DE2718888C2 - Schraubspindeltrieb - Google Patents

Description

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S Besonders vorteilhaft ist wenn eine Ausgestaltung angeordnet der die Gewindespindel 10 mit Spiel um-

ff der Erfindung die Spindel oder der Mutternkörper min- gibt Die Drehzapfen 13 der Rollen 11 sind in drei klei-

H destens ein dreigängiges Gewinde aufweist nen öffnungen 18 des Aufsichtringes 17 aufgenommen.

g Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeich- Die Innenfläche der Kappe 16 begrenzt den Ausricht-

h nungen näher erläutert 5 ring 17 seitlich.

% F i g. 1 zeigt in Seitenansicht und teilweise im Längs- Bei verhältnismäßig großen Herstellungstoleranzen,

f schnitt einen Schraubspindeltrieb nach der Erfindung. bei denen der Sitz zwischen der Gewindespindel 10, den

Ii F i g. 2 zeigt eine Endansicht des Schraubspindeltriebs Rollen 11 und dem Mutternkörper 14 Jose ist und die

I nachFig. 1. Rollen 11 sich verkanten können, kann ein in Fig.4 |ϊ_; Fig.3 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, wobei io gezeigter Ausrichtkäfig 20 verwendet werden, um die Ij zusätzlich eine Ausrichtvorrichtung gezeigt ist axiale Ausrichtung der Rollen 11 aufrechtzuerhalten. f ΐ F i g. 4 zeigt die Ausrichtvorrichtung nach F i g. 3 in Der Ausrichtkäfig 20 ist ein einstückiges Bauteil, bestell perspektivischer Darstellung. hend aus zwei Ausrichtringen 21 und drei Stützteilen 22. Fi Fi g. 5 zeigt die Endansicht des Schraubspindeltriebs Die Stützteile 22 dienen neben der Abstandshalterung ! nach F ig. 3. 15 für die Ausrichtringe 21 der Verhinderung einer Relativ-

II Fig.6 zeigt die Abwicklung einer Gewindespindel, Verdrehung zwischen den Ausrichtringen 21. Um einen f⁵ mit der drei Rollen in Eingriff sind. bequemen Zusammenbau mit dem Käfig 20 zu gestat- k: F i g. 7 zeigt die Vergrößerung eines Teils der Ansicht ten, sind drei Schlitze 23 in jedem Ausrichtring 21 vorge-ί| nach F i g. 3 mit einer zusätzlichen Abwandlung. sehen, die sich vom Außenumfang radial einwärts bis zu H Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform des 20 einer radialen Tiefe erstrecken, so daß die Zapfen 13 der 4- Schraubspindeltriebs nach der Erfindung. Rollen 11 an die Enden der Schlitze 23 anschlagen, wenn || F i g. 9 zeigt die Endansicht des Schraubspindeltriebs die Rollen 11 an ihrem Platz sind. Der Käfig 20 mit den ft nach F i g. 8. drei Rollen 11 wird dann in den Mutternkörper 14 ein-P In den F i g. 1 und 2 hat eine Gewindespindel 10 drei geschoben, ohne daß sich die Ringzähne der Mutter 14 H Gewindegänge mit einem Spitzenwinkel von 90°. Drei 25 und die Ringzähne der Rollen 11 stören. Nach dem W Rollen 11 weisen ringförmige Zähne über ihre ganze axialen Einsetzen können die Rollen 11 radial nach au-IJ Länge auf. Die ringförmigen Zähne der Rollen 11 haben Ben in die in F i g. 5 gezeigten Stellungen bewegt wer-

die gleiche axiale Teilung wie das Gewinde der Gewin- den, worauf dann die Gewindespindel 10 in die Vorrichdespindel 10, und die Form der Zähne der Rollen 11 tung eingeschraubt wird.

entspricht der Form der Gewindegänge. Ein zylindri- 30 Fig.7 zeigt eine Schmutzabdichtung, die in Verbinscher Mutternkörper weist in einer Bohrung eine Viel- dung mit dem gezeigten Schraubspindeltrieb verwendet zahl von inneren Ringnuten auf, die über die ganze Lan- werden kann. In F i g. 7 sind im vergrößerten Maßstab if ge des Mutternkörpers 12 angeordnet sind. Die Ringnu- eine Gewindespindel 10 und eine Rolle 11 und ein Mutig ten des Mutternkörpers 12 haben die gleiche axiale Tei- ternkörper 25 in Teilansicht gezeigt. Jedes Ende des |i lung wie die Ringzähne der Rollen U und eine Form 35 Mutternkörpers 25 ist mit einer ringförmigen Ausneh- h komplementär zu der der ringförmigen Zähne der RoI- mung 26 versehen, in der ein Dichtring 27 angeordnet ä| len 11. Der Mutternkörper 12 hat die gleiche Zahl von ist Der Dichtring 27 hat zwei im wesentlichen ebene ι?: Ringnuten wie die Zahl der Zähne jeder Rolle 11. Stirnflächen 27a und 276, einen Außenumfang 27c und Γ Obwohl jede Rolle 11 an jedem Ende einen kurzen hat einen kleineren Durchmesser als der Durchmesser |i Drehzapfen 13 aufweist sind diese für den Betrieb des 40 der Ausnehmung 26. Innen ist der Dichtungsring 27 mit jfi Schraubspindeltriebs nicht erforderlich; sie sind ledig- einem Gewinde 27d versehen, das die gleiche Steigung ij lieh vorgesehen, um die Rollen 11 in die in F i g. 2 ge- wie die der Gewindespindel 10 und eine komplementäre $ zeigte Stellung beim Zusammenbau zu bringen. Weder Form hat Eine Kappe 28 ist auf das Ende des Mutternp' die Gewindespindel 10 noch der Mutternkörper 12 ist in körpers 25 geschraubt, um den Dichtungsring 27 in der Γ Verbindung mit irgendwelchen Teilen zur Drehung 45 Ausnehmung 26 zu halten. Die Kappe 28 hat eine mittlei: bzw. zur Halterung des einen oder anderen Teiles ge- re Bohrung, die im Durchmesser größer ist als der Au-I zeigt um eine Drehbewegung in eine Axialbewegung ßendurchmesser der Gewindespindel 10. Der Dichf;j umzuwandeln und umgekehrt. Es dürfte klar sein, daß tungsring 27 hat eine Dicke, die geringer ist als die axiale $ der gezeigte Schraubspindeltrieb in vielen Maschinen Länge der Ausnehmung 26. Aus Vorstehendem ist er-[<■? verwendbar ist bei denen es erwünscht ist eine Drehbe- 50 sichtlich, daß der Dichtungsring 27 durch die Mutter 25 !'I wegung in eine lineare Bewegung umzuwandeln und und die Kappe 28 nicht drehfest gehalten wird, so daß er [S umgekehrt. sich innerhalb der Ausnehmung 26 drehen kann. Da die I* Die F i g. 3 bis 5 zeigen im wesentlichen den gleichen, Gangzahl des Gewindes 27d geringer ist als die der i mit Bezug auf die F i g. 1 und 2 beschriebenen Schraub- Gewindespindel 10, wird der Dichtungsring 27 automa- |> spindeltrieb, wobei zusätzlich eine Ausrichtvorrichtung 55 tisch bei der Betätigung des Schraubspindeltriebs belaid gezeigt ist die im Betrieb verbleiben kann. Wie aus stet. Dieser erzeugt eine feste axiale Dichtung auf dem ki F i g. 3 ersichtlich, ist eine dreigängige Gewindespindel Gewinde der Gewindespindel 10. In der in F i g. 7 ge- '(i 10 vorgesehen, um die herum drei Rollen 11 angeordnet zeigten belasteten Stellung des Dichtungsringes 27 kann ff sind. Obwohl in F i g. 3 nur ein Ende eines Mutternkör- der Mutternkörper 25 als linear in Richtung des Pfeiles j| pers 14 gezeigt ist, wird darauf hingewiesen, daß beide 60 30 in F i g. 7 verschoben angesehen werden. Da der 'I Enden mit einem Außengewinde 15, wie in F i g. 3 ge- Mutternkörper 25 linear weniger verschoben ist als es zeigt, versehen sind, um zwei Endkappen 16 aufzuneh- der Fall sein würde, wenn der Dichtungsring 27 als Mutmen. Die Endkappen 16 haben ein Innengewinde, mit ter in Gewindeeingriff mit der Spindel 10 ist, wird der dem sie auf die Enden des Mutternkörpers 14 ge- Dichtungsring 27 mit seiner Stirnfläche 27a, wiegezeigt, schraubt werden können. Die Kappen 16 sind mit mitt- 65 gegen die Kappe 28 gedrückt, wobei eine Gewindeflanieren öffnungen versehen, durch die sich die Gewinde- ke des Dichtungsringes 27 gegen eine Gewindeflanke ;.; spindel 10 erstreckt. Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ist ein der Gewindespindel 10 gedrückt wird. Das Material des t:■·; Ausrichtring 17 radial innerhalb des Mutternkörpers 14 Dichtungsringes 27 kann aus elastomerem Material be-

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stehen.

Die F i g. 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführungsform, bei der eine Gewindespindel 21 sechs Gewindegänge hat. Es sind sechs Rollen 32 vorgesehen, und ein Mutternkörper 33 ist im wesentlichen identisch mit der s zuvor beschriebenen Mutter 12 ausgebildet. In jeder anderen Hinsicht sind die Gewindespindeln 31, die Rollen 32 und der Mutternkörper 33 in gleicher Weise ausgebildet und angeordnet wie die entsprechenden Teile der zuvor beschriebenen Ausführungsformen und ar- ίο beiten im wesentlichen in gleicher Weise. Offensichtlich sind bei der Sechs-Rollen-Anordnung nach F i g. 8 und 9 doppelt so viele Abwälzberührungslinien vorhanden als bei der Drei-Rollen-Anordnung nach Fig. 1, wenn die Rollen beider Ausführungsformen die gleiche Anzahl von ringförmigen Zähnen haben.

Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, daß beim Drehen der Gewindespindel und drehfester jedoch axial beweglicher Halterung des Mutternkörpers die Rollen sich in einer Planetenbahn bewegen. Somit ist die effektive Steigung — das Verhältnis zwischen dem linearen Verstellweg am Ausgang und der Winkelverstellung am Eingang — geringer als die Steigung der Gewindespindel. Folgende Formel kann zur Berechnung verwendet werden:

L'= L ^D

D + S
In der sind:

L' — die effektive Steigung,

L = die Steigung der Gewindespindel,

D = der mittlere Abwälzdurchmesser des Mutternkörpers oder der mittlere Durchmesser des Zahneingriffs zwischen Rollen und Mutternkörper,

S » mittlerer Gewindedurchmesser der Gewindespindel.

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Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Außerdem besteht die Gefahr einer Biegebeanspru- Patentansprüche: chung der Rollen. Schließlich findet aufgrund der unter schiedlichen Durchmesser der Zähne der Rollen an den

1. Schraubspindeltrieb mit einer ein durchgehen- Kontaktbereichen Rollen/Schraubspindel und Rollen/ des Gewinde aufweisenden Spindel, einem Muttern- 5 Mutiernkörper eine relative Linearbewegung statt, die körper, deren Bohrung eine Reihe von Ringnuten zu erheblichen Reibungsverlusten führen kann, aufweist, zwischen Mutternkörper und Spindel an- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen geordneten Rollen, die in gleichmäßigem Umfangs- Schraubspindeltrieb der gattungsgemäßen Art dahingeabstand angeordnet sind und eine gleichmäßige, um- hend au verbessern, daß bei geringen Reibungskräften laufende Profilierung aufweisen, deren axiale Tei- io sehr hohe Kräfte übertragen werden können.

lung und deren Form der der Ringnuten des Mut- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, ternkörpers entspricht und die in rollendem Eingriff daß die Spindel ein mehrgängiges Gewinde aufweist, die mit dem Gewinde der Spindel und den Ringnuten Zahl der Ringzähne aufweisenden Rollen gleich der Andes Mutternkörpers steht, wobei die Anzahl der zahl der Gewindegänge ist und dieselben ringförmigen Ringnuten des Mutternkörpers gleich der Anzahl 15 Ziihne der Rollen gleichzeitig in das Gewinde der Spinder mit diesen in Eingriff stehenden ringförmigen del und die Ringnuten des Mutternkörpers eingreifen. Zähne der Rollen ist, dadurch gekennzeich- Ein alternative Lösung der erfindungsgemäßen Aufn u t, daß die Spindel (10) ein mehrgängiges Gewin- gäbe geht von einem Schraubspindeltrieb aus mit einer de aufweist, die Zahl der Ringzähne aufweisenden Ringnuten aufweisenden Spindel, einem eine Bohrung Rollen (II) gleich der Anzahl der Gewindegänge ist 20 aufweisenden Spindelkörper, zwischen Mutternkörper und dieselben ringförmigen Zähne der Rollen gleich- uisid Spindel angeordneten Rollen, die in gleichmäßigem zeitig in das Gewinde der Spindel und die Ringnuten Uimfangsabstand angeordnet sind und eine gleichmäßides Mutternkörpers (12) eingreifen. ge umlaufende Profilierung aufweisen, deren axiale Tei-

2. Schraubspindeltrieb mit einer Ringnuten auf- lung und deren Form der der Ringnuten der Spindel weisenden Spindel, einem eine Bohrung aufweisen- 25 entspricht und die in rollendem Eingriff mit den Ringnuden Mutternkörper, zwischen Muttemkörper und tee und mit dem Muttemkörper stehen. Ein derartiger Spindel angeordneten Rollen, die in gleichmäßigem Schraubspindeltrieb ist ebenfalls bekannt (DE-OS Umfangsabstand angeordnet sind und eine gleich- 1962 872). Der mittlere, einen größeren Durchmesser mäßige umlaufende Profilierung aufweisen, deren aufweisende Abschnitt der Rollen weist ein Gewinde axiale Teilung und deren Form der der Ringnuten 30 auf, das mit den Ringnuten der Spindel in Eingriff ist Die der Spindel entspricht und die in rollendem Eingriff im Durchmesser kleineren Endabschnitte der Rollen mit den Ringnuten und mit dem Muttemkörper ste- können ein Gewinde aufweisen, das mit dem Gewinde hen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung des des Mutternkörpers in Eingriff ist Die im Durchmesser Mutternkörpers (12) ein mehrgängiges Gewinde kleineren Abschnitte der Rollen können auch Ringzähaufweist die Zahl der Ringzähne aufweisenden RoI- 35 ne aufweisen, die mit entsprechenden Ringnuten des len (11) gleich der Anzahl der Gewindegänge ist und Mutternkörpers in Eingriff stehen. Für den Fall, daß die dieselben ringförmigen Zähne der Rollen gleichzei- den kleineren Durchmesser aufweisenden Endabschnittig in das Gewinde des Mutternkörpers und die te der Rollen ein Gewinde enthalten, ist auch bekannt Ringnuten der Spindel (10) eingreifen. das Gewinde des im Durchmesser größeren mittleren

3. Schraubspindeltrieb nach Anspruch 1 oder 2, 40 Abschnitts der Rollen mit einem Gewinde der Spindel dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (10) oder zusammenwirken zu lassen. Die oben angeführten der Muttemkörper (12) mindestens ein dreigängiges Nachteile gelten für diese bekannten Ausführungsfor-Gewinde aufweist men gleichermaßen.

Ausgehend von den zuletzt genannten bekannten

45 Ausführungsformen wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst daß die Bohrung des Mutternkörpers ein mehrgängiges Gewinde aufweist die Anzahl der

Schraubspindeltrieb mit einer ein durchgehendes Ge- Ringzähne aufweisenden Rollen gleich der Anzahl der

winde aufweisenden Spindel, einem Mutternkörper, de- Gewindegänge ist und dieselben ringförmigen Zähne

ren Bohrung eine Reihe von Ringnuten aufweist zwi- 50 der Rollen gleichzeitig in das Gewinde des Mutternkör-

schen Muttemkörper und Spindel angeordneten Rollen, pers und die Ringnuten der Spindel eingreifen,

die in gleichmäßigem Umfangsabstand angeordnet sind Beim erfindungsgemäßen Schraubspindeltrieb wird

und eine gleichmäßige, umlaufende Profilierung aufwei- in bezug auf die Länge des Mutternkörpers eine sehr

sen, deren axiale Teilung und deren Form der der Ring- geringe Flächenbelastung erzielt, da die Rollen über ih-

nuten des Mutternkörpers entspricht und die in rollen- 55 re Länge mit den Ringnuten bzw. dem Gewinde des

dem Eingriff mit dem Gewinde der Spindel und den Mutternkörpers und dem Gewinde oder den Ringnuten

Ringnuten des Mutternkörpers steht wobei die Anzahl der Schraubspindel in Eingriff sind. Ein mehrgängiges

der Ringnuten des Mutternkörpers gleich der Anzahl Gewinde von Spindel bzw. Muttemkörper verringert

der mit diesen in Eingriff stehenden ringförmigen Zähne zudem die Flächenbelastung, wobei jedoch vorteilhaf-

der Rollen ist 60 terweise die Anzahl der Rollen gleich der Anzahl der

Ein derartiger Schraubspindeltrieb ist bekannt (DE- Gewindegänge ist. Diese Bemessung ist nicht willkür-

OS 19 62 872). Ein mittlerer, einen größeren Durchmes- Hch. Vielmehr ergibt sich ein Eingriff der Rollen über die

ser aufweisender Abschnitt der Rollen ist mit dem Ge- Lunge des Mutternkörpers mit diesem und der Spindel

winde der Spindel in Eingriff, während die einen kleine- nur dann, wenn je Gewindegang eine Rolle vorgesehen

ren Durchmesser aufweisenden Endabschnitte nur mit 65 ist Würden mehr oder weniger Rollen gewählt, käme es

den Ringnuten des Mutternkörpers in Eingriff sind. Auf zu einer ungleichmäßigen Flächenbelastung und damit

diese Weise entsteht eine sehr hohe Flächenbelastung zu einer ungleichmäßigen Reibung, so daß dadurch die

im Eingriffsbereich über die Länge des Mutternkörpers. maximal übertragbare Kraft verringert wäre.