DE2358882A1 - Schraubenantrieb - Google Patents

Description

Herr Dr.-Ing. Robert Gärtner, Butzbach/Hessen, Freiherr-vom-

Stein- Str. 8

" Schraubenantrieb".- Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 22 62 062.8-12)

Das Hauptpatent bezieht sich auf einen Schraubenantrieb mit einer Spindel und einem diese umgebenden Rahmen, in welchem als Übertragungsglied zwischen dem Rahmen und der Spindel mindestens ein die Spindel umfassendes schwenkbares Wälzlager angeordnet ist, dessen Innenring in die Gewindegänge der Spindel eingreift und dessen Mittelachse gegenüber der Spindel geneigt und exzentrisch angeordnet ist. Zur Anpassung der Lage des Innenringes an das Gewinde der Spindel, wobei eine weitgehend unbearbeitete Spindel ebenso Anwendung finden kann wie ein genormtes handelsübliches Wälzlager, ist der Außenring des Wälzlagers um eine in Richtung der Exzentrizität der Ringachse zur Spindelachse gelegene starre Achse in dem Rahmen schwenkbar.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, diese Anpassung bei einem Schraubenantrieb nach dem Hauptpatent weiterhin zu verbessern, wobei große Kräfte zwischen der Spindel und dem Rahmen übertragbar sein sollen, ohne daß die Nachteile bekannter Ausführungsformen von Schraubenantrieben, z.B. solchen.mit einem Pendelrollenlager zwischen der Spindel und einem Rahmen,

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auftreten. Bei diesen bekannten Ausführungsformen (OH-PS 124) stellt sich mit zunehmenden, zu übertragenden Kräften ein Drehmoment auf den Innenring des Lagers derart ein, daß dieser zwischen den Gewindegängen der Spindel zu klemmen beginnt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Schraubenantrieb nach dem Hauptpatent vor, daß der Rahmen um eine in Richtung der Exzentrizität aus der Wälzlagermitte versetzte, senkrecht zur Exzentrizitätsrichtung und zur Spindelachse gelegene Achse schwenkbar ist. Während somit die Schwenkachse des Wälzlagers gegenüber dem Rahmen durch die Wälzlagermitte verläuft, ist die zweite Achse, um die der Rahmen gegenüber einem weiteren Teil, so z.B. einem Träger schwenkbar ist, aus der Wälzlagermitte in Richtung der Exzentrizität verlagert.

Die optimale Lösung zeigt sich, wenn die Schwenkachse, um welche der Rahmen schwenkbar ist, durch den Berührungspunkt höchsten Druckes zwischen der Innenringflanke und dem mit dieser jeweils in Berührung stehenden Grewindeflankenabschnitt der Spindel verläuft.

Beim Eingriff eines Ringes in ein Gewinde ergibt sich als Berührungsfläche dieser Teile annähernd ein sichelförmiger

Plächenabschnitt oder, noch vorteilhafter, ein Ringaegment, wobei in diesem Ringsegment ein Punkt gegeben ist, in welchem die beiäen aufeinanderliegenden Flächen des Ringes und des

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Gewindes ein Druckmaximum erreichen, welches als Hertz'sches Druckmaximum bezeichnet wird. Verläuft die Schwenkachse des Rahmens durch diesen Druckmaximum-Punkt, so wird ein Drehmoment auf den Innenring selbst bei größter Druckübertragung der Spindel auf den Rahmen und umgekehrt vermieden.

Bei der praktischen Ausführungsform der Erfindung kann der Rahmen in einem ihn ganz oder teilweise umschließenden Träger gehalten sein, in dessen Seitenteile oder Schenkel die die Achse bildenden Schwenkzapfen des Rahmens drehbar gelagert sind. Vorzugsweise kann der Träger ein U-förmiger Teil sein, dessen Steg z.B. mit einem Maschinenteil verbunden ist.

Dem Wälzlager können auf demselben Maschinenteil mit Hilfe weiterer Träger ein oder mehrere Rahmen und Wälzringe zugeordnet sein.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Schraubenantriebs nach der Erfindung dargestellt und zwar zeigt

Fig. 1 die Anordnung der Spindel und des Rahmens sowie dessen Träger und

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab gegenüber Fig. 1 die Lage des . Innenringes des Wälzlagers und der Spindel, wobei zur Verdeutlichung die Gewindespindel relativ dünn dargestellt ist.

Die Spindel 201 ist von einem Wälzlager 202 umgeben, das einen

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Außenring 203 und einen durch Wälzteile 204 im Abstand gehaltenen Wälzring 205 aufweist, in dem ein Innenring 206 z.B. durch Klebung oder Schweißung gehalten ist. Die beiden Ringe 205,206 können auch einen einheitlichen Teil bilden.

Der Außenring 203 des Wälzlagers 202 ist mit zwei diametral gegenüberliegenden, nach aussen ragenden Gewindezapfen 207 versehen, die eine starre Schwenkachse 208 bilden, die durch die Wälzlagermittelachse 202a verläuft (Fig. 2). Die beiden Zapfen 207 ragen durch einen rechteckigen oder quadratischen Rahmen 209 und sind dort durch Muttern 207a oder andere geeignete Mittel derart gehalten, daß das Wälzlager um die Achse 208 frei schwenken kann.

Der Rahmen 209 trägt seinerseits zwei nach außen ragende Gewindezapfen 210, die ebenfalls eine Schwenkachse 211 bilden, um die der Rahmen 209 schwenkbar ist. Dieser ist an seinen ihn tragenden Teilen gegenüber der Spindel 201 derart angeordnet, daß die Mittelachse 202a des Wälzlagers 202 gegenüber der Längsachse 201a der Spindel 201 um die Exzentrizität e versetzt ist. Während die Schwenkachse 208, die durch die beiden Zapfen 207 verläuft, in Richtung dieser Exzentrizität e gelegen ist, ist die Schwenkachse 211 des Rahmens 209 senkrecht zu der Achse 208 und senkrecht zur Achse 201a der Spindel 201 gelegen. Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, ist die Schwenkachse 211 des Rahmens gegenüber der Mittelachse 202a des Wälzlagers 202 in Richtung der Exzentrizität e von difflem Mittelpunkt aus versetzt.

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Die beiden Zapfen 210 ragen hierbei durch die Schenkel 212 eines U-förmigen Trägers 213, dessen Steg mit einem Maschinen- oder Tragteil 214 verbunden, z.B. verschweißt ist.

Fig. 1 und 2 zeigt eine optimale Ausführungsform der Erfindung, bei der nämlich die Schwenkachse 211 des Rahmens 209 durch den Punkt 215 verläuft, der das Hertz'sehe Druckmaximum der Berührungsfläche zwischen dem Innenring 206 und dem jeweiligen Gewindeabschnitt des Gewindes 216 der Spindel 201 darstellt. Hierbei bildet die Berührungsfläche vorzugsweise keine sichelförmige Fläche 217, vielmehr nur eine in Fig. 2 gekreuzt gestrichelte Fläche 218, wobei, wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, der Druckmittelpunkt 215 (Hertz'sehe Druckmaximum) ungefähr im Schwerpunkt der Fläche 218 gelegen ist.

Selbst beim Übertragen großer Kräfte durch die Spindel 201 auf den Rahmen 209 oder umgekehrt, ergibt sich durch die erfindungsgemäße kardanische Aufhängung des Wälzlagers 202 eineweitgehend verschleiß- und schmierungsfreie Bewegung der Spindel 201 gegenüber dem Wälzlager 202, wobei der Innenring 206 dieses Lagers sich jeweils in optimaler Weise der Lage des Gewindeabschnittes der Spindel anpasst, mit welchem der Innenring des Wälzlagers in Berührung steht.

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Claims (3)

1. -6- Düsseldorf, den 19.11.1973 Meine Akte Nr. 4950a W/Go

   Schraubenantrieb mit einer Spindel und einem diese umgebenden Rahmen, in welchem als Übertragungsglied zwischen dem Rahmen und der Spindel mindestens ein die Spindel umfassendes schwenkbares Wälzlager angeordnet ist, dessen Innenring in die Gewindegänge der Spindel eingreift und dessen Mittelachse gegenüber der Spindel geneigt und exzentrisch angeordnet ist, wobei der Außenring des Wälzlagers um eine in Richtung der Exzentrizität der Ringachse zur Spindelachse gelegene starre

   Achse in dem Rahmen schwenkbar ist nach Patent (Patent-

   anmei&mg P 22 62 062.8-12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (209) um eine in Richtung der Exzentrizität (e) aus der Wälzlagermitte (202a) versetzte, senkrecht zur Exzentrizitätsrichtung und zur Spindelachse (201a) gelegene Achse (211) schwenkbar ist.
2. 2. Schraubenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (211) des Rahmens (209) durch den Berührungspunkt (215) höchsten Druckes (Hertz'sehe Druckmaximum) zwischen der Innenringflanke und dem mit dieser jeweils in Berührung stehenden Gewindeflankenabschnitt verläuft.
3. 3. Schraubenantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (209) in einem ihn ganz oder teilweise umschließenden Träger (213) gehalten ist, in dessen Seitenteilen oder Schenkel (212) die die Achse (211) bildenden Schwenk-

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   -7-zapfen (210) des Rahmens (209) drehbar gelagert sind«

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