DE3106221C2 - Spindelantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spindelantrieb umfassend eine mit Gewinde ausgebildete Spindel und eine längs der Spindel bewegbare Spindelmutter mit einem Gehäuse und mindestens einem im Gehäuse drehbar gelagerten, die Spindel umgreifenden zylindrischen Ring, welcher um eine zur Achse der Spindel senkrechte Schwenkachse schwenkbar gelagert und derart zur Spindel hin verschwenkt ist daß der Ring an zwei um 180° versetzten Eingriffstellen in das Gewinde eingreift

Bei einem aus der DE-OS 21 14 650 bekannten Spindelantrieb dieser Art kann der Ring zwischen einer Eingriffsstellung und einer Freigabestellung verschwenkt werden. In der Freigabestellung ist der Ring außer Eingriff mit der Spindel, so daß die Spindel frei gegenüber dem Ring verschoben werden kann; in der Eingriffsstellung rollt der Ring mit seiner zylindrischen Innenumfaiigsfläche an beiden Eingriffsstellen an entsprechenden Flankenflächen des Spindelgewindes ab. Nachteilig an dieser bekannten Anordnung ist vor allem, daß ein spielfreier Lauf bei den üblichen Bauteiletoleranzen nicht gewährleistet ist, zumal der Innendurchmesser des Ringes ein gewisses Aufmaß aufweisen sollte, um zu verhindern, daß sich der Ring, z. B. aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnung von Ring und Spindel, auf den Gängen der Spindel festklemmt.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung einen einfach aufgebauten Spindelantrieb der eingangs genannten Art mit spielfreiem Lauf auch bei größeren Bauteiletoleranzen bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Ring im Bereich der beiden axialen Enden seiner Innenumfangsfläche mit zur Achse des Rings geneigten, vorzugsweise konischen Anlageflächen ausgebildet ist, die an entsprechend geneigten Flankenflächen des Gewindes unter Schwenkvorspannung anliegen. Aufgrund der Neigung der Anlageflächen des Ringes ergibt sich bei z. B. fertigungs- oder temperaturbedingten Abmessungsänderungen von Spindel oder Ring, insbesondere bei einer Ganghöhenschwankung der Spindel, eine keilartige Relativbewegung zwischen den unter der Vorspannung aneinander anliegenden Anlage- und Flankenflächen, was eine entsprechende geringfügige Schwenkung des Ringes zur Folge hat. Ein Spiel zwischen Ring und Spindel tritt nicht auf. Es sind auch größere Abmessungsvariationen zulässig, da diese nur zu einer entsprechenden Verschiebung der Anlage- und Flankenflächen führen. Aufgrund der Neigung der Anlagebzw. Flankenflächen zur Achse des Ringes sind zudem stets in Richtung der Ringebene wirkende Kräfte vorhanden, die für eine Selbstzentrierung des Rings und damit für eine definierte Lage des Ringes an der Spindel sorgen.

Aus der DD-PS 51 174 ist ein Spindelantrieb bekannt, bei dem mehrere die Spindel umgreifende, unter Vorspannung stehende Ringe vorgesehen sind. Diese Ringe sind jedoch nur der Gewindesteigung entspre-

chend geneigt und greifen lediglich an einer einzigen Eingriffsstelle mit einem keilartigen Innenumfangsvorsprung in das Spindelgewinde ein, wobei sie unter einer in einer Radialrichtung verlaufenden Vorspannung stehen. Der konstruktive Aufwand bei dieser bekannten Anordnung ist relativ hoch, .vohingegen bei der Erfindung bereits ein einziger Ring ausreicht, um für eine spielfreie, an zwei Eingriffsstellen erfolgende Kraftübertragung zwischen Spindel und Spindslmutter zu sorgen.

Aus der DE-PS 17 50 637 ist es bekannt, zwei die Spindel umgreifende und jeweils an zwei um 180° versetzten Eingriffsstellen in das Spindelgewinde eingreifende Ringe einzusetzen, welche ähnlich den üblichen Doppelmutteranordnungen bei Kugelumlaufspindel auf der Spindel gegeneinander verspannt sind, um spielfreien Lauf zu erhalten. Nachteilig an dieser bekannten Anordnung ist zum einen der hohe konstruktive Aufwand und zum andren die Gefahr eines schwergängigen Laufes oder sogar eines Verklemmens der beiden Ringe am Spindelgewinde für den Fall, daß insbesondere bei Betrieb über einen größeren Umgebungstemperaturbereich der Innendurchmesser der die Anlagefläche bildenden zylindrischen Innenumfangsfläche der Ringe kleiner wird als der entsprechende Abstand der Flankenflächen an den einander zugeordneten Eingriffsflächen.

In denjenigen Fällen, in denen es vor allem auf hohe Belastbarkeit und verschleißfreiem Lauf ankommt, wird vorgeschlagen, daß die zur Achse des Rings geneigten, vorzugsweise konischen Anlageflächen sowie die an diesen anliegenden Flankenflächen derart geneigt sind, daß sich diese Flächen an beiden Eingriffsstellen im wesentlichen jeweils längs einer Berührungslinie oder -fläche berühren, wobei beide Berührungslinien oder -flächen auf einer durch den Schnittpunkt der Spindelachse mit der Achse des zylindrischen Rings gehenden Geraden liegen. Aufgrund der Linien- oder Flächenberührung ist die Oberflächenbelastung im Vergleich zu einer Punktbelastung herabgesetzt, wobei selbstverständlich eine reine Linienberührung praktisch nicht vorkommt. Da die beiden Berührungslinien oder -flächen auf einer Geraden durch den Schnittpunkt der Spindelachse mit der Ringachse liegen, sind die Geschwindigkeiten der sich jeweils berührenden Flächenelemente der aneinander abrollenden Flächen längs der Geraden jeweils gleich groß mit gleicher Richtung. Man erhält daher im wesentlichen eine reine Abwälzbewegung ohne eine Verdrehung oder Verschiebung der aneinander anliegenden Flächen gegeneinander, was zu einem unerwünschten Gleitreibungsanteil führen würde.

Um eine mechanisch stabile Anordnung mit definierter Schwenkachse des Ringes zu erhalten und um einfachen Zusammenbau zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, daß der Ring in einem das Gehäuse quer durchsetzenden Schwenkbolzen in Lageröffnungen gehaltert ist und daß bei Ausbildung des Ringes mit größerem Außendurchmesser als der Durchmesser der Lageröffnungen zumindest eine der Lageröffnungen derart mit Ausbuchtungen ausgebildet ist, daß der mit dem Ring versehene Schwenkbolzen durch diese Lageröffnung hindurch in das Gehäuse geschoben werden kann. In einer besonders einfachen Ausführungsform kann jedoch auch die Schwenklagerung des Rings am Gehäuse entfallen, da sich aufgrund der konischen Ausführung der Anlageflächen eine automatische Zentrierung des Ringes ergibt.

Es wird vorgeschlagen, in das Gehäuse in axialer Richtung an einer Seite oder beidsaits des Rings jeweils ein Einsatzstück einzusetzen, das den Ring und/oder den Schwenkbolzen in der Schwenklage festlegt und unter der Vorspannung hält

Die Vorspannung des als Wälzlagerring ausgebildeten Rings zur Spindel hin wird durch ein sich am Gehäuse abstützendes Element erzielt Kommt es auf besonders einfachen Aufbau des Spindelantriebs an, so iäßt man das Element unmittelbar (ggf. unter Zwischenschaltung eines Einsatzstücks) auf den (nicht rotierenden) Außenring einwirken. Kommt es dagegen auf einen besonders ruhigen, präzisen Lauf der Spindelmutter entlang der Spindel an, so wird vorgeschlagen daß das Element unmittelbar, vorzugsweise über ein zweites Wälzlager, auf den Innenring einwirkt Hierdurch wird die im Wälzlagerring selbst liegende Laufunruhequelle umgangen, die daher rührt, daß der Wälzlagerring abweichend von der üblichen Belastung auf Kippung beansprucht wird, bei welcher Betriebsweise, außer bei Speziallagern, eine gewisse Laufunruhe auftritt

Zur Erzielung des erwünschten Drehmoments können die Einsatzstücke jeweils mit einem am Ring anliegenden Haltevorsprung ausgebildet sein, wobei beide Haltevorsprünge in bezug auf die Spindelachse um 180° versetzt sind. Gegen Verdrehung können die Einsatzstücke in einfacher Weise durch in das Gehäuse eingesetzte, quer zur Spindelachse verlaufende Stifte gesichert sein.

Um größere Freiheit in der Festlegung der Abmessungen und des Schwenkwinkels des Rings zu erhalten, wird vorgeschlagen, daß die Spindel mehrgängig ausgebildet ist und daß der Ring an den beiden Eingriffsstellen in unterschiedliche Gewindegänge eingreift.

Im folgenden wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spindelantriebs;

Fig.2—4C Ansichten von Einzelteilen der Anordnung nach F i g. 1 und zwar

Fig.2 einen Längsschnitt durch einen Gehäusemantel;

Fig.3A einen Längsschnitt entlang der Linie ΙΙΙΛ-ΙΙΙΛ in F i g. 3B eines Einsatzstückes,
Fig.3B eine Draufsicht auf das Teil gemäß Fig.3A,

F i g. 4A einen Querschitt durch einen Schwenkbolzen im Schnitt entlang der Linie WA-IVA in den Fig.4Bund4C;

Fig.4B einen Schnitt des in Fig.4A gezeigten Teils entlang der Linie IWB-IWB;
Fig.4C eine Seitenansicht des in Fig.4A gezeigten Teils in Blickrichtung IVC;

Fig.5A einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform des Spindelantriebs;

F i g. 5B einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform;

Fig.6A eine grob schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform in der den F i g. 1 und 5B entsprechenden Blickrichtung mit weggelassenem Gehäuse;

Fig.6B eine Projektion der Schwehkachseh der Anordnung gemäß F i g. 6A auf eine zur Spindelachse senkrechte Ebene und;

F i g. 7 eine der F i g. 6B entsprechende Projektion der Schwenkachsen einer weiteren Ausführungsform.

Die in F i g. 1 gezeigte Ausführungsform des Spindelantriebs ist allgemein mit 10 bezeichnet. Auf einer abgebrochen dargestellten Spindel 12 mit lediglich teilweise dargestelltem, durchgehendem Gewinde 14 läuft eine Spindelmutter 16. Die Spindelmutter 16 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 18, in welchem ein Wälzlagerring 20 um eine zur Spindelachse 22 senkrechte Schwenkachse 24 verschwenkbar gelagert ist. Die Schwenkachse 24 steht zur Schnittebene der F i g. 1 senkrecht und ist mit einem Kreuzchen angedeutet. Der Wälzlagerring 20 ist in einen Schwenkbolzen 26 eingesetzt, dessen Form aus den F i g. 4 A bis 4C hervorgeht.

In dem in F i g. 2 einzeln dargestellten Gehäuse 18 ist beidseits des den Wälzlagerring 20 haltenden Schwenkbolzens 26 jeweils ein Einsatzstück 28 vorgesehn, dessen Form wiederum aus den Fi g. 3A und 3B hervorgeht. In jedes der Einsatzstücke 28 ist ein Nadellager 30 eingesetzt, wie aus F i g. 1 hervorgeht. An den beiden axialen Enden des Gehäuses 18 sind schließlich noch zwei Einschraubteile 32 vorgesehen, wobei gewellte Federringe 34 zwischen den Einschraubteilen 32 und den Nadellagern 30 für eine auf die Einsatzstücke 28 in Richtung auf die axiale Mitte der Spindelmutter 16 wirkende Vorspannkraft sorgen. Da das in Fig. 1 linke Einsatzstück 28 mit einem in F i g. 1 oben angeordneten Haltevorsprung 36 an der diesem zugewandten Stirnseite 38 des Wälzlagerrings 20 anliegt und dementsprechend ein unterer Haltevorsprung 40 an der rechten Stirnfläche 42, ergibt sich ein im Uhrzeigersinn wirkendes Drehmoment (Pfeil A) auf den schwenkbar gelagerten Wälzlagerring 20. Dieser wird folglich soweit zur Spindel 12 hin verschwenkt, bis er an zwei Eingriffstellen C und D zur Anlage an das Gewinde 14 der Spindel 12 gelangt. Die beiden Eingriffstellen C und D sind in bezug auf die Spindelachse 22 (oder auch in bezug auf die Wälzlageracnse 44) um 180° versetzt

Der Wälzlagerring 20 besteht aus einem Außenring 46 und einem an diesem über Kugeln 48 drehbar geäagerten zweiteiligen Innenring 50. Der Innenring 50 wiederum wird von einem dem Außenring 46 entsprechenden zylindrischen Kugellagerinnenring 52 und einem in diesen eingesetzten (eingepreßten), gehärteten Einsatzring 54 gebildet Wie aus der Schnittdarstellung der F i g. 1 deutlich hervorgeht, ist der Einsatzring 54 mit trapezförmiger zur Mittelebene 56 des Wälzlagerrings 20 symmetrischer Schnittfläche B ausgebildet, wobei die zylindrische Innenumfangsfläche 58 geringere axiale Länge aufweist als die Außenumfangsfläche des Einsatzringes 54. An die Innenumfangsfläche schlließen sich daher beidseits konische Ringflächen an, nämlich die Anlageflächen 60 (in F i g. 1 links) und 62. Mit diesen konischen Anlageflächen 60 und 62 wälzt sich der Wälzlagerring 20 an entsprechend geneigten Flankenflächen des Gewindes 14 der Spindel 12 ab. Da in dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Gewinde 14 als Spitzgewinde ausgeführt ist wird jeder Gewindegang 63 von zwei Flankenflächen 64 und 66 gebildet In den interessierenden beiden Eingriffstellen C und D schließlich diese Flankenflächen 64 und 66 unterschiedliche Winkel mit der Wälzlagerringachse 44 ein. Die in F i g. 1 an den Eingriffstellen C und D jeweils rechte Flankenfläche 66 verläuft dort parallel zur Achse 44, wohingegen die jeweils linke Flankenfläche 64 einen Winkel κ von etwa 62° einschließt Da in den Eingriffstellen C und D die einander berührenden Flächen, nämlich die Flächen 60 und 64 sowie 62 und 66, sämtliche den gleichen Neigungswinkel « in bezug auf die Achse 44 aufweisen, berühren sich diese Flächen in beiden Eingriffstellen C und D jeweils längs einer Linie. Diese Linien liegen auf einer die Spindelachse 22 und die Wälzlagerachse 44 in einem Punkte schneidenden strichpunktiert dargestellten Geraden 68. Dies hat unmittelbar zur Folge, daß sämtliche jeweils einander berührenden Flächenelemente der einander abrollenden Flächen 60 und 64 bzw. 62 und 66 längs beider Berührungslinien bei schlupffreiem Lauf jeweils genau gleiche Geschwindigkeitsbeträge und -richtungen haben, wobei der jeweilige Geschwindigkeitsbetrag auf Grund dieser geometrischen Verhältnisse genau proportional mit dem Abstand des jeweiligen Flächenelements von Schnittpunkt der Geraden 68 mit den beiden Achsen 22 und 44 zunimmt Es findet daher eine reine Abrollbewegung an den beiden Berührungslinien statt. Würde der Wälzlagerring 20 dagegen beispielsweise mit seiner Innenumfangsfläche 58 an den entsprechenden Flankenflächen abrollen, nämlich mit seinem in F i g. 1 linken Rand an der Flankenfläche 66 und mit seinem rechten Rand an der Flankenfläche 64, so würde dies zum Auftreten unerwünschter Gleitreibung führen, da zwar sämtliche Flächenelemente der zylindrischen Innenumfangsfläche 58 gleiche Geschwindigkeitsbeträge haben, die an diesen anliegenden Flächenelementen der Flankenflächen 64 und 66 jedoch mit zunehmender Entfernung von der Spindelachse 22 wachsende Geschwindigkeiten haben.

Um zu gewährleisten, daß auch bei fertigungsbedingten Ganghöhenvariationen stets nur die beiden konischen Anlageflächen 60 und 62 und nicht die zylindrische Innenfläche 48 zur Anlage an das Gewinde 14 kommt, ist der Innendurchmesser der Innenumfangsfläche 58 derart groß gewählt daß an den beiden Eingriffstellen C und D jeweils noch ein Abstand a im Bereich einiger Zehntel Millimeter zu den entsprechenden Anlageflächen 60 und 62 bleibt. Hierdurch ist auch die Gefahr des Verklemmens des Gewindes 14 an der Innenumfangsfläche 58 bei geringfügig zu großer Ganghöhe des Gewindes 14 beseitigt.

Der Neigungswinkel β der Wälzlagerringachse 44 gegenüber der Spindelachse 22 beträgt 30°. Bei vorgegebenem Winkel β hängt der angesprochene Winkel λ lediglich von der Breite des Wälzlagerrings 20, genauer der Innenumfangsfläche 58, ab. Der Winkel « ergibt sich, wie bereits angeführt, dadurch, daß die Gerade 68 durch die Eingriffstellen C und D gezogen wird.

Der Wälzlagerring 20 ist in den aus den F i g. 1 und 4A bis 4C erkennbaren Schwenkbolzen 26 eingesetzt und zwar derart daß die die Schwenkachse 24 bildende Längsachse des Schwenkbolzens 26 in der Mittelebene 56 des Wälzlagerrings 20 liegt Der Schwenkbolzen 26 ist mit einer zu seiner Achse senkrechten ersten zylindrischen Einsenkung 70 versehen, deren Durchmesser D\ größer ist als der Bolzendurchmesser D₂ (siehe Fig.4A und 4B). An beiden Längsenden des Schwenkbolzens 26 bleiben daher Seitenwangen 71 stehen, die am Außenumfang des Außenrings 46 anliegen und auf diese Weise den Wälzlagerring 20 fixieren. Da der Einsatzring 54 axial geringfügig vorsteht ist eine zur ersten Einsenkung 70 zentrische zweite Einsenkung 72 geringeren Durchmessers in die erste Einsenkung eingearbeitet Zum Durchtritt der Spindel 12 durch den Schwenkbolzen 26 ist dieser mit einer zylindrischen Querbohrung 74 ausgebildet dessen

Durchmesser Eh den Außendurchmesser D* der Spindel 12 soweit übersteigt, daß eine Berührung zwischen Schwenkbolzen 26 und Spindel 12 während sämtlicher zu erwartender Betriebszustände ausgeschlossen ist

In seiner axialen Lage innerhalb des Gehäuses 18 ist der Schwenkbolzen 26 durch einen in das Gehäuse 18 von unten eingesetzten Stift 76 gesichert (siehe F i g. 1). Dabei greift der Stift *■ 76 in eine unterhalb der Querbohrung 74 ausgebildete Außenumfangsnut 78 des Schwenkbolzens 26 (siehe Fig. 1,4A und insbesondere 4C). An seinem in F i g. 1 rechten oberen Ende wird die Außenumfangsnut 78 von einer Längsnut 80 geschnitten, die sich am Außenumfang des Schwenkbolzens 26 Ober seine gesamte axiale Länge erstreckt (siehe F i g. 1 und 4A). Mit der Hilfe dieser Längsnut kann der Schwenkbolzen 26 auch dann aus dem Gehäuse !8 ir. Richtung seiner Achse 24 gezogen werden, wenn der Stift 76 in das Gehäuse 18 eingesteckt ist. Dies ist von Vorteil, da derartige Stifte nur unter großen Schwierigkeiten wieder herausziehbar sind. Um den Schwenkbolzen 26, ggf. einschließlich des aufmontierten Wälzlagerrings 20, aus dem Gehäuse 18 zur Wartung oder zum Auswechseln des Wälzlagerrings 20 herausnehmen zu können, muß lediglich die Spindelmutter 16 von der Spindel 12 abgenommen werden und dann der Schwenkbolzen 26 soweit gedreht werden, bis die Mittelebene 26 des Wälzlagerrings 20 mit der Längsachse des Gehäuses 18 zusammenfällt Der Stift 26 fluchtet dann mit der Längsnut 80. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, sind in Längsrichtung des Gehäuses 18 beidseits einer dem Durchmesser Eh angepaßten Lagerbohrung 82 Ausbuchtungen 84 vorgesehen, die derart dimensioniert sind, daß der am Schwenkbolzen 26 angebrachte Wälzlagerring 20 durch diese Ausbuchtungen 84 hindurch geschoben werden kann.

Das gewünschte Vorspanndrehmoment in Richtung des Pfeils A wird, wie bereits erwähnt, mit Hilfe der beiden zum Wälzlagerring 20 hin vorgespannten Einsatzstücke 28 erreicht Die Form der Einsatzstücke 28 geht aus den Fig. 1, 3A und 3B hervor. Diese bestehen im wesentlichen aus einem zur Spindelachse 22 zentrischen zylindrischen Körper, der eine durchgehende, die Spindel 12 mit Abstand umgreifende Bohrung 86 aufweist sowie eine zu dieser Bohrung zentrische Einsenkung 88 an der vom Wälzlagerring 20 abgewandten Seite. Die Einsenkung 88 nimmt eine Hälfte des Nadellagers 30 auf. Um Raum zu schaffen für den bereits näher erläuterten Schwenkbolzen 26 ist das Einsatzstück 28 mit einer entsprechenden halbkreisförmigen zylindrischen Ausfräsung 90 ausgebildet, deren Durchmesser den Durchmesser Eh des Schwenkbolzens 26 übersteigt Um dem Wälzlagerring 20 Bev/egur.gsraum zu verschaffen, ist am unteren Ende der Abfräsung 90 noch eine Stufe 92 in das Einsatzstück 28 eingearbeitet Am oberen Ende der Abfräsung 90 ist schließlich noch eine in Richtung der Spindelachse 22 verlaufende, zum Wälzlagerring 20 hin offene Nut 94 eingearbeitet in die ein in das Gehäuse 18 eingesetzter radialer Stift 96 eingreift Auf diese Weise ist das Einsatzstück 28 gegen Verdrehung gesichert Mit seinem rechten oberen Ende, dem bereits erwähnten Haltevorsprung 36, liegt das in F i g. 1 linke Einsatzstück 28 am Außenring 46 des Wälzlagerrings 20 an.

Das in Fig. 1 rechte Einsatzstück 28 hat die gleiche Form wie das vorstehend beschriebene linke Einsatzstück.28, es ist lediglich in bezug auf die Spindelachse 22 um 180° verdreht Die Nut 94 befindet sich daher nunmehr unten und wird von dem bereits erwähnten Stift 76 durchsetzt

Das in die erwähnte Einsenkung 88 des Einsatzstücks 28 eingesetzte Nadellager hat herkömmlichen Aufbau und besteht aus einem Lagermantel 97, aus Nadeln 99, die in einem nur schematisch dargestellten Käfig 98 gelagert sind, sowie aus Abschlußringen 91 an beiden axialen Lagerenden.

Der Zusammenbau der Spindelmutter 16 ist einfach. Hierzu muß lediglich der bereits mit dem Wälzlagerring 20 verseheneSchwenkbolzen 26 seitlich in das Gehäuse "18 eingeführt werden. Anschließend werden von beiden axialen Enden des Gehäuses 18 Her der Reihe nach die Einsatzstücke 28, die Nadellager 30, die beiden gewellten Federringe 34 sowie die Einschraubteile 32 eingeführt. Das Außengewinde des Einschraubteils 32 ist in Fig.! mit 93 bezeichnet. Durch entsprechende Verdrehung des Einschraubteils 32 läßt sich die jeweils gewünschte Vorspannung des Wälzlagerrings 22 ohne Schwierigkeiten einstellen. Hierzu ist es nicht notwendig, die Spindelmutter 16 von der Spindel 12 abzunehmen.

Die in F i g. 5A dargestellte zweite Ausführungsform des Spindelantriebs ist mit 110 bezeichnet Hierbei sind Bauteile, die denen in den F i g. 1 bis 4C entsprechen, mit denselben Bezugsziffern, jeweils vermehrt um die Zahl 100, versehen. Der Hauptunterschied liegt in der andersartigen Lagerung des Wälzlagerrings 120. Dieser ist nämlich nicht um eine gehäusefeste Achse schwenkbar gelagert sondern in Richtung seiner Mittelebene 156 im Gehäuse 118 verschiebbar gelagert, da er lediglich an den Vorsprüngen 136 der beiden Einsatzstücke 128 anliegt Die Zentrierung des Wälzlagerrings 120 übernimmt die Spindel 112, und zwar deshalb, weil der Wälzlagerring 120 auch hier, wenn auch nur einseitig, durch den einzigen Federring 134 zur Spindel 112 hin vorgespannt ist und auf Grund der schrägen Flankenflächen 164 und 166 stets eine definierte Lage an der Spindel 112 einnimmt Der Einsatzring 154 ist an seinen beiden axialen Enden mit geringfügig nach innen vorstehenden, abgerundeten Kanten ausgebildet Hierdurch wird jeweils eine gewölbte Anlagefläche 160 bzw. 162 gebildet, die in Punktberührung an einer Fisnkenfläche 164 (Eingriffstelle C) bzw. einer Flankenfläche 166 (Eingriffstelle D) anliegen. Zu den jeweils anders geneigten Flankenflächen 166 bzw. 164 haben die abgerundeten Anlageflächen 160 bzw. 162 Abstand. Aus diesem Grunde und auf Grund der Balligkeit können auch größere Toleranzen in Herstellung und Montage zugelassen werden.

Weiterhin unterschiedlich zur Ausführungsform 10 ist noch, daß anstelle der Nadellagern 30 herkömmliche Kugellager 130 eingesetzt werden. Die Drehsicherung der Einsatzstücke 128 wird ebenfalls über Stifte 1% und 176 erzielt die in entsprechend angepaßte axiale Außenumfangsnuten 194 der Einsatzstücke 128 eingreifen. Es ist lediglich ein Einschraubteil 132 vorgesehen, da das in Fi g. 5A rechte Ende des Gehäuses 118 in einem durchmesserverringerten Anschraubstutzen 101 endet An das Gewinde 103 des Anschraubstutzens 101 kann ein zu bewegendes Maschinenteil angeschraubt werden. Die in Fig.5B dargestellte dritte Ausführungsform des Spindelantriebs ist mit 210 bezeichnet Hierbei sind Bauteile, die denen in den F i g. 1 bis 4C entsprechen, mit denselben Bezugsziffern, jeweils vermehrt um die Zahl 200, versehen. Die Lagerung des Wälzlagerrings 220 über den Schwenkbolzen 226 am Gehäuse 218 entspricht der Lagerart beim Spindelantrieb 10. Ähnlich wie bei der Ausführungsform 110 gemäß Fig.5A ist

auch hier lediglich ein Einschraubteil 232 vorgesehen sowie ein abgebrochen dargestellter Anschraubstutzen 201 am rechten Gehäuseende; in beide Teile ist jeweils ein Wälzlager 230 eingesetzt, dessen Lagerinnenring 230a über eine Hülse 2306 geschoben ist, welche am Außenumfang der Spindel 212 anliegt. Die axiale Länge der Hülse 2306 entspricht etwa dem l,5fachen des Spindeldurchmessers, so daß eine ausreichende, Kippbewegungen zwischen Spindel 212 und Hülse 2306 auschließende Hülsenführung gewährleistet ist, die es andererseits erlaubt ein raum- und kostensparendes Wälzlager 230 relativ geringer axialer Länge einzusetzen.

Im Gegensatz zu den Ausführungsformen gemäß F i g. 1 bis 5A wird in der gemäß F i g. 5B lediglich ein einziges Einsatzstück 228 verwendet welches durch den einzigen Federring 234 in Richtung zum Wälzlagerring 220 hin vorgespannt ist. Die entsprechende Vorschubkraft wird vom Einsatzstück 228 über ein Wälzlager 229 unmittelbar auf den Innenring 250 des Wälzlagerrings 220 übertragen, wodurch Laufungenauigkeiten des Wälzlagerrings 220 sich nicht mehr auf den Lauf der Spindelmutter 216 auswirken können. Der unmittelbare Kraftfluß vom Wälzlager 229 über den Innenring 250 zur Eingriffstelle D führt dazu, daß zumindest bei entsprechend hoher vom Federring 234 ausgeübter Vorspannkraft die Flächenbelastung an der Eingriffstelle D im allgemeinen stets größer ist als die an der entfernteren Eingriffstelle C In einem solchen Falle wirken sich kleinere DeJustierungen der Teile der Spindelmutter 216 auf die Laufruhe und die Verschleißfestigkeit des Spindelantriebs 210 praktisch nicht aus; ist beispielsweise die Schwenkachse 224 des Wälzlagerrings 220 aus ihrem Schnitt mit der Spindelachse 222 geringfügig nach oben oder unten versetzt, so führt dies zwangsläufig zu einem Schlupf zwischen Innenring 250 und Spindel 212. Da die Vorspannkraft an der Eingriffstelle D überwiegt, kommt es hier zu einem definierten, schlupf- und daher verschleißfreien Abrollen der beiden Teile aneinander, wohingegen an der Eingriffstelle C beide Teile zwar mit Schlupf sich aneinander vorbeibewegen, jedoch unter geringer Vorspannung und damit Flächenpressung, so daß der daraus resultierende Verschleiß weiterhin vernachläßigbar ist.

Das Wälzlager 229 wälzt sich mit seinem Außenring 231 an der konischen Anlagefläche 260 ab. Hierbei kann der Außenring 231 der Anlagefläche 260 entsprechend konisch ausgebildet sein; bei der in Fig.5B dargestellten Ausführungsform wird der Einfachheit halber ein Außenring mit zylindrischer Außenumfangsfläche eingesetzt, da die Flächenpressung aufgrund des Winkels

zwischen dieser Außenumfangsfläche und der Anlagefläche 260 relativ gering ist. Aufgrund der in erster Linie radialen Belastung des (Kugel-)Wälzlagers 229 ist eine hohe Laufruhe gewährleistet Der Innenring 233 des Wälzlagers 229 ist über einen zylindrischen Lagerbolzen

235 geschoben, der wiederum in eine entsprechende Aufnahmebohrung des Einsatzstücks 228 eingesetzt ist. Das Wälzlager 229 ist in eine taschenartige Ausnehmung 237 des Einsatzstücks 228 eingesetzt mit Beilagscheiben 239 zwischen den Stirnseiten des

Wälzlagers 229 und den entsprechenden Wandflächen der Ausnehmung 237. Auf diese Weise ist das Wälzlager 229 in axialer Richtung innerhalb des Einsatzstücks 228 fixiert.

Anstelle eines einzigen im Gehäuse drehbar gelagerten Wälzlagerrings 20, 120, 220 können auch mehrere derartige Wälzlagerringe in ein Gehäuse eingesetzt werden, um hierdurch die Stabiltät und Tragfähigkeit zu erhöhen. In der F i g. 6A ist grob schematisch angedeutet, wie zwei Wälzlagerringe 20a und 206 innerhalb eines Gehäuses 8' anzuordnen sind, wobei die Spindel mit 12' bezeichnet ist. Die jeweiligen Schwenkachsen sind dementsprechend mit 24a und 246 bezeichnet. Fig.6B stellt eine Projektion dieser Schwenkachsen 24a und 246 auf eine zur Spindelachse 22' senkrechte Projektionsebene dar. Man erkennt daß die Schwenkachsen 24a und 246 in dieser Projektion einen rechten Winkel einschließen. Bei der Anordnung dreier entsprechender Wälzlagerringe innerhalb eines Gehäuses ist es zweckmäßig, wenn die Projektionen der Schwenkachsen 24c, 24c/und 24e jeweils einen Winkel von 60° miteinander einschließen.

Anstelle der eingängigen Spindel 12, 112, 212 kann auch eine mehrgängige Spindel eingesetzt werden, was insbesondere bei großen Ganghöhen sinnvoll ist Dabei greift der Ring an den beiden Gänge ein. Dies bringt den Vorteil, daß größere Freiheit in der Festlegung der Abmessungen und des Schwenkwinkels des Rings gegeben ist. Bei sehr großer Ganghöhe müßte bei eingängiger Spindel der Ring derart groß dimensioniert

werden, daß er an beiden Eingriffstellen in den einen Gang eingreifen kann, wohingegen der Ring bei mehrgängiger Spindel in einen nähergelegenen anderen Gang eingreifen kann.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Spindelantrieb umfassend eine mit Gewinde (14) ausgebildete Spindel (12; 112; 212; 12') und eine längs der Spindel bewegbare Spindelmutter (16; 216) mit einem Gehäuse (18; 118; 218; 18') und mindestens einem im Gehäuse drehbar gelagerten, die Spindel umgreifenden zylindrischen Ring, welcher um eine Achse (22; 22') der Spindel senkrechte Schwenkachse (24; 24a, 246, 24c; 24d, 24e} schwenkbar gelagert und derart zur Spindel hin verschwenkt ist, daß der Ring an zwei um 180° versetzten Eingriffstellen (C und D) in das Gewinde (14) eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring im Bereich der beiden axialen Enden seiner Innenumfangsfläche (58) mit zur Achse (44) des Rings geneigten, vorzugsweise konischen Anlagefläcnen (60, 62; 160; 260) ausgebildet ist, die an entsprechend geneigten Flankenflächen (64, 66; 164,166) des Gewindes (14) unter Schwenkvorspannung anliegen.

2. Spindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die zur Achse (44) des Rings geneigten, vorzugsweise konischen Anlageflächen (60, 62; 260) sowie die an diesen anliegenden Flankenflächen (64,66) derart geneigt sind, daß sich diese Flächen an beiden Eingriffstellen (C und D) im wesentlichen jeweils längs einer Berührungslinie oder -fläche berühren, wobei beide Berührungslinien oder -flächen auf einer durch den Schnittpunkt der Spindelachse (22) mit der Achse (44) des zylindrischen Rings gehenden Geraden (68) liegen.

3. Spindelantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring in einem das Gehäuse (18; 218) quer durchsetzenden Schwenkbolzen (26; 226) in Lageröffnungen (82) gehaltert ist und daß bei Ausbildung des Ringes mit größerem Außendurchmesser als der Durchmesser der Lageröffnung zumindest eine der Lagerövfnungen derart mit Ausbuchtungen (84) ausgebildet ist, daß der mit dem Ring versehene Schwenkbolzen durch diese Lageröffnung hindurch in das Gehäuse geschoben werden kann.

4. Spindelantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse (18; 218) in axialer Richtung an einer Seite oder beidseits des Rings jeweils ein Einsatzstück (28; 228) eingesetzt ist, das den Ring und/oder den Schwenkbolzen (26; 126) in der Schwenklage festlegt und unter der Vorspannung hält.

5. Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch wenigstens ein den als Wälzlagerring (220) ausgebildeten Ring zur Spindel (12; 112; 212) hin vorspannendes, sich am Gehäuse (18; 118; 218) abstützendes elastisches Element (34; 134; 234), welches mittelbar oder unmittelbar, vorzugsweise über ein zweites Wälzlager (229), auf den Innenring (50; 150; 250) einwirkt.

6. Spindelantrieb nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzstücke (28; 128) jeweils mit einem am Ring anliegenden Haltevorsprung (36; 136) ausgebildet sind und daß die beiden Haltevorsprünge in bezug auf die Spindelachse (22) um 180° versetzt sind.

7. Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzstücke (28; 128; 228) durch in das Gehäuse (18; 118; 218) eingesetzte, quer zur Spindelachse (22) verlaufende Stifte (76,96; 176,196) gegen Verdrehung gesichert sind.

8. Spindelantrieb nach einem der Anspräche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel mehrgängig ausgebildet ist und daß der Ring an den beiden Eingriffstellen in unterschiedliche Gewindegänge eingreift