DE19854578A1

DE19854578A1 - Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Axialbewegung

Info

Publication number: DE19854578A1
Application number: DE1998154578
Authority: DE
Inventors: Hermann Wiehl
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2000-05-31

Abstract

Eine Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Axialbewegung weist eine Gewindespindel (1), eine diese mit einem Abstand konzentrisch umgebende Hülse (4) und eine Anzahl in dem Abstand angeordneter achsparalleler Rollen (2) auf, die jeweils mit einem umlaufenden Profil versehen sind und sich mit der Gewindespindel (1) im Eingriff befinden. Dabei ist jede Rolle (2) mit einer ihrer beiden Stirnseiten an einer innerhalb der Hülse (4) verdrehgesichert angeordneten, die Gewindespindel (1) ringförmig umgebenden Gehäusescheibe (11) axial gelagert. Erfindungsgemäß sind die Rollen (2) von mindestens einer ihre radiale Lagerung bewirkenden gewundenen Biegefeder (7) umgeben.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Axialbewegung, mit einer Gewindespindel, einer diese mit einem Abstand konzentrisch umgebenden Hülse und einer Anzahl in dem Abstand angeord neter achsparalleler Rollen, die jeweils mit einem umlaufenden Profil versehen sind und sich mit der Gewindespindel im Eingriff befinden, wobei jede Rolle mit einer ihrer beiden Stirnseiten an einer innerhalb der Hülse verdrehgesichert angeordneten, die Gewindespindel ringförmig umgebenden Gehäusescheibe axial gelagert ist und die Hülse ein spanlos hergestelltes Bauteil ist.

Hintergrund der Erfindung

Aus der europäischen Patentschrift Nr. 0 320 621 ist eine Vorrichtung mit einer als Spindelmutter ausgebildeten Hülse bekannt. Die Rollen haben dort nicht nur eine feine Rillenprofilierung, mit der sie sich mit einem Feingewinde der Gewindespindel im Eingriff befinden, sondern sie weisen zusätzlich eine grobe Profilierung 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 Hül se als Mutter mit einer groben Innenprofilierung und die Rollen jeweils mit einer feinen Profilierung und einer zusätzlichen groben Profilierung ausgebildet sein müssen.

Einen Gewindetrieb der eingangs genannten Art zeigt die internationale Pa tentveröffentlichung Nr. WO 98/21505. Dieser weist eine vereinfachte Ferti gung und Montage auf. Jede Rolle ist dort mit ihren beiden Stirnseiten an in nerhalb der Hülse verdrehgesichert angeordneten Gehäusescheiben über Wälzkörper gelagert. Die Wälzkörper können Kugeln sein, welche sich in Laufrillen der Gehäusescheibe und der Rollen befinden. Die mit dem Rillenpro fil versehenen Rollen stützen sich also über die Kugeln stirnseitig in der Hülse ab. Auf die Rollen wirkt nicht nur eine Axialkraft, sondern ebenso eine Radial kraft. Da für die Abstützung zwei gehärtete Gehäusescheiben verwendet wer den, kann die Hülse selbst ein weiches Bauteil sein. Sie und die beiden Ge häusescheiben lassen sich durch Tiefziehen, Stanzen und Prägen besonders wirtschaftlich fertigen, jedoch ist hier eine Anzahl von Wälzlagerreihen erfor derlich, die doppelt so groß wie die Anzahl der Rollen ist, so daß sich eine aufwendige Ausführung der Vorrichtung ergibt.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Aufbau einfache Vorrichtung mit einem Gewindetrieb zu schaffen, die sich mit wenig Einzelteilen für die Se rienfertigung eignet, ohne besondere Wälzlager für die Lagerung der Rollen zu erfordern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rollen von min destens einer ihre radiale Lagerung bewirkenden gewundenen Biegefeder um geben sind. Auf diese Weise kann eine radiale Lagerung der Rollen an ihren Stirnseiten entfallen. Sie brauchen dort nur rein axial gelagert zu werden.

Innerhalb der Hülse kann ein die Rollen an ihrem Standort haltender Käfig ver drehgesichert angeordnet sein, welcher mindestens eine Ausnehmung für die Aufnahme der Biegefeder aufweist, so daß eine eindeutige Anordnung der Rollen in der Hülse gewährleistet ist.

Die Gehäusescheibe kann in der Form einer Tellerfeder ausgeführt sein. Mit einer solchen Feder läßt sich die erforderliche axiale Vorspannung der daran und in der Hülse gelagerten Rollen in einfacher Weise erzeugen, während die erforderliche radiale Vorspannung der sich an der Gewindespindel abwälzen den Rollen gleichmäßig von gewundenen Biegefedern aufgebracht wird. Die Biegefedern können aus Rundstahl bestehen.

Eine Rolle kann jeweils einen zentralen Bereich mit einem Profilmantel und zwei an diesem stirnseitig angrenzende Lagerzapfen aufweisen, wobei an je dem Lagerzapfen eine die Rolle an die Gewindespindel drückende Biegefeder punktförmig anliegt. An der Gehäusescheibe können zur Hülsenmitte weisende Vorsprünge ausgebildet sein, an welchen jeweils ein Lagerzapfen einer Rolle mit einer stirnseitigen Gleitfläche punktförmig anliegt. In entsprechender Weise können an einer Bodenwand der Hülse zur Hülsenmitte weisende Vorsprünge ausgebildet sein, an welchen jeweils ein von der Gehäusescheibe abgewandter Lagerzapfen einer Rolle mit einer stirnseitigen Gleitfläche punktförmig anliegt. Damit wird eine radiale und eine axiale Lagerung mit spanlos hergestellten Bauteilen geschaffen, bei der jeweils nur eine punktförmige Berührung der re lativ zueinander bewegten Teile erfolgt, so daß die Lagerung insgesamt rei bungsarm ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Rollengewindetrieb;

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht des Gewindetriebes gemäß Pfeil II der Fig. 1;

Fig. 3 einen Teilschnitt des Gewindetriebes gemäß Linie III-III der Fig. 1;

Fig. 4 einen Teilschnitt des Gewindetriebes im Endbereich zweier Biegefedern gemäß Linie IV-IV der Fig. 1.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Eine Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Axialbewegung ist als Rollengewindetrieb mit einer Gewindespindel 1 und mehreren Rollen 2 ausgeführt, die die Gewindespindel 1 umgeben und sich mit dem Gewinde der Gewindespindel 1 mit ihrem jeweiligen Profilmantel 3 im Eingriff befinden. Die ser Profilmantel 3 wird von kreisringförmigen Rillen der Rolle 2 jeweils gebildet.

Die Rollen 2 sind innerhalb einer Hülse 4 in einem dort verdrehgesichert ange ordneten Käfig 5 in ihrer Stellung gehalten. Der Käfig 5 weist zwei in einem axialen Abstand zueinander angeordnete und in Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmungen 6 auf. In jeder Ausnehmung ist eine gewundene Biegefeder 7 angeordnet, die ein kreisringförmig gebogener Draht ist. Die Biegefedern 7 umgeben die Rollen 2 im Bereich von Lagerzapfen 8, welche stirnseitig an dem Bereich jeder Rolle 2 angrenzen, in welchem sich der Profilmantel 3 befindet. Jede Biegefeder 7 übt zur Gewindespindel 1 hin auf die jeweilige Rolle 2 eine Radialkraft aus, so daß alle Rollen von zwei Biegefedern 7 an die Gewinde spindel 1 gedrückt und somit dort radial gelagert sind.

Für die axiale Lagerung der Rollen 2 in der Hülse 4 weist die Hülse an einer Bodenwand 9 ausgebildete, zur Hülsenmitte weisende Vorsprünge 10 auf, während an dem von der Bodenwand 9 entfernten axialen Ende der Hülse 4 in die Hülse eine Gehäusescheibe 11 eingesetzt ist, die ebenfalls zur Hülsenmitte hin gerichtet Vorsprünge 12 aufweist. Jede Rolle 2 steht mit einer Gleitfläche 13 mit einem zugehörigen Vorsprung 10 der Bodenwand 9 der Hülse 4 und einem zugehörigen Vorsprung 12 der Gehäusescheibe 11 in Berührung. Diese Gleitflächen 13 sind an den freien Enden der Lagerzapfen 8 stirnseitig ausge bildet. Auf diese Weise ergibt sich für jede Rolle 2 am einen Ende eine Berüh rung der Gleitfläche 13 mit dem Vorsprung 10 der Hülse 4 und am anderen Ende eine Berührung der Gleitfläche 13 mit dem Vorsprung 12 der Gehäuse scheibe 11. Diese Berührungen sind punktförmig, ebenso wie die Berührungen der Biegefedern 7 mit den Mänteln der Lagerzapfen 8, so daß die Rollen 2 in der Hülse 4 reibungsarm gelagert sind.

Während die erforderliche Vorspannung in radialer Richtung von den Biegefe dern 7 erzeugt wird, bewirkt die Ausbildung der Gehäusescheibe 11 als Tel lerfeder die Erzeugung einer Vorspannung an den Rollen 2 in axialer Richtung. Für die Verdrehsicherung des Käfigs 5 innerhalb der Hülse 4 ist ein Käfigzap fen 14 vorgesehen, der in eine Ausnehmung der Hülse 4 passend eingreift. In entsprechender Weise greift ein weiterer Käfigzapfen 15 in eine Ausnehmung der Gehäusescheibe 11 ein, so daß auch diese sich gegenüber der Hülse 4 nicht verdrehen kann. Die Gehäusescheibe 11 ist ringförmig ausgebildet und umgibt die Gewindespindel 1. Sie stützt sich axial an einem Hülsenbord 16 und an den Gleitflächen 13 der Rollen 2 ab.

Eine Drehung der Gewindespindel 1 um deren Achse bewirkt eine Vorschub bewegung der mit der Gewindespindel sich im Eingriff befindenden Rollen 2 und damit eine axiale Bewegung der Hülse 4, in welcher die Rollen 2 gelagert sind.

Bezugszahlenliste

1

Gewindespindel

2

Rolle

3

Profilmantel

4

Hülse

5

Käfig

6

Ausnehmung

7

Biegefeder

8

Lagerzapfen

9

Bodenwand

10

Vorsprung

11

Gehäusescheibe

12

Vorsprung

13

Gleitfläche

14

Käfigzapfen

15

Käfigzapfen

16

Hülsenbord

Claims

1. Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Axialbewe gung, mit einer Gewindespindel (1), einer diese mit einem Abstand kon zentrisch umgebenden Hülse (4) und einer Anzahl in dem Abstand an geordneter achsparalleler Rollen (2), die jeweils mit einem umlaufenden Profil versehen sind und sich mit der Gewindespindel (1) im Eingriff be finden, wobei jede Rolle (2) mit einer ihrer beiden Stirnseiten an einer innerhalb der Hülse (4) verdrehgesichert angeordneten, die Gewinde spindel (1) ringförmig umgebenden Gehäusescheibe (11) axial gelagert ist und die Hülse (4) ein spanlos hergestelltes Bauteil ist, dadurch ge kennzeichnet, daß die Rollen (2) von mindestens einer ihre radiale La gerung bewirkenden gewundenen Biegefeder (7) umgeben sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Hülse (4) ein die Rollen (2) an ihrem Standort haltender Käfig (5) verdrehgesichert angeordnet ist, welcher mindestens eine Ausnehmung (6) für die Aufnahme der Biegefeder (7) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ge häusescheibe (11) in der Form einer Tellerfeder ausgeführt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rolle (2) jeweils einen zentralen Bereich mit einem Profilmantel (3) und zwei an diesem stirnseitig angrenzende Lagerzapfen (8) aufweist, wobei an jedem Lagerzapfen (8) eine die Rolle (2) an die Gewindespindel (1) drückende Biegefeder (7) punktförmig anliegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Gehäusescheibe (11) zur Hülsenmitte weisende Vorsprünge (12) aus gebildet sind, an welchen jeweils ein Lagerzapfen (8) einer Rolle (2) mit einer stirnseitigen Gleitfläche (13) punktförmig anliegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Bodenwand (9) der Hülse (4) zur Hülsenmitte weisende Vorsprünge (10) ausgebildet sind, an welchen jeweils ein von der Gehäusescheibe (11) abgewandter Lagerzapfen (8) einer Rolle (2) mit einer stirnseitigen Gleitfläche (13) punktförmig anliegt.