placed on the shaft extension 31, on the outer ring of which the associated rolling wheel 21 with the circular bead 210 formed thereon is firmly seated. Conventional rings 33, 34 and a detachable retaining member 35 are used to secure the rolling wheel 21 in the intended position. A radial screw 37 fixes the support pin 30 in a previously adjusted rotational position which determines the radial distance between the wheel axis A1 and the rotor axis Ao. As the development of the rotor 2 according to FIG. 3 shows, the three axes A1, A2, A3 of the wheels 21, 22, 23 are pivoted parallel to each other by the same thread pitch angle small rope relative to the rotor axis 2 and the rolling beads 210, 220, 230 of the In this development, three wheels lie one behind the other in a common straight line B - B.

Damit sind die Voraussetzungen zur Schaffung eines praktisch von Reibungsverlusten freien Schraubgetriebes erfüllt, welches unter dem Einfluss von minimalsten Drehmomenten auf den rotierenden Teil oder von axial gerichteten Beschleunigungskräften zum Laufen kommt. Man hat damit ein neues, für viele Anwendungen sehr vorteilhaftes Maschinen-Bauelement geschaffen, das sich z. B. zur servomotorischen Betätigung in Regelstrecken eignet, oder beispielsweise auch zur doppelten Integration von Axial- oder Drehbeschleunigungen um die Getriebeachse eignen kann, indem der sich daraus ergebende Axialverschraubungsweg ein Mass für die doppelt integrierte Beschleunigung darstellen kann.This fulfills the prerequisites for creating a helical gear that is practically free of frictional losses and which starts to run under the influence of minimal torques on the rotating part or of axially directed acceleration forces. It has thus created a new machine component that is very advantageous for many applications. B. suitable for servo-motor actuation in control systems, or for example can also be suitable for the double integration of axial or rotational accelerations around the gear axis, in that the resulting axial screwing path can represent a measure for the double integrated acceleration.

In den Fig. 1 und 2 sind mit 1a eine äußere strichpunktierte Hohlspindel mit Innengewinde 10a bezeichnet, die an Stelle der Zentralspindel verwendbar ist.In FIGS. 1 and 2, 1a denotes an outer hollow spindle with internal thread 10a, which can be used in place of the central spindle.

Claims

1. Helical gear, in which in one of the coaxially screwable gear parts rolling bodies that engage in a thread turn of the other gear part are freely rotatable and axially immovable on each support shaft, preferably the axes of the support shafts of the rolling bodies parallel to each other and around the thread lead angle against the axis of the other gear part
<notreadable>
are oriented, characterized in that
<notreadable>
the support shafts (31) from the central axis
<notreadable>
relevant transmission part
<notreadable>
are individually adjustable by means of an eccentric adjustment device each.

2.

<notreadable>
arranged support pins (30) are formed, the axes (A1) of which are offset by a certain eccentricity with respect to the axes of the support pins (30).