WO2013127571A1 - Planetenwälzgewindetrieb und verfahren zum herstellen eines planetenwälzgewindetriebes - Google Patents
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- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
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Definitions
- the present invention relates to a Planetenskylzgewindetrieb that converts a relative rotation between a threaded spindle and a Spindelmuler arranged thereon in an axial relative displacement between the threaded spindle and the spindle nut.
- a planetary roller screw drive has become known, with a spindle nut arranged on the threaded spindle » and with several planets distributed over the circumference of the spindle nut.
- the spindle nut has a support body and disposed in the support body rings, which are respectively provided on the inner circumference with a nut-side groove profile for engagement of a planetary side groove profile of the planet
- the multi-part construction of the spindle nut enables economical provision of the nut-side groove profile, which is often formed by a plurality of pitch-free grooves, which are arranged axially behind one another and parallel to each other.
- the grooves are self-contained, so endless, and arranged transversely to the spindle nut axis.
- the pitch - so the distance from groove to groove - and the groove depth can be designed differently depending on the size of the Planetenéelzgewindetriebes.
- the object of the present invention was to provide a planetary roller screw, which is easy to assemble. According to the invention, this object has been achieved by the planetary screw drive according to claim 1. Characterized in that a wall thickness of the ring is less than four times and at least as large as 1, 5 times the profile height h of the nut side groove profile, the ring can be elastically and / or plastically deformed; this ability of - compared to known rings - thin-walled ring according to the invention allows its incorporation into the supporting body in spite of hardening distortion after a heat treatment. Depending on the hardness distortion can be experienced as a result of a pressing of the rings in addition to an elastic in addition to a plastic deformation and brought into its round shape. A hardening delay is accepted, a costly reworking of the hardened rings can be omitted.
- the wall thickness corresponds to half the diameter difference of the
- the support body may be provided at its ends in each case with a cylindrical bearing seat, wherein the ring is provided as a floating bearing or as a fixed bearing. If the ring is no longer round due to hardness distortion but somewhat deformed, for example oval, the ring provided as a fixed bearing is forced into its cylindrical bearing seat in its round shape during pressing, the thin-walled design of the ring - in the inventive ratio of wall thickness and profile height allows them Deformation.
- the ring has a lower rigidity than the support body.
- Rings with large outer diameters between 80 mm to 100 mm or larger can have a greater wall thickness in the upper region within the ranges according to the invention; Rings with small outside diameters between 15 mm and 40 mm can have a smaller wall thickness in the lower region within the regions according to the invention.
- the wall thickness is according to the invention provide as "that in cases of an unwanted hardness delay a reverse deformation in the round shape is perfectly possible. All rings are common » that a small wall thickness is provided in relation to the profile height, which allows a deformation of a hardening distortion in the range according to the invention.
- the ring may be arranged with sufficient play in the bearing seat. This game can be at one
- the planets are distributed over the circumference. They are provided in their central region with so-called feed ribs, which are in rolling engagement with a thread of the threaded spindle.
- the planets have at their two ends in each case so-called guide grooves, which are in rolling engagement with the nut-side grooves.
- the planets run perfectly in the spindle nut on a circular path around the lockers! and around the spindle nut.
- the rings are consequently shaped into their round shape.
- a round shape in the sense of the invention makes it possible to roll the planets on the spindle nut along a circular path around the spindle nut axis.
- a further advantage of the invention can be seen in the fact that weight savings are associated with planetary roller screw drives according to the invention; because the rings of the invention are thinner than the known rings. Especially in automotive applications, this is
- the grooves provided on the rings can be rolled with great accuracy and tight tolerances .
- the ring is arranged in a rolling gap of the tool and can be rolled with high accuracy in width, thickness and profiling. In particular, a constant thickness over the circumference is important for the functionality of the rings in Planetenskylzgewindetrieb.
- the final contour of the ring is produced, ie the outside diameter and the pitch circle diameter for the planets.
- the profile height h can be between 0.4 mm and 3 mm in planetary roller screw drives according to the invention, including these values.
- rings according to the invention can have a wall thickness between about 2.2 mm and about 6 mm, depending on the outside diameter range ,
- Planetary roller screw drives according to the invention have rings. their profile height
- 0.6 mm may be for assemblies with a spindle diameter between 5 mm and 25 mm, wherein the pitch of the grooves can be 1, 03 mm in this case.
- the profile height can be 0.8 mm, whereby the pitch of the grooves can be 1.35 mm.
- the profile height can be 1, 2 mm , wherein the pitch of the grooves may be 2 mm.
- the wall thicknesses for the mentioned assemblies are between about 1 mm and less than 5 mm , wherein the largest wall thicknesses is provided at the largest assembly.
- the nut-side groove profile may have a plurality of annularly closed grooves arranged axially one behind the other and parallel to each other, wherein a groove is bounded by adjacent teeth of the ring, and wherein the teeth extend radially outward to a groove bottom and radially inward to a tooth tip , and wherein the profile height is given by the radial distance from the tooth tip to the groove bottom.
- the pitch circle diameter is between the groove bottom diameter and the tooth tip diameter.
- the tooth tip and the groove bottom may each have a radius of curvature of 0.1 mm to 0.5 mm inclusive, wherein the radius of curvature of the tooth tip is greater than the radius of curvature of the groove bottom.
- the radius of curvature of the groove bottom is matched to the radius of curvature of the tooth tip of the engaging teeth. Rings with large outside diameters may have radii of curvature at the tooth tips and groove bottoms at the top of the specified range. The radius of curvature can be matched to the intended groove pitch.
- the groove profile may have a plurality of endless grooves arranged axially one behind the other and parallel to one another, the pitch of which may be 0.8 mm to 4 mm.
- the ring can have a width "which is at least three times the groove pitch of the groove profile and a maximum of eleven times the groove pitch.
- a clear inner diameter of the ring may be between 14 mm and 150 mm, including these values.
- the clear inner diameter may be limited by the tooth tips of the groove profile.
- the support body can be seen in the direction of a spindle axis provided at its two axial ends with one of the rings, wherein the support body has a receptacle for each ring, and wherein the one ring as a fixed bearing and the other ring as a floating bearing in the receptacle of the support body is arranged.
- the receptacle is preferably designed as a bore height (cylindrical, it can be provided on its end-facing side with an inlet chamfer for insertion of the ring.)
- the other end of the receptacle may be limited by a shoulder.
- An inventive Planetenxxlzgewindetrieb can be prepared according to the following steps: providing a ring blank with cylindrical surfaces, rolling the nut side groove profile to the inner circumference of
- Ring blanks and subsequent hardening in a heat treatment process insertion of the rings in the support body. Further processing of the rings can unfold.
- the rolling of the groove profile allows the production of rings, which advantageously in terms of friction reduction of the rolling engagement standing Wälzpartner are optimized: the rolled profiles spring back elastic, so that the tooth flanks have a slight Beautymaschine; this means that in the rolling contact a point contact with less friction is guaranteed.
- Forming in the rolling process permits economical manufacture of the rings, their complex profile can be highly accurately shaped "wherein a more favorable for the use of the rings in a Planetenskylzgewtndetrieb fiber orientation is achieved in the ring.
- the ring blank can be made by deep drawing from sheet metal or by means of cutting
- a ring blank may also serve a pipe section which is divided out of a pipe.
- the one provided as a fixed bearing ring can be in a vo r preferably hollow-cylindrical receptacle of the support body pressed in, and the other as a movable bearing provided ring can be inserted axially displaceable in the other receptacle of the supporting body.
- the one ring can be elastically and / or plastically deformed by pressing into the receptacle and brought into its round shape.
- the support body is made significantly stiffer than the ring, so that the receptacle retains its cylindrical shape during the pressing.
- the other ring can be brought into its round shape by conditioning the arranged on the spindle periphery planet on the inner circumference of the ring.
- the planets are distributed equidistantly over the circumference of the threaded spindle and define points on the pitch circle.
- the elastically deformable ring can be supported and receives its round shape, a circular shape,
- FIG. 2 shows a detail enlargement from FIG. 1.
- Figure 1 shows a Planetenskylzgewindetrieb invention in longitudinal section.
- a spindle nut 2 is arranged on a threaded spindle 1.
- a spindle nut 2 is arranged on a threaded spindle 1.
- the planet 3 roll on the outer circumference of the threaded spindle 1 and on the inner circumference of the spindle nut 2 from.
- the spindle nut 2 is designed in several parts.
- two rings 5.6 aKialbeweglieh are arranged to each other.
- One intended as a fixed bearing ring 5 can be pressed into a formed at one end of the support body 4 hollow cylindrical receptacle 7, and the other provided as floating bearing ring 6 can be inserted axially displaceable in a formed at the other end of the supporting body 4 receptacle 8 of the support body 4, wherein the other ring 6 is arranged with a transition fit in the other receptacle 8.
- the ring 6 is axially sprung in this embodiment via a plate spring 9. This springing can be omitted in other Planetenannalzgewindetrieben invention.
- the rings 5, 6 are provided on their inner circumference with a nut-side groove profile 10, 1 1, each having a plurality of axially successively and mutually parallel, annularly closed grooves 12, 13.
- the grooves 12, 13 are arranged transversely to the spindle nut axis; they are stepless.
- the grooves 12, 13 are bounded by adjacent teeth 14, 15 of the ring 5, 6.
- the following description of the ring 10 also applies to the ring 1 1,
- the teeth 14 extend radially outward as far as a groove bottom 16 and radially inward as far as a tooth tip 17.
- the radial distance from the tooth tip 17 to the groove bottom 16 denotes the profile height "h" of the groove profile 10.
- the tooth tip 17 has a radius of curvature of 0.2 mm and the groove bottom has a radius of curvature of 0.1 mm.
- the radius of curvature of the tooth tip is larger than the radius of curvature of rings according to the invention Grooved floor » so that so-called head support can be avoided, in which the teeth are loaded unduly in the head area.
- the distance from adjacent grooves 12 is in the exemplary embodiment 2 mm, wherein the distance from tooth tip 17 to tooth tip 17 is measured. This distance can also be referred to as groove pitch "t".
- the ring 5 has a width "b" which is about 10 times the groove pitch
- the ring 6 has a width "b" which is about three times the groove pitch "t"
- the clear inner diameter of the rings 5, 6 is determined by the inner diameter "d.”
- the outer diameter of the rings 5, 6 is denoted by “d a ".
- the half of the difference of ".d a " and “df” denotes a wall thickness "s" of the rings 5. 6.
- the wall thickness "s" is about 2 mm, the inside diameter "d,” about 55 mm Profile height “h” 0.8 mm, and the pitch "t" 1, 35 mm. These values have not been scaled in the figures for better representability.
- the rings 5, 6 are made of a ring blank provided with cylindrical lateral surfaces. At the ring blank, the nut-side groove profile 10 is rolled in the ring rolling known per se. Due to the rolling material flows together at the tooth tip 17, so that a so-called Schf dirtfalte arises, which is a slight circumferential notch on the tooth tip 17. Subsequently, the rings 5, 6 are cured in a heat treatment process. As a result of curing, the rings 5, 6 undergo a hardening delay and are deformed from their round shape into an oval shape. When the rings 5, 6 are used in the planetary roller screw, the inventively designed rings 5, 6 again have their round shape.
- the ring 5 is deformed by pressing into the hollow cylindrical receptacle 7 and brought into its round shape.
- the support body 4 is compared to the rings 5, 6 significantly stiffer and is not deformed by the pressing.
- the ring 5 can be deformed both elastically and plastically. However, in be ensured in each case that the groove profile 10 properly cooperates with the planet 3.
- the other ring 6 is arranged with radial clearance in the hollow cylindrical receptacle 8.
- the evenly distributed over the circumference arranged planet 3 are supported on the one hand radially on the threaded spindle 1 and on the other hand on the rings
- the teeth 17 of the rings 5, 6 engage in guide grooves 18 of a planetary side groove profile 19 of the planet 3 a.
- the thread of the threaded spindle 1 engages in feed grooves 20 planet-side groove profile 19 a. Since the threaded spindle 1 and the planet 3 are made with high precision » roll the planet 3 on a perfect circular path around the threaded spindle 3 from around.
- the annular space between the ring 6 and the threaded spindle 1 is dimensioned so that the planet 3 have only a slight radial play.
- the planet 3 force the brought by hardening distortion in a non-circular shape ring 6 consequently in its round shape.
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Description
PLANETENWÄLZGEWINDETRIEB UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES PLANETENWÄLZGEWINDETRIEBES
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Planetenwälzgewindetrieb, der eine Relativdrehung zwischen einer Gewindespindel und einer darauf angeordneten Spindelmuler in eine axiale Relativverschiebung zwischen der Gewindespindel und der Spindelmutter umwandelt.
Aus DE 10201011820 A1 ist ein Planetenwälzgewindetrieb bekannt geworden, mit einer auf der Gewindespindel angeordneten Spindelmutter» und mit mehreren über den Umfang der Spindelmutter verteilt angeordneten Planeten. Die Spindelmutter weist einen Tragkörper und in dem Tragkörper angeordnete Ringe auf, die jeweils am Innenumfang mit einem mutterseitigen Rillenprofil für einen Eingriff eines planetenseitigen Rillenprofils der Planeten versehen sind
Der mehrteilige Aufbau der Spindelmutter ermöglicht eine wirtschaftliche Bereitstellung des mutterseitigen Rillenprofils, das oftmals durch mehrere steigungslose Rillen gebildet ist, die axial hintereinander und parallel zueinander angeordnet sind. Die Rillen sind in sich geschlossen, also endlos, und quer zur Spindelmutterachse angeordnet. Die Teilung -also der Abstand von Rille zu Rille - und die Rillentiefe können je nach Größe des Planetenwälzgewindetriebes unterschiedlich ausgeführt sein.
Bei dem bekannten Planetenwälzgewindetrieb sind die Ringe aus Blech in einem Umformverfahren hergestellt, wobei die Rillen mit einem Rollierwerkzeug anrolliert werden Wenn diese Ringe in einem Wärmebehandlungsverfahren gehärtet werden, kann sich ein unerwünschter Härteverzug einstellen, der die Montage der Ringe in den Tragkörper erschwert
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen Planetenwälzgewindetrieb anzugeben, der einfach zu montieren ist.
Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch den Planetenwäizgewindetrieb gemäß Anspruch 1 gelöst. Dadurch, dass eine Wanddicke des Rings kleiner als das Vierfache und zumindest so groß wie das 1 ,5-fache der Profilhöhe h des mutterseitigen Rillenprofils ist, kann der Ring elastisch und/oder plastisch verformt werden; diese Fähigkeit des - gegenüber bekannten Ringen - dünnwandigen erfindungsgemäßen Ringes ermöglicht seinen Einbau in den Tragkörper trotz Härteverzug nach einer Wärmebehandlung. Je nach Härteverzug kann infolge eines Einpressens der Ringe neben einer elastischen zusätzlich eine plastische Verformung erfahren und in seine runde Form gebracht werden. Ein Härteverzug wird in Kauf genommen, eine aufwändige Nachbearbeitung der gehärteten Ringe kann entfallen.
Die Wanddicke entspricht der Hälfte der Durchmesserdifferenz des
Außendurchmessers und des lichten Innendurchmessers. Der lichte Innendurchmesser ist begrenzt durch die Zahnspitzen der die Rillen begrenzenden Zähne. Die Profilhöhe des mutterseitigen Profils ist gegeben durch den radialen Abstand zwischen der Zahnspitze des Zahns und dem Rilleriboden der Rille.
Der Tragkörper kann an seinen Enden jeweils mit einem zylindrischen Lagersitz versehen sein, wobei der Ring als Loslager oder als Festlager vorgesehen ist. Wenn der Ring aufgrund von Härteverzug nicht mehr rund sondern beispielsweise etwas oval verformt ist, wird der als Festlager vorgesehene Ring beim Einpressen in seinen zylindrischen Lagersitz in seine runde Form gezwungen, Die dünnwandige Ausführung des Rings - in dem erfindungsgemäßen Verhältnis von Wanddicke und Profilhöhe ermöglicht diese Verformung. Der Ring weist eine geringere Steifigkeit als der Tragkörper auf.
Ringe mit großen Außendurchmessern zwischen 80mm bis 100mm oder größer können innerhalb der erfindungsgemäßen Bereiche eine größere Wanddicke im oberen Bereich aufweisen; Ringe mit kleinen Außendurchmessern zwischen 15mm und 40mm können innerhalb der erfindungsgemäßen Bereiche eine kleinere Wanddicke im unteren Bereich aufweisen. In jedem Fall ist die Wanddicke erfindungsgemäß so vorzusehen» dass in Fällen eines unerwünschten Härteverzugs
eine Rückverformung in die runde Form einwandfrei möglich ist. Allen Ringen ist gemein» dass eine im Verhältnis zur Profilhöhe geringe Wanddicke vorgesehen ist, die in dem erfindungsgemäßen Bereich eine Rückverformung eines Härteverzugs ermöglicht.
Wenn der Ring als Loslager in dem Tragkörper angeordnet ist, kann der Ring mit hinreichendem Spiel in dem Lagersitz angeordnet sein. Dieses Spiel kann bei einer
Übergangspassung gegeben sein. Sollte nach dem Einsetzen des Rings in den Lagersitz noch ein Härteverzug feststellbar sein, wird dieser Härteverzug durch den
Eingriff der Planeten in den Ring ausgeglichen.
Die Planeten sind über den Umfang verteilt angeordnet. Sie sind in ihrem mittleren Bereich mit sogenannten Vorschubriflen versehen, die in Wälzeingriff mit einem Gewinde der Gewindespindel stehen. Die Planeten weisen an ihren beiden Enden jeweils sogenannte Führungsrillen auf, die in Wälzeingriff mit den mutterseitigen Rillen stehen. Die Planeten laufen in der Spindelmutter einwandfrei auf einer Kreisbahn um die Spinde! und um die Spindelmutter herum. Durch den Wälzeingriff der Planeten mit den Ringen werden die Ringe demzufolge in ihre runde Form geformt. Eine runde Form im Sinn der Erfindung ermöglicht ein Abwälzen der Planeten an der Spindelmutter entlang einer Kreisbahn um die Spindelmutterachse herum.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung kann darin gesehen werden, dass mit erfindungsgemäßen Planetenwälzgewindetrieben eine Gewichtseinsparung einhergeht; denn die erfindungsgemäßen Ringe sind dünnwandiger als die bekannten Ringe. Insbesondere bei Anwendungen im Automobilbereich ist diese
Gewichtseinsparung besonders vorteilhaft.
Ein weiterer Vorteil kann darin gesehen werden, dass Material eingespart werden kann, denn eine Reduzierung der Wanddicke geht insbesondere bei großen
Stückzahlen mit einer deutlichen Reduzierung des eingesetzten Materials einher.
Die an den Ringen vorgesehenen Rillen können mit großer Genauigkeit und engen Toleranzen im Walzverfahren., insbesondere im an sich bekannten
Ringwalzverfahren angeformt werden. Der Ring ist in einem Wälzspalt des Werkzeuges angeordnet und kann in Breite, Dicke und Profilierung hochgenau gewalzt werden. Insbesondere eine konstante Dicke über den Umfang ist für die Funktionalität der Ringe im Planetenwälzgewindetrieb bedeutsam. Nach dem Ringwalzen ist die Endkontur des Rings hergestellt, also der Außendurchmesser und der Wälzkreisdurchmesser für die Planeten.
Die Profilhöhe h kann bei erfindungsgemäßen Planetenwälzgewindetrieben zwischen 0,4 mm und 3 mm liegen, einschließlich dieser Werte, Bei einer mittleren Profilhöhe h von 1 ,5 mm können erfindungsgemäße Ringe je nach Außendurchmesserbereich eine Wanddicke zwischen etwa 2,2 mm und knapp 6 mm aufweisen.
Erfindungsgemäße Planetenwälzgewindetriebe weisen Ringe auf. deren Profilhöhe
0,6 mm betragen kann bei Baugruppen mit einem Spindeldurchmesser zwischen 5 mm und 25 mm, wobei die Teilung der Rillen 1 ,03 mm in diesem Fall betragen kann. Bei Baugruppen mit einem Spindeldurchmesser zwischen 32 mm und 63 mm kann die Profilhöhe 0,8 mm betragen, wobei die Teilung der Rillen 1.35 mm betragen kann, Bei Baugruppen mit einem Spindeldurchmesser zwischen 80 mm und 110 mm kann die Profil höhe 1 ,2 mm betragen, wobei die Teilung der Rillen 2 mm betragen kann. Es hat sich herausgestellt, dass bei den genannten Baugruppen innerhalb der angegebenen Bereiche gut verformbare Ringe hergestellt werden können, die nach einem Härte erzug wieder in ihre runde Form gebracht werden können« Die Wanddicken für die genannten Baugruppen liegen zwischen etwa 1 mm und unter 5 mm, wobei die größten Wanddicken bei der größten Baugruppe vorgesehen ist.
Das mutterseitige Rillenprofil kann mehrere axial hintereinander und zueinander parallel angeordnete, ringförmig geschlossene Rillen aufweisen, wobei eine Rille von einander benachbarten Zähnen des Rings begrenzt ist, und wobei sich die Zähne nach radial außen bis zu einem Rillenboden und nach radial innen bis zu einer Zahnspitze erstrecken, und wobei die Profilhöhe durch den radialen Abstand von der Zahnspitze bis zu dem Rillenboden gegeben ist. Der Wälzkreisdurchmesser liegt zwischen dem Rillenbodendurchmesser und dem Zahnspitzendurchmesser.
Die Zahn spitze und der Rillenboden können jeweils einen Krümmungsradius von 0,1 mm bis einschließlich 0,5 mm aufweisen, wobei der Krümmungsradius der Zahnspitze größer ist als der Krümmungsradius des Rillenbodens. Der Krümmungsradius des Rillenbodens ist abgestimmt auf den Krümmungsradius der Zahnspitze der eingreifenden Zähne. Ringe mit großen Außendurchmessern können Krümmungsradien an den Zahnspitzen und Rillenböden am oberen Ende des angegebenen Bereichs aufweisen. Der Krümmungsradius kann auf die vorgesehene Rillenteilung abgestimmt werden. Das Rillenprofil kann mehrere axial hintereinander und zueinander parallel angeordnete endlose Rillen aufweisen, deren Teilung 0,8 mm bis 4 mm betragen kann. Der Ring kann eine Breite aufweisen» die mindestens das Dreifache der Rillenteilung des Rillenprofils und höchstens das Elffache der Rillenteilung beträgt.
Ein lichter Innendurchmesser des Rings kann zwischen 14 mm und 150 mm vorgesehen sein , einschließlich dieser Werte. Der lichte Innendurchmesser kann durch die Zahnspitzen des Rillenprofils begrenzt sein.
Der Tragkörper kann in Richtung einer Spindelachse gesehen an seinen beiden axialen Enden mit je einem der Ringe versehen sein, wobei der Tragkörper jeweils eine Aufnahme für jeden Ring aufweist, und wobei der eine Ring als Festlager und der andere Ring als Loslager in der Aufnahme des Tragkörpers angeordnet ist. Die Aufnahme ist vorzugsweise als Bohrung höh (zylindrisch ausgeführt, Sie kann an ihrem der Stirnseite zugewandten Seite mit einer Einlauffase für eine Einführung des Rings versehen sein. Das andere Ende der Aufnahme kann durch eine Schulter begrenzt sein.
Ein erfindungsgemäßer Planetenwälzgewindetrieb kann nach den folgenden Schritten hergestellt werden: Bereitstellen eines Ringrohlings mit zylindrischen Mantelflächen, Anwalzen des mutterseitigen Rillenprofils an den Innenumfang des
Ringrohlings und anschließendes Härten in einem Wärmebehandlungsverfahren, Einsetzen der Ringe in den Tragkörper. Eine weitere Bearbeitung der Ringe kann entfalten.
Das Anwalzen des Rillenprofils ermöglicht die Herstellung von Ringen, die in vorteilhafter Weise im Hinblick auf Reibungsreduzierung der im Wälzeingriff
stehenden Wälzpartner optimiert sind: die angewalzten Profile federn elastisch zurück, so dass die Zahnflanken eine leichte Baliigkeit aufweisen; das bedeutet, dass im Wälzkontakt ein punktueller Kontakt mit geringerer Reibung gewährleistet ist.
Das Umformen im Walzverfahren ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung der Ringe, deren komplexes Profil hochgenau geformt werden kann» wobei ein für den Einsatz der Ringe in einem Planetenwälzgewtndetrieb günstiger Faserverlauf im Ring erzielt wird.
Der Ringrohling kann mittels Tiefziehen aus Blech oder mittels spangebender
Bearbeitung bereit gestellt werden. Als Ringrohling kann auch ein Rohrabschnitt dienen, der aus einem Rohr herausgeteilt wird.
Der eine als Festlager vorgesehene Ring kann in die eine vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildete Aufnahme des Tragkörpers eingepresst werden, und der andere als Loslager vorgesehene Ring kann in die andere Aufnahme des Tragkörpers axialverschieblich eingesetzt werden. Der eine Ring kann durch das Einpressen in die Aufnahme elastisch und/oder plastisch verformt und in seine runde Form gebracht werden. Der Tragkörper ist deutlich steifer ausgeführt als der Ring, so dass die Aufnahme ihre zylindrische Form während des Einpressens behält.
Der andere Ring kann durch Anlage der auf dem Spindelumfang angeordneten Planeten am Innenumfang des Rings in seine runde Form gebracht werden. Die Planeten sind iquidistant über den Umfang der Gewindespindel verteilt angeordnet und definieren Stützpunkte auf dem Wälzkreis. An diesen Stützpunkten der Kreisbahn kann sich der elastisch deformierbare Ring abstützen und erhält seine runde Form, eine Kreisform,
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in zwei Figuren abgebildeten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Planetenwälzgewindetrieb und
Figur 2 eine Ausschnittsvergrößerung aus Figur 1.
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Planetenwälzgewindetrieb im Längsschnitt. Auf einer Gewindespindel 1 ist eine Spindelmutter 2 angeordnet. Zwischen der Gewindespindel 1 und der Spindelmutter 2 sind mehrere über den Umfang der Gewindespindel 1 'verteilte Planeten 3 angeordnet. Die Planeten 3 wälzen am Außenumfang der Gewindespindel 1 sowie am Innenumfang der Spindelmutter 2 ab.
Die Spindelmutter 2 ist mehrteilig ausgeführt. In einem hier rohrförmig ausgebildeten Tragkörper 4 sind zwei Ringe 5,6 aKialbeweglieh zueinander angeordnet sind. Der eine als Festlager vorgesehene Ring 5 kann in eine an einem Ende des Tragkörpers 4 ausgebildete hohlzylindrische Aufnahme 7 eingepresst werden, und der andere als Loslager vorgesehene Ring 6 kann in eine am anderen Ende des Tragkörpers 4 ausgebildete Aufnahme 8 des Tragkörpers 4 axialverschieblich eingesetzt werden, wobei der andere Ring 6 mit einer Übergangspassung in der anderen Aufnahme 8 angeordnet ist. Der Ring 6 ist bei diesem Ausführungsbeispiel über eine Tellerfeder 9 axial angefedert. Diese Anfederung kann bei anderen erfindungsgemäßen Planetenwälzgewindetrieben entfallen.
Die Ringe 5, 6 sind an ihrem Innenumfang mit einem mutterseitigen Rillenprofil 10, 1 1 versehen, das jeweils mehrere axial hintereinander und zueinander parallel angeordnete, ringförmig geschlossene Rillen 12, 13 aufweist. Die Rillen 12, 13 sind quer zur Spindelmutterachse angeordnet; sie sind steigungslos.
Die Rillen 12, 13 sind von einander benachbarten Zähnen 14, 15 des Rings 5, 6 begrenzt. Die nachstehende Beschreibung zu dem Ring 10 gilt auch für den Ring 1 1 ,
Der Figur 2 kann deutlich entnommen werden, dass die Zähne 14 sich nach radial außen bis zu einem Rillenboden 16 und nach radial innen bis zu einer Zahnspitze 17 erstrecken. Der radiale Abstand von der Zahnspitze 17 bis zu dem Rillenboden 16 bezeichnet die Profilhöhe ,,h" des Rillenprofils 10.
Die Zahnspitze 17 weist einen Krümmungsradius von 0,2 mm und der Rillenboden weist einen Krümmungsradius von 0,1 mm auf. Der Krümmungsradius der Zahnspitze ist bei erfindungsgemäßen Ringen größer als der Krümmungsradius des
Rillenbodens» so dass sogenannte Kopfträger vermieden werden, bei denen die Zähne im Köpfbereich unzulässig belastet werden.
Der Abstand von einander benachbarten Rillen 12 beträgt im Ausführungsbeispiel 2 mm, wobei der Abstand von Zahnspitze 17 zu Zahnspitze 17 gemessen wird. Dieser Abstand kann auch als Rillenteilung„t" bezeichnet werden.
Der Ring 5 weist eine Breite„b" auf, die etwa das 10-fache der Rillenteilung beträgt. Der Ring 6 weist eine Breite„b" auf, die etwa das dreifache der Rillenteilung „t" beträgt
Der lichte Innendurchmesser der Ringe 5, 6 ist durch den Innendurchmesser„d " bestimmt. Der Außendurchmesser der Ringe 5, 6 ist mit„da" bezeichnet. Der halbe Betrag aus der Differenz von ,.da " und„df bezeichnet eine Wanddicke„s" der Ringe 5. 6. Im Ausführungsbeispiel betragen die Wanddicke „s" etwa 2 mm, der Innendurchmesser„d," etwa 55 mm, die Profil höhe„h" 0,8 mm, und die Teilung„t" 1 ,35 mm. Diese Werte sind in den Figuren aus Gründen der besseren Darstellbarkeit nicht maßstäblich umgesetzt.
Die Ringe 5, 6 sind aus einem mit zylindrischen Mantelflächen versehenen Ringrohling hergestellt. An den Ringrohling wird das mutterseitige Rillenprofil 10 im an sich bekannten Ringwalzverfahren angewalzt. Bedingt durch das Walzen fließt Werkstoff an der Zahnspitze 17 zusammen, so dass eine sogenannte Schfießfalte entsteht, die sich als leichte umlaufende Einkerbung an der Zahnspitze 17 darstellt. Anschließend werden die Ringe 5, 6 in einem Wärmebehandlungsverfahren gehärtet. Infolge des Härtens erfahren die Ringe 5, 6 einen Härteverzug und werden aus ihrer runden Form in eine ovale Form verformt. Wenn die Ringe 5, 6 im Planetenwälzgewindetrieb eingesetzt sind, haben die erfindungsgemäß ausgelegten Ringe 5, 6 wieder ihre runde Form.
Der Ring 5 wird durch Einpressen in die hohlzylindrische Aufnahme 7 verformt und in seine runde Form gebracht. Der Tragkörper 4 ist gegenüber den Ringen 5, 6 deutlich steifer und wird durch das Einpressen nicht verformt. Während des Einpressens kann der Ring 5 sowohl elastisch als auch plastisch verformt werden. Allerdings kann in
jedem Fall gewährleistet werden, dass das Rillenprofil 10 einwandfrei mit den Planeten 3 zusammenarbeitet.
Der andere Ring 6 ist mit Radialspiel in der hohlzylindrischen Aufnahme 8 angeordnet. Die gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordneten Planeten 3 sind einerseits an der Gewindespindel 1 radial abgestützt und andererseits an den Ringen
5, 6. Die Zähne 17 der Ringe 5, 6 greifen in Führungsrillen 18 eines planetenseitigen Rillenprofils 19 der Planeten 3 ein. Das Gewinde der Gewindespindel 1 greift in Vorschubrillen 20 planetenseitigen Rillenprofils 19 ein. Da die Gewindespindel 1 und die Planeten 3 hochgenau gefertigt sind» wälzen die Planeten 3 auf einer einwandfreien Kreisbahn um die Gewindespindel 3 herum ab. Der Ringraum zwischen dem Ring 6 und der Gewindespindel 1 ist so bemessen, dass die Planeten 3 ein lediglich geringes Radialspiel haben. Die Planeten 3 zwingen den durch Härteverzug in eine unrunde Form gebrachten Ring 6 demzufolge in seine runde Form.
Bezugszeichenliste
1 Gewindespindel
2 Spindelmutter
3 Planeten
4 Tragkörper
5 Ring
6 Ring
7 Aufnahme
8 Aufnahme
9 Tellerfeder
10 Rillenprofil
1 1 Rillenprofi!
12 Rille
13 Rille
14 Zahn
15 Zahn
16 Rillenboden
17 Zahnspitze
18 Führungsrille
19 planetenseitiges Rillenprofil
20 Vorschubrille
b Breite
s Wanddicke
t Teilung
da Äußendurchmesser
d, Innendurchmesser
h Profilhöhe
Claims
1 , Planetenwälzgewindetrieb, mit einer Gewindespindel (1), und mit einer auf der Gewindespindel (1 ) angeordneten Spindelrnutter (2), und mit mehreren über den Umfang der Spindelmutter (2) verteilt angeordneten Planeten (3), wobei die Spindelrnutter (2) einen Tragkörper (4) und einen in dem Tragkörper (4) angeordneten Ring (5. 6) aufweist, der an seinem Innenumfang mit einem mutterseitigen Rillenprofil (10, 1 1) für einen Eingriff eines planetenseitigen Rillenprofils (19) der Planeten (3) versehen ist, dadurch gekennieichnet, dass eine 'Wanddicke (s) des Rings (5, 6) kleiner als das Vierfache und zumindest so groß wie das ,5-fache der Profilhöhe (h) des mutterseitigen illenproflfs (10, 1 1 ) ist.
2, Planetenwälzgewindetrieb nach Anspruch 1 , bei dem die Profilhöhe (h) zwischen 0,4 mm und 3 mm liegt, einschließlich dieser Werte.
3. Planetenwälzgewindetrieb nach Anspruch 1 , bei dem das mutterseitige Rillenprofil (10, 1 1 ) mehrere axial hintereinander und zueinander parallel angeordnete Rillen (12, 13) aufweist, wobei eine Rille (12, 13) von einander benachbarten Zähnen (14, 15) des Rings (5, 6) begrenzt ist, und wobei sich die Zähne (14, 15) nach radial außen bis zu einem Rillenboden (16) und nach radial innen bis zu einer Zahnspitze (17) erstrecken, und wobei die Profilhöhe (h) durch den radialen Abstand von der Zahnspfee (17) bis zu dem Rillenboden (16) gegeben ist.
4. Planetenwälzgewindetrieb nach Anspruch 3, bei dem die Zahnspitze (17) und der Rillenboden (16) jeweils einen Krümmungsradius von 0, 1 mm bis einschließlich 0,5 mm aufweisen.
5. Planetenwälzgewindetrieb nach Anspruch 1 , bei dem das Rtllenprofü (10, 1 1 ) mehrere axial hintereinander und zueinander parallel angeordnete, ringförmig geschlossene Rillen (12, 13) aufweist, wobei eine Rillenteilung (t) von 0,8 mm bis einschließlich 4 mm vorgesehen ist.
6. Planetenwätzgewindetrieb nach Anspruch 5, bei dem der Ring (5, 6) eine Breite (b) aufweist, die mindestens das Dreifache der Rillenteilung (t) und höchstens das Elffache der Rillenteilung (t) beträgt,
7. Planetenwälzgewindetrieb nach Anspruch 1 , bei dem ein
Innendurchmesser (d,) des Rings (5, 6) zwischen 14 mm und 50 mm vorgesehen ist, einschließlich dieser Werte.
8. Planetenwälzgewindetrieb nach Anspruch 1 , bei dem der Tragkörper (4) in Richtung einer Spindelachse gesehen an seinen beiden axialen Enden jeweils eine Aufnahme (7, 8) aufweist, wobei der eine Ring (5) als Festlager und der andere Ring (6) als Loslager in der Aufnahme (7, 8) des Tragkörpers (4) angeordnet ist.
9. Verfahren zum Herstellen eines Planetenwälzgewindetriebes nach Anspruch 1 , nach den folgenden Schritten: Bereitsteilen eines Ringrohlings mit zylindrischen Mantelflächen, Anwalzen des mutterseitigen Rillenprofils (10, 1 1 ) an den Innenumfang des Ringrohlings und anschließendes Härten in einem Wärmebehandlungsverfahren, Einsetzen der Ringe (5, 6) in den Tragkörper (4).
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Ringrohling mittels Tiefziehen aus Blech oder mittels spangebender Bearbeitung, oder mittels Zerteilen eines Rohres in Rohrabschnitte bereit gestellt wird.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 9 in Verbindung mit dem Planetenwälzgewindetrieb nach Anspruch 8. bei dem der eine Ring (5) in die eine Aufnahme (7) des Tragkörpers (4) eingepresst wird, und bei dem der andere Ring (6) in die andere Aufnahme (8) des Tragkörpers (4) axialverschieblich eingesetzt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der eine Ring (5) durch das
Einpressen in die Aufnahme (7) verformt und in seine runde Form gebracht wird, und bei dem der andere Ring (6) durch Anlage der auf dem Spindelumfang angeordneten Planeten (3) am Innenumfang des Rings (6) verformt und in seine runde Form gebracht wird,
13. Planetenwälzgewindetrieb, mit einer Gewindespindei (1 ). und mit einer auf der Gewindespindel (1) angeordneten Spindelmutter (2), und mit mehreren über den Umfang der Spindeimutter (2) verteilt angeordneten Planeten (3), wobei die Spindeimutter (2) einen Tragkörper (4) und einen in dem Tragkörper (4) angeordneten Ring (5, 6) aufweist, der an seinem Innen umfang mit einem mutterseitigen Rillenprofil (10, 1 1 ) für einen Eingriff eines planetenseitigen Rillenprofils (19) der Planeten (3) versehen ist, wobei das mutterseitige Rillenprofil (10. 1 1 ) eine Vielzahl von axial hintereinander angeordneten Rillen (12, 13) aufweist, die jeweils von einander benachbarten Zähnen (14, 15) begrenzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (14, 15) ballig ausgeführt sind.
14. Planetenwälzgewindetneb nach Anspruch 13, bei dem das Rillenprofil (10, 11 ) des Rings (5, 6) im Walzverfahren angewalzt ist.
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