DE1750637C3 - Rollspindel - Google Patents

Description

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diagonal gegenüberliegenden Wüzpunktcn seiner zv- bau und radialer Lagerung der Spinde! durch Vergie-

lindrischen Innenfläche an zwei angenähert um IX(I hen mit einem geeigneten Kunststoff, insbesondere

versetzt und mit axialem Abstand voneinander lie- Kunstharz mit Kapillarwirkung, in seiner präzisen

geiulen Punkten der Gewindellanke abstützt. Lage fixiert wird.

Per wesentliche Gedanke der vorliegenden Frfin- ^r> Neben dem wirtschaftlichen Einsatz billiger Wälz-

dung bestellt somit darin, den Neigungswinkel des lager und deren Austauschbarkeit zeichnet sich «iie

Wälzlagers so zu wählen, daß nicht nur ein Wälz- erfindungsgemäße Lösung besonders dadurch aus.

punkt des Imienringes mit der Gewindel'.anke. son- daß die bekannte Spindelmutter mit Innengewinde

dem zwei solche Wälzpunkle entstehen. Dadurch durch eine einfache, beispielsweise zweiteilige Lager-

!allt die exzentrische Anordnung des Wälzlagers zur io hülse ersetzt ist, in deren Innenwand lediglich die

Pi Jiachse der bekannten Gewindespindeln weg. und Aussparungen für die Aufnahme der Wälzlager ein-

;.- wird auch eine besonuere Gestaltung des Wälz- gebracht werden müssen, sowie durch die Tatsache,

higerinnenringes unnötig. Ein wesentlicher, mit dem daß der sich an den Gewindeflanken abwälzende In-

L'-üiidungsgemäßen Vorschlag einhergehender Wir- nenring die Wälzkörper des Lagers einem kontinuier-

Ii! besteht weiterhin darin, daß sich die zylindrische 15 lieh verlaufenden übergang zwischen dem BeIa-

!nnen'iliiche. die an der Gewindeflanke anliegt, bes- stungs- und Fnilastungszustiind zuführt, wodurch

au diese anschmiegt als die relativ flache Konus- eine völlig ruckfre'te Spindelbewegung erreichbar ist.

■■..he. die die Hanke der aus dem Innenring nach Wei.ere Merkmale der Ftf'.ndung ergehen sieh aus

η vorspringenden Rippe bei den bekannk-n Kon- der Beschreibung der in der ;\'leimung dargestellten

;;.:.\iionen bildet. Bei der erfindimgs· .,-mäßen Ge- 20 Ausführungsheispiele. Ls zeigt

A,:;Jespindel ist daher die Wälzpressuiv: geringer F i g. 1 ein Schnittbild durch eine erfindungsge-

;'■:,! die Lebensdauer höher. mäße AiNlührungsform der Spindellagerung.

\'or allem aber ist es auf Grund der erl'indungsge- F i g. 2 ein Sehnitlbild durch eine AiNührungs-

: ißen Konstruktion nunmehr möglich, vollkommen foim gemäß der Erfindung, bei der eine Spieleitistel-

h.indelsübliehe Wälzlager zu verwenden. Solche 25 lung bzw. Vorspannung möglich ist.

V. älzlager stellen bekanntlich Normteile dar. die in F i g. I zeigt eine eingängige Gewindespindel 1 mit

■joßen Serien und demzufolge billig gefertigt wer- einer Gewindeaussparung 2. tieren Gewindeflanken 3

>|..-η. so daß insgesamt eine Verbilligung der ganzen und 4 eine ballig ausgelührte Oberfläche aufweisen.

Rollspindel zu erwarten ist. l/m die Welle herum ist eine längsgeteilte I.ager-

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgese- 30 hülse S angeordnet, die an ihren Enden Lagerringe 6

hen. daß die Rotationsachse der Gewindespindel mit aufweist, zwischen denen und der geschhlfenen

der des Wälzlagers einen Winkel von 45 ein- Oberfläche der gebärteten Welle achsparallel zur

schließt. Welle verlaufende Planetenrollen mit glatter Ober-

Je nach der zu übernehmenden Axialbelastung fläche angeordnet sind. Durch diese Wälzlagerung

können mehrere Wälzlager in einer oder mehreren 35 wird die Spindel radial geführt und gegen radiale

Lagerhülsen vorgesehen werden, wobei die einzelnen Versetzungen gesichert. Zwischen diesen Radialla-

l.ager bezüglich ihrer Schräglage zur I.agerhülse par- cern befinden sich zwei bezüglich ihrer Schräglage

alle! oder versetzt angeordnet sein können. parallel angeordnete Rillenkugellager 8. de-re η Rota-

Um eine symmetrische Belastung der Welle zu er- tionsachsen mit der Spindelachse einen Winkel von reichen, ist es beispielsweise möglich, zwei Lager he- 40 45 einschließen. Die Außenringe 9 der Kugellager 8 züglich ihrer Schräglage zur Lagerhülse um IHO sind in entsprechende Aussparungen der Lageroder vier Lager um ^l'O gegeneinander versetzt an- hülse 5 eingelagert, während die Innenringe 11 mit zuordnen. einander etwa diagonal gegenüberliegenden Ablauf-

Dic große Wirtschaftlichkeit dieser Rollspindellö- punkten 12 und 13 in die Gewindeaussparung 2 ein-

sung wird neben der Verwendung handelsüblicher 45 greifen. Zwischen dem Außenring 9 und dem Innen-

Wälzlager noch dadurch besonders erhöht, daß es ring 10 sind in bekannter Weise in Käfigen gehaltene

durch eine Längsteilung der Lagerhülse ohne weite- Kugeln 11 angeordnet. Durch den etwa diagonalen

res möglich ist. verschlissene Wälzlager gegen neue Abstand zvvi.chen den Ablaufpunkten 12 und 13 des

auszutauschen. Wie auch bei den bekannten l.ösun- Innenringes 11 und durch die Schräglage der Kugel-

gen mit Gewindespindclmuttern kann auch hier eine 50 lager 8 ist das Maß für die möglichen Steigungsabstu-

Lagerhülse zwei radial geteilte und axial gegeneinan- hingen des Spindclgewindes festgelegt. In diesem

der verstellbare "Teile aufweisen, die jeweils minde- Fall IvMrägi der auf die Spindelachse bezogene Ab-

stens ein Wälzlager beherbergen. Durch eine derar- stand der Ablaufpunkte 12 und 13 eine Länge Min

tige Anordnung kann eine gezielte Spieleinstellung 2.5 Steigungen. Diese Zahl kann je nach verlangtem bzw. Vorspannung erreicht werden. 55 Verhältnis zwischen Rotations- und Ί ranslationsbe-

In den meisten Fällen wird man nicht so viele be- wegung der Spindel in gewissen Grenzen um ein

züglich ihrer Schräglage versetzt gegeneinander an- ganzz.ahligcs Vielfaches der Steigung vcniiukrt wer-

geordnete Wälzlager einsetzen, daß die radiale Füh- den. Die ballig ausgeführten Gewindeflanken sind in

rung der Welle gesichert ist. Deshalb werden auf der spielfreier Passung zum Innenrng auf dieses soge-

Spindeloberfläche angreifende und zu dieser achspa- 60 nannten Flankenmaß zwischen 12 und 13 gesehlif-

rallel angeordnete Wälzkö^rper vorgesehen, die eine fen. Wollte man die Außenringe der Kugellager von

radiale Versetzung der Welle vermeiden und den vornherein spielfrei in der Lagerhülse einbetten, so

Eingriff des oder i'er Innenringe der Lager sichcrstel- würde das eine unnötige Präzisionsarbei¹ erfordern,

len. Insbesondere bei Anordnung von mehr als Nach einem Merkmal der Erfindung werden die

einem Lager ist -leren Halterung in der Hülse für 65 Außenringe 9 in die entsprechenden Aussparungen

einen exakten Eingriff mit der Welle dadurch crleich- der Lagerhülse zunächst mit einem gewissen Spiel

tert, daß der Außenring zunächst mit Spiel in die eingelegt, so daß sie sich der durch die Radiallager

Lagerhülsenaussparung eingelegt und erst nach Ein- bestimmten Lage der Spindel anpassen können. In

.liesem \öllig spannungsfreien /.iisland wird dann eier Zwischenraum /wischen den Außenringen 9 und den Aussparungen in der Lagerhülse 5 über Einführkanäle 14 mit einer kapillar einströmenden Vergießmasse 15 ausgefüllt, so daß die Außenringe gegenüber der l.agerluilse die notwendige präzise Laue einnehmen, was besonders bei Verwendung mehrerer 'Kugellager der !all ist.

Hei Rotation der Spindel läuft der Innenring an den Ablaufstcllen 12 und 13 auf den ballig ausgeführten Gewindeflankcn 3 und 4 ab und überträgt diese Bewegung über die Kugeln 11 auf die Außenringe 9 und damit die Lagerhülse 5, so daß insgesamt nur Abwälzbewegungen auftreten, die einen sehr geringen Ablaufsviderstand aufweisen.

In F i g. 2 ist die gleiche eingängige Gewindespindel 1 mit der Gewindeaussparung 2 und deren Flanken 3 und 4 nunmehr in einer Lagerhülse gelagert, die einen AuLknmantel 16 und in diesem axial verschiebbar zwei Lagerhülsenteile 17 und 18 aufweist. Das Lagerhülsenteil 17 entspricht bezüglich der Anordnung eines Rillcnkugellagcrs der in F i g. I dargestellten Ausführung, wobei lediglich ein Kugellagers /in Anwendung kommt. Das Lagerhülsenteil 18 weist ein gleiches Kugellager 8' auf, das gegenüber dem Kugellager des Lagcrhülscntcils 17 bezüglich seiner Schräglage um 180 verschwcnkt angeordnet ist. Diese Verschwendung kann man sich so vorstellen, daß man das Lagerhülsenteil 17 bezüglich des Außenmantels 16 und der ruhenden Welle 1 um ISO dreht. Diese Anordnung der Kugellager hat den Vorteil, daß sich die axialen Kräfte, die von den Innenringen der Kugellager aufgenommen werden, symmetrisch auf die Spindel verteilen. Wird beispielsweise eine axiale Kraft von rechts nach links ausgeübt, so übernimmt der Innenring 10' des Kugellagers 8' an dem Ablaufpunkt 12' und der Innenring 10 des Kugellagers 8 an dem Ablaufpunkt 13 den Druck. Bei umgekehrt gerichteten Axialkräftcn übernehmen die Innenringe 10 bzw. 10' der Kugellager8 bzw. 8' den Druck an den bezüglich des Spindclumfangs diagonal

ίο gegeneinander versetzten Ablaufpunktcn 12 bzw. 13'.

Es ist ohne weiteres verständlich, daß eine Verschiebung der Lagcrhülscnteilc 17 und 18 gegeneinander zu einer Spicleinschränkung bzw. Verspannung der Lagerelementc gegenüber der Spindel führt. Selbstverständlich können die liier geschilderten Ausführungsbcispicle beträchtlich erweitert werden. Darüber hinaus bieten die erfindungsgemäßen Vorrichtungen auch die Möglichkeiten, durch eine Translationsbcwegung der sich nicht drehenden Spindel eine Drehung der axial nicht verschiebbaren Lagerhülse hervorzurufen, sowie weitere Bcwcgungsumwandlungsmöglichkeitcn, wie sie von den bereits bekannten reibungsarmen Spindclanordnungcn bekann· r.ind.

Es sei noch besonders darauf hingewiesen, daß mit der erfindungsgemäßen Spindclbcwegung besonders geringe Bauhöhcn der Lagerhülsen erreicht werden können. Dadurch ist es in besonderem Maße möglieh, diese erfindungsgemäße Rollspindel gegen Gleitspindeln in bereits bestehenden Maschinen auszutauschen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. zur radialen Führung der Spindel (1) an deren

   Patentansprüche: Oberfläche abrollende und zur Spindelachse achs-

   paiallel angeordnete Wälzkörper (7) vorgesehen

   1. Gewindespindel mit einer Mutter, die sich sind,
   über mindestens ein mit seiner Drehachse zur 5

   Drehachse tier Gewindespindel geneigt angeord-

   netes Wälzlager in dem Gewinde der Gewindespindel abstützt, dessen Außenring in einer

   1-agerhülse der Mutter befestigt ist und dosen Die Erfindung betrifft eine Gewindespindel mit

   Imienring sich auf der Gewindeflanke des Gewin- io einer Mutter (Rollspindel), die sich über mindestens

   iles abwälzt, dadurch gekennzeichnet. ein mit seiner Drehachse zur Drehachse der Gewin-

   daH sich der Innenring (10) mit zwei angenähert .!espindel geneigt angeordnetes Wälzlager in dem

   diagonal gegenüberliegenden Wälzpunkten (12. Gewinde der Gewindespindel abstützt, dessen

   13) seiner zylindrischen Innenfläche an zwei an- Außenrinu in einer Lauerhülse der Mutter befestigt,

   genähert um ISO versetzt und mit axialem Ab- 15 ist und dessen Innenrinu sich auf der Gewindeflanke

   stand voneinander liegenden Punkten der Gewin- des Gewindes abwälzt,

   tlcllanke abslüt/t. Gewindespindeln. bei denen die Krall- und Bcwc-

   2. Gewindt, -lindcl nach Anspruch I. dadurch gnnusübertrauung zwischen Mutter und Gewinde der gekennzeichnet, daß tue Rotationsachse der Spin- Spindeln durch dazwischen angeordnete Wälzkörper ilel (I) mit der des Wälzlagers (8) einen Winkel 20 erfolgt und die in einschlägigen Fachkreisen allge- \on 45 emsehliel.it. mein als Rollspindeln bezeichnet werden, sind seil

   ν Gewindespindel nach einem oder beiden der langem bekannt. Neben den bekannten Ausführungs-

   \ ι H hergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- formen, hei denen auch eine Relativbewegung der

   zeichnet, daß mehrere Wälzlager (8) \orgesehen Wälzkörper, z. B. \on Kugeln, relativ zu Mutter und

   sind, deren Rotationsachsen parallel gerichtet 25 Gewindespindel bei deren Beweming gegeneinander

   sind. in Kauf nenommen wird und bei denen daher tür

   4. Gewindespindel nach Anspruch 1 oder 2. eine Rückführung der hinten austretenden Wälzköriladurch gekennzeichnet, daß mehrere Wälzlager per gesorgt werder muß. sind auch bereits Rollspin-IS) derart in der Lagerhülse (S) versetzt angeord- dein der eingangs geschilderten Art bekanntgewornet sind, daß sich ihre Hotatii ,Sachsen kreuzen. 30 den (LSA.-Patentschriften 2 482 082 und 2616302).

   X Gewindespindel nach Anspruch 4. dadurch Bei diesen Gewindespindeln wälzt sich der Innenring gekennzeichnet, daß mindestens zwei Wälzlager des geneigt angeordneten Wälzlagers mit'els minde-(8. 8') in der Lagerhülse (16. 27. 18) bezüglich stens einer radial aus der zylindrischen Innenfläche ihrer Schräglage um ISO in L'mfangsrichtung des Innenrings vorspringenden Rippe, deren Quergegeneinander versetzt angeordnet sind, so daß 35 schnittslorm dem Gangquerschnitt des Gewindes entihre sich schneidenden Rotationsachsen mil der spricht, auf der Gewindeflanke ab. \uf Grund dieser Spindelachse ein gleichschenkeliges Dreieck bil- Gestaluinu des Innenringes müssen also teuere Sonden, derwälziager Anwendung finden. Dies fällt um so

   6. Gewindespindel nach Anspruch 4. dadurch mehr dann ins Gewicht, wenn am Innenring nicht gekennzeichnet, daß mindestens zwei Wälzlager 40 eine, sondern mehrere derartiger Rippen vorgesehen (8) in der Lagerhülse (5) bezüglich ihrer Schräg- sind, da für jede Gewindesteigung Wälzlager mit lage um W) in L'mfangsrichtung gegeneinander dazu passenden Innenringen bereitgehalten werden versetzt angeordnet sind, so daß ihre Rotations- müssen.

   achsen sich unter einem rechten Winkel kreuzen. Weiterhin müssen die Innenringe der Wälzlager

   7. Gewindespindel nach einem der vorherge- 45 bei den geschilderten bekannten Gewindespindeln hcnden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß exzentrisch zur Drehachse angeordnet sein. Dies die Lagerhülse (5) längs der Spindelachse geteilt führt zu einer zusätzlichen Kompliziertheit der Kon· ist. struktion. da entweder die Wälzbahnen der Wälzkör-

   8. Gewindespindel nach einem der vorherge- per in den Lagerringen oder die Aufnahmcbohrunhenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 50 gen für die Außenringe der Wälzlager exzentrisch die Lagerhülse (16, 17, 18) mehrere quer zur eingearbeitet werden müssen. Schließlich erweist es Spindelachse geteilte Lagerhülsenabschnitte (17. sich bei den bekannten Gewindespindeln als notwen-18) aufweist, in denen jeweils mindestens ein dia, bei Verwendung nur eines Wälzlagers in unmit-Wälzlager (8. 8') angeordnet ist und die für eine lelharer Nähe dieses Lagers radiale Stützlager vorzu-Spiel- bzw. Vorspannungseinstellung axial gegen- 55 sehen, da auf die Gewindespindel eine Querkraft einander verschiebbar ausgebildet sind. ausgeübt wird, die den Innenring und das Gewinde

   ^l>. Gewindespindel nach einem der vorherge- im Bereich des Wälzpunktes voneinander zu trennen

   henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sucht.

   die Außenringe (9) des oder der Wälzlager (8) Aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt sich

   mit einer vorzugsweise kapillar einströmenden 60 somit, daß die bekannten Rollspindeln bisher nicht

   Vergießmasse (15) gegen die Lagerhülse (S) fest- voll befriedigen konnte. Der Erfindung liegt daher

   gelegt sind. die Aufgabe zugrunde, Gewindespindeln der vorste-

   K). Gewindespindel nach einem der vorherge- hend erläuterten Gattung konstruktiv zu vereinfa-

   henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß chen, insbesondere die Möglichkeit zu schaffen, han-

   die Oberfläche der Gewindeaussparungen (3,4) 65 delsübliche genormte Wälzlager zu verwenden, und

   in der Spindel (1) ballig ausgebildet sind. die Kraftübertragung zwischen Gewindespindel und

   II. Gewindespindel nach einem der vorherge- Mutter zu verbessern. Diese Aufgabe wird dadurch

   henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß gelöst, daß sich der Innenring mit zwei angenähert