DE8513093U1

DE8513093U1 - Roller screw drive

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Publication number: DE8513093U1
Application number: DE8513093U
Authority: DE
Original assignee: Paul Forkardt GmbH and Co KG
Current assignee: Forkardt Deutschland GmbH
Priority date: 1985-05-03
Filing date: 1985-05-03
Publication date: 1986-08-28

Description

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-DIiMwFHYb. JJK. W.U. K(JHL telefon (0211)671034 -DIiMwFHYb. JJK. WU K (JHL phone (0211) 671034

PATENTANWÄLTE TELEX 858 2D42 SPRO DPATENTANWÄLTE TELEX 858 2D42 SPRO D ZVOBI,, VERTRETBn DEJU BÜROPÄISCUEN PATENTAMTZVOBI ,, REPRESENTED DEJU BÜROPÄISCUEN PATENT OFFICE

Paul Forkardt GmbH & Co. KG
Ueinrich-Hertz-Str, 7Paul Forkardt GmbH & Co. KG
Ueinrich-Hertz-Str, 7

#006 Erkrath-Unterfeidhaus 7022# 006 Erkrath-Unterfeidhaus 7022

RollenwälzgewindetriebRoller screw drive

Die Erfindung betrifft einen Rollenwälzgewindetrieb mit einer Spindel, (die Umfangsrillen vorgegebener Steigung aufweist, mit einer Mutter, die Jnnenumfangsrillen vorgegebener Steigung aufweist, und mit zwischen beiden Sätzen von Rillen angeordneten, sich abwälzenden Rollen, die ebenfalls Umfangsrillen vorgegebener Steigung und vorgegebenen Rillenäbstands aufweisen.The invention relates to a roller screw drive with a spindle, (which has circumferential grooves of a given pitch, with a nut that Has inner circumferential grooves of predetermined pitch, and with between the two Sets of grooves arranged rolling rollers, which are also circumferential grooves of a given pitch and given groove spacing exhibit.

Solche Rollenwälzgewindetriebe sind bekannt. In einem undatierten Prospekt "SKF TRANSROL" der Firma La Technique Integrale, F-73003 Chambery, Sind zwei unterschiedliche Typen von Rollenwälzgewindetrieben beschrieben und dargestellt. Die erste Bauart mit der Bezeichnung TRANSROL SR, auch "Satelliten-Rollen-Spindel" genannt, besteht aus einer Spindel mit einem mehrgängigen Außengewinde, einer Mutter mit Innengewinde gleicher Gangizahl und gleichen Windungssinnes wie der des Spindelgewindes, und ebenfalls mit Gewinde versehenen, eingängigen Rollen. Die Rollen sind an ihren Enden ritzeiförmig ausgebildet und kämmen in der Innenverzahnung entsprechender, in die Mutterenden eingesetzter Ringe. Ferner weisen die Rollen an ihren freien Enden jenseits der Verzahnungen Zapfen auf, die in Lagerbohrungen von Führungsringen laufen. Bei einer Relativdrehung zwischen Spindel und Mutter erfolgt auch eine relative Axialverschiebung, wobei diese Axialverschiebung pro Umlauf umso größer ist, je steiler dieSuch roller screw drives are known. In an undated prospectus "SKF TRANSROL" from La Technique Integrale, F-73003 Chambery, Two different types of roller screw drives are described and shown. The first type, called TRANSROL SR, also called "satellite roller spindle", consists of a spindle with a multi-start external thread, a nut with internal thread of the same number of threads and the same direction of winding as that of the spindle thread, and also threaded, single-start rollers. The roles are at theirs The ends are formed in the shape of a scratch and mesh in the internal toothing of corresponding rings inserted into the nut ends. Furthermore, the Roll on their free ends beyond the teeth on pins that run in the bearing bores of guide rings. With a relative rotation between There is also a relative axial displacement on the spindle and nut, with this axial displacement per revolution being greater, the steeper it is

Gewinde sind. Bei gegebenen Radiaiäbmessungen ist die Variationsbreite der pro Umlauf erzielbaren Axialverschiebung (Übersetzungsverhältnis) nach oben und unten begrenzteThreads are. Given the radial dimensions, the range of variation is the axial displacement achievable per revolution (transmission ratio) limited upwards and downwards

Die Führungsringe sichern den Umfangsabstand der Rollen, und die Verzahnungen sichern den Gleichlauf der Rollen; beides ist erforderlich aufgrund der unvermeidbaren Fertigungstoleranzen. In diesen Zwangsführungen ergibt sich infolgedessen eine erhebliche Reibung mit Wärmeentwicklung, Geräuschentwicklung und Verschleiß, und dies begrenzt die zulässige Drehzahl.The guide rings secure the circumferential spacing of the rollers and the teeth ensure the synchronization of the rollers; both are necessary due to the unavoidable manufacturing tolerances. In these forced guidance As a result, there is considerable friction with the development of heat, noise and wear, and this limits the permissible Rotational speed.

Die zweite Bauart mit der Bezeichnung TRANSROL SV besteht aus einer Spindel mit einem Außengewinde, einer Mutter mit Innengewinde gleicher Gängzahl und gleichen Windungssinnes wie die des Spindelgewindes, und zwischen beiden angeordneten Rollen, die Radialrillen ohne Steigung aufweisen. Da demgemäß bei Relativdrehung zwischen Spindel und Mutter die Rollen eine Axialverlagerung erfahren, ist an einer Stelle des Mutter-Innenumfangs das Gewinde ausgespart, und die Rollen werden an dieser Stelle mittels einer Führungskulisse wieder in ihre Ausgangsposition zurückverlagert. Hinsichtlich der möglichen Übersetzungsverhältnisse gilt das zu dem Typ SR oben Ausgeführte entsprechend.The second type, called TRANSROL SV, consists of one Spindle with an external thread, a nut with an internal thread of the same number of starts and the same direction of winding as that of the spindle thread, and between two arranged rollers, which have radial grooves without a slope. Since the rollers experience an axial displacement when there is a relative rotation between the spindle and the nut, there is one point on the inside circumference of the nut the thread is cut out, and the rollers are moved back to their starting position at this point by means of a guide link. With regard to the possible transmission ratios, what has been said above for the SR type applies accordingly.

Um den Umfangsabstand der Rollen festzulegen, ist ein entsprechender Käfig vorgesehen.An appropriate cage is used to determine the circumferential distance between the rollers intended.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rollenwälzgewindetrieb mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, der gegenüber den beiden bekannten Ausführungsformen baulich vereinfacht ist, das heißt eine geringere Zahl von Bauteilen aufweist, gleichwohl eine höhere Lebensdauer bei besserem Wirkungsgrad aufweist und zugleich ermöglicht, die Variationsbreite des Übersetzungsverhältnisses zu vergrößern. Bei den bekannten Ausführungsformen bedingt nämlich ein gewünschtes niedriges Übersetzungsverhältnis (d.h. eine kleine relative Axialverlagerung von Spindel und Mutter pro Relativdrehung) auch extrem kleine Abmessungen von Rollendurchmesser oder Rillenbreite mit entsprechend geringer Tragfähigkeit.The object of the invention is to provide a roller screw drive with the initially to create mentioned features, which is structurally simplified compared to the two known embodiments, that is, a lower number of components, nevertheless has a longer service life with better efficiency and at the same time enables the range of variation of the To increase transmission ratio. Namely, in the known embodiments, a desired low transmission ratio is required (i.e. a small relative axial displacement of spindle and nut per relative rotation) also extremely small dimensions of roller diameter or Groove width with correspondingly low load-bearing capacity.

Diese Aufgabe wird gemäß eier Erfindung dadurch gelöst, daß die Rillengangzshl und/oder der RiHenwindungssinn von Spindel und Mutter⁴ unterschiedlich sind. Dabei kann der Windungssinn rechtsgängig, Null oder linksgängig sein.According to an invention, this object is achieved in that the groove pitch and / or the direction of the thread winding of the spindle and nut ^{4 are} different. The winding direction can be right-hand, zero or left-hand.

Die bekannten Rollenwälzgewindetriebe weisen, wie oben erwähnt, Gewinde gleicher Gangzahl und gleichen Windungssinnes bei Spindel und Mutter auf, und es ist auf den ersten Blick einleuchtend, daß eine solche Anordnung funktionsfähig ist.As mentioned above, the known roller screw drives have threads the same number of turns and the same winding direction in the spindle and nut, and it is obvious at first glance that such an arrangement is functional.

Bei dem erfindungsgemäßen Trieb ist dies jedoch keineswegs der Fall, und es ist nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen nachzuweisen, daii und unter welchen Voraussetzungen ein solcher Trieb funktionsfähig ist.In the case of the drive according to the invention, however, this is by no means the case, and it must be demonstrated below with the aid of the attached drawings that and under what conditions such an instinct is functional.

Fig. J zeigt schematisch einen Radialschnitt durch einen
Rollenwälzgewindetrieb;Fig. J shows schematically a radial section through a
Roller screw drive;

Fig. 2 ist ein Nomogramm zur Erläuterung der Wirkungsweise;Fig. 2 is a nomogram for explaining the operation;

Fig. 3 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus Fig. 2;Fig. 3 is an enlarged section from Fig. 2;

Fig. 4 zeigt einen Teilaxialschnitt durch einen Wälzgewindetrieb gemäß der Erfindung;4 shows a partial axial section through a roller screw drive according to the invention;

Fig. 5 ist eine Phantomdraufsicht in Richtung des Pfeiles "A"
in Fig. 4;Fig. 5 is a phantom top view in the direction of arrow "A"
in Fig. 4;

Fig. 6 zeigt in Teilaxialansicht einen Wälzgewindetrieb
gemäß der Erfindung, und6 shows a roller screw drive in a partial axial view
according to the invention, and

Fig. 7 zeigt eine Alternative zu Fig. 6.FIG. 7 shows an alternative to FIG. 6.

In der nachfolgenden Erläuterung wird zur Vereinfachung davon ausgegangen, daß der Trieb prinzipiell den Aufbau des eingangs erörterten Rollenwälzgewindetriebes TRANSROL SR aufweist; der Fachmann kann erkennen, daß die Erfindung in gleicher Weise auch bei dem Typ SV anwendbar sein kann.For the sake of simplicity, the following explanation assumes that that the drive is basically the structure of the roller screw drive discussed at the beginning TRANSROL SR has; the person skilled in the art can recognize that the invention can also be applied in the same way to the SV type can.

Fig. 1 läßt die Spindel 10, die Mutter 12 und acht Satellitenrollen 14 erkennen, wobei jeweils die Flankendurchmesser d, der Spindel, d~ der Rollen
und d₃ der Mutter eingezeichnet sind. ("Flanke" bedeutet diejenige Stelle der zusammenwirkenden Gewindegänge, wo die Berührung mit dem jeweils anderen Element erfolgt; "Rille" bezeichnet den Bereich des Kerndurchmessers, und "Steg" den Bereich des Außendurchmessers). Die Gangzahl des Spindelge-Fig. 1 shows the spindle 10, the nut 12 and eight satellite rollers 14, with the pitch diameter d, of the spindle, d ~ of the rollers
and d _{3 of} the mother are shown. ("Flank" means that point of the interacting thread turns where the contact with the other element takes place; "Groove" means the area of the core diameter, and "Land" the area of the outer diameter). The number of turns of the spindle

windes wird analog mit n^ die der Rollen mit n₂ und die der Mutter mit . j n₃ bezeichnet. Der Einfachheit halber wird n₂ = 1 angenommen. Im allgemeinen ist es nicht zulässig, daß die Rollen sich im Betrieb relativ zur I Mutter axial verlagern (im Einzelfall kann es aber zulässig sein); des- j halb ergibt sich wegen d~7Tn₃ = dg7T: t windes becomes analogous with n ^ that of the roles with n ₂ and that of the mother with. j n ₃ denotes. For the sake of simplicity, n ₂ = 1 is assumed. In general, it is not allowed that the rolls move during operation relative to the nut axially I (in individual cases but it may be allowed); therefore, because of d ~ 7Tn ₃ = dg7T: t

n₃ = d₃/d₂ (1) jn ₃ = d ₃ / d ₂ (1) j

Für den Flankendurchmesser der Spindel gilt natürlichThe following naturally applies to the pitch diameter of the spindle

d₁ = d₃ - 2d₂. (2)d ₁ = d ₃ - 2d ₂ . (2)

Wenn der Abstand zweier Rillen des Rollengewindes mit h₂ bezeichnet wird, * ergeben sich die Steigungen für Spindel- und Muttergewinde aus den Be- \ Ziehungen ιIf the distance between two grooves is referred to the roll cradles wind with h ₂ * results in the slopes for the spindle and nut threads from the fields \ drawings ι

Spindelgewinde H. = n^h₂ (3) ISpindle thread H. = n ^ h ₂ (3) I

Mutterngewinde H₃ = n₃h₂ (4) ;Nut thread H ₃ = n ₃ h ₂ (4);

Bei vorgegebenem Flankendurchmesser d₃ der Mutter sind wegen Gleichung (1) nur solche Flankendurchmesser d₂ der Rollen zulässig, bei denen sich ein ganzzahliges n₃ ergibt. Mit vorgebenem n₃ ist dann auch wegen (4) die Steigung H₃ des Mutterngewindes festgelegt.With a given pitch diameter d _{3 of} the nut, equation (1) only allows pitch diameters d _{2 of} the rollers for which an integer n ₃ results. With the specified n ₃ _{, the pitch H 3 of} the nut thread is then also determined because of (4).

Für die Spindelgewindesteigung H. hingegen steht eine Reihe möglicher Werte zur Verfugung, nämlich gemäß (3) ganzzahlige Vielfache von h₂ mitFor the spindle thread pitch H., however, a number of possible values are available, namely, according to (3), integer multiples of h ₂ with

n. = -n , ..., -2, -1, 0, 1, 2, ..., ... η , wobei η , η praktische ix y χ y n. = -n, ..., -2, -1, 0, 1, 2, ..., ... η, where η, η practical ix y χ y

Grenzwerte sind. Das negative Vorzeichen soll dabei eine Umkehrung des Windungssinnes gegenüber dem Mutterngewinde symbolisieren.Limits are. The negative sign is intended to be a reversal of the Symbolize the sense of the winding opposite the nut thread.

Die dann vorliegenden Verhältnisse für einen negativen Wert von n, sind in Fig. 2 und 3 dargestellt*The ratios then present for a negative value of n are shown in Fig. 2 and 3 *

Fig. 2 zeigt eine der Rollen 14, weitgehend schematisiert, und eine Abwicklung einer Zylinderprojektion, von der Spindelachse aus, in die Man-Fig. 2 shows one of the rollers 14, largely schematized, and a development a cylinder projection, from the spindle axis, into the man-

telebene des Mutterflankendurchmessers, wobei die Linien L. die Gewinderillen der Mutter und die Linien L₂ die Gewinderillen der Spindel symbolisieren. Die Punkte P symbolisieren die Stellen, an denen ein Wirkeingriff zwischen einer Rolle und dem Muttergewinde möglich ist, und die kleinen Kreise K symbolisieren die Stellen, an denen ein Wirkeingriff zwischen einer Rolle und dem Spindelgewinde möglich ist.central plane of the nut flank diameter, the lines L. _{symbolizing the thread grooves of the nut and the lines L 2} symbolizing the thread grooves of the spindle. The points P symbolize the points at which an operative engagement between a roller and the female thread is possible, and the small circles K symbolize the points at which an operative engagement between a roller and the spindle thread is possible.

Bei den bekannten Wälzgewindetrieben wurden die Linien L₂ parallel zu den Linien L. und genau mittig zwischen diesen verlaufen, und an jeder Stelle des Umfangs könnte eine Rolle angeordnet sein; aus diesem Grunde sind bei den bekannten Trieben die Führungsringe bzw. die Rollenkäfige nötig, um den Umfangsabstand der Rollen zu definieren. - Anders liegen die Verhältnisse bei dem erfindungsgemäßen Trieb; man kann der Fig. 2 entnehmen, daß nur ganz bestimmte Abstände C_n zwischen in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Rollen zulässig sind, und es ist zu zeigen, daß es für jeden Wert von η, und n₃ eine ganze Zahl w von maximal zulässigen Rollen mit Gangzahl 1 und Steigung h₂ (bzw. mit Rillenabstand h₂, wenn die Steigung null ist) gibt. Der Abstand c_n ist in Fig. 2, wie oben erläutert, wieder die Projektion in die abgewickelt dargestellte Mantelfläche des Mutternflankendurchmessers. In the known roller screw drives, the lines L _{2 were} parallel to the lines L. and run exactly in the middle between them, and a roller could be arranged at each point on the circumference; For this reason, the guide rings or the roller cages are necessary in the known drives to define the circumferential spacing of the rollers. - The situation is different in the case of the drive according to the invention; it can be seen from Fig. 2 that only very specific distances C _n are permitted between consecutive roles in the circumferential direction, and it is to be shown that for each value of η and n _{3 there is} an integer w of maximum permissible roles with number of turns 1 and pitch h ₂ (or with groove spacing h ₂ if the pitch is zero). In FIG. 2, as explained above, the distance c _n is again the projection into the circumferential surface of the nut flank diameter shown as developed.

Bei der folgenden Betrachtung wird auf die beiden Dreiecke QRS und QRT Bezug genommen, die in Fig. 3 noch einmal vergrößert herausgezeichnet sind. Mit U₃ als dem Flankenurnfang des Mutterngewindes gilt:In the following consideration, reference is made to the two triangles QRS and QRT, which are drawn out again enlarged in FIG. 3. With U ₃ as the flank circumference of the nut thread, the following applies:

tan ß₂ = ^l = ⁿ1 ^U2. (5)tan ß ₂ = ^ l = ⁿ 1 ^U 2. (5)

Uo n_q dp7TUo n _q dp7T

tan ß. = ^H3 = ⁿ3 ^h2 (6)tan ß. = ^H 3 = ⁿ 3 ^h 2 (6)

Uo ru d₉7TUo ru d ₉ 7T

■J JL.■ J JL.

_{c =} b h_{2 =} a h₂ (7) _{c =} bh _{2 =} ah ₂ (7)

tan Ii₂ tan ß.tan Ii ₂ tan ß.

und es resultiertand it results

b/a = n./n, (8)b / a = n./n, (8)

- 6 Da außerdem a+b = 1 gilt, erhält man- 6 Since a + b = 1 also holds, one obtains

b = η,,/η-,+η.,, und aus der Bedingung (9)b = η ,, / η -, + η. ,, and from condition (9)

= H. = n^2 folgt= H. = n ^ 2 follows

w = η, + n₁. (10)w = η, + n ₁ . (10)

Der Winkelabstand der Rollen voneinander beträgt dann mindestens 360°/w, aber es braucht natürlich nicht jede dieser möglichen Rollenpositionen tatsächlich mit einer Rolle besetzt zu sein.The angular distance between the rollers is then at least 360 ° / w, but of course it does not need every one of these possible role positions actually being filled with a role.

Die Übersetzungsverhältnisse zwischen Relativdrehwinkel und Axialverlagerung hängen nun offensichtlich von der Größe der Steigungen H. und H₃ ab und sind innerhalb weiter Grenzen wählbar.The transmission ratios between the relative angle of rotation and the axial displacement now obviously depend on the size of the gradients H and H ₃ and can be selected within wide limits.

Während bei den bekannten Rollenwälzgewindetrieben die Führungsringe dazu dienen zu verhindern, daß die einzelnen Rollen sich im Betrieb in Umfangsrichtung und zugleich axial verlagern, ist eine solche Verlagerung bei dem erfindungsgemäßen Trieb so nicht möglich, weil die Rollen eben nur an ganz bestimmten Stellen des Umfangs richtig arbeiten können. Diese Tatsache kann man sich gemäß der Erfindung zunutze machen.While with the known roller screw drives the guide rings to it serve to prevent the individual roles from moving in the circumferential direction during operation and at the same time shift axially, such a shift is not possible with the drive according to the invention because the rollers are flat can only work properly at very specific points in the scope. These Fact can be made use of according to the invention.

An den durch den Abstand c_p (in Fig. 2) vorbestimmten Umfangsstellen kreuzen sich die Rillen von Mutter und Spindel, so daß die gleichzeitig in den Mutterrillen und den Spindelrillen im Eingriff befindlichen Rollenstege bei einem spielfrei gemachten System sich an den Rillenflanken von Mutter und Spindel anlegen.At the circumferential points predetermined by the distance c _p (in FIG. 2), the grooves of the nut and spindle intersect, so that the roller webs which are simultaneously in engagement in the nut grooves and the spindle grooves, in a system made backlash-free, are located on the groove flanks of nut and spindle Create spindle.

Auf diese einfache Weise wird somit ohne zusätzliche Hilfsmittel eine tangentiale Verlagerung der Rollen aus den vorbestimmten Umfangsstellen formschlüssig verhindert. Dadurch bedingt, können die sonst benötigten Führungsringe sowie (bei Vorhandensein einer auf alle Rollen stets einwirkenden Vorspannung) auch die sonst benötigten Verzahnungen entfallen.In this simple way, a tangential displacement of the rollers from the predetermined circumferential locations positively prevented. As a result, the otherwise required Guide rings and (if there is a preload that always acts on all rollers) also the teeth that are otherwise required are omitted.

Bei dem Bestreben, das System von Spindel, Rollen und Mutter spielfrei zu machen, und darüber hinausgehend sogar unter Vorspannung zu setzen, kann man sich dreier unterschiedlicher Methoden bedienen:With the endeavor to keep the system of spindle, rollers and nut free of play three different methods can be used:

Bei einer ersten Methode kann man die beteiligten Elemente bezüglich ihrer Durchmesser derart dimensionieren, daß nach erfolgter Montage des Systems alle Rollen mit entsprechender Vorspannung zwischen Mutter und Spindel eingespannt sind.In a first method, one can identify the elements involved in terms of their Dimension the diameter in such a way that, after the system has been installed, all rollers are preloaded between the nut and the Spindle are clamped.

Bei einer zweiten Methode kann man mit einer zweigeteilten Mutter gemäß Fig. 4 arbeiten. In Fig. 4 ist ein erfindungsgemäßer Rollenwälzgewindetrieb dargestellt, in dem mehrere Aspekte der Erfindung verwirklicht sind, nämlich einmal die Erzeugung der Rollenvorspannung, zum zweiten das Vermeiden einer eventuellen Kippneigung der Rollen, ohne daß Führungsringe unabdingbar wären, und schließlich eine besonders vorteilhafte Festlegung der Gangzahlen n, bzw. η, sowie n₂- Zunächst wird der Aspekt der Vorspannung behandelt. Fig. 4 zeigt den Rollenwälzgewindetrieb mit einer um die Achse 31 rotierbaren Spindel 23, zwei Mutternhälften 24 bzw. 25 und Rollen 26. Mit Hilfe eines in seiner Breite abgestimmten Zwischenringes 27 werden die beiden Mutternhälften auf eine bestimmte Distanz gebracht, derart, daß nach durchgeführter Montage des Systems alle Rollen mit einer vorbestimmten Vorspannung zwischen Mutter und Spindsl eingespannt sind.In a second method, you can work with a two-part nut as shown in FIG. In Fig. 4 a roller screw drive according to the invention is shown in which several aspects of the invention are implemented, namely on the one hand the generation of the roller preload, on the other hand the avoidance of a possible tendency of the rollers to tilt without guide rings being indispensable, and finally a particularly advantageous definition of the number of turns n, or η, as well as n ₂ - First, the aspect of prestressing is dealt with. Fig. 4 shows the roller screw drive with a rotatable about the axis 31 spindle 23, two nut halves 24 or 25 and rollers 26. With the help of an intermediate ring 27 matched in its width, the two nut halves are brought to a certain distance, so that after performed Assembly of the system all rollers are clamped with a predetermined preload between nut and spindle.

Bei einer dritten Methode ermöglicht die Erfindung das Spielfreimachen und gleichzeitige Vorspannen des Rollenwälzgewindetriebes, indem die Rollen in Umfangsrichtung gegeneinander verspannt werden, so daß die Wirkberührungslinien an den Rillenflanken von Mutter und Spindel unter Druck gesetzt werden.In a third approach, the invention enables the game to be cleared and simultaneous biasing of the roller screw drive by the rollers are braced against each other in the circumferential direction, so that the Active contact lines on the groove flanks of the nut and spindle below Pressure to be set.

Fig. 6 zeigt eine erste Variante; der Umfangsabstand der Lagerbohrungen jeweils aufeinanderfolgender Rollen ist abwechselnd kleiner (ßJ und größer (ßg) als der Nennabstand, wobei die Abweichung von der richtigen Winkellage die Rollen in Umfangsrichtung nur geringfügig zu belasten braucht.6 shows a first variant; the circumferential distance of the bearing bores successive roles is alternately smaller (ßJ and greater (ßg) than the nominal distance, the deviation from the correct Angular position only needs to load the rollers slightly in the circumferential direction.

Fig. 7 zeigt, wie dasselbe Ergebnis dadurch erzielt werden kann, daß die jeweils benachbarten Rollen mittels Federklammern 20 voneinander gespreizt werden. Die Reibung in den Lagerstellen ist dabei dadurch verringert, daß jedes Rollenende mit einem kleinen Nadellager 22 bestückt ist.Fig. 7 shows how the same result can be achieved by using the each adjacent roles by means of spring clips 20 spread apart will. The friction in the bearing points is reduced by the fact that each end of the roller is equipped with a small needle bearing 22 is.

I I II I I

Bei der letztgenannten Methode der Erzeugung einer Vorspannung ergibt sich der zusätzliche Vorteils daß trotz unvermeidbarer Fertigungstöleränzeri stets sichergestellt ist* daß alle Rollen spielfrei an den Rillenflanken von Mutter und Spindel anliegen Und daß alle Rollen unter gleicher Vorspannung stehen.In the latter method of generating a preload results the additional advantage that despite unavoidable production dancers It is always ensured * that all rollers have no play on the groove flanks of nut and spindle and that all roles under the same preload.

Um für die mit Vorspannung zu versehenden Rollenwälzgewindetriebe eindeutige Abwälzverhältnisse herzustellen, empfiehlt es sich, je nach Vorspannungsrichtung die Stege der Rollen nur an der einen oder anderen Flanke der Spindelgewindestege abwälzen zu lassen. Hierfür wird - wie in Fig. 4 gezeigt - die Rolle in zwei Abschnitte unterteilt.
In jedem der beiden Abschnitte weist der Abstand f zweier Rillen die gleiche Größe auf wie der Abstand f zweier Gewinderillen der Spindel. Der Abstand m zwischen zwei Rillen beider Abschnitte im Nennabstand eines ganzzahligen Vielfachen ζ von f wird jedoch geringfügig größer als ζ · f gewählt.In order to produce unambiguous rolling conditions for the roller screw drives to be preloaded, it is advisable, depending on the direction of preload, to let the webs of the rollers roll only on one or the other flank of the spindle thread webs. For this purpose - as shown in Fig. 4 - the role is divided into two sections.
In each of the two sections, the distance f between two grooves has the same size as the distance f between two thread grooves of the spindle. The distance m between two grooves of both sections at the nominal distance of an integer multiple ζ of f is, however, chosen to be slightly larger than ζ · f.

Die in den mit Steigung versehenen Gewinderillen von Mutter und/oder Spindel sich abwälzenden Rollen haben die Neigung, sich der Steigung der Gewinderillen folgend schiefzustellen. Bei gegenläufigem Windungssinn der Rillen in Mutter und Spindel möchte sich die Rolle dabei nach der größten vorhandenen Rillensteigung ausrichten.The thread grooves of the nut and / or in the pitch provided Rolling spindles have a tendency to be inclined following the pitch of the thread grooves. In the opposite direction of winding the Grooves in the nut and spindle want to align the role with the greatest existing groove pitch.

Mit einer einfachen Maßnahme kann man diesem Bestreben der Rollen insbesondere bei vorgespannten Systemen vorbeugen.With a simple measure one can this endeavor of the roles in particular prevent this in the case of pre-tensioned systems.

In Fig. 5 werden die dabei zu berücksichtigenden Verhältnisse anhand einer Rolle 32 aus Fig. 4 (mit der Rillengangzahl n₂ = 0) schematisch aufgezeigt. Man hat sich das Schema der Fig. 5 als eine Draufsicht auf Fig. 4 in Richtung A vorzustellen. Die Punkte P₁ bis P₄ haben dabei ebenfalls ihre Entsprechungen in den Punkten P₁ bis P₄ in Fig. 5.
Die Linien W₁ und W₂ stellen die Abwälzlinien zwischen Rollen und Spindelgewindeflanken und die Linien W₃ und W₄ stellen die Abwälzlinien zwischen den Rollen und den beiden Mutternhälften dar.In FIG. 5, the relationships to be taken into account are shown schematically on the basis of a roller 32 from FIG. 4 (with the number of grooves n ₂ = 0). The scheme of FIG. 5 is to be imagined as a plan view of FIG. 4 in direction A. The points P ₁ to P _{4 also} have their counterparts in the points P ₁ to P ₄ in FIG. 5.
The lines W ₁ and W ₂ represent the rolling lines between the rollers and the spindle thread flanks and the lines W ₃ and W ₄ represent the rolling lines between the rollers and the two nut halves.

Da die Steigung der Linien W₁ bzw. W₂ größer ist als die Steigung der Linien W₃ bzw. W₄, möchte sich die Rolle unter Belastung in Richtung des Pfeiles 33 schiefstellen.Since the slope of the lines W ₁ or W _{2 is} greater than the slope of the lines W ₃ or W ₄ , the roller would like to be inclined under load in the direction of the arrow 33.

Durch die Anlage der Rollenstege in den Punkten P₁ und P₂ an den Gewindeflanken der Spindel 23 (in Fig. 4) wird die Rolle jedoch an einer ent-However, due to the contact of the roller webs at points P ₁ and P ₂ on the thread flanks of the spindle 23 (in FIG. 4), the roller is

• · Mtl · t• · Mtl · t

»it ti »It ti

ι tilt tiι tilt ti

(I I fc 1 t(I I fc 1 t

pi til pi til

it t ( I I Iit t (I I I

-Q--Q-

sprechenden Drehung gehindert. Eine derartige Verhinderung der Verdrehung durch Formschluß wäre jedoch nicht gegeben, lägen die Berührungspunkte P. bzw. P₂ jeweils auf der anderen Flankenseite der Rollenstege, wofür in Fig. 4 die Beziehung m-tfz · f gelten würde. Würde sich die Rolle nach Vertauschung der Steigungsgrößen im entgegengesetzten Sinne drehen wollen, müßten dann allerdings an den Rollen die Bedingung m< ζ * f realisiert werden.speaking rotation prevented. Such a prevention of the rotation by positive locking would not be given if the points of contact P and P _{2 were} each on the other flank side of the roller webs, for which the relationship m-tfz · f would apply in FIG. 4. If the roller would want to rotate in the opposite direction after exchanging the gradient values, the condition m <ζ * f would then have to be implemented on the rollers.

Eine spezielle Variante eines erfindungsgemäßen Roiienwäizgewindetriebs ist die Ausführung mit einer Mutter (oder Spindel) mit abstandsgleichen Rillen (also n-, = 0) anstelle eines Innengewindes und mit Rollen mit ebenfalls abstandsgleichen Rillen (also n₂ = 0) anstelle eines Rollengewindes. A special variant of a Roiienwäiz screw drive according to the invention is the version with a nut (or spindle) with equally spaced grooves (i.e. n-, = 0) instead of an internal thread and with rollers with equally spaced grooves (i.e. n ₂ = 0) instead of a roller thread.

Eine derartige Variante ist in Fig. 4 mit einer geteilten Mutter 24, 25 dargestellt.Such a variant is shown in FIG. 4 with a split nut 24, 25 shown.

Ein besonderer Vorteil dieses Getriebes besteht darin, daß selbst bei eventuellem Schlupf relativ zur Mutter die Rollen nicht in axialer Richtung auswandern können.A particular advantage of this transmission is that even with possible slippage relative to the nut, the rollers cannot migrate in the axial direction.

Falls bei einem derartigen Getriebe gleichzeitig noch dafür Sorge getragen wird, daß stets alle Rollen unter Vorspannung stehen, kann auf die sonst üblichen Führungsringe und die Verzahnungen verzichtet werden, was sich nicht nur bezüglich der Herstellkosten, sondern auch bezüglich Wirkungsgrad, Verschleiß, Betriebssicherheit und Baugröße günstig auswirkt. Die Fertigung kann ebenfalls kostengünstiger als sonst erfolgen. Sofern bei dem vorgenannten Getriebe Abstreiferringe angebracht werden müssen, können dieselben nicht - wie bei bekannten Rollenwälzgetrieben möglich fest mit der Mutter verbunden werden, da die Spindelsteigung nicht identisch mit der resultierenden Steigung ist.If this is also taken care of with such a transmission is that all roles are always under tension, can be dispensed with the otherwise usual guide rings and the teeth, what not only in terms of manufacturing costs, but also in terms of efficiency, Wear, operational reliability and size have a favorable effect. The production can also take place more cost-effectively than usual. Provided with the aforementioned gear wiper rings have to be attached, the same cannot - as is possible with known roller gears must be connected to the nut, as the screw pitch is not identical to the resulting pitch.

Wie man zeigen kann, müssen die Abstreifer in Gehäusen untergebracht sein, welche mit der Rotationsgeschwindigkeit der Mittelpunkte der sich abwälzenden Rollen mitumlaufen. Dies wird am einfachsten durch formschlüssigen Kontakt mit den Rollen erreicht, wie in Fig. 4 gezeigt wird. In Fig. 4 weisen die Rollen 26 zwei seitliche Zapfen 28 auf, welche in entsprechende Bohrungen eines Abstreifergehäuses 29 mit Abstreifer 30 eingreifen und auf diese Weise Gehäuse und Abstreifer zum rollensynchronen Umlauf zwingen.As can be shown, the wipers must be housed in housings be, which rotate with the rotation speed of the centers of the rolling rollers. The easiest way to do this is by form-fitting Contact with the rollers is achieved as shown in FIG. In Fig. 4, the rollers 26 have two lateral pins 28 which in corresponding bores of a scraper housing 29 engage with scraper 30 and in this way the housing and scraper for roller-synchronous Force circulation.

Claims

Expectations

1. Roller screw drive with a spindle, the circumferential grooves having a predetermined pitch, with a nut, the inner circumferential grooves having a predetermined pitch, and with between the two sets of grooves arranged, rolling rollers, which are also circumferential grooves predetermined Have slope and predetermined groove spacing, thereby characterized in that the number of grooves (n .., n,) and / or the Groove winding sense of spindle (10) and nut (12) are different.

2. Roller screw drive according to claim 1, characterized in that that the circumferential distance between adjacent rollers (14) is nominal 360 ° / vv or an integer multiple thereof, where w is equal to the sum (η, + η.,) Of the number of turns of the spindle and nut.

3. Roller screw drive according to claim 1, characterized in that that a predetermined distance in the circumferential direction between adjacent rollers (26) is maintained by acting positively in the circumferential direction Rest of the roller web flanks on the groove flanks of the nut (24, 25) and spindle (23).

4. Roller screw drive according to claim 2 or 3, characterized in that that the rollers have two axially one behind the other groups of grooves with the same groove spacing within the group (f) and the distance (m) between two grooves lying in separate compartments is not equal to z times f (m ^ ζ · f), where ζ is an integer and is different from zero.

* I It

5. Roller screw drive according to claim 2 or 3, characterized in that that the flanks of the roller webs rest against the groove flanks of the nut and spindle under prestress.

6. Roller screw drive according to claim 5, characterized in that that the preload is provided by maintaining a predetermined distance between two nut halves.

7. Roller screw drive according to claim 4 and 5, characterized in that that the condition m> z. f is then applied, wr-.n is the slope the spindle grooves are decisive with regard to the endeavors of the role, to twist their axis skewed to the spindle axis.

8. Roller screw drive according to claim 2 or 3, characterized in that that the circumferential distance between adjacent rollers (14) by forces acting perpendicular to the roller axes compared to the nominal The circumferential distance is reduced or increased while reducing the play between the rollers (14), spindle and nut.

9. Roller screw drive according to claim 8, characterized by tension or compression springs (20) acting between adjacent rollers (14).

10. Roller screw drive according to claim 8, characterized by Guide rings in which the end journals of the rollers (14) are mounted, the bearing centers of the rings alternating with respect to the nominal circumferential distance are enlarged or reduced.

11. Roller screw drive according to claim 9 or 10, characterized in that that each end of the roller is equipped with a roller bearing (22) on the outer ring of which the forces act.

12. Roller screw drive according to one of the preceding claims, characterized in that the number of grooves on the nut and rollers (n ₃ and n ₂ ) are equal to zero.

13. Roller screw drive according to claim 12 _S, characterized in that wipers (30) engaging in the spindle thread are provided * which are driven relative to the spindle to rotate at an angular speed equal to that of the roller centers.