DD152976A5 - Kugelgewindetrieb - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb mit zwischen Mutter und Spindel vorgesehenen Kugeln, die in mutter- und spindelseitigen Geindegaengen gleicher Steigung aufgenommen und zur Kugelrueckfuehrung durch in der Spindel vorgesehene Mittel umlenkbar sind. Waehrend es Ziel der Erfindung ist, die Gebrauchswerteigenschaften von Kugelgewindetrieben kostenguenstig zu erhoehen, besteht die Aufgabe darin, die umstaendlich herzustellenden bekannten Kugelrueckfuehrungsbohrungen und -kanaele mit ihren erheblichen Reibungswiderstaenden durch reibungsarme, sehr einfach herzustellende spindelseitige Rueckfuehrungen zu ersetzen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe derart geloest, dass die Kugelrueckfuehrung zwischen zwei benachbarten Gewindegaengen der Spindel auf einer ebenen Flaeche zwischen den Gewindegaengen erfolgt, wobei zur seitlichen Fuehrung der Kugeln auf der Flaeche Leitflaechen vorgesehen sind und wobei jeweils eine Abschraegung in den Gewindegaengen den Ein- bzw. Austritt der Kugeln zur bzw. von der Flaeche hemmungsfrei gestaltet.

Description

Berlin, den 22.12.1980

£98-4- AP F 16 H/223 698

58 054/25/36

Kugelgewindetrieb Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Kugelgevvindetrieb mit zwischen Mutter und Spindel vorgesehenen Kugeln, die in mutter- und spindelseitigen Gewindegängen gleicher Steigung aufgenommen und zur Kugelrückführung durch in.der Spindel vorgesehene Mittel umlenkbar sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannte Kugelgevvindetriebe der eingangs genannten Gattung (vgl. z. B. DE-OS 24 51 665 oder DE-OS 27 41 333) mit innerhalb der Spindel vorgesehenem Kugelrückführungs-Kanal erfordern einen großen Herstellungsaufwand. Außerdem bedingen die Kugelrückführungen der bekannten Kugelgewindetriebe wegen nicht unerheblicher Reibungsverluste eine Herabsetzung des Wirkungsgrades. .· ·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Gebrauchsvverteigenschaften von Kugelgewindetrieben kostengünstig zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die umständlich herzustellenden bekannten Kugelrückführungsbohrungen und -kanäle mit ihren erheblichen Reibungsvviderständen durch reibungsarme, sehr einfach herzustellende spindelseitige Rückführungen zu ersetzen.

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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kugelrückführung zwischen zwei benachbarten Gewindegängen der Spindel auf einer ebenen Fläche zwischen den Gewindeflanken erfolgt, wobei zur seitlichen Führung der Kugeln auf der Fläche Leitflächen vorgesehen sind und wobei jeweils eine Abschrägung in den Gewindegängen den Ein- bzw. Austritt der Kugeln zur bzw. von der Fläche hemmungsfrei gestaltet. Vorteilhaft ist es, wenn die Leitelemente von zwei voneinander distanzierten, senkrecht auf der Fläche angeordneten Leitflächen gebildet werden. Ebenso ist es erfindungsgemäß, wenn zwei im axialen Abstand voneinander auf der Spindel befestigte Ablenkstücke die Leitflächen bilden.

Ausf üh rung sbe.ispiel

Die Erfindung soll nachfolgend in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb;

Fig. 2: eine Draufsicht auf ein Ablenkstück;

Fig. 2a:eine Ansicht des Ablenkstücks gemäß dem Ansichtspfeil XIa in Fig. 2;

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

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

Fig. 1 und 3 zeigen die Kugelgevvindemutter 1 mit ihren Gewindegängen 13 und ihren Gewindeflanken la sowie die Spindel 2 mit ihren Gewindegängen 12 und ihren Gewindeflanken 2a.

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 ergibt sich aus der Bedingung, daß die Kugeln 3 aus den Gewindegängen 13 bziv. Kugelführungen der Kugelgevvindemutter 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, daS man die Fläche entlang dem Spindelumfang schwach gewölbt ausführt.

Der Winkel c4 (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_e 1 sind mit Strichlinien zwei etwa im axialen Parallelobstand zueinander angeordnete Leitelemente, und

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zwar im wesentlichen ebene Leitflächen 4, angedeutet, die gemeinsam mit einer Teilfläche von Fläche 5 - im axialen Längsschnitt durch die Spindel 2 betrachtet - einen U-förmigen KugelrückfÖhrungskanal 18 begrenzen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, hat der Kugelrückführungskanal 18 seitlich endseitig (im Obergang zu den Gevvindegängen 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 Geivindelöchern 7 versehen ist.

Fig. 4 veranschaulicht anhand eines Kurzhub Schub-Zug-Zylinders noch einmal den Rückführungsvorgang mit Kugeln 3. Statt nur eines Kugelumlaufs können beliebig viele auf dem Umfang der Spindel 2 angebracht werden. Die Spindel 2 ist als Hohlspindel ausgebildet. Die beiden Hohlwellen-Enden der Spindel 2 sind in Kopfstücken 8 der Kugelgevvindemutter 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 Ablenkstücke 14 bzw. Urnlenkstücke, stellen nur eine von mehreren Umlenkmöglichkeiten dar, z. 3. können auch U-förmige Urnlenkstücke verwendet werden, wenn sie die beschriebenen Umlenkungsbedingungen erfüllen.

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Das für die Umlenkungsstücke verwendete Material sollte bei hohen Drehzahlen und großen zu übertragenden Kräften aus demselben Material wie Spindel 2 und Kugelgewindemutter 1 bestehen, d* h, die gleiche Härte und Zähigkeit aufweisen,

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

Der Kugelgewindetrieb gemäß Fig. 1 bis 4 wandelt die Rtation der Spindel 2 in eine translatorische Bewegung der Kugelgewindemutter 1 entsprechend dem Doppelpfeil χ um. 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,

Claims (3)

22.12.1980 AP F 16 H/223 698 - 6 - 58 054/25/36 Er f in d u ng s a η s ρ r uch

1. Kugelgevvindet rieb mit zwischen Mutter und Spindel vorgesehenen Kugeln, die in mutter- und spindelseitigen Gewindegängen gleicher Steigung aufgenommen und zur Kugelrückführung durch in der Spindel vorgesehene Mittel umlenkbar sind, gekennzeichnet dadurch, 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) Leitflächen (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. Kugelgevvindetrieb nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Leitelemente von zwei,voneinander distanzierten, senkrecht auf der Fläche (5) angeordneten Leitflächen (4) gebildet sind.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnung