DE2548119B2 - Schraubenspindelgetriebe - Google Patents
SchraubenspindelgetriebeInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
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Description
Die Erfindung betrifft ein Schraubenspindelgetriebe, bestehend aus einer Schraubenspindel mit Gewinderillen
von kreisförmigem Querschnitt, einer Mutter mit komplementären Gewinderillen und Kugeln, die sich
gegenseitig berührend in jeweils einem Kugelkranz in dem durch die Gewinderillen von Schraubenspindel und
Mutter gebildeten Kugellaufkanal liegen.
Die meisten Schraubenspindelgetriebe, bei denen die Schraubenspindel und die Mutter Gewinderillen aufweisen
und die K'^^'n sich jeweils gegenseitig berühren,
besitzen eine sog. Kugelrückführung, durch welche die Kugeln über eine oder mehrere Gewinderillen hinweg
wieder in die vorhergehenden Gewinderillen zurückgeführt werden (vgl. DT-OS 16 25 527, 20 31 390). Derartige
Kugelrückführungen sind jedoch teuer in der Herstellung und sie vergrößern den Außendurchmesser
der Mutter. Bei Schraubenspindelgetrieben, die nur für eine begrenzte gegenseitige Axialbewegung bestimmt
sind, kann man auf eine Kugelrückführung verzichten. Jedoch müssen dann Vorkehrungen getroffen werden,
daß die Kugeln eines Kugelkranzes nicht auseinanderlaufen. Derartige Vorkehrungen sind beispielsweise ein
Kugelkäfig. Fehlt ein derartiger Kugelkäfig, so muß an beiden Enden der Mutter ein in die Gewinderillen der
Mutter hineinragender Anschlag vorgesehen sein, der das Heraustreten der Kugeln aus den Gewinderillen der
Mutter verhindert. Wenn jedoch die Kugeln nicht durch einen Kugelkäfig zusammengehalten werden, so kommen
eine oder mehrere Kugeln vorzeitig an dem Anschlag zur Anlage und können bei weiterer Drehung
der Mutter bzw. der Spindel nicht mehr in den Gewinderillen abrollen. Die leichtgängige gegenseitige
Bewegung von Schraubenspindel und Mutter wird dadurch gehemmt und außerdem tritt ein erhöhter
Verschleiß infolge gleitender Reibung ein. Kugelkäfige '■ haben den Nachteil, daß sie zusätzliche Herstellungskosten
verursachen, infolge der Reibung der Kugeln an dem Kugelkäfig bremsend wirken und außerdem wegen
dieser Reibung auch einem Verschleiß unterworfen sind. Es ist auch ein Schraubenspindelgetriebe ohne
nt Kugelrückführung bekannt (vgl. DT-PS 8 66 289), bei dem nur die Schraubenspindel Gewinderillen aufweist,
während die Mutter drei axial versetzt zueinander angeordnete in sich geschlossenen Laufrillen aufweist.
In jeder dieser Laufrillen ist eine Kugel angeordnet,
ι '■ wobei die Kugeln in den drei Laufrillen jeweils um 120°
gegeneinander versetzt laufen sollen. Hierbei wird auch die Verwendung eines Kugelkäfigs zur Führung der
Kugeln empfohlen. Ohne einen derartigen Kugelkäfig würde dieses bekannte Getriebe auch nicht einwandfrei
.'» funktionieren, denn wenn die Kugeln nicht exakt den
gegenseitigen Winkelabstand von 120° einhalten, dann tragen sie ungleichmäßig, können verklemmen und auch
die Schraubenspindel gegenüber der Mutter zur Seite drücken. Außerdem weist dieses bekannte Getriebe
-'"> trotz großer axialer Bauabmessungen eine geringe
Tragkraft auf, denn in jeder Laufrille kann nur eine einzige Kugei angeordnet werden.
Diesen Nachteil hat man auch schon dadurch zu umgehen versucht, daß man die Spindel mit einem zwei-
iii oder dreigängigen Gewinde versah (vgl. DT-OS
22 31 541, OE-PS 2 99 645), wobei dann in jeder in sich geschlossenen Laufrille der Mutter entsprechend der
Gangzahl des Gewindes zwei oder drei Kugeln angeordnet sind, die jedoch ebenfalls durch einen oder
r> mehrere Kugelkäfige in ihren vorbestimmten gegenseitigen
Winkellagen geführt werden müssen. Trotzdem weisen auch diese Getriebe im Verhältnis zu ihrer
Baugröße e;ne geringe Tragkraft auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
■40 Schraubenspindelgetriebe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das bei kleinen Bauabmessungen eine große
Tragkraft aufweist und unter Wegfall von Kugelkäfig oder Kugelrückführungskanal einfach im Aufbau und
billig herstellbar ist.
t) Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß
bei einem eingängigen Schraubenspindelgetriebe die Steigung der Gewinderillen von Schraubenspindel und
Mutter kleiner ist als der Durchmesser der Kugel und daß die letzte Kugel in einer Gewindeiille die erste
ίο Kugel in der anschließenden Gewinderille ohne
Kugelrückführung berührt.
Durch diese Ausbildung wird eine optimale Raumausnutzung für die aufeinander abwälzenden Flächen
erreicht. Weder auf der Spindel noch auf der Mutter
Vi sind zwischen den einzelnen Gewinderillen irgendwelche
nicht als Wälzflächen dienenden Teile vorhanden, so daß sich bei der Mutter eine optimal kurze Baulänge
erreichen läßt. Durch den Wegfall von Kugelrückführungen wird auch die radiale Baugröße der Mutter
ho insgesamt kleiner. Die im Durchmesser im Verhältnis
zur Steigung verhältnismäßig großen Kugeln weisen eine geringere Flächenpressung auf als kleinere Kugeln
und geben somit dem Getriebe eine höhere Tragfähigkeit bei geringerem Verschleiß als sie bei einem
hi Schraubenspindelgetriebe bekannter Bauart gleicher
Steigung, jedoch mit kleineren Kugeln vorhanden wäre. Dadurch, daß die letzte Kugel in einer Gewinderille die
erste Kugel in der anschließenden Gewinderiile berührt.
können die Kugeln nicht auseinanderlaufen. Es kann deshalb ein Kugelkäfig entfallen und die Kugeln können
dicht aneinanderliegend angeordnet wuden, was ebenfalls infolge der Vergrößerung der Kugelanzahl zu
einer Erhöhung der Tragfähigkeit beiträgt. Außerdem besteht nicht die Gefahr, daß einzelne Kugeln vorzeitig
an den Endanschlägen anlaufen, so daß die Leichtgängigkeit
des Getriebes unter Vermeidung von unnötigem Verschleiß jederzeit gewährleistet ist. Nicht nur durch
den Wegfall eines Kugelkäfigs, sondern auch dadurch, daß bei dem neuen Schraubenspindelgetriebe die
Gewinderillen weniger tief sind als bei bekannten Schraubenspindelgeirieben, werden die Herstellungskosten
gesenkt, denn bei der Herstellung ist weniger Verspanungsarbeit erforderlich. In diesem Zusammenhang
wirkt sich der größere Kugeldurchmesser ebenfalls vorteilhaft aus, denn die Gewinderillen, deren
Radius dem der Kugel entspricht, weisen ebenfalls einen größeren Radius auf und sind demzufolge einfacher zu
schleifen als Gewinderillen mit einem kleineren Radius, wie sie für Kugeln mit kleineren Durchmessern
erforderlich wären.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Schraubenspindel und die Mutter jede beliebige
Steigung aufweisen können, die kleiner ist als der Kugeldurchmesser.
Bei einem zwei- oder mehrgängigen Schraubenspindelgetriebe wird die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe dadurch gelöst, daß die Steigung der Gewinderillen von Schraubenspindel und Mutter
kleiner ist als der doppelte oder mehrfache Durchmesser der Kugeln und daß die Kugeln zweier benachbarter
Reihen sich berührend ohne Kugelrückführung abwechselnd ineinandergreifen. Hierdurch werden bei zwei-
oder mehrgängigen Schraubenspindelgetrieben im wesentlichen die gleichen Vorteile erzielt wie bei einem
eingängigen Schraubenspindelgetriebe. Durch das Ineinandergreifen der Kugeln zweier benachbarter
Gewinderillen wird das Auseinanderlaufen der Kugeln verhindert.
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigt
Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein eingängiges Schraubenspindelgetriebe,
Fig.2 einen Axialschnitt durch ein zweigängiges
Schraubenspindelgetriebe.
In der Zeichnung ist mit 1 eine Schraubenspindel bezeichnet, die eingängige Gewinderillen 2 aufweist.
Die die Schraubenspindel konzentrisch umgebende Mutter 3 besitzt komplementäre Gewinderillen 4. In
dem durch die Gewinderillen 2,4 von Schraubenspindel 1 und Mutter 3 gebildeten Kugellaufkanal liegt ein
Kranz von Kugeln 5, die sich gegenseitig berühren.
Die Steigung S der Gewinderillen ist kleiner als der Durchmesser Oder Kugeln. Auf diese Weise ragen die
Kugeln 5 jeweils mit einem Teil in die benachbarte Gewinderille. Die letzte Kugel 56 in einer Gewinderille
berührt die erste Kugel 5a in der anschließenden Gewinderille. Gleichgültig nach welcher Richtung sich
Spindel 1 und Mutter 3 gegeneinander verdrehen, ist hiermit immer sichergestellt, daß die Kugeln eines
Kugelkranzes nicht auseinanderlaufen. Hierbei sollte ein Kugelkranz nur so viele Kugeln aufweisen, daß sich
diese Kugeln zu einem vollständigen Kreis ergänzen. Bei mehr Kugeln, deren Auseinanderlaufen im Prinzip
ebenfalls verhindert werden würde, kann nämlich erfahrungsgemäß eine gewisse Hemmung zwischen den
Kugeln benachbarter Rillen eintreten.
Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein zweigängiges Getriebe. Die
Spindel 11 weist Gewinderillen 12 und 12a auf, die ein
zweigängiges Getriebe mit der Steigung S 2 bilden. Diese Steigung S ist bei einem zweigängigen Getriebe
kleiner als der doppelte Durchmesser D der Kugeln 15 bzw. 15a. Die Mutter 13 ist mit komplementären
zweigängigen Gewinderillen 14 bzw. 14a ausgerüstet. Zur Verdeutlichung sind die Gewinderillen 12 und die
ihnen zugeordneten Kugeln 15 jeweils dunkel angelegt, um sie von den benachbarten Gewinderillen 12a bzw.
den diesen Gewinderillen zugeordneten Kugeln 15a zu unterscheiden. Wie man aus der Zeichnung erkennen
kann, greifen die Kugeln 15, 15a zweier benachbarter Gewinderillen 12, 12a sich berührend abwechselnd
ineinander, wodurch ebenfalls das Auseinanderlaufen der Kugeln verhindert wird und diese stets in zwei
Kugelkränzen, die in unterschiedlichen Gewinderillen 12, 12a laufen, zusammengehalten werden. Bei einem
mehrgängigen Schraubenspindelgetriebe, beispielsweise bei einem dreigängigen, wäre die Steigung kleiner als
der dreifache Kugeldurchmesser, bei einem viergängigen kleiner als der vierfache Kugeldurchmesser usw. zu
wählen.
Erwähnt sei noch, daß der Abrundungsradius R der Gewinderillen 2, 4, 12, 12a, 14, 14a dem halben
Kugeldurchmesser /^entspricht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Schraubenspindelgetriebe, bestehend aus einer Schraubenspindel mit Gewinderillen von kreisförmigem
Querschnitt, einer Mutter mit komplementären Gewinderillen und Kugeln, die sich gegenseitig
berührend in jeweils einem Kugelkranz in dem durch die Gewinderillen von Schraubenspindel und Mutter
gebildeten Kugellaufkanal liegen, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem eingängigen
Schraubenspindelgetriebe die Steigung (S) der Gewinderillen (2, 4) von Schraubenspindel (1) und
Mutter (3) kleiner ist als der Durchmesser (D) der Kugeln (5, 5a, 5b) und daß die letzte Kugel (5b) in
einer Gewinderille die erste Kugel (5<i) in der
anschließenden Gewinderille ohi.e Kugelrückführung berührt (F i g. 1).
2. Schraubenspindelgetriebe, bestehend aus einer Schraubenspindel mit zwei- oder mehrgängigen
Gewinderillen von kreisförmigem Querschnitt, einer Mutter mit komplementären Gewinderillen und
Kugeln, die sich gegenseitig berührend in jeweils einem Kugelkranz in dem durch die Gewinderillen
von Schraubenspindel und Mutter gebildeten Kugellaufkanal liegen, dadurch gekennzeichnet, daß bei
einem zwei- oder mehrgängigen Schraubenspindelgetriebe die Steigung (S2) der Gewinderillen (12,
12a, 14, 14a,} von Schraubenspindel (11) und Mutter (13) kleiner ist als der doppelte oder mehrfache
Durchmesser (D) der Kugeln (15, \5a) und daß die Kugeln (15,15a,/zweier benachbarter Gewinderillen
(12, 12a^ sich berührend ohne Kugelrückführung
abwechselnd ineinandergreifen (F i g. 2).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752548119 DE2548119C3 (de) | 1975-10-28 | 1975-10-28 | Schraubenspindelgetriebe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752548119 DE2548119C3 (de) | 1975-10-28 | 1975-10-28 | Schraubenspindelgetriebe |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2548119A1 DE2548119A1 (de) | 1977-05-05 |
DE2548119B2 true DE2548119B2 (de) | 1978-02-09 |
DE2548119C3 DE2548119C3 (de) | 1978-10-19 |
Family
ID=5960238
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752548119 Expired DE2548119C3 (de) | 1975-10-28 | 1975-10-28 | Schraubenspindelgetriebe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2548119C3 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE8802680U1 (de) * | 1988-03-01 | 1988-04-07 | August Steinmeyer Gmbh & Co Kg, 7470 Albstadt, De | |
DE102005053621B4 (de) * | 2005-11-10 | 2019-03-07 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Kugelgewindetrieb |
-
1975
- 1975-10-28 DE DE19752548119 patent/DE2548119C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2548119A1 (de) | 1977-05-05 |
DE2548119C3 (de) | 1978-10-19 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
EGA | New person/name/address of the applicant | ||
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