DE3032955C2 - Wälzkörperschraubgetriebe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzkörperschraubgetriebe, bestehend aus einer Schraubspindel mit einer Schultern bildenden, schraubenförmig verlaufenden Rille, einer diese Schraubspindel umgebenden, im Preßverfahren hergestellten Mutter, welche in ihrer Bohrung schräg verlaufende, mit einer den Rillen entsprechenden Steigung versehene, an ihren Enden in Rücklaufkanäle mündende Rillen aufweist, und zwischen der Rille der Schraubspindel und den Rillen der Mutter rollenden, in mindestens einer endlosen Reihe angeordneten Wälzkörpern, wobei der Rücklaufkanal durch mindestens eine entgegengesetzt zur Steigung der Rille in der Mutter eingearbeitete, eine einzelne Schulter der Schraubspindel überbrückende Rücklaufvertiefung gebildet ist, welche beide Enden einer einmal um die Schraubspindel herumgeführten Rille zur Aufnahme einer ringförmig angeordneten Reihe von Wälzkörpern miteinander verbindet.

Wälzkörperschraubgetriebe mit in endlosen Reihen angeordneten Wälzkörpern werden im allgemeinen Maschinenbau verwendet, um mit relativ geringen Reibverlusten eine Rotationsbewegung in eine Längsbewegung oder umgekehrt umzuwandeln. Bei bekannten Wälzkörperschraubgetrieben ist die Mutter längsgeteilt und besteht aus zwei vom Metallband formgepreßten Hälften (US-PS 25 81 482 und 30 06 212). Jede Hälfte weist einen über den halben Umfang sich erstreckenden zylindrischen Abschnitt und daran anschließende axial verlaufende Flanschabschnitte auf. Zur Bildung einer vollständigen Mutter sind die Flanschabschnitte der beiden Mutterhälften gegenseitig miteinander verbunden.

Das Problem der Rückführung der in endlosen Reihen angeordneten Wälzkörper ist bei diesen bekannten Wälzkörperschraubgetrieben dadurch gelöst, daß zwischen den gegenseitig befestigten Flanschabschnitten s Rücklaufkanäle eingeformt sind. Jeder Rücklaufkanal verbindet das Ende einer Rille in der Bohrung der Mutter auf der einen Seite mit dem Ende derselben Rille auf der anderen Seite der Mutter. Ein Nachteil dieser Schraubgetriebe besteht darin, daß die Flanschabschnitte zur Unterbringung der Rücklaufkanäle in radialer Richtung einen relativ großen Bauraum beanspruchen. Außerdem erfahren die Wälzkörper beim Übergang von der belasteten Zone der Rillen der Schraubspindel zum in der Ebene der Flanschabschnitte liegenden Rücklaufkanal eine abrupte Umlenkung in ihrer Bewegung, d. h. die Wälzkörper werden dort von einer im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden Bewegung in eine radiale von der Schraubspindel weggerichtete Bewegung gebracht Diese abrupte Umlenkung der Wälzkörper verursacht bei den bekannten Wälzkörperschraubgeirieben lästige Laufgeräusche sowie kinematische Laufschwierigkeiten mit erhöhtem Verschleiß im Wälzkörperschraubgetriebe.
Schließlich werden bei diesen bekannten Wälzschraubgetrieben auch die Rücklaufvertiefungen in ihrer Formgenauigkeit empfindlich gestört, weil diese im Bereich des Flansches der Mutter angeordnet sind und beim Verschrauben, Vernieten oder dgl. der gegenseitigen Mutterhälften verformt werden.

Ein weiteres Wälzschraubgetriebe ist bekannt, bei dem eine einteilige Mutter von einem dünnwandigen Rohr im hydraulischen Preßverfahren hergestellt ist (FR-PS 2149 859). Hier müssen die Rillen und Rücklaufkanäle der die Schraubspindel umgebenden Mutter mit einem komplizierten hydraulischen Innenwerkzeug, welches nach jedem Arbeitsgang zu entlüften ist, eingearbeitet werden.

Der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzkörperschraubgetriebe der genannten Gattung zu schaffen, bei dem die Mutter bei einfacher und wirtschaftlicher Herstellung leicht mit der Schraubspindel zusammengebaut werden kann und im zusammengebauten Zustand einen relativ kleinen Bauraum einnimmt. Überdies sollen die Wälzkörper im Wälzkörperschraubgetriebe eine kinematisch günstige Laufbewegung ohne abrupte Umlenkung der Wälzkörper ausführen.

Mit dem erfindungsgemäßen Schraubgetriebe wird erreicht, daß die Hälften schnell und wirtschaften mit hoher Genauigkeit herstellbar sind, sie können durch Formpressen eines metallischen Bandwerkstoffes gefertigt und leicht zu einer vollständigen Mutter zusammengesetzt werden. Die Änderung der Bewegungsrichtung der Wälzkörper beim Übergang von den Schraubgangrillen der Schraubspindel zum Rücklaufkanal ist optimal klein gehalten. Dadurch ergeben sich äußerst günstige kinematische Bewegungsverhältnisse der Wälzkörper im Betrieb, und es entstehen relativ geringe Reibverluste.

Das erfindungsgemäße Wälzkörperschraubgetriebe wird in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, das in den Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung der Bauteile eines Wälzkörperschraubgetriebes und

Fig. 2 eine Stirnansicht des in F i g. 1 gezeigten Wälzkörperschraubgetriebes, jedoch im zusammengebauten Zustand.

In Fig. 1 ist mit 1 die Schraubspindel bezeichnet, in welcher die schraubenförmig verlaufende Rille 2 eingearbeitet ist Zwischen den benachbarten Gängen der Rille 2 der Schraubspindel 1 ist jeweils eine Schulter 3 gebildet Im zusammengebauten Zustand des Wälzkörperschraubgetriebes wird die Schraubspindel 1 von einer längsgeteilten Mutter umgeben, deren Hälften 4,5 vom Metallband gefertigt bzw. gepreßt sind. Jede Hälfte 4, 5 besitzt einen über den halben Umfang sich erstreckerden zylindrischen Abschnitt 6, 7, welcher die Schraubspindel 1 umgreift An beiden umfangsseitigen Enden des zylindrischen Abschnittes 4, 5 sind ebene Flanschabschnitte 8, 9, 10, 11 angeformt Die zwei Hälften 4, 5 können an den gegenseitigen Flanschabschnitten 8, 9, 10, 11 zur Bildung einer vollständigen Mutter miteinander verbunden werden.

Im vorliegenden Fall — siehe F i g. 2 — sind der ebene Flanschabschnitt 8 der Hälfte 4 um den ebenen Flanschabschnitt 10 der Hälfte 5 unj der ebene Flanschabschnitt 11 der Hälfte 5 um den ebenen Flanschabschnitt 9 der Hälfte 4 formschlüssig herumgebogen.

Die zylindrischen Abschnitte 6, 7 der Hälften 4, 5 bilden eine zylindrische Bohrung, in welcher schräg, d. h. schraubenförmig verlaufende Rillen 12, 13, 14, 15 eingeformt sind, deren Steigung mit der Steigung der Rille 2 in der Schraubspindel 1 übereinstimmt. Diese Rillen 12,13,14,15 bilden zusammen mit der Rille 2 der Schraubspindel 1 Laufbahnen für die belasteten Wälzkörper einer Reihe von Wälzkörpern. Die Wälzkörper sind im vorliegenden Fall als Kugeln 16, 17 ausgebildet. Dabei werden zwei endlose, um die Schraubspindel 2 ringförmig angeordnete Reihen von Kugeln 16, 17 gebildet, die in einer einmal um die Schraubspindel 1 herumgeführten Rille 12, 13, 14, 15 laufen. Die Kugeln 16, 17 halten die Schraubspindel 1 und die Mutter zusammen, so daß ein selbsthaltendes Wälzkörperschraubgetriebe gebildet ist, bei dem die Schraubspindel 1 mit relativ geringer Rollreibung in der Mutter gedreht werden kann.

Die Rille 12 in der Hälfte 4 und die Rille 15 in der Hälfte 5 weisen je eine Rücklaufvertiefung 18,19 auf, so daß die Kugeln 16,17 der betreffenden Reihe über eine Schulter 3 zwischen zwei benachbarten Gängen der Rille 2 der Schraubspindel 1 hinübergeführt werden. Die Steigung jeder Rücklaufvertiefung 18, 19 ist entgegengesetzt zur Steigung der betreffenden Rille 12, 15 i.n zylindrischen Abschnitt 6,7 der Mutter gerichtet, so daß die Kugeln 16, 17 der betreffenden Reihe schräg über eine einzelne Schulter 3 der Rücklaufvertiefung 18, 19, also zum Teil in Umfangsrichiung, geführt sind. Dabei verbindet jede Rücklaufvertiefung 18, 19 beide Enden einer einmal um die Schraubspindel herumgeführten Rille 12,13,14,15 miteinander.

Die Kugeln 16, 17 jeder Reihe werden über einen Bereich größer als 180° am Umfang der Schraubspindel 1 belastet Lediglich in den Rücklaufvertiefungen 12,15 werden die Kugeln 16,17 nicht belastet. In F i g. 2 ist für eine Reihe von Kugeln 16,17 die belastete Umfangszone mit λ und die unbelastete Umfangszone mit β bezeichnet Im Bereich der Rücklaufvertiefungen 18,19 werden die Kugeln 16, 17 nahe an die Mantelfläche der Schulter 3 herangebracht bzw. auf dieser geführt.

Das vorstehend beschriebene Wälzkörperschraubgetriebe kann konstruktiv abgewandelt werden. So kann z. B. das Wälzkörperschraubgetriebe eine einzige Reihe von Wälzkörpern oder mehr als zwei Reihen von Wälzkörpern aufweisen.

Für den Fall, daß die Mutter des Wäizkörperumlaufschraubgetriebes nur in einer Richtung radial belastet wird, können die RückUufvertiefungen 18,19 der schräg verlaufenden Rillen 12,13,14,15 der Mutter in ein und derselben Hälfte eingearbeitet sein, wobei diese Rücklaufvertiefungen 18, 19 dann in der nicht radial belasteten Hälfte anzuordnen sind.

Die beiden Hälften jeder Mutter brauchen nicht durch Umbiegen bzw. Falten der ebenen Flanschabschnitte miteinander verbunden zu sein, vielmehr können diese auch durch Nieten, Schweißen oder Verschrauben aneinander befestigt sein.

Als Wälzkörper kommen nicht nur Kugeln, sondern — bei entsprechender Ausbildung des Querschnittes der Rillen — auch zylindrische oder gewölbt ausgebildete Rollen in Frage.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Wälzkörperschraubgetriebe, bestehend aus einer Schraubspindel mit einer Schultern bildenden schraubenförmig verlaufenden Rille, einer diese Schraubspindel umgebenden, im Preßverfahren hergestellten Mutter, welche in ihrer Bohrung schräg verlaufende, mit einer den Rillen entsprechenden Steigung versehene, an ihren Enden in Rücklaufkanäle mündende Rillen aufweist, und zwischen der Rille der Schraubspindel und den Rillen der Mutter rollenden, in mindestens einer endlosen Reihe angeordneten Wälzkörpern, wobei der Rücklaufkanal durch mindestens eine entgegengesetzt zur Steigung der Rille in der Mutter eingearbeitete, eine einzelne Schulter der Schraubspindel überbrückende Rücklaufvertiefung gebildet ist, welche beide Enden einer einmal um die Schraubspindel herumgeführten Rille zur Aufnahme einer ringförmig angeordneten Reihe von Wälzkörpern miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter aus zwei vom Metallband hergestellten Hälften (4, 5) mit einem über den halben Umfang sich erstreckenden zylindrischen Abschnitt (6, 7) und daran anschließend axial verlaufende Flanschabschnitte (9,10) zum gegenseitigen Befestigen der beiden Hälften (4, 5) bestehend längsgeteilt ist, wobei die entgegengesetzt zur Steigung der Rille (12, 13, 14, 15) in der Mutter eingearbeitete Rücklaufvertiefung (18,19) im zylindrischen Abschnitt (6, 7) mindestens einer Hälfte (4,5) angeordnet ist.