CH648913A5 - Kugelgewindetrieb. - Google Patents

Description

648 913

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE

1. Kugelgewindetrieb mit zwischen Mutter und Spindel vorgesehenen Kugeln, die in mutter- und spindelseitigen Gewindegängen gleicher Steigung aufgenommen und zur Kugelrückführung 5 durch in der Spindel vorgesehene Mittel umlenkbar sind,

dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelrückführung zwischen zwei benachbarten Gewindegängen (12) der Spindel (2) auf einer ebenen Fläche (5) zwischen den Gewindeflanken (2a) erfolgt, wobei zur seitlichen Führung der Kugeln (3) auf der Fläche (5) io Leitelemente (4) vorgesehen sind und wobei jeweils eine Abschrägung (6) in den Gewindegängen (12) den Ein- bzw.

Austritt der Kugeln (3) zur bzw. von der Fläche (5) hemmungsfrei gestaltet.

2. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- 15 net, dass die Leitelemente von zwei voneinander distanzierten, senkrecht auf der Fläche (5) angeordneten Leitflächen (4) gebildet sind.

3. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei im axialen Abstand voneinander auf der Spindel 20 (2) befestigte Ablenkstücke (14) die Leitflächen (4) bilden.

Die Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb gemäss dem 25 Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannte Kugelgewindetriebe der eingangs genannten Gattung (vgl. z.B. DE-OS 2451665 oder DE-OS 2741333) mit innerhalb der Spindel vorgesehenem Kugelrückführungskanal erfordern einen grossen Herstellungsaufwand. Ausserdem 30 bedingen die Kugelrückführungen der bekannten Kugelgewindetriebe wegen nicht unerheblicher Reibungsverluste eine Herabsetzung des Wirkungsgrades.

Im Bewusstsein der Nachteile des bekannten (DE-OS 2451665 bzw. DE-OS 2741333), liegt der Erfindung die Aufgabe 35

zugrunde, die umständlich herzustellenden bekannten Kugelrückführungsbohrungen und -kanäle mit ihren erheblichen Reibungswiderständen durch reibungsarme, sehr einfach herzustellende spindelseitige Rückführungen zu ersetzen.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem Kennzeichenteil des 40 Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Auch sind nachfolgend bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, aus denen weitere Einzelheiten hervorgehen. Es zeigen: 45

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Kugelgewindetrieb ;

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Ablenkstück;

Fig. 2a eine Ansicht des Ablenkstücks gemäss dem Ansichtspfeil IIa in Fig. 2; so

Fig. 3 einen Teilquerschnitt gemäss der Schnittlinie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen gegen Verschmutzung abgedichteten, mit Dauerschmierung versehenen Kurzhub Schub-Zug-Zylinder, mit einem Kugelgewindetrieb, wie er im 55 wesentlichen in den Fig. 1-3 gezeigt ist;

Fig. 1 und 3 zeigen die Kugelgewindemutter 1 mit ihren Gewindegängen 13 und ihren Gewindeflanken la sowie die Kugelgewindespindel 2 mit ihren Gewindegängen 12 und ihren Gewindeflanken 2a. 60

Zwischen zwei äusseren Gewindeflanken 2a der Spindel 2 ist eine ebene Fläche 5- z. B. durch Fräsen - hergestellt. Die in Axialrichtung der Spindel 2 gemessene Breite dieser Fläche 5 wird vom axialen Abstand zwischen den beiden äusseren Gewindeflanken 2a bestimmt. Die etwa quer zur Axialrichtung der Spindel 2 gemessene Länge der Fläche 5 ergibt sich aus der Bedingung, dass die Kugeln 3 aus den Gewindegängen bzw.

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Kugelführungen 13 der Kugelgewindemutter 1 auf die Fläche 5 hinuntertauchen müssen und dabei die mutterseitigen Gewindeflanken la nicht mehr berühren. Hieraus resultiert der Abstand d in Fig. 3, der noch ein wenig dadurch verringert werden könnte, dass man die Fläche 5 entlang dem Spindelumfang schwach gewölbt ausführt.

Der Winkel a (zwischen Leitfläche 4 und Gewindeflanke 2a), unter dem die Kugeln 3 zurückgeführt werden, ergibt sich konstruktiv aus Fig. 1 und 3, wenn die Abschrägungen 6, die den Kugeln 3 das Verlassen ihrer Traglinie in den Gewindeflanken hemmungsfrei ermöglichen, berücksichtigt sind. In Fig. 1 sind mit Strichlinien zwei etwa im axialen Parallelabstand zueinander angeordnete Leitelemente, und zwar im wesentlichen ebene Leitflächen 4, angedeutet, die gemeinsam mit einer Teilfläche von 5 - im axialen Längsschnitt durch die Spindel 2 betrachtet -einen U-förmigen Kugelrückführungskanal 18 begrenzen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, hat der Kugelrückführungskanal 18 seitlich endseitig (im Übergang zu den Gewindegängen 12) einen leicht abgeknickten Verlauf.

Fig. 2 und 2a zeigen die so ermittelte Form der Ablenkstücke 14, die mittels in Bohrungen 15 aufgenommener Senkschrauben (nicht dargestellt) auf der Fläche 5 aufgeschraubt werden, die hierzu mit Gewindelöchern 7 versehen ist.

Fig. 4 veranschaulicht anhand eines Kurzhub Schub-Zug-Zylinders noch einmal den Rückführungsvorgangmit Kugeln 3. Statt nur eines Kugelumlaufs können beliebig viele auf dem Umfang der Kugelgewindespindel 2 angebracht werden. Die Kugelgewindespindel 2 ist als Hohlspindel ausgebildet. Die beiden Hohlwellen-Enden der Kugelgewindespindel 2 sind in Kopfstücken 8 der Kugelgewindemutter 1, z. B. in selbstschmierenden Sinterbronze-Lagern 9, geführt und durch geeignete Dichtungen 10 gegen Fettaustritt sowie Schmutz und Wassereintritt abgedichtet. Bohrungen 11 ermöglichen den Fettausgleich bei hin- und hergehender Kugelgewindemutter 1.

Ein Vierkant 16 und ein Anschlussstück 17 ermöglichen den An- und Abtrieb der Vorrichtung.

Die in den Figuren vorgeschlagenen Ab- bzw. Umlenkstücke 14 stellen nur eine von mehreren Umlenkmöglichkeiten dar, z. B. können auch U-förmige Umlenkstücke verwendet werden, wenn sie die beschriebenen Umlenkungsbedingungen erfüllen.

Das für die Umlenkungsstücke 14 verwendete Material sollte bei hohen Drehzahlen und grossen zu übertragenden Kräften aus demselben Material wie Kugelgewindespindel 2 und Mutter 1 bestehen, d. h. die gleiche Härte und Zähigkeit aufweisen.

Bei niedrigen Drehzahlen und geringen Kräften kann für die Umlenkungsstücke 14 Kunststoff verwendet werden, der den Vorteil der Geräuschlosigkeit beim Überlaufen der Kugeln bringt.

Der Kugelgewindetrieb gemäss Fig. 1-4 wandelt die Rotation der Spindel 2 in eine translatorische Bewegung der Mutter 1 entsprechend dem Doppelpfeilxum. Eine kinematische Umkehrung bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist grundsätzlich selbstverständlich möglich.

Kugelrückführungen sind zweckmässig gehärtet. Die Härtung der Kugelrückführungen bereitet jedoch bei den eingangs beschriebenen bekannten Kugelgewindetrieben erhebliche Schwierigkeiten. Wegen der komplizierten Ausgestaltung der bekannten Kugelrückführungen ergeben sich nämlich uneinheitliche Härtetiefen, die wegen der hiermit einhergehenden Gefügespannungen zu Ausschussstücken oder zu Oberflächenbeschädigungen während des Betriebs führen. Im Gegensatz hierzu stellt die erfindungsgemässe Ausgestaltung durch die ebene Fläche 5 mit den Abschrägungen 6 eine unkomplizierte, einheitliche Oberfläche dar, die eine problemlose, gleichmässige Härtung gestattet.

Ergänzend sei noch erwähnt, dass in Fig. 1 die Kugeln 3 aus Gründen einer Zeichnungsvereinfachung nicht dargestellt sind.

1 Blatt Zeichnungen