DE19650732A1

DE19650732A1 - Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung

Info

Publication number: DE19650732A1
Application number: DE1996150732
Authority: DE
Inventors: Hermann Wiehl
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 1998-06-10
Also published as: WO1998025050A1; DE19781370D2

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung, mit einer Gewindespindel, einem diese konzen trisch umgebenden Gehäuse, welches die Form einer Hülse aufweist, und einer Anzahl dazwischen angeordneter Rollen, welche sich mit kreisförmigen Rillen mit dem Gewinde der Gewindespindel im Eingriff befinden und Lagerzapfen aufweisen, über welche sie in Lageröffnungen der Hülse achsparallel zu der Gewindespindel drehbar gelagert sind.

Hintergrund der Erfindung

Eine bekannte Vorrichtung, wie sie die EP-PS 0 320 621 zeigt, weist eine als Spindelmutter ausgebildete Hülse auf. Die Rollen haben dort nicht nur eine feine Rillenprofilierung, mit der sie sich mit einem Feingewinde der Gewinde spindel im Eingriff befinden, sondern sie weisen zusätzlich eine grobe Profilie rung auf, mit welcher sie in groben Führungsrillen der Hülse eingreifen. Bei der Drehung der Gewindespindel wälzen sich also die Rollen innerhalb der Hülse planetenförmig sowohl an der Gewindespindel als auch an der Hülse ab. Diese Ausführung ist konstruktiv aufwendig. Sie hat den Nachteil, daß die Hülse als Mutter mit einer großen Innenprofilierung und die Rollen jeweils mit einer feinen Profilierung und einer zusätzlichen groben Profilierung ausgebildet sein müssen.

Aus dem DE-GM 92 13 640 ist ein Gewinderollenschraubtrieb der eingangs genannten Art bekannt, bei welchem die axiale Steifigkeit durch Parallelschal tung mehrerer Einzelfedern erreicht wird. Durch eine radiale Verschiebbarkeit von Einzelelementen wird dort eine Erhöhung der Kontaktpunktezahl zwischen den Rollen und der Gewindespindel ermöglicht. Zur Erzeugung der Vorspan nung in axialer Richtung dienen Schraubelemente, welche achsparallel auf die Rollen einwirken, während für die Erzeugung der Vorspannung in radialer Richtung weitere auf die Rollen einwirkende Schraubenelemente dienen, die in radialer Richtung in Gewindebohrungen der Hülse eingeschraubt sind. Diese Ausführung ist im Aufbau kompliziert und daher teuer. Sie ist für kleine Ab messungen nicht geeignet.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gewindetrieb zu schaffen, der einfach im Aufbau und für Großserien geeignet ist. Er soll sich in jeder Größe herstellen lassen und sich preismäßig von bekannten Gewindetrieben abgren zen.

Diese Aufgabe wird nach einem ersten Vorschlag erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hülse mittels eines sich radial erstreckenden durchgehenden Schlitzes federnd ausgebildet und von einer gewundenen ebenen Biegefeder umschlungen ist. Zur Aufnahme der Biegefeder kann die Hülse eine Umfangsnut aufweisen. Diese Anordnung ermöglicht es, auf einfache Weise die erforderli che radiale Vorspannung für die an der Gewindespindel sich abwälzenden Rollen aufzubringen.

Jede Rolle kann eine von einer ihrer Stirnseiten ausgehende Axialbohrung aufweisen, in welcher eine Schraubendruckfeder und eine infolge von deren Federkraft auf die Hülse achsparallel einwirkende Kugel angeordnet ist. Damit ergibt sich eine Bauraum einsparende Vorspannmöglichkeit der Rollen in axialer Richtung.

Nach einem weiteren Vorschlag wird ein Gewindetrieb, der im Aufbau einfach und für Großserien geeignet ist, erfindungsgemäß dadurch geschaffen, daß in der Hülse zwei Blechformscheiben verdrehfest eingesetzt sind, welche die Lageröffnungen für die Lagerzapfen der Rollen aufweisen. Ein solcher Gewinde trieb kann aus spanlos hergestellten Teilen bestehen. Jede Blechformscheibe kann für die verdrehfeste Anordnung in der Hülse eine radial abstehende Lasche aufweisen, welche in eine innere Längsnut der Hülse hineinragt.

Zur Erzeugung der Vorspannung weist die Hülse mindestens eine Stirnwand auf, an welcher ein gummielastischer O-Ring abgestützt ist, der auf eine der beiden Blechformscheiben axial einwirkt. Die Blechformscheiben stehen über konische Druckflächen mit den ebenfalls konisch ausgeführten Endbereichen der Rollen in Berührung. Auf diese Weise wird die von dem O-Ring herrührende Axialkraft in eine Axialkomponente und eine Radialkomponente aufgeteilt. Die Rollen werden also durch den O-Ring nicht nur axial, sondern auch radial an der Gewindespindel vorgespannt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Rollengewindetrieb in einer ersten Ausführungsform, mit einer Radialkräfte aufbringenden Biegefeder im Längsschnitt;

Fig. 2 diesen ersten Rollengewindetrieb im Querschnitt gemäß Linie II-II der Fig. 1, jedoch ohne Biegefeder;

Fig. 3 einen Rollengewindetrieb in einer zweiten Ausführungsform, mit einem Axialkräfte aufbringenden O-Ring, im Längsschnitt;

Fig. 4 den zweiten Rollengewindetrieb im Querschnitt gemäß Linie IV-IV der Fig. 3;

Fig. 5 eine Abwicklung der in Blechformscheiben gelagerten Rollen des zweiten Rollengewindetriebs;

Fig. 6 einen den Zusammenbau des ersten Rollengewindetriebes betreffenden Ausschnitt.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Ein erfindungsgemäßer Rollengewindetrieb weist gemäß Fig. 1 als Gehäuse eine Hülse 1 auf, die an einer Stirnseite mit einem Boden 2 und an der anderen Stirnseite mit einem Deckel 3 verschlossen ist. Zur Zentrierung des Deckels 3 gegenüber der Hülse 1 weist diese in Fig. 6 dargestellte stirnseitige Zentrier bohrungen 4 auf, in welchen Zentrierzapfen 5 des Deckels 3 eingesteckt sind.

Die Hülse 1 ist von einer koaxial angeordneten Gewindespindel 6 durchdrun gen. Sie dient zur Lagerung von vier Rollen 7, welche die Gewindespindel 6 am Umfang in Abständen hintereinander umgeben und mit kreisförmigen Rillen in dem Gewinde der Gewindespindel 6 eingreifen. An ihren beiden axialen Enden weist jede Rolle 7 einen Lagerzapfen 8 auf. Mit den beiden Lagerzapfen 8 ist die Rolle 7 in der Hülse 1, nämlich in deren Boden 2 und in deren Deckel 3, drehbar gelagert.

Um eine Vorspannung der Rollen 7 an der Gewindespindel 6 aufbringen zu können, hat die Hülse 1 einen durchgehenden radialen Schlitz 9, wie Fig. 2 zeigt, so daß sie geringfügig federnde Bewegungen zu der Gewindespindel 6 hin oder von dieser fort ausführen kann. Die Hülse 1 ist von einer gewundenen ebenen Biegefeder 10 umgeben. Diese drückt die Hülse 1 zu der Gewindespin del 6 hin, so daß die in der Hülse 1 gelagerten Rollen 7 mit radialen Kraftkom ponenten an die Gewindespindel 6 gedrückt werden. Zur Aufnahme der Biege feder 10 weist die Hülse 1 eine Umfangsnut 11 auf.

An einen Ende jeder Rolle 7 befindet sich jeweils eine in dem Lagerzapfen 8 angebrachte Axialbohrung 12. In dieser ist zunächst eine Schraubendruckfeder 13 und anschließend eine Kugel 14 eingesteckt, so daß die Schraubendruckfe der 13 die Kugel 14 zur Hülse 1, und zwar zu deren Deckel 3 hin drückt. Durch die Reaktionskraft wird eine axiale Vorspannung der Rolle 7 an der Gewindespindel 6 hervorgerufen.

Der Rollengewindetrieb gemäß Fig. 3 besitzt eine Hülse 15, die ein spanlos gezogenes Bauteil ist. Ihr Boden wirkt als Stirnwand 16, an welcher sich ein eingesetzter O-Ring 17 axial abstützt. Dieser ist aus einem gummielastischen Werkstoff hergestellt. In die Hülse 15 ist dann eine Blechformscheibe 18 einge setzt, welche durchgehende Lageröffnungen für die Lagerzapfen 8 der Rollen 7 aufweist, die die Gewindespindel 6 umgeben. Für die Lagerung jeder Rolle 7 ist außerdem eine zweite Blechformscheibe 19 in die Hülse 15 eingesetzt. Diese weist ebenfalls Lageröffnungen für die Lagerzapfen 8 der Rollen 7 auf, welche an den anderen Enden der Rollen 7 ausgebildet sind. Die Hülse 15 ist an ihrer von der Stirnwand 16 abgewandten Stirnseite mit einer Endscheibe 20 ver schlossen. Die Blechformscheiben 18 und 19 weisen jeweils eine Lasche 21 auf, die in eine Längsnut 22 der Hülse 15 hineinragt. Auf diese Weise sind die Blechformscheiben 18 und 19 innerhalb der Hülse 15 gegen Verdrehung gesichert.

Der O-Ring 17 ist für die Erzeugung einer Axialkraft vorgesehen, die auf die Blechformscheibe 18 einwirkt. Die Rollen 7 haben konische Endbereiche 23 und die Blechformscheiben 18 und 19 haben konische Druckflächen 24, mit welchen sie an den konischen Endbereichen 23 der Rollen 7 anliegen. Infolge dieser Berührung wird die von dem O-Ring 17 verursachte Axialkraft an den konischen Berührungsflächen in Axialkomponenten und Radialkomponenten für die Rollen 7 aufgeteilt. Die Axialkomponenten bewirken eine Erzeugung der Vorspannung der Rollen 7 an der Gewindespindel 6 in axialer Richtung, während die Radialkomponenten dort eine Vorspannung in radialer Richtung hervorrufen.

Aus Fig. 5 geht hervor, daß in dem Gewindetrieb aufeinanderfolgende Rollen 7 axial versetzt angeordnet sind. Das ergibt sich hier durch Verkröpfung der Blechformscheiben 18 und 19, in welchen die Rollen 7 mit ihren Lagerzapfen 8 drehbar gelagert sind.

Bezugszeichenliste

1

Hülse

2

Boden

3

Deckel

4

Zentrierbohrung

5

Zentrierzapfen

6

Gewindespindel

7

Rolle

8

Lagerzapfen

9

Schlitz

10

Biegefeder

11

Umfangsnut

12

Axialbohrung

13

Schraubendruckfeder

14

Kugel

15

Hülse

16

Stirnwand

17

O-Ring

18

Blechformscheibe

19

Blechformscheibe

20

Endscheibe

21

Lasche

22

Längsnut

23

konischer Endbereich

24

konische Druckfläche.

Claims

1. Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung, mit einer Gewindespindel, einem diese konzentrisch umgebenden Gehäuse, welches die Form einer Hülse aufweist, und einer Anzahl dazwischen angeordneter Rollen, welche sich mit kreisförmigen Rillen mit dem Gewinde der Gewindespindel im Eingriff befinden und Lagerzapfen aufweisen, über welche sie in Lageröffnungen der Hülse achsparallel zu der Gewindespindel drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) mittels eines sich radial erstreckenden, durchgehenden Schlitzes (9) federnd ausgebildet und von einer gewundenen ebenen Biegefeder (10) umschlungen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) eine Umfangsnut (11) aufweist, in welcher die Biegefeder (10) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rolle (7) eine von einer ihrer Stirnseiten ausgehende Axialbohrung (12) aufweist, in welcher eine Schraubendruckfeder (13) und eine infolge von deren Federkraft auf die Hülse (1) achsparallel einwirkende Kugel (14) angeordnet ist.

4. Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung, mit einer Gewindespindel, einem diese konzentrisch umgebenden Gehäuse, welches die Form einer Hülse aufweist, und einer Anzahl dazwischen angeordneter Rollen, welche sich mit kreisförmigen Rillen mit dem Gewinde der Gewindespindel im Eingriff befinden und Lagerzapfen aufweisen, über welche sie in Lageröffnungen der Hülse achsparallel zu deren Gewindespindel drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hülse (15) zwei Blechformscheiben (18, 19) verdrehfest eingesetzt sind, welche die Lageröff nungen für die Lagerzapfen (8) der Rollen (7) aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Blechform scheibe (18, 19) für die verdrehfeste Anordnung in der Hülse (15) eine radial abstehende Lasche (21) aufweist, welche in eine innere Längsnut (22) der Hülse (15) hineinragt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (15) mindestens eine Stirnwand (16) aufweist, an welcher ein gummielastischer O-Ring (17) abgestützt ist, der auf eine der beiden Blechformscheiben (18, 19) axial einwirkt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechform scheiben (18, 19) über konische Druckflächen (24) mit den ebenfalls konisch ausgeführten Endbereichen (23) der Rollen (7) in Berührung stehen.