DE4115757A1

DE4115757A1 - Waelzschraubtrieb

Info

Publication number: DE4115757A1
Application number: DE19914115757
Authority: DE
Inventors: Juergen Oetjen
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1991-05-15
Filing date: 1991-05-15
Publication date: 1992-11-19
Anticipated expiration: 2011-05-16
Also published as: DE4115757C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Wälzschraubtrieb mit einer Gewindespindel, mit einem zur Gewindespindel koaxialen Mutternkörper, der eine profilierte Bohrung aufweist und mit profilierten Rollen, die im Ringraum zwischen der Gewindespindel und der Bohrung umfangsverteilt angeordnet sind und einerseits mit den Profilierungen der Bohrung des Mutternkörpers und andererseits mit dem Gewinde der Gewindespindel in Eingriff sind und wobei die Rollen mit einem außenverzahnten Abschnitt in Eingriff zu einem innenverzahnten Ringabschnitt sind, der der Mutter zugeordnet ist.

Aus der EP 03 31 761 A1 ist ein Wälzschraubtrieb bekannt, bei dem die Rollen und die Bohrung des Mutternkörpers mit Gewinde als Profilierungen versehen sind. Die Gewinderollen haben an ihrem Ende Zapfen, die in Bohrungen von seitlichen Ringen eingreifen. Zu einem Zapfen hin ist an den Rollen jeweils ein außenverzahnter Abschnitt vorhanden, der in einem entsprechenden innenverzahnten Abschnitt eines in den Mutternkörper seitlich eingesetzten Zahnkranzes eingreift. Die einseitige Führung ist zwar einfacher als die übliche beidseitige Führung, begünstigt jedoch ein Schrägstellen der Rollen. Hierdurch entsteht zumindest zusätzliche Reibung, so daß der mit dieser Lösung angestrebte Erfolg, Reibstellen durch Weglassen einer der Verzahnungen am Ende der Rollen zu vermeiden, wieder aufgehoben wird.

Aus der DE 27 21 977 C2 ist bereits ein Wälzschraubtrieb bekannt, bei dem an den Enden jeder Rolle Zapfen vorhanden sind, die in Verbindung mit Ausrichtringen verwendet werden, um die Rollen vor dem Einsetzen der Spindel zu halten und auszurichten. Die Ausrichtringe können ggfs. in dem Mutternkörper belassen werden. Die Bohrung des Mutternkörpers und die Rollen weisen parallele Ringnuten und Erhebungen als Profilierungen auf. Von Nachteil bei dieser Ausführung ist, daß sich im Betrieb die Rollen in Umfangsrichtung zueinander verstellen können. Dies kann ggfs. zu einem Verklemmen führen. Hierdurch wird ein einwandfreies Abwälzen und damit ein leichtgängiger Betrieb gefährdet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wälzschraubtrieb vorzuschlagen, bei dem ein einwandfreies Abwälzen und damit ein leichtgängiger Betrieb gewährleistet ist, wobei die Rollen auf dem vorbestimmten Umfangsabstand zueinander auch bei Betrieb gehalten werden und wobei für die verzahnten Abschnitte ein nur geringer Herstellungsaufwand erreicht werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Profilierungen der Bohrung des Mutternkörpers und der Rollen zwei axial beabstandeten Profilabschnitten zugehörig sind, daß zwischen den beiden Profilabschnitten der Bohrung des Mutternkörpers der innenverzahnte Ringabschnitt radial nach innen vorspringt und der der darin eingreifende, außenverzahnte Abschnitt zwischen den Profilabschnitten der Rollen vorhanden ist, wobei die außenverzahnten Abschnitte der Rollen an dem innenverzahnten Ringabschnitt der Bohrung bei relativer Rotation von Gewindespindel und Mutternkörper einandergegenüber abwälzen.

Durch die Verzahnung erfolgt eine planetenartig gesteuerte Bewegung der Rollen um die Drehachse herum. Die Rollen wälzen mit ihren außenverzahnten ritzelartigen Abschnitten an dem innenverzahnten Abschnitt ab. Durch die mittige Führung wird ein einseitiges Schrägstellen verhindert. Es wird eine besondere Leichtgängigkeit gewährleistet. Durch die feste Zuordnung zum Mutternkörper vereinfacht sich die Herstellung, da Bauteile entfallen.

In weiterer Ausgestaltung ist zur Fertigungsvereinfachung vorgesehen, daß der innenverzahnte Ringabschnitt der Bohrung des Mutternkörper einen Kopfkreisdurchmesser und einen Fußkreisdurchmesser aufweist, die jeweils kleiner sind, als der Durchmesser der Bohrung, von denen die Profilierungen ausgehen.

Diese Anordnung ermöglicht ein Herstellen der Innenverzahnung an den vorgesehenen Ringabschnitt durch Räumen.

Um ein Herausfallen der Rollen nach innen zu vermeiden, ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, diese an ihren Stirnflächen mit Führungsflächen zu versehen. Mit diesen sind sie an axial sie übergreifende Führungsflächen von am Mutternkörper festgelegten Führungsringen geführt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 schematisch die Ausbildung eines Wälzschraubtriebes,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Wälzschraubtrieb mit Spindel,

Fig. 3 einen Schnitt III-III gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 im vergrößerten Maßstab die Einzelheit Z bezüglich der gegenseitigen Führung von Rolle, Spindel und Mutternkörper einandergegenüber.

Der in Fig. 1 dargestellte Wälzschraubtrieb umfaßt die Gewindespindel 1, die in einem Festlager 2 und einem Loslager 3 gehalten ist. Der zum Festlager 2 hin vorgesehene Antriebszapfen 4 der Gewindespindel 1 dient zum Anschluß eines Drehantriebes, der die Gewindespindel 1 um die Drehachse X-X in Rotation versetzt. Die Gewindespindel 1 wird durch einen Mutternkörper 5 umschlossen. Dieser Mutternkörper 5 ist an einen Schlitten 6 angeschlossen, zu dessen Bewegung er entlang von nicht dargestellten Führungen, die sich parallel zur Gewindespindel 1 erstrecken, dient.

Wie insbesondere aus den Fig. 2 bis 4 erkennbar, ist die Gewindespindel 1 mit ihrem Gewinde 7 drehbar im Mutternkörper 5 aufgenommen. Die Gewindespindel 7 ist entweder ein- oder mehrgängig ausgebildet und besitzt nach der Darstellung gemäß Fig. 4 mehrere Gewindegänge 12. Die Gewindespindel 1 ist durch die Bohrung 9 des Mutternkörpers 5 koaxial hindurchgeführt. Im Ringraum zwischen der Außenfläche der Gewindespindel 1 und der Wandung der Bohrung 9 sind Rollen 8 umfangsverteilt angeordnet. Die Rollen 8 und die Bohrung 9 sind mit Profilierungen ausgestattet, die miteinander in Eingriff sind. Diese können als zum Gewinde der Gewindespindel passendes Gewinde gestaltet sein. Es ist jedoch auch eine Gestaltung mit Ringnuten bei den Rollen 8 und dem Mutternkörper 5 möglich. Dann sind die Rollen 8 mit den Gewindegängen 12 über an ihnen vorgesehene, jedoch im parallelen Abstand zueinander angeordnete, Ringnuten 13 in Eingriff. Die Rollen 8 weisen zwei axial beabstandete Profilabschnitte 10, 11 auf, deren Ringnuten 13 mit entsprechenden Ringnuten 14 in der Bohrung 9 des Mutternkörpers 5 in Eingriff sind. Der Mutternkörper 5 weist entsprechend den Profilabschnitten 10,11 der Rollen 8 beabstandete Profilabschnitte auf. Zwischen den Profilabschnitten 10, 11 jeder Rolle 8 und der Bohrung 9 des Mutternkörpers 5 ist ein verzahnter Abschnitt 15 vorgesehen. So ist in der Bohrung 9 des Mutternkörpers 5 etwa mittig ein radial nach innen vorspringender innenverzahnter Ringabschnitt 15 vorgesehen. Dieser bildet ein Hohlzahnrad. Der Kopfkreis DK der Zähne des innenverzahnten Ringabschnittes 15 sowie deren Fußkreisdurchmesser DF ist so bemessen, daß beide kleiner sind, als der Durchmesser DB der Bohrung 9, von welchem die Ringnuten 14 ausgehen. Entsprechend ist zwischen den beiden Profilabschnitten 10, 11 jeder Rolle 8 ein außenverzahnter Abschnitt 16 vorhanden, der ein Ritzel bildet. Die Rollen 8 wälzen mit diesen außenverzahnten Abschnitten 16 an dem innenverzahnten Ringabschnitt 15 des Mutternkörpers 5 ab. Hieraus folgt, daß bei einer Rotation der Gewindespindel 1 ein synchronisiertes Abwälzen der auf dem Umfang verteilten Rollen 8 gewährleistet ist. Vor allen Dingen wird verhindert, daß, da die Rollen 8 und die Bohrung 9 des Mutternkörpers 5 jeweils nur mit Ringnuten 13 bzw. 14 versehen ist, eine Umfangsverstellung der Rollen und damit ein Verklemmen eintreten kann. Die Stirnflächen 17 des Ringabschnittes 15 verlaufen konisch nach innen. Die außenverzahnten Abschnitte 16 der Rollen 8 gehen mit Übergangsflächen 18 in den Außendurchmesser der mit Ringnuten 13 versehenen Abschnitte 10, 11 der Rollen 8 über. Zwischen den Übergangsflächen 18 und den Stirnflächen 17 ist Spiel vorhanden, da die Rollen 8 gegenüber dem Mutternkörper 5 durch gegenseitigen Eingriff der Ringnuten 13 und der dazwischen befindlichen Erhebungen der Rollen 8 in den Ringnuten 14 des Mutternkörpers 5 zentriert sind. An den Stirnflächen der Rollen 8 sind jeweils konische Führungsflächen 19 vorgesehen, die sich nach radial innen gegen entsprechend konisch verlaufende und sie übergreifende Führungsflächen 20 der Führungsringe 21 abstützen, um ein Herausfallen zu verhindern. Die Führungsringe 21 sind in Eindrehungen des Mutternkörpers 5 eingesetzt. Aufgrund des Ineinandergreifens der Rollen 8 und der Ringnuten 14 des Mutternkörpers 5 sind die Führungsringe 21 axial nicht belastet, da ein axialer Schub zwischen Gewindespindel 1 und Mutternkörper 5 unmittelbar über die Rollen 8 übertragen wird.

Die Abmaße der Verzahnung des innenverzahnten Ringabschnittes 15 sind hinsichtlich Kopfkreisdurchmesser DK und Fußkreisdurchmesser DF so auf den Durchmesser DB der Bohrung 9 abgestimmt, daß eine einfache Herstellung der Verzahnung durch Räumen möglich ist.

Bezugszeichenliste

1 Gewindespindel
2 Festlager
3 Loslager
4 Antriebszapfen
5 Mutternkörper
6 Schlitten
7 Gewinde der Spindel
8 Rollen
9 Bohrung des Mutternkörpers
10, 11 Profilabschnitte
12 Gewindegang der Spindel
13 Ringnuten/Profilierungen der Rollen
14 Ringnuten/Profilierungen des Mutternkörpers
15 innenverzahnter Ringabschnitt
16 außenverzahnter Ringabschnitt
17 Stirnflächen des Ringabschnittes
18 Übergangsflächen des außen verzahnten Abschnittes
19 Führungsfläche der Rolle
20 Führungsfläche der Führungsringe
21 Führungsring
DK Kopfkreisdurchmesser
DF Fußkreisdurchmesser
DB Bohrungsdurchmesser
X Drehachse

Claims

1. Wälzschraubtrieb mit einer Gewindespindel, mit einem zur Gewindespindel koaxialen Mutternkörper, der eine profilierte Bohrung aufweist und mit profilierten Rollen, die im Ringraum zwischen der Gewindespindel und der Bohrung umfangsverteilt angeordnet sind und einerseits mit den Profilierungen der Bohrung des Mutternkörpers und andererseits mit dem Gewinde der Gewindespindel in Eingriff sind und wobei die Rollen mit einem außenverzahnten Abschnitt in Eingriff zu einem innenverzahnten Ringabschnitt sind, der der Mutter zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierungen (13, 14) der Bohrung (9) des Mutternkörpers (5) und der Rollen (8) zwei axial beabstandeten Profilabschnitten (10, 12) zugehörig sind, daß zwischen den beiden Profilabschnitten (10, 11) der Bohrung (9) des Mutternkörpers (5) der innenverzahnte Ringabschnitt (15) radial nach innen vorspringt und der der darin eingreifende, außenverzahnte Abschnitt (16) zwischen den Profilabschnitten der Rollen (8) vorhanden ist, wobei die außenverzahnten Abschnitte (16) der Rollen (8) an dem innenverzahnten Ringabschnitt (15) der Bohrung (9) bei relativer Rotation von Gewindespindel (1) und Mutternkörper (5) einandergegenüber abwälzen.

2. Wälzschraubtrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innenverzahnte Ringabschnitt (15) der Bohrung (9) des Mutternkörpers (5) einen Kopfkreisdurchmesser (DK) und einen Fußkreisdurchmesser (DS) aufweist, die jeweils kleiner sind, als der Durchmesser (DB) der Bohrung (9), von denen die Profilierungen (14) ausgehen.

3. Wälzschraubtrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (8) an ihren Stirnflächen mit Führungsflächen (19) versehen sind, mit denen sie an den axial übergreifenden Führungsflächen (20) von am Mutternkörper (5) festgelegten Führungsringen (21) geführt sind.

4. Wälzschraubtrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierungen (13, 14) der Bohrung (9) des Mutternkörpers (5) und der Rollen (8) als parallele Ringnuten (13, 14) gestaltet sind.