DE1127162B

DE1127162B - Worm with flanks made of Waelzringkoerpern for worm gears and helical gears with low transmission losses

Info

Publication number: DE1127162B
Application number: DEL32577A
Authority: DE
Inventors: Erich Lueg
Original assignee: ERICH LUEG
Current assignee: ERICH LUEG
Priority date: 1959-02-27
Filing date: 1959-02-27
Publication date: 1962-04-05

Description

Schnecke mit Flanken aus Wälzringkörpern für Schneckengetriebe und Schraubengetriebe mit geringen Übertragungsverlusten Die Erfindung bezieht sich auf ein Schneckengetriebe, bei welchem die Schneckenflanke aus einer Anzahl von Wälzringkörpern besteht, die entsprechend der gewählten Schneckensteigung in einer Rille des Schneckenumfanges angebracht sind und in das Schneckenrad eingreifen.Worm with flanks made of rolling ring bodies for worm gears and Screw gear with low transmission losses The invention relates on a worm gear, in which the worm flank consists of a number of Rolling ring bodies consists, according to the selected screw pitch in a Grooves of the worm circumference are attached and engage in the worm wheel.

Um die bei Schneckengetrieben auftretenden großen Reibungsverluste zu beschränken, hat man bereits vorgeschlagen, durch entsprechende Schmierung, Oberflächenbehandlung und Zahnformgebung den Wirkungsgrad zu verbessern. Wenn auch durch diese Vorschläge die Gleitreibung im Schneckengetriebe herabgesetzt werden konnte, so sind die Nachteile der Gleitreibung gegenüber der rollenden Reibung.noch vorhanden: Die Betriebsweise von in Schneckenrädern eingesetzten Rollenkörpern kommt der rollenden Reibung bereits näher. Derartige Schneckentriebe sind jedoch sehr aufwendig in der- Herstellung. Außerdem sind Nachteile dadurch -gegeben, daß die Rollenkörper bei jedem Schneckeneingriff. aufs neue beschleunigt werden müssen. -In Schnecken oder Schneckenräder eingesetzte Kugeln oder Kugelumlaufsysteme sind für größere Drehzahlen nicht geeignet, da sich die Kugeln gegenseitig berühren und nachteilige Schiebebewegungen-'ausüben.About the large frictional losses that occur with worm gears to limit, it has already been proposed, through appropriate lubrication, surface treatment and tooth shaping to improve efficiency. Albeit through these suggestions the sliding friction in the worm gear could be reduced, so are the disadvantages sliding friction versus rolling friction. still present: the operating mode rolling friction already comes from roller bodies used in worm gears closer. Such worm drives are very expensive to manufacture. In addition, there are disadvantages due to the fact that the roller bodies are engaged with each screw engagement. have to be accelerated anew. - Used in worms or worm gears Balls or recirculating ball systems are not suitable for higher speeds because they are the balls touch each other and cause disadvantageous sliding movements.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Schneckengetrieben, bei welchen die Schneckenflanke aus einer Anzahl von Wälzringkörpern besteht, die auftretenden hohen Reibungsverluste weitgehendst zu verringern. Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, indem bei einem Schneckengetriebe, bei dem die Schneckenflanke aus einer Anzahl von Wälzringkörpern besteht, die entsprechend der gewählten Schneckensteigung in einer Rille des Schneckenumfanges angebracht sind und in das Schneckenrad eingreifen, ein auf Wälzkugeln oder Rollen drehbar angeordneter Außenring des Wälzringkörpers von etwa halbkreisförmigem Profil in die entsprechend geformte Zahnlücke des Schneckenrades eingreift. Der Innenring des Wälzringkörpers ist mit seinen Lagerstellen in Querschlitzen der Schneckenrillen drehfest gelagert.The object of the invention is in worm gears in which the screw flank consists of a number of rolling ring bodies that occur to reduce high friction losses as much as possible. The task at hand is thereby solved by a worm gear in which the worm flank from a Number of rolling ring bodies, which corresponds to the selected screw pitch are mounted in a groove on the circumference of the worm and engage in the worm wheel, an outer ring of the rolling ring body rotatably arranged on rolling balls or rollers of approximately semicircular profile in the correspondingly shaped tooth gap of the worm wheel intervenes. The inner ring of the rolling ring body is with its bearing points in transverse slots the worm grooves rotatably mounted.

Während sich die Schnecke dreht, wälzt sich der im Eingriff befindliche Außenring des Wälzringkörpers in der Zahnlücke des Schneckenrades ab. Der Außenring des Wälzringkörpers übernimmt damit die Funktion der herkömmlichen Schneckenflanke, jedoch mit dem Unterschied, daß hierbei keine Gleitreibung auftreten kann. Der von der Resultierenden des Zahndruckes beanspruchte Außenring des Wälzringkörpers stützt sich auf den -Wälzkugeln des stillstehenden Innenringes des Wälzringkörpers ab. Auch hier tritt, entsprechend der bekannten Wälzlagerfunktion, keine Gleitreibung auf.- Die Wälzringkörper sind so angeordnet, daß stets -mehrere im Eingriff stehen. Es ist wichtig, die im Eingriff mit dem Schneckenrad erreichte Wälzgeschwindigkeit der Wälzringkörper auch außerhalb des Eingriffs beizu-_-behalten: Hierzu ist die Schnecke mit einem stillstehenden, zentrisch angeordneten Mantel versehen. Die in den Querschlitzen der Schneckenrille angeordneten Lagerstellen der Innenringe der Wälzringkörper erhalten ein geringfügiges radiales Lagerspiel, wodurch die Wälzringkörper, durch die Zentrifugalkraft der Schnecke, mit ihren Außenringen gegen die Lauffläche des Schneckenmantels gedrückt werden und damit die Wälzbewegungen der Wälzringkörper auch außerhalb des Eingriffes, in der lastfreien Zone, beibehalten.While the worm rotates, the one in engagement rolls Outer ring of the rolling ring body in the tooth gap of the worm wheel. The outer ring the rolling ring body thus takes on the function of the conventional worm flank, but with the difference that no sliding friction can occur here. The from the resultant of the tooth pressure stressed outer ring of the rolling ring body is supported on the rolling balls of the stationary inner ring of the rolling ring body. Again, in accordance with the known roller bearing function, there is no sliding friction auf.- The rolling ring bodies are arranged so that several are always in engagement. It is important to know the rolling speed achieved in mesh with the worm wheel -_- to keep the rolling ring body also outside of the engagement: For this purpose, the Provided the screw with a stationary, centrally arranged jacket. In the the transverse slots of the worm groove arranged bearing points of the inner rings of the Rolling ring bodies receive a slight radial bearing play, which means that the rolling ring bodies, by the centrifugal force of the worm, with its outer rings against the running surface of the screw jacket are pressed and thus the rolling movements of the rolling ring bodies also maintained outside the intervention, in the no-load zone.

Die mit Wälzringkörpern versehene Schnecke kann außerdem in eine Mutter eingesetzt werden und bildet damit ein . Schraubengetriebe mit geringen übertragungsverlusten, ähnlich den Schraubentrieben mit Kugelrücklauf, jedoch ohne die Nachteile der schwierigen Kugelrückführung sowie der gegenseitigen Kugelberührung. Durch die Anordnung der Wälzringkörper ist es möglich, eine vom Querschnitt des Außenringes des Wälzringkörpers abhängige, fein abgestufte Schneckensteigung zu erreichen, deren Neigungswinkel den für Selbsthemmung bei rollender Reibung erforderlichen Wert annehmen kann, ohne daß hierbei die Schnecke zu große Abmessungen annimmt.The worm provided with rolling ring bodies can also be inserted into a nut are used and thus forms a. Helical gear with low transmission losses, similar to the screw drives with ball return, but without the disadvantages of the difficult ones Ball return and mutual ball contact. The arrangement of the Rolling ring body, it is possible to have one of the cross section of the outer ring of the rolling ring body dependent, finely graduated screw pitch to achieve their angle of inclination can assume the value required for self-locking in the event of rolling friction, without that here the screw assumes too large dimensions.

Durch entsprechende Steigung der Schneckenrille wird Selbsthemmung des Schneckengetriebes erreicht. Hierbei ist für gehärtete Stahlkugeln und ebensolche Laufbahnen mit einer Reibungszahl der rollenden Reibung von f = 0,001 cm zu rechnen. Mit dieser Reibungszahl f = 0;001 cm und einem beispielsweise gewählten Wälzkugeldurchmesser von d = 3 n im wird der Neigungswinkel a der schiefen Ebene, welcher hier als Steigungswinkel anzusehen ist, ermittelt, bei welchem die Kugel auf der schiefen Ebene zu rollen beginnt.Self-locking is achieved through a corresponding incline of the worm groove of the worm gear reached. Here is for hardened steel balls and the same raceways with a coefficient of friction of rolling friction of f = 0.001 cm to be counted. With this coefficient of friction f = 0.001 cm and an example chosen Rolling ball diameter of d = 3 n im becomes the angle of inclination a of the inclined plane, which is to be regarded here as the angle of inclination, determines at which the ball begins to roll on the inclined plane.

Der Winkel wird Der Steigungswinkel der Schneckenrille muß also < 0° 23' sein: Die Steigung der Schneckenrille sei in diesem Beispiels = 7 mm: Damit wird der Schneckenkörperdurchmesser Der Durchmesser des Schneckenkörpers muß also D _> 335 mm sein, um Selbsthemmung zu gewährleisten.The angle will The pitch angle of the worm groove must therefore be <0 ° 23 ': The incline of the worm groove in this example = 7 mm: This is the worm body diameter The diameter of the screw body must therefore be D _> 335 mm to ensure self-locking.

Die hierbei erforderlich werdenden größeren Schneckenabmessungen können ohne Schwierigkeiten hergestellt werden. Als Schneckenwerkstoff ist gewöhnlicher Baustahl geeignet. Die bei diesen größeren Schnecken auftretenden höheren Wälzgeschwindigkeiten der Wälzringkörper liegen in brauchbaren Grenzen.The larger screw dimensions that become necessary here can can be made without difficulty. As a screw material is more common Structural steel suitable. The higher rolling speeds that occur with these larger screws the rolling ring bodies are within usable limits.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Schnecke mit eingesetzten Wälzringkörpern in Ansicht und im Schnitt, Fig. 2 ein Schneckengetriebe mit einer Wälzring körper aufweisenden Schnecke im Schnitt, Fig.3 den Eingriff eines kompletten Wälzringkörpers mit Lagerzapfen in das Schneckenrad, in Ansicht und im Schnitt.In the drawing, the subject matter of the invention is based on an exemplary embodiment shown. It shows Fig. 1 a worm with inserted rolling ring bodies in view and in section, Fig. 2 having a worm gear with a rolling ring body Screw in section, Fig. 3 the engagement of a complete rolling ring body with bearing journals in the worm wheel, in view and in section.

Es bedeutet 1 die angetriebene Schneckenwelle, 2 den Schneckenkörper, 3 die Schneckenralle, 4 die Wälzringkörper; 5 den Schneckenmantel, 6 das Schneckenrad, 7 die Außenringe des Wälzringkörpers, 8 die Innenringe des Wälzringkörpers, 9 die Wälzkugeln oder Rollen und 10 den Kugelkäfig. Die abgeflachten Lagerzapfen11 sind mit geringem radialem Lagerspiel in die Schlitze 12 des Schneckenkörpers 2 eingesetzt.It means 1 the driven worm shaft, 2 the worm body, 3 the worm rail, 4 the rolling ring bodies; 5 the worm casing, 6 the worm wheel, 7 the outer rings of the rolling ring body, 8 the inner rings of the rolling ring body, 9 the Rolling balls or rollers and 10 the ball cage. The flattened trunnions11 are inserted into the slots 12 of the screw body 2 with little radial bearing play.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Screw in which the screw flank through self-contained rolling units is formed, characterized in that rolling ring body (4) with their axes (11) perpendicular to the screw groove (3) in the screw body (2) are inserted and with the cross-section of the outer rings (7) of the rolling ring bodies form a worm flank which engages in the worm wheel (6).

2. snail according to claim 1, characterized in that the worm (2) and the rolling ring bodies (4) surrounded by a known, centrally arranged housing jacket (5) are.

3. A screw according to Claiml, characterized in that the screw engages a threaded nut and thus results in a screw drive, similar to the ball screw drives known per se, but without mutual ball contact. Considered publications: German Patent Specifications No. 333 649, 805 831; Swiss patents No. 68 377, 126 464; French Patent No. 575 221; U.S. Patent No. 1347 802.