DE3302633A1

DE3302633A1 - Geschlossene waelzmutter

Info

Publication number: DE3302633A1
Application number: DE19833302633
Authority: DE
Inventors: Joachim 2300 Molfsee Uhing
Original assignee: UHING JOACHIM ING
Current assignee: Uhing Hans Peter Dipl-Ing 2300 Molfsee De Uh
Priority date: 1983-01-27
Filing date: 1983-01-27
Publication date: 1984-08-02
Also published as: NL189931B; IT8419298A0; AT396515B; DE3302633C2; US4573367A; GB2135016A; FR2541395A1; GB2135016B; NL8400137A; FR2541395B1; IT1206714B; ATA4084A; CH668301A5; GB8402063D0; NL189931C

Description

Geschlossene Wälzmutter

Die Erfindung betrifft eine geschlossene Wälzrautter nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Es sind Wälzmuttern bekannt (vgl. DE - PS 27 09 006), die aus vorwiegend drei oder vier Eollringen bestehen, die mit ihrer Innenlauffläche sich auf glatten runden Wellen abwälzen. Sie stehen schräg zur Wellenachse und mit ihr in reibschlüssiger Verbindung, Die Berührungsflächen zwischen Welle und Rollringen und ihre Schrägstellung sind so gewählt, daß die Wälzbahnen der Rollringe auf der Welle gleichartige schraubenförmige Linien beschreiben. Die Rollringe sind in einem zweiteiligen Gehäuse untergebracht, welches mit entsprechenden Aussparungen zur Aufnahme der Rollringe und der elastischen Mittel versehen sind, die für die Erzeugung der Drucke (Reibungsschluß) dienen. Diese Wälzmuttern haben große Genauigkeit, sind aber für viele Anwendungsfälle zu aufwendig und zu speziell. So ist es beispielsweise mit dieser Konstruktion nicht möglich, die Schraubgetriebe von linker auf rechte oder auf eine andere Größe dieser Steigung umzustellen. Nachteilig ist auch die Zweiteilung des Gehäuses, welche immer eine gegenseitige maßliche Anpassung und Ferschraubung erfordert.

In Kenntnis dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Getriebeart mit Wälzmuttern so zu vereinfachen, daß die erforderlichen Bauelemente je nach gewünschter Getriebeausführung in einfacher Weise zusammensetzbar sind, ohne daß hierfür komplizierte Gehäuseteile mit Schraub- und Druckelementen notwendig sind.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale. Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung beschrieben. Es zeigt;

Figur 1 die Vorderansicht einer Wälzmutter mit drei Rollrin-. gen im Schnitt, bei der jedoch die drei Rollringe in rechter Steigung eingestellt sind,

Figur 2 eine Draufsicht gemäß Figur 1,

Figur 3 den Querschnitt gemäß der Figur 1 im Schnitt,

Figur 4 die Draufsicht einer solchen Wälzmutter mit drei Ringen für die linke Steigung

Figur 5 eine Wälzmutter im Gegensatz zu den Figuren 1, 2 und 4 mit vier Rollringen, dargestellt ebenfalls für die rechte Steigung,

Figur 6 eine flache Druckfeder-Anordnung·, vorwiegend für Wälzmuttern mit vier Rollringen,

Figur 7 die Druckfeder in Verbindung mit dem Rollring.

Der Aufbau von Wälzmuttern wird in erster Linie von zwei Forderungen der Praxis bestimmt. Rein äußerlich ist es einerseits die Bauform, die sich an die Gegebenheiten der Maschine oder des Apparates anpassen muß (Lage der Rollringe), während es andererseits die für das zu verwirklichende .Bewegungsgesetz notwendige Steigung ist, die unabhängig von der äußeren ßauform sehr verschieden sein kann.

Durch die Trennung des konstruktiven Aufbaues nach Lage und Neigung (Steigung) der Rollringe ist die Variationsmöglichkeit besonders groß.

Es ist nicht erforderlich, die beiden äußeren Rollringe 1 auf den ganzen Umfang im Gehäuse 2 einzuspannen; die Auflagen in den zwei Punkten 3 und 4 reichen aus, um ihre Lage quer zur Welle 5 im Gehäuse zu sichern« Diese beiden Punkte liegen in diesem Beispiel auf zwei geraden Flächen 6 und 7,-welche Sehnen in den sonst kreisförmigen Querschnitt des Gehäuseprofils darstellen und sind so gewählt, daß die Punkte 3 und 4 soweit auseinanderliegen, daß eine stabile Lage der Rollringe 1 erreicht wird. Auf der Seite dieser Punkte berührt die Welle 5 auch die Innenlauffläche der Rollringe 1 in den Wälzpunkten 8 und 9, wodurch sie ihre stabile Lage zum Gehäuse erreicht. Beim mittleren Rollring 10 (Figur 1), der die Welle im Punkt 11 berührt - um 180 zu den Punkten 8 und 9 versetzt - hat das Gehäuse 2 eine solche Freidrehung 12, daß er durch die Druckschraube 13 gegen die Welle gedrückt werden kann ohne das Gehäuse an einer anderen Stelle zu berühren. Die Neigung der Rollringe quer zur Welle 5 auf den Steigungswinkel + - ß (Figuren 2 und 4) wird durch Distanzringe 14 festgelegt, die entweder so wie in Figur 2 für rechte oder wie in Figur 4 für linke Steigung eingesetzt werden können. Aus den Zeichnungsfiguren geht auch hervor, daß die gleiche Anzahl von Distanzringen 14 nicht nur für beide Steigungen sondern auch für Wälzmuttern mit vier Rollringen 1 und 10 (Figuren 2 und 5) verwendbar sind, wobei der Keilwinkel dem Steigungswinkel ß entspricht. Diese, die Rollringe 1 und 10 begrenzenden Distanzringe sind keilförmig aus-

„,ebildet. Um die Steigung zu ändern, brauchen also nur die keilförmigen Distanzringe 14 ausgetauscht zu werden. Es können damit in einfacher Weise auch kleine Steigungen, z.B. von Bruchteilen v.on einem Grad verwirklicht werden, was bei normalen formschlüssigem Gewinde nur schwer möglich ist. Diese Distanz muß aber so ausgebildet sein, daß sie ihre einmal eingestellte Lage im Gehäuse beibehält. Im vorliegenden Fall sind als Beispiel im Gehäuse Nuten 15 vorgesehen, in welche entsprechende Nasen 16 der Distanzringe 14 eingreifen. Diese keilförmigen Distanzringe können auch so ausgebildet werden, daß sie die Wellen wohldichtend umschließen, aber sie nicht oder nur wenig abbremsen. Diese Wirkung kann durch Wahl geeigneter Werkstoffe für die Distanzringe und durch seine Formgebung unterstützt werden, besonders wenn noch Schmierstoffe als Vorrat für die Schmierung in Vertiefungen der Distanzringe vorgesehen werden sollen.

In der vorangegangenen Beschreibung ist das Teil 13 als Schraube für die Erzeugung des Druckes genannt worden, der für den Reibungsschluß zwischen den Rollringen 1 und IG und der Welle 5 notwendig ist. Zwischen dieser Schraube und dem Aussenring des mittleren Rollringes 1Ü sind elastische Mittel 17 zwischengeschaltet, die als Druckspeicher dienen und es erlauben, die Kraft auf verschiedene Stärken einzustellen, z.B.. Tellerfedern, Gummifedern oder ähnlichen Elementen. Sie können wie in Figur 1 nur auf den Rollring 10 drücken (Drei-Rollringmutter) oder wie in Figur 5 auf die beiden mittleren RoIlringe 10 (Vier-Rollringmutter) wirken. Eine andere Lösung zeigt die Figur 6. Durch die beiden Schrauben 18 und 19 kann die flache Feder 20 so eingestellt werden, daß sie etwa in den

Punkten 21 und 22 die beiden mittleren RoLlrin^e IO berührt. Dadurch, daß die beiden Funkte 21 und 12 auliorhalb der Achse 23 - 24 liegen, wird der Druck trotzdem gleichmäßig auf die beiden Rollringe 10 übertragen, selbst wenn bei ß.-iuungenauigkeiten oder Abnutzungen die Druckpunkte 21 und 22 verschiedene Höhen haben sollten. Diese trapezförmige Feder 20 kann so ausgebildet werden, daß sie die Rollringe auf einer möglichst großen Fläche berührt, um den Druck gleichmäßig zu übertragen, evtl. unter Zwischenschaltung von druckverteilenden Mitteln. Im Bedarfsfall können selbstverständlich auch mehrere Trapezfedern 20 zur Anwendung kommen.

Um die Roll- und Distanzringe zusammenzuhalten, sind an den Gehäuseenden Nuten 25 eingestochen zur Aufnahme von Federringen 26. Für besondere Zwecke werden auch längere Wälzmuttern benötigt. Für diesen Zweck wird nur ein längeres Stück des Gehäuseprofils 2 verwendet und zwischen den keilförmigen Distanzringen 14 rohrähnliche Abstandstücke geschaltet«,

Werden Wälzmuttern mit größerer, z.B. doppelte Grenzschubkraft gebraucht, so können in einem entsprechend längeren Gehäuse 2 vier weitere Rollringe, 1, 10 mit den entsprechenden sechs Distanzringen 14 untergebracht werden, wobei darauf geachtet xverden muß, daß die Druckverteilung statisch einwandfrei und alle Rollringe 1, 10 möglichst gleich stark belastet werden.

Die Gehäuseform kann auch anders, z.B. außen rund mit oder ohne Ansätze ausgeführt werden. Die hier gezeigte Form hat den Vorteil, daß stirnseitig in den Ecken des Vierecks Figur 3, z.B. Befestigungslocher 27 untergebracht werden können und nicht nur auf den Vierkant-Flachen.

Bezugszeichenliste - "Geschlossene Wälzmutter"

1 - äußere Rollringe,

2 - Gehäuse,

3 -

(■Auflagen in zwei Punkten,

4 -J

5 - Welle,

~ L zwei gerade Flächen (Sehnen),

7 -J

£ Wälzpunkte,

9 -J

10 - mittlerer Rollring,

11 - Welle im Punkt,

12 - Freidrehung,

13 - Druckschraube,

14 - Distanzringe,

15 - Nuten,

16 - Nasen,

17 - elastische Mittel,

18 -")

i Schrauben,

20 - flache Feder,

f Punkte auf der Flachfeder 20, 22 -J ²³ - 1 Λ U

y Achse,

25 - Nuten,

26 - Federringe,

- Befestigungslöcher, ß - Steigungswinkel

Claims

Patentansprüche

.J Geschlossene Wälzmutter zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Vorschubbewegung zur Erzielung größerer Schubkräfte und Stabilisierung der relativen Lage zwischen Welle und Wälzkörpern mit in einem Winkel zueinander stehenden ringförmigen Wälzkörpern, wobei mehrere derartige in einem gemeinsamen Gehäuse gelagerte Rollringe mit ihrer Innenfläche in kraftschlüssigem Eingriff mit der Außenfläche einer Welle stehen, gekennzeichnet durch ein rohrähnliches Gehäuse (2), in welches nach dem Baukastenprinzip abwechselnd Rollringe (l, Iu) und Distanzstücke (14) zur Bildung der gewünschten Ausführungsart einer Wälzmutter eingesetzt und durch eine Welle (5) zentriert werden.
2. Geschlossene Wälzmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrähnliche Gehäuse (2) mit Auflageflächen (6 und 7) ausgestattet ist, auf die sich die nicht unter Druck stehenden Rollringe (1) Figur 1 abstützen.
3. Geschlossene Wälzmutter nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstücke (14) jeweils zwei Planflächen besitzen, welche den Steigungswinkel (ß) einschließen.
4. Geschlossene Wälzmutter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen zwei Rollringen (1) jedes Distanzstück (14) aus zwei gleichen Teilen gebildet wird.
5. Geschlossene Wälzmutter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzmutter an Hen Enden des rohrähnlichen Gehäuses (2) jeweils nur durch ein Teil eines Distanzstückes (14) gestützt ist.
6. Geschlossene Walzmutter nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der erforderlichen Schubkraft für die Wälzmutter eine Druckschraube (13) vorgesehen ist, die auf ein druckverteilendes elastisches Zwischenmittel (17) einwirkt.
7. Geschlossene Wälzmutter nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß alternativ zur Druckschraube (13) in Figur 1 eine trapezförmige Flachfeder (20) einsetzbar ist (Figur 6 und 7).
8. Geschlossene Wälzmutter nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Baukastenprinzip zusammengesetzte Wälzmutter an den Enden des rohrähnlichen Gehäuses (2) jeweils durch in Nuten (25) eingesetzte Federringe (26) spiel frei gesichert und gehaltert ist.