DE2637436A1

DE2637436A1 - Schraubengetriebe

Info

Publication number: DE2637436A1
Application number: DE19762637436
Authority: DE
Inventors: Enzo Brusasco
Original assignee: Roltra SpA
Current assignee: Magna Closures SpA
Priority date: 1976-07-27
Filing date: 1976-08-20
Publication date: 1978-02-02
Also published as: FR2360019A1; JPS6029026B2; IT1070631B; US4074587A; SE7608976L; DE2637436C2; FR2360019B1; JPS5316166A; GB1566111A

Description

Dr. Joachim Rasper {. 26 314 3§ Patentanwalt "^OIj *"'

Wiesbaden

Blirrtadtw Whi 22 Til. 56 M 42

HQl'jIRA. S ο p. Ao
Mailand/Italien

Schraubengetriebe

Die Erfindung betrifft ein Schraubengetriebe, reiches so 8.US im τ; es entlieh en zwei Getriebebauteilen zusammengesetzt ist, dai3 sich mit ihm die Drehbewegung eines der !'eile in eine tronslatoriscfce Be-vegung des anderen ^eileo uric et sen läßt und umgekehrt.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Schraubengetriebe, welches dem Typ nach bestellt cvus einem hülsenartigen Bauteil mit mindestens einer an seiner Innenoberfläche verlaufenden, schraubenförmigen Innennut konstanter Steigung, einem sich mit radialem Spiel durch das hülsenartige Bauteil erstreckenden langgestreckten Bauteil mit mindestens einer in seiner Oberfläche verlaufenden, schraubenförmigen Außennut von glei-

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eher Steigung vjie die Innennut des hülsenartigen xsauteils, wobei beide Hüten zusammen eine Abrollbahn für eine Mehrzahl von Kugeln umschließen, welche zwischen das hülsenartige Bauteil und das langgestreckte Bauteil eingefügt sind, sowie aus Rückführmitteln für die Kugeln, die aus mindestens einer Rückführbahn bestehen, die zwei verschiedene Punkte der Abrollbahn miteinander verbindet und parallel zu dieser verläuft, so daß die Kugeln im Kreislauf umlaufen können»

Bei bekannten Schraubengetrieben der beschriebenen Art besteht das hülsenartige Bauteil im allgemeinen aus einem einzigen Jerkstäck, welches durch spanabhebende Bearbeitung aus dem massiven Stück eines Spezialstahles herausgearbeitet wird, und an das nach Beendigung der spanabhebenden Bearbeitung außen ein oder mehrere Leitungen als Rückführbahnen für die erwähnten Kugeln angesetzt werden, V/egen der hohen Kosten dieser Herstellungsweise hat sich die Anwendung von bchraubengetrieben des beschriebenen üjyps im wesentlichen auf sehr anspruchsvolle Fälle beschränkt, bei denen die Forderung nacii geringstmöglicher Reibung und nach höchster Betriebsgenauigkeit das Kostendeniren überwöge

Dor vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes rjehraubengetriebe zu schaffen, dessen Aufbau eine verhältnismäßig billige Herstellung gestattet, ohne auf die Genauigkeit und geringe Reibung bekannter Getriebe gleicher Art zu verzichten.

Diese Aufgabe wird durch ein Schraubengetriebe des eingangs beschriebenen lyps gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das hülsenförmige Bauteil aus mindestens z?jei starr miteinander verbundenen koaxialen Buchsen besteht, deren erste innerhalb der zweiten angeordnet ist und auf ihrer Innenfläche mit der entsprechenden Innennut versehen ist,

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und daß die Rückführbahn innerhalb der aweiten Buchse verläuft und mit der Abrollbahn über mindestens eine Öffnung in der ersten Buchse in Verbindung steht.

Die erste Buchse bestellt vorzugsweise aus gehärtetem Stahl, wobei Jie zweite Buchse direkt auf die erste aufgegossen »v

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einiger beispielhafter Ausführungsformen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieDen,

Ss stellen dar:

I¹Ig. 1 die oeitenansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen ochraubengetriebes;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie H-II in Figo 1; Mg. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in I¹Xg. 1;

Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt durch einen Teilbereich der 3?xg. 3;

Fig. 5 eine der 3?ig. 4 entsprechende Ansicht einer anderen Ausführungsform;

ffig. 6 eine der I¹Xg₀ 4 entsprechende Ansicht einer dritten Ausführungsform;

I¹Xg. 7 einen Schnitt entlang der Linie YII-YII in Fig. 6;

I¹Xg. 8 eine teilweise axial geschnittene Seitenansicht einer a-veiten Ausf ührungsform des erfindunc-s gemäßen Schraubengetriebes;

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g 9 eine teilweise axia.1 geschnittene Seitenansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schraubengetriebes;

!■ige 10 einen Axialschnitt durch einen Teilbereich einer vierten Ausf.üirungsform des erfindungsgemäßen Schraubengetriebesο

Das in Pig. 1 dargestellte Schraubengetriebe 1 besteht aus zwei gegenseitig miteinander in Eingriff stehenden Getriebeteilen, von denen das erste aus einem langgestreckten Bauteil in Form einer starren Schraube 2 mit einem eine schraubenförmige Nut 4 von halbkreisförmigem Querschnitt bildenden eingängigen Gewinde 3 besteht und das andere aus einem hülsenarti-^.en Bauteil 5, durch welches sich die Schraube 2 mit axialem Spiel erstreckte Das hiilsenförmige Bauteil 5 ist aus zwei starr miteinander verbundenen, koaxialen Buchsen 6 und 7 zusammengesetzt, von denen sich die erstere innerhalb der letzteren befindete Die 3uchse 6 besteht vorzugsweise aus gehärtetem Stahlblech, das so verformt ist, daß seine Innenoberfläche eine schraubenförmige Nut 8 von im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt bildet, welche die gleiche Steigung besitzt wie die Nut 4. Die Außenoberfläche' der Buchse 6 bildet dementsprechend eine mit der schraubenförmigen Nut 8 übereinstimmende, schraubenförmige Wulst 9> die in einer entsprechenden schraubenförmigen Nut 10 in der Innenoberfläche der Buchse 7 ruht. Die Buchse besteht vorzugsweise aus verstärktem Kunststoff oder aus gesintertem Stahl und enthält an ihrem einen Ende eine Anzahl von radialen Tertiefungen 11 (von denen nur eine gezeigt ist), in deren jede von innen ein äußerer radialer Fortsatz 12 der Buchse 6 eingreift₀ Die Fortsätze 12 werden vorzugsweise durch Einschneiden und Umbiegen erzeugt und dienen dazu, die Buchsen 6 und 7 gegenüber gegenseitigen axialen und Winkelverschiebungen miteinander zu verriegeln»

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-β -

Die schraubenförmigen Futen 4 "und 8 liegen sich genau gegenüber und bilden zusammen eine schraubenförmige Abrollbahn 13 (?ig· 3) für eine Mehrzahl von Kugeln 14, die zwischen die G-etriebeteile 2 und 5 gefügt sind und sicherstellen sollen, daß letztere in koaxialer Lage zueinander verbleiben, und daß eine Drehbewegung eines der beiden G-etriebeteile in eine Translationsbewegung des anderen Teiles umgesetzt wird und umgekehrt, wobei das Übersetzungsverhältnis von dem Durchmesser der Kugeln 14 abhängt.

Zwei in bestimmtem Abstand voneinander befindliche, unterschiedliche Punkte der schraubenförmigen Abrollbahn 13 sind durch eine im wesentlichen TJ-förmig ausgebildete Sückführbahn 15 miteinander verbunden, die u„a. aus einer in die Außenoberfläche der Buchse 7 eingearbeiteten Furche 16 (Fig. 1) besteht und in einer Ebene verläuft, die mit der Achse der Buchse 7 einen bestimmten Winkel bildet. Die Buchse 16 ist von im wesentlichen quadratischem Querschnitt, und jedes ihrer Enden steht mit einer öffnung 17 in Verbindung, die sich durch die Buchse 6 erstreckt (Fig. 3) und den Durchtritt der Kugeln 14 aus der Abrollbahn 13 in die Hückfuhrbahn 15 ermöglicht und umgekehrt. Der Übertritt der Kugeln 14 von der einen Bahn in die andere durch die Öffnungen 17 wird durch ein Umlenkelement 18 ausgelöst, das sich aus der Buchse 6 heraus in die Abrollbahn 13 hinein erstreckt.

Wie in Fig. 4 im einzelnen gezeigt ist, besteht jedes dieser Umlenkelemente 18 aus einem abgebogenen Ansatz 19, der durch Einschnitte in der Buchse 6 und anschließende spanabhebende Bearbeitung von der Seite her erhalten wird. Bei der in Fig. 5 gezeigten abgewandelten Ausführung besteht jedes der Umlenkelemente 18 aus dem oberflächenbearbeiteten Schenkel 20 eines winkelförmigen Beschlages 21, der mit seinem anderen Schenkel 22 an die Innenoberfläche der Buchse 6 angeschweißt ist₀ Nach der in den Fign. 6 U₀

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7 gezeigten Ausführungsform schließlich besteht jedes der Umlenkelemente 18 aus einem zylindrischen Rohrstück 23, das durch einen axialen Ausschnitt 24 federnd nachgiebig ausgeführt und unter Spannung in die entsprechende Öffnung 17 eingesetzt ist» Jedes der Rohrstücke 23 besitzt eine flache innere Stirnseite 25, die im wesentlichen senkrecht zur Achse der Öffnung 17 verläuft, sowie eine wellenförmige äußere Stirnseite 26, die im wesentlichen der Kontur der Außenoberfläche der Buchse 6 folgt,, Außerdem besitzt jedes der Rohrstücke 23 in der Ebene seiner flachen Stirnseite 26 zwei seitliche Anschläge 27, die an der Außenoberfläche der Buchse 6 anliegen.

'die aus den 3?ign. 1-3 hervorgeht, ist die Buchse 7 noch von einer Buchse 28 umgeben, die an jedem ihrer Enden mit einer Anzahl nach innen gerichteter, radialer Ansätze 29 versehen ist, die vorzugsweise durch Umbordeln erhalten werden, und von denen jeder in eine entsprechende Vertiefung in der Außenoberfläche der Buchse 7 eingreift_o Die Buchsen 28 und 7 sind ferner vorzugsweise mit einer Aussparung 30 versehen, in die eine -(nicht gezeigte) Verriegelung gegen Verdrehen gegenüber feststehenden G-etriebeteilen eingreifen kann.

Die Buchse 28 dient als Abdeckung für die Furche 16 und wird erst dann über die Buchse 7 geschoben, wenn so viele Kugeln 14 über die Furche 16 eingeführt worden sind, daß die Bahnen 13 und 15 vollständig mit ihnen angefüllt sind» In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist die Buchse 28 durch einen Halbring ersetzt, der seitlich mit in axialer Richtung abgekanteten Fortsätzen versehen ist, die in entsprechende (nicht gezeigte) Aussparungen in der Außenoberfläche der Buchse 7 einrasten, Vielehe gleichzeitig als Sitz für (nicht gezeigte) Keile dienen, mit denen das hülsenartige G-etriebeteil 5 gegen eine nicht gezeigte Rahmenkonstruktion verriegelt werden kann.

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Die Buchse 6 wird vorzugsweise durch Walzen oder Verformen als Ganzes oder in ]?orm von einzelnen Sektoren hergestelle; sie kann auch durch elastisches Konturwickeln erzeugt werdenο Die Buchse 7 wird vorzugsweise direkt an die Buchse 6 angegossen, wobei die furchen 16 zweckmäßigerweise gleich mit eingegossen werden.

Andererseits kann die Buchse 7 auch durch einen getrennten Grießvorgang hergestellt werden. In diesem Fall werden zwei Halbschalen gefertigt, die nach Anlegen an die Buchse 6 zu der zusammenhängenden Buchse 7 verschleißt werden.

Mit dem beschriebenen Schraubengetriebe 1 kann eine Drehbewegung eines der Gfetriebeteile 2 oder 5 in eine geradlinig translatorische Bewegung des anderen Getriebeteiles umgesetzt werden_o Sollte es jedoch erforderlich sein, eine Drehbewegung in eine translatorische Bewegung umzusetzen, die nicht streng geradlinig ist, kann eines der in den ITign,, 8 und 9 gezeigten ochraubengetriebe 31 oder 32 verwendet werden. So wie das Getriebe 1 bestehen auch die Getriebe 31 und 32 aus einem äußeren hülsenartigen Getriebeteil und aus einem inneren langgestreckten Bauteil. Y/ährend jedoch das äußere hülsenartige Getriebeteil der Getriebe 31 und 32 im wesentlichen mit demjenigen des Getriebes 1 identisch und dementsprechend auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen ist, besteht das innere langgestreckte Bauteil der Getriebe 31 und 32 aus einer flexiblen Schraube«

In der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform besteht das langgestreckte Bauteil des Schraubengetriebes 31 aus einer flexiblen Schraube 33» die ihrerseits aus einem flexiblen Kern 34 besteht, auf den eine schraubenförmige Jeder 35 aufgewickelt ist, deren Windungen eine schraubenförmige Hut 36 mit zwei Berührungslinien für das Abrollen der Kugeln bilden.

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Gemäß Figo 9 besteht das langgestreckte Bauteil des Schraubengetriebes 32 aus einer flexiblen Schraube 37, die allein aus einer vorgestauchten Feder 38 'besteht, deren Windungen eine schraubenförmige Hut 39 mit zwei Berührungslinien für das Abrollen der Kugeln 14 bilden.

Anstatt mit dem hülsenartigen Getriebeteil 5 kombiniert zu sein, kann jede der Schrauben 2, 33 oder 37 auch mit dem hülsenartigen Getriebeteil 40 gemäß Fig. 10 kombiniert werden, in der als Beispiel eine Kombination mit der Schraube 2 gezeigt ist. Beim hülsenartigen Getriebeteil fehlt die äußere Buchse 28, und es besteht nur aus den Buchsen 6 und 7. Ferner fehlt in der Buchse 7 die Rückführfurche 16, und der gesamte Rückführweg ist in eine · Anzahl von einzelnen Rückführwegen 41 unterteilt (von denen nur einer gezeigt ist), deren jeder nur zwei benachbarte Windungen der schraubenförmigen Hut 8 miteinander verbindet,, Dementsprechend ist auch eine Mehrzahl von im wesentlichen axialen, länglichen Öffnungen 42 (von denen nur eine gezeigt ist) in der Hülse 6 vorgesehen, von denen sich jede derart in axialer Richtung erstreckt, daß sie zwei benachbarte Windungen der Nut 8 überdeckt und gleichzeitig mit dem offenen Ende einer entsprechenden radialen-Vertiefung 43 zusammenfällt, die in die innere Oberfläche der Buchse 7 eingelassen ist. Jede der Vertiefungen 43 hat einen gekrümmten Boden, auf dem die Kugeln 14 entlangrollen, um von einem bestimmten Punkt einer Windung der ITut 8 zu dem entsprechenden Punkt der vorhergehenden Windung zu gelangen. Um die Kugeln 14 zu veranlassen, in die Vertiefungen 43 einzutreten, ist jede der Vertiefungen an der Vorderseite durch ein Umlenkelement 44 begrenzt, welches in Richtung auf die innerhalb der Buchse 6 befindliche Schraube 2 vorsteht und aus einem Fortsatz der Buchse 7 besteht, der aus dieser durch die entsprechende Öffnung· 42 nach innen hervorragte

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./ie die Furche 16 können auch die Vertiefungen 43 gleich beim Aufgießen der Buchse 7 £uf die Buchse 6 mit vorgesehen --.'erden, indem "nan einen (nicht gezeigten) zusammengesetzten Lern verwendet, c<ir in die Λ-uoI-t. ο 6 eingesetzt v:ird und eier (nicht gezeigte) Ansätze besitzt, die durch die Cffnungen 42 hinausra.£enl

Alles, --v:>o in Verbindung mit den gezeigten Ausführungsfprmen von 3chra.ubengetrieben mit eingängigem Gewinde beschrie- oen worden ist, soll e rf in dungs genieß unter Berücksichtigung entsprec]iend notwendiger Anpa.ssungen auch für mehrgängige Schraubengetriebe gelten.

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Leerseite

Claims

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-Patentansprüche

Schraubengetriebe, bestehend aus einem hülsenartigen Bauteil mit mindestens einer an seiner Innenoberfläche . verlaufenden schraubenförmigen Innennut konstanter oteigung, einem sich mit radialem Spiel durch das hülsenartige Bauteil erstreckenden, langgestreckten Bauteil mit mindestens einer in seiner Oberfläche verlaufenden, schraubenförmigen Außennut von gleicher Steigung wie die Innennut des hülsenartigen Bauteils, wobei beide jyuten zusammen eine Abrollbahn für eine Mehrzahl von Eu.2ein umschließen, welche zwischen das hülsenartige Bauteil und das langgestreckte Bauteil eingefügt sind, sov/ie aus Hückführmitteln für die Kugeln, die aus mindestens einer Hückführbahn bestehen, die zwei verschiedene !Punkte der Abrollbr.ihn miteinander verbindet und parallel zu dieser verläuft, so daß die Kugeln im Kreislauf umlaufen können, dadurch gekennzeichnet, daß das hülsenartige Bauteil (5) aus mindestens zwei starr miteinander verbundenen, koaxialen Buchsen (6,7) besteht, deren erste (6) innerhalb der s^:veiten (7) angeordnet und auf ihrer Innenfläche mit der Innennut (8) versehen ist, und daß die iiücLführbahn (15) innerhalb der zv/eiten Buchse (7) verläuft und mit der Abrollbahn (13) über mind-a L-u ans eine öffnung (17) in der ersten Buchse (6) in Verbindung steht,,

2. Schraubengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Buchse (6) aus gehärtetem Stahl besteht und die zweite Buchse (7) direkt auf die erste Buchse aufgegossen ist»

3. schraubengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Buchse (6) aus gehärtetem Stahl besteht und die zweite Buchse (7) dadurch entstanden ist,

ORIGINAL INSPECTED

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daß zwei einzeln gegossene Halbschalen um die erste Buchse (6) gelegt und miteinander verbunden worden sind.

4. Schraubengetriebe nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Buchse (6) mit Ansetzen versehen ist, die ein axiales und radiales Verschieben gegenüber der zweiten Buchse (7) verhindern,

5. Schraubengetriebe nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführbahn (15) aus einer in die Aui^enoberflache der zweiten Buchse (7) eingearbeiteten Furche (16) besteht, die in einer Ebene verläuft, welche mit der Achse des hülsenartigen Bauteils (5) einen bestimmten Winkel bildet, und die an jedem ihrer Enden mit einer entsprechenden Öffnung (17) in Verbindung steht, welche durch die erste Buchse (6) hindurchführt, und daß die zaeite Hülse (7) mit einer Abdeckung versehen ist, ,/eiche verhindert, daß die Kugein (14) aus der Furche (16) hinaustreten können»

6ο Schraubengetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Abdeckung aus einer dritten Hülse (28) besteht, die auf die zweite Hülse (7) geschoben und starr mit dieser verbunden ist.

7. Scheaubengetriebe nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß jede dieser Öffnungen (17) mit einem Umlenkelement (18) versehen ist, das sich von der ersten, inneren Hülse (6) ausgehend in !Richtung auf das langgestreckte Bauteil (2) erstreckt und so ausgeführt ist, daß es die Kugeln (14) in die Kreislaufbahn umlenkt.

ο Schraubengetriebe nach einem der Ansprüche 1-4_f dadurch gekennzeichnet, daß die Rückfü&rbahn (41) zwischen zwei entsprechenden Funkten zweier benachbarter Windungen der

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Innennut (8) verläuft.

9ο Schraubengetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführbahn (41) aus einer in di - Innenoberflächr. >r svs/eix η Bucn .s (7) eingearbeiteten Yert:L ^'ung (43) besteht, deren of ene Seite mi"c den Inneren des hülsenartig.en Bauteils (5) durch eine entsprechende, in der erst.·". Hülse (6) vorgesehene Öffnung in Verbindung steht.

10. Schraubengetriebe nach einem der Ansprüche 1-9» dadurch gekennzeichnet, daß das langgestreckte Bauteil aus einer starren Schraube (2) besteht.

11. ijcnraubengetriebe nach einem der Ansprüche 1-9» dadurch gekennzeichnet, daß das lang^esxrec^.te Bauteil (2) eine flexible schraube (33) ist, die aus einem flexiblen Kern (34) und einer Feder (35) besteht, die schraubenförmig un den Kern (34) gewickelt ist.

12. Schraubengetriebe nach einem der Ansprüche 1-9> dadurch gekennzeichnet, daß das langgestreckte Bauteil eine flexible Schraube (37) ist, die aus einer vorgestauchten schraubenfeder (38) besteht»

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