DE2453635B2

DE2453635B2 - Vorgespannte Differentialdoppelmutter

Info

Publication number: DE2453635B2
Application number: DE2453635A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim 7440 Nuertingen Hildebrandt; Helmut 7440 Wolfschlugen Ploss
Original assignee: Warner Electric Brake and Clutch Co
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1973-11-15
Filing date: 1974-11-12
Publication date: 1979-02-22
Also published as: DE2453635A1; US3851541A; JPS5761949B2; GB1471711A; FR2251755B1; CH594826A5; DE2453635C3; JPS5088464A; DE7437720U; FR2251755A1; IT1022804B

Description

Die Erfindung betrifft eine vorgespannte Differentialdoppelmutter für Kugelgewindcspindeln. mit zwei Teiimuttern und einem zwischen diesen angeordneten Ring, wobei sich Ring und Teilmuttern überlappen und über das Differential isildende formschlüssige Verbindungen im Überlappungsbereich miteinander drehfest verbunden sind.

Zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrads zwischen einer Gewindespindel und einer Mutter ist es bekannt.

die Gewindegänge der Gewindespindel und der Mutter als Kugellaufbahnen mit Rundprofil auszubilden. Da der Kugelradius immer kleiner als der Laufbahnradius ist, besteht zunächst ein axiales Spiel zwischen Kugelgewindespindel und zugehöriger Mutter. Es ist nun bekannt, dieses axiale Spiel mit Hilfe von Differentialdoppelmuttern der eingangs erwähnten Art zu beseitigen, zu diesem Zweck werden die beiden TeUmimern relativ zueinander verdreht und somit, wenn sie sich auf der Kugelgewindespindel befinden, in axialer Richtung gegeneinander verspannt.

Kugelgewindespindelmuttern der eingangs erwähnten Art haben den Vorteil, daß sie mit einer hohen Vorspannung beaufschlagt werden können, jedoch sind

t5 die bekannten Konstruktionen mit dem Nachteil behaftet, daß sie entweder in radialer Richtung einen erheblichen Platzbedarf aufweisen oder zum Nachstellen, d. h. zur Veränderung der Vorspannung, von der Kugelgewindespindel abgenommen werden müssen,

was das Nachspannen zeitraubend macht. So ist beispielsweise bei einer bekannten derartigen Differentialdoppelmutter (GB-PS 1140 381) der Ring zur Bildung des Differentials mit zwei Innenzahnkränzen unterschiedlicher Teilung bzw. Zähnezahl versehen, und die beiden Teilmuttern besitzen infolge einer Abstufung an ihren dem Ring zugekehrten Stirnseiten einen verminderten Außendurchmesser und tragen dort Außenzahnkränze entsprechender Zähnezahl, so daß sie in den Ring eingeschoben und über diesen drehfest miteinander verbunden werden können. Selbst wenn man einmal davon absieht, daß diese bekannten Diffeirentialdoppelmuttern noch ein die beiden Teilmuttern und den Ring aufnehmendes, rohrförmiges Gehäuse besitzt, wäre es für ein Nachspannen

erforderlich, sie von der Kugelgewindespindel herunterzunehmen, da sonst die Teilmuttern nicht vom Ring gelöst werden können.

Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, eine zu einer relativ hohen Vorspannung befähigt;: Differentialdoppelmutter zu schaffen, die trotz eines geringen radialen Raumbedarfs auf der Kugelgewindespindel nachgestellt bzw. nachgespannt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einer Differentialdoppelmutter der eingangs erwähnten Art ausgegangen, die erfindungsgemäß derart ausgebildet ist, daß für jede Teilmutter ein Satz von Ausnehmungen im Ring oder im Wberlappungsbereich der Teilmutter vorgesehen ist, daß zur Bildung des Differentials die Zahl der Ausnehmungen in den beiden Sätzen verschieden ist und daß über bzw. unter den Ausnehmungen in den Teiimuttern bzw. im Ring für jeden Satz von Ausnehmungen mindestens eine Öffnung vorgesehen ist, in die und eine Ausnehmung von außen ein Mitnehmerslück eingesetzt ist. Die drehfeste Verbindung zwischen Teilmuttern und Ring erfolgt also über die M itnehmerstücke, die von außen zugänglich sind und lediglich aus den Öffnungen und Ausnehmungen herausgenommen werden müssen, ¹Jm ein Verdrehen der Teilmuttern relativ zum Ring und relativ zueinander, solange sie auf der Kugelgewindespindel sitzen, zu ermöglichen.

Nach dem Entfernen der Mitnehmerstücke lassen sich die beiden Teilmuttern mittels geeigneter, an ihnen angreifenden Werkzeuge gegeneinander verdrehen und

^ftr> mit hohem Drehmoment gegeneinander verspannen, worauf die Teilmuttcm durch Einsetzen der Mitnehmerstücke relativ zueinander wieder gesichert werden. Außerdem ist die erfindungsgemäße Diffcrcntialdoppcl-

mutter einfaich herzustellen, da es sich bei dem Ring um ein einfaches Teil handelt, an das keine Präzisionsanforderungen zu stellen sind, und da der Ring in radialer Richtung wenig Platz benötigt und die Mitnehmersiükke kurz gehalten werden können, benötigt die erfindungsgemäße Mutter in radialer Richtung wenig Platz.

Bei einer bekannten Kugelgewindespindelmuiter anderer Gattung (DE-OS 2135 812) dient eine in tangentialer Richtung verlaufende und in einer Teilmutter gehaltene Schraube, die in ein Gewinde an der anderen Teilmutter eingreift, dazu, die beiden Teilmuttern gegeneinander zu verdrehen und gleichzeitig gegeneinander zu sichern. Diese bekannte Konstruktion ist nicht nur aufwendiger in der Fertigung, sondern sie benötigt in radialer Richtung auch mehr Platz, und außerdem ist die Schraube nicht dazu geeignet, größere Vorspannungen aufzubringen.

Es wäre nun möglich, die Teilmuttern in den Ring einzusetzen, wie dies bei der vorstehend beschriebenen, bekannien Differeniiaidoppeirnutter der FaIi ist. Bevorzugt wird jedoch eine Konstruktion, bei der, wit an sich bekannt, der Ring in die Teilmuttern eingesetzt ist und von diesen überlappt wird. Es ist ferner zweckmäßig, wenn die das Differential bildenden Ausnehmungen im Ring vorgesehen sind, da dann am Umfang der Differentialdoppelmutter lediglich eine öffnung je Teilmutter erforderlich ist.

Die das Differential bildenden Ausnehmungen können beispielsweise als Nuten, Langlöcher, einfache und jo Gewindebohrungen und dgl. ausgebildet sein. Bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei der die Mitnehmerstücke Schrnubbolzen, die öffnungen Gewindebohrungen und die Ausnehmungen dem Durchmesser der Schraubbolzen angepaßte Langlöcher sind. Es bedarf J5 dann daß für jede Teilmutter ein Satz von Ausnehmungen im Ring oder im Überlappungsbereich der Teilmutter vorgesehen ist, daß zur Bildung des Differentials; die Zahl der Ausnehmungen in den beiden Sätzen verschieden ist und daß über bzw. unter den Ausnehmungen in den Teilmuttern bzw. im Ring für jeden Satz von Ausnehmungen mindestens eine öffnung vorgesehen ist, in die und eine Ausnehmung von außen ein Mitnehmerstück eingesetzt ist. Die drehfeste Verbindung zwischen Teilmutter und Ring erfolgt also über die Mitnehmerstücke, die von außen zugänglich sind und lediglich aus den Öffnungen und Ausnehmungen herausgenommen werden müssen, um ein Verdrehen der Teilmuttern relativ zum Ring und relativ zueinander, solange sie auf der Kugelgewinde- w spindel sitzen, zu ermöglichen.

Es wäre inun möglich, die reilmuttern in den Ring einzusetzen, wie dies bei der vorstehend beschriebenen, bekannten Differentialdoppelmutter der Fall ist. Bevorzugt wird jedoch eine Konstruktion, bei der, wie an sich bekannt, der Ring in die Teilmuttern eingesetzt ist und von diesen überlappt wird. Es ist ferner zweckmäßig, wenn die das Differential bildenden Ausnehmungen im Ring vorgesehen sind, da dann am Umfang der Differentialdoppelmutter lediglich eine Öffnung je so Teilmuttcr erforderlich ist.

Die das Differential bildenden Ausnehmungen können beispielsweise als Nuten, l.anglöcher, einfache und Gewindebohrungen und dgl. ausgebildet sein. Bevorzugt wird eine AusFühiungsform, bei der die Mitnehmer- 6·> stücke Schrs.ubbolzen, die Öffnungen Gewindebohrungen und die Ausnehmungen dem Durchmesser der Sehraubbolzcn angepaßte Langlöchcr sind. F-s bedarf dann keiner besonderen Mittel, die Mitnehmerstücke zu sichern, und außerdem führen unterschiedliche Vorspannungen nicht zu Passungsschwierigkeiten beim Einsetzen der Mitnehmerstücke durch die öffnungen hindurch in die Ausnehmungen.

Sowohl die Fertigung als auch die Montage der Differentialdoppelmutter wird besonders einfach, wenn die Langlöcher einseitig offen sind.

Bei einer hinsichtlich der Fertigung bevorzugten Ausführungsform sind die Mitnehmerstücke in radialer Richtung verlaufend einsetzbar. Sie könnten aber auch schräg eingesetzt sein — einziges Erfordernis ist, daß sie von außen zugänglich sind.

Besonders zweckmäßig ist eine Ausführungsform der Teilmuttern, bei der diese an ihren beiden Stirnseiten der Aufnahme des Rings und von Schmutzabstreifringen dienende, vom Mutternaußenwandbereich übergriffene Ringräume aufweisen. Diese Ringräume können ggf. aber auch andere Bauelemente aufnehmen. Aus der beschriebenen Gestaltung der Teilm- iern resultiert emc universelle Verwendbarkeit.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Differentialdoppeltiutter wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 die teilweise aufgeschnittene Differeniialdoppelmutter auf der Kugelgewindespindel;

Fig. 2 und 3 Schnitte durch die Diffeientialdoppelmutter und die Kugelgewindespindel gemäß den Linien 2-2 und 3-3 in Fig. 1;

F i g. 4 eine Ansicht des das Differential aufweisenden Rings;

Fig. 5 und 6 Stirminsichten des Rings gemäß den Pfeilen Λ und Sin Fi g. 4, und

F i g. 7 einen Schnitt durch einen Teil der Gewindespindel und der Differentialdoppelmutter im Bereich des Rings zur Verdeutlichung der axialen Vorspannung.

Auf einer Kugelgewindespindel 10 mit Kugellaufbahnen 12 sitzt eine Differentialdoppelmutter, die aus zwei Teilmuitern 14 und 16 und einem Ring 18 zusammengesetzt ist. Auch die Teilmuttern 14 und 16 besitzen Kugellaufbahnen 20 und sind mittels Kugeln 22 auf der Kugelgewindespindel 10 drehbar gelagert.

Die Teilmuttern besitzen an beiden Stirnseiten Ausnehmungen, die Ringräume 24 bilden. Die einander zugekehrten Ringräume der beiden Teilmuttern nehmen den Ring 18 auf. der zur Bildung des Differentials an beiden Enden mit einem Satz von Langlöchern 26 versehen ist, und zwar bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel mit einem Satz von 12 Langlöchern 26.7 und einem Satz von Π Langlöchern 266; diese 1..EnRlOc¹IiT sind einseitig offen.

An den einander zugekehrten Stirnseiten besitzen die Teilmuttern 14 und 16 'erner jeweils zwei Gewindebohrungen, und zwar besitzt die Teilmutter 16 ciitsorechend der Teilung des Rings 18 zwei einander exakt diagonal gegenüberliegende Gewindebohrungen 28.i und 2Sb, während die Teilmuttcr 14 zwei Gewindebohrungen 30a und 30b aufweist, die einander nicht exakt diagonal gegenüberliegen. Auf diese Weise läßt es sich ermöglichen, daß jede der Gcwindebohrungeri mit einem darunter liegenden Langloch des Rings 18 fluchtet. Der Verbindung der Teilmuttern 14 und 16 miteinander und mit dem Ring 18 dienen Sehraubbolzcn J2, die unten ein zylindrisches Teilstück 32,7 besitzen, dessen Durchmes.ier dem Durchmesser der Langlöchcr 26.7 und 26/>angcp:il.it ist.

Die Ringräume 24 in den voneinander abgekehrten Stirnseiten der reilmiitlern 14 und 16 nehmen schließlich Abstreifnnge 34 auf. durch die verhindert wird, dal.) Schmutz in die Differentialdoppelnuitter gelangt.

Da der Radius der kugellaufbahn 12 und 20 größer als di. ι M'nige der Kugeln 22 ist. würde sich ein axiales Spiel /wischen Differentialdoppelnuitter und Kugelgewindc· spindel IO ergeben lim dies zu verhindern, werden die ieilmutlern 14 und 16 so relativ zueinander verdreht. (Ii)U sie h die Kugeln 22 in den beiden Teilmuttern gegen einander entgegengesetzte Hanken der Kugellauf· hiihncn anlegen, wie dies aus I-" i g. 7 hervorgeht. Soll nun beispielsweise diese axiale Vorspannung /.wischen den beiden Teilmuttern erhöht werden, so ist dies dank des Differentials, das die beiden Sätze von I.anglöchern 2h</ und 2bb mil unterschiedlicher Teilung bilden, in kleinen Schritten möglich. Zu diesem /weck werden die .Schraubbolzen 32 aus den (iewindebohrungcn heiaus^r> geschraubt und die beiden TeilmuiU'rn auf der Kugelgewindespindel und relativ zueinander so verdreht, daß die .Schraubbolzen beim Wiedereinsetzen in die Gewindebohrungen in die jeweils nächsten l-.inglocher des Rings 18 eingreifen. Die Änderung der axialen in Verspannung kann also vorgenommen werden, ohne daß die Differentialdoppelmulter von der Kugelgewindespindel 10 abgenommen werden muß. Außerdem baut die erfindungsgemäße Differentialdoppelmutter in r,i dialer Richtung verhältnismäßig klein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Vorgespannte Differentialdoppelmutter für Kugelgewindespindeln, mit zwei Teilmuttern und einem zwischen diesen angeordneten Ring, wobei sich Ring und Teiimuttern Oberlappen und über das Differential bildende formschlüssige Verbindungen im Überlappungsbereich miteinander drehfest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Teilmutter (14, 16) ein Satz von Ausnehmungen (26a, 26b; im Ring (18) oder im Überlappungsbereiich der Teilmutter vorgesehen ist, daß zur Bildung des Differentials die Zahl der Ausnehmungen (26a, 26Z>; in den beiden Sätzen verschieden ist, und daß über bzw. unter den Ausnehmungen in den Teilmuttern (14, 16) bzw. im Ring für jeden Satz von Ausnehmungen mindestens eine Öffnung (28a, 28b, 30a, 306; vorgesehen ist, in die und eine Ausnehmung von außen ein Mitnehmerstück (32) einf ejetzt ist.
2. Differentiaidoppeimutter nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die das Differential bildenden Ausnehmungen (26a, 2ob) im Ring (18) vorgesehen sind.
3. Differentialdoppelmutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dis Mitnehmerstükke Schraubbolzen (32) die Öffnungen Gewindebohrungen (28a, 2Sb, 30a, 30Z>; und die Ausnehmungen dem Durchmesser der Schraubbolzen angepaßte Langlöcher (26a, 26>b) sind.
4. Differential, 'oppelmutter nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzcn-nnet.Haß die Langlöcher (26a, 26b) einseitig offen sind.
5. Differentialdoppelmutte-- nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerstücke (32) in radialer Richtung verlaufend einsetzbar sind.
6. Differentialdoppelmutter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilmu.ttern (14,16) jeweils zwei einander mindestens ungefähr diagonal gegenüberliegende — entsprechend der jeweiligen Teilung des Differentials — Öffnungen (28a, 2Sb; 30a, 30/?;für Mitnehmerstücke (32) aufweisen.
7. Diiferentialdoppelmutter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilmuttern (14,16) an ihren beiden Stirnseiten der Aufnahme des Rings (18) und von Schmutzabstreifringen (34) dienende, vom Mutteraußenwandbereich übergriffene Ringräume (24) aufweisen.
8. Differentialdoppelmutter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zahl der Ausnehmungen in den beiden Sätzen um I unterscheiden.