DE9214062U1

DE9214062U1 - Wälzschraubtrieb

Info

Publication number: DE9214062U1
Application number: DE9214062U
Authority: DE
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1992-10-17
Filing date: 1992-10-17
Publication date: 1992-12-10
Anticipated expiration: 2002-10-18

Description

INA Wälzlager Schaeffler KG, Industriestr. 1-3

8522 Herzogenaurach

ANR 17 17 332

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Wälzschraubtrieb

Die Erfindung betrifft einen Wälzschraubtrieb, bestehend aus einer ein Außengewinde aufweisenden Schraubenspindel, einer Wälzmutter, die über Gewinderollen oder Lagerkugeln auf der Schraubenspindel gelagert ist und einem Lager zur drehbaren Lagerung der Wälzmutter, das am Außenumfang der Wälzmutter eine oder mehrere Laufbahnen aufweist und einen, um die Wälzmutter angeordneten, geteilten Lageraußenring besitzt, wobei zwischen Wälzmutter und Lageraußenring Wälzkörper abrollen.

Derartige Wälzschraubtriebe werden bevorzugt in Präzisionswerkzeugmaschinen, in Meßmaschinen, in Industrierobotern, im Bergbau, in der Luft-und Raumfahrt sowie in der Wehrtechnik eingesetzt. Der Antrieb eines solchen Wälzschraubtriebes erfolgt dabei über die Spindel oder über die Wälzmutter. Die Wälzmutter wird insbesondere dann angetrieben, wenn die für Eilgangsgeschwindigkeiten notwendige Drehzahl von langen Vorschubspindeln aufgrund der hohen Massenkräfte nicht mehr erreicht werden kann. In diesem Fall ist daher nicht die Gewindespindel, sondern die Wälzmutter drehbar zu lagern.

Ein derartiger Wälzschraubtrieb in Form eines Kugelspindeltriebes ist in der DE-PS 32 49 894 beschrieben. Dabei ist der Lagerinnenring durch eine im Außenumfang der Wälzmutter ausgebildete Ringnut gebildet, die an ihren axialen Kantenflächen zwei Wälzbahnen für die beiden Reihen von Wälzelementen aufweist, während die entsprechenden äußeren Wälzbahnen durch zwei Lageraußenringe gebildet sind, zwischen die ein die Vorspanneinrichtung bildendes Spreizsegment einführbar ist. Auf diese Weise wird unmittelbar an der Mantelfläche der Wälzmutter ein zweireihiges Schrägkugellager in O-Anordnung geschaffen.

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Der Nachteil einer derartigen technischen Lösung besteht darin, daß die Lagervorspannung über ein zusätzliches Bauteil, ein sogenanntes Spreizsegment, eingestellt werden muß. Die zusätzliche Fertigung eines Bauteiles verteuert aber die Herstellung eines Wälzschraubtriebes.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Wälzschraubtrieb zu schaffen, dessen Lagerung der Wälzmutter ohne ein zusätzliches Bauteil eingestellt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lageraußenringe in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen in axialer Richtung mit Bohrungen versehen sind, eine der Bohrungen ein Innengewinde aufweist und das Lager mit darin eingeführten Spannschrauben vorgespannt ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines derartigen Wälzschraubtriebes ist es möglich, bei geringem axialen Raumbedarf ohne zusätzliche Bauteile eine Lagerung der Wälzmutter zu erzielen, die praktisch kein Spiel in axialer Richtung aufweist. Der geringe axiale Bauraum ergibt sich dadurch, daß zur genauen Einstellung eines Wälzschraubtriebes die bisher erforderlichen Spreizsegmente zwischen dem gesprengten Außenlagerring zur Festlegung des Spieles nicht mehr erforderlich sind. Damit ergeben sich geringere Kosten sowohl bei der Herstellung als auch bei der Montage eines derartigen Wälzschraubtriebes.

Die gleichen Vorteile ergeben sich ebenfalls, wenn nach dem unabhängigen Anspruch 2 das Lager der Wälzmutter über einen Lagerdeckel vorgespannt wird. In diesem Fall wird durch das Anschrauben des Lagerdeckels an ein Gehäuse in axialer Richtung Druck auf die gesprengten Lageraußenringe ausgeübt und zur Spieleinstellung des Lager genutzt. Bohrungen mit Innengewinde in den Lagerringen erübrigen sich.

Weitere, erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche 3 bis 6 und werden im folgenden näher beschrieben.
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So soll nach Anspruch 3 die Wälzmutter in einem zweireihigen Schräg-

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kugellager in X-Anordnung gelagert sein. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß besonders hohe Axialkräfte und Kippmomente aufgenommen werden können.

Aus Anspruch 4 ist zu entnehmen, daß die Wälzmutter in einem einreihigen Kreuzrollenlager gelagert ist. Durch die hohe Tragzahl eines derartigen Lagers kann innerhalb eines Wälzschraubtriebes die Wälzmutter einer höheren Belastung unterworfen werden. Außerdem ergibt sich eine höhere Kippsteifigkeit der Wälzmutter.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 5 ist vorgesehen, daß die Wälzmutter mit Hilfe eines Vierpunktlagers gelagert ist. Dieses Vierpunktlager ermöglicht eine besonders hohe Drehzahl der Wälzmutter.

Schließlich ist nach Anspruch 6 vorgesehen, daß auf den Mantelflächen der Lageraußenringe in gleichmäßigen Abständen in Umfangsrichtung eine Sprengnut übergreifende kreisringförmige Vertiefungen angeordnet sind, in die Halteringe eingesetzt sind. Diese Halteringe sorgen dafür, daß beide Hälften des gesprengten Lageraußenringes zusammengehalten werden.

Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Rollengewindetriebes im Axialschnitt mit einer Lagerung der Wälzmutter in einem zweireihigen Schrägkugellager,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, teilweise geschnitten, mit

einer Lagerung der Wälzmutter in einem Vierpunktlager,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform, teilweise geschnitten, mit

einer Lagerung der Wälzmutter in einem einreihigen Kreuzrollenlager und einer Vorspannung des Lagers durch

einen Gehäusedeckel.

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Der in Figur 1 dargestellte Rollengewindetrieb weist eine mit einem Außengewinde versehene Schraubenspindel 1 auf. Auf der Schraubenspindel 1 ist über Gewinderollen 3 eine Wälzmutter 2 gelagert. Dabei stehen alle gelagerten Teile, das heißt Schraubenspindel I₁ Gewinderollen 3 und Wälzmutter 2 über Außen- bzw. ein Innengewinde der Wälzmutter 2 miteinander in Eingriff.

In die beiden Enden der Wälzmutter 2 sind innenverzahnte Zahnkränze 9 eingesetzt. Die an den Enden der Gewinderollen 3 vorhandene Außenverzahnung greift in die Innenverzahnung der Zahnkränze 9 ein. In den Zahnkränzen 9 sind drehbar mit Löchern versehene Führungsscheiben 10 eingesetzt, in denen die Zapfen der Gewinderollen 3 lagern und diese dadurch auf Abstand halten. Die Führungsscheiben 10 in der Wälzmutter 2 sind durch Sicherungsringe 16 gesichert und verhindern außerdem das Eindringen von Schmutz.

Die Wälzmutter 2 ist in der dargestellten Ausführungsform nach außen in einem Lager 4 gelagert, das als zweireihiges Schrägkugellager ausgebildet ist. Die Wälzmutter 2 weist in ihrer Mitte einen kreisförmigen Vorsprung 20 auf, der in radialer Richtung nach außen ragt und an seinen gegenüberliegenden Seiten zwei Wälzbahnen für die Wälzkörper 6 trägt. Eine derartige Wälzmutter 2 kann beispielsweise über einen Zahnriemen angetrieben werden.

Die in Käfigen 7 geführten Lagerkugeln 6 walzen auf Außenlaufbahnen des Lagers 4 ab, die vom Lageraußenring 5, das heißt seinen beiden Lagerringen 5a, 5b gebildet werden. Nach außen wird das Lager durch Dichtringe 8 abgedichtet. Das Lager 4 weist weiterhin an seinem Lageraußenring 5 einen Befestigungsflansch 19 auf, der zur Befestigung an einem nicht dargestellten Gehäuse dient.

Erfindungsgemäß sind die Lageraußenringe 5a, 5b in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen in axialer Richtung mit Bohrungen 11 versehen. Im vorliegenden Fall ist die Bohrung 11 des Lagerringes 5a mit einem Innengewinde versehen. Durch gleichmäßiges Anziehen der in den Bohrungen 11 eingesetzten Spannschrauben 12 werden die Lagerringe 5a, 5b und

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damit auch die zugehörigen Wälzbahnen in axialer Richtung aufeinander zubewegt und so das Lager vorgespannt.

Figur 2 zeigte eine abgeänderte Form einer Lagerung der Wälzmutter 2 eines Rollengewindetriebes. Die Form der Wälzmutter 2 ist gegenüber der in Figur 1 geringfügig modifiziert. Anstelle eines radialen Vorsprunges ist in die Mantelfläche der Wälzmutter 2 eine halbkreisförmige Nut 21 eingefräßt, die die innere Laufbahn für die Wälzkörper 6 bildet. Diese Nut 21 ist in ihrem Querschnitt so gestaltet, daß die Lagerkugeln 6 die Laufbahn nur an zwei seitlichen Punkten berühren. Die äußere Laufbahn der Lagerkugeln 6 wird vom Lageraußenring 13, der aus den beiden Lagerringen 13a und 13b besteht, gebildet.

Auf den Mantelflächen der Lageraußenringe 13a, 13b sind in gleichmäßigen Abständen in Umfangsrichtung kreisringförmige Vertiefungen 14 angeordnet, die eine Sprengnut 22 übergreifen. In diese kreisringförmigen Vertiefungen 14 werden Halteringe 15 eingelegt, die ein Zusammenhalten der äußeren Lagerringe 13a, 13b bewirken.

In Figur 3 ist eine weitere abgeänderte Ausführungsform einer Lagerung der Wälzmutter 2 eines Rollengewindetriebes gezeigt. In die Mantelfläche der Wälzmutter 2 ist eine dreieckförmige Nut 23 eingefräßt, die die innere Laufbahn für die Wälzkörper 6 in Form von Rollen bildet. Die äußere Laufbahn des einreihigen Kreuzrollenlagers 4 wird vom äußeren Laufring 18 bzw. seinen beiden Teilringen 18a und 18b gestellt. Wie bereits in Figur 2 näher erläutert, sind die beiden Laufringe 18a und 18b durch Halteringe 15 miteinander verbunden.

Die Vorspannung des Lagers 4 erfolgt nun derart, daß die beiden Lagerringe 18a, 18b in axialer Richtung und radialer Richtung von einem Gehäuse 17 und einem Lagerdeckel 24 umschlossen werden. Beim Anziehen der in den Bohrungen 11 eingesteckten Spannschrauben 12 werden die Lagerringe 18a, 18b durch das Gehäuse 17 bzw. den Lagerdeckel 24 in axialer Richtung mit einer Druckkraft beaufschlagt und so das Lager 4 spielfrei vorgespannt.

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Bezugszahlenliste

5	1	Schraubenspindel
	2	Wälzmutter
	3	Gewinderoilen
	4	Lager
10	5	Lageraußenring
	5a,	5b Lageraußenringe
	6	Wälzkörper
	7	Käfig
	8	Dichtring
15	9	Zahnkranz
	10	Führungsscheibe
	11	Bohrungen
	12	Spannschrauben
	13	Lageraußenring
20	13a	, 13b Lageraußenringe
	14	kreisringförmige Vertiefung
	15	Haltering
	16	Sicherungsring
	17	Gehäuse
25	18	Lageraußenring
	18a	, 18b Lageraußenringe
	19	Befestigungsflansch
	20	Vorsprung
	21	Nut
30	22	Sprengnut
	23	Nut
	24	Lagerdeckel

Claims

INA Wälzlager Schaeffler KG, Industriestr. 1-3 8522 Herzogenaurach ANR 17 17 332 2402-11-DE Ansprüche

1. Wälzschraubtrieb, bestehend aus einer ein Außengewinde aufweisenden Schraubenspindel (1), einer Wälzmutter (2), die über Gewinderollen (3) oder Lagerkugeln auf der Schraubenspindel (1) gelagert ist und einem Lager (4) zur drehbaren Lagerung der Wälzmutter (2), das am Außenumfang der Wälzmutter (2) eine oder mehrere Laufbahnen aufweist und einen, um die Wälzmutter (2) angeordneten, geteilten Lageraußenring (5, 13, 18) besitzt, wobei zwischen Wälzmutter (2) und Lageraußenring (5, 13, 18) Wälzkörper (6) abrollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraußenringe (5a, 5b) in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen in axialer Richtung mit Bohrungen (11) versehen sind, eine der Bohrungen (11) ein Innengewinde aufweist und das Lager (4) mit darin eingeführten Spannschrauben (12) vorgespannt ist.

2. Wälzschraubtrieb, bestehend aus einer ein Außengewinde aufweisenden Schraubenspindel (1), einer Wälzmutter (2), die über Gewinderollen (3) oder Lagerkugeln auf der Schraubenspindel (1) gelagert ist und einem Lager (4) zur drehbaren Lagerung der Wälzmutter (2), das am Außenumfang der Wälzmutter (2) eine oder mehrere Laufbahnen aufweist und einen, um die Wälzmutter (2) angeordneten, geteilten Lageraußenring (5, 13, 18) besitzt, wobei zwischen Wälzmutter (2) und Lageraußenring (5, 13, 18) Wälzkörper (6) abrollen, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (4) über einen Lagerdeckel (24) vorgespannt ist.

3. Wälzschraubtrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (4) ein zweireihiges Schrägkugellager in X-Anordnung ist.

4. Wälzschraubtrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (4) ein Kreuzrollenlager ist.

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5. Wälzschraubtrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das

Lager (4) ein Vierpunktlager ist.

6. Wälzschraubtrieb nach den Ansprüchen 2, 4 und 5, dadurch geken nzeichnet, daß auf den Mantelflächen der Lageraußenringe (13a, 13b, 18a, 18b) in gleichmäßigen Abständen in Umfangsrichtung eine Sprengnut (22) übergreifende kreisringförmige Vertiefungen (14) angeordnet sind, in die HaHeringe (15) eingesetzt sind.