DE1808328C3 - Mutter für ein Kugelumlauf-Schraubenspindelgetriebe - Google Patents

Description

und im schraubenförmigen Kugellaufkanal und 15 etwa rechtwinklig abgeknöpften geradlinigen Verbini Rükfühki Kl i F i i ih ilki

im Rückführkanai Kugeln in Form einer in sich lückenlos geschlossenen Kette angeordnet sind, wobei jeder der beiden scheibenförmigen Umlenkeinsäti; im wesentlichen die Grundform eines rechtwinkligen Dreiecks hat, dessen Hypothenuse ersetzt ist durch einen Vicrtclkrcis mit etwa rechtwinklig abgekröpften geradlinigen Verbindungen zu den beiden Katheten, die dem Viertel kreis folgende Kantenflächen jedes Scheidungen zu den beiden Katheten, die dem Viertclkreis folgende Kantenfläche jedes scheibenförmigen Umlenkeinsatz.es eine im Querschnitt halbkreisförmige Kugellaufrille aufweist, die in der Muiter eingcfrästeii Schlitze beide koaxial verlaufend, jedoch derart gegensinnig schräg angeordnet sind, daß sie am Anfang und am Ende der Mutter tangential in eine Gewinderillc der Mutler münden, sich an den Einmündunsien der eingefrästen Schlil/e in eine Gcwinderille

benförmigen Umlenkeinsa'zes eine im Quer- 25 der Mutter je ein in die Gewindi-rille eingreifendes schnitt halbkreisförmige Kugcllaufrille aufweist, Abweiselement in Gestalt eines zylindrischen BoI-die in der Mutter eingefrästen Schlitze beide ko- zens mit schräg angeschärfter Stirnfläche befindet axial verlaufend, jedoch derart gegensinnig und diese Bolzen in derart schräg zur Symmetrieschräg anr »ordnet sind, daß sie an Anfang und achse der Mutter angeordnete Bohrungen der Mutter am Ende der Mutter tangential in eine Gewinde- 30 eingesetzt sind, daß ihre angeschärften Stirnflächen rille der Mutter mieden, ich an den Einmün- die Kugeln aus dem Kugellaufkanal tagential in die düngen der eingefrärten Schlitze in eine Ge- am ersten scheibenförmigen Umlcnkeinsatz ausgebilwinderille der Mutter je ein in die Gewinderillc dete Rille lenken bzw. aus der Rille des zweiten eingreifendes Abweiselement in Gestalt eines zy- scheibenförmigen Umlenkeinsatzcs tagential in den lindrischen Bolzens mit schräg angeschärfter 35 schraubenförmigen Kugellaufkanal zurücklenken.
Stirnfläche befindet und diese Bolicn in derart Bei Muttern für Kugeiumlauf-Schraubenspindclge-

schräg zur Symmetrieachse der Mutter angcord- triebe stellt die Ausbildung des Rückführungskanals nete Bohrungen der Mutter eingesetzt sind, daß für die Kugeln die größte Schwierigkeit dar, die insihrc angeschärfte Stirnflächen die Kugeln aus besondere daraus resultiert, daß der Rückführungsdem Kugellaufkanal tangential in die am ernten 40 kanal notwendigerweise mehrfach seine Richtung ändern muß. Zu diesem Zweck ist es bekannt, mit Einsätzen im Mutterkörper zu arbeiten, mittels welcher die Richtungsänderung der Kugeln gesteuert wird.
Im Bestreben, hierfür möglichst einfache Formen

scheibenförmigen Umlcnkeinsatz ausgebildete Rille lenken bzw. aus der Rille des zweiten scheibenförmigen Umlcnkcinsatzes tangential in den schraubenförmigen Kugcllaufkanal zurücklenken.

dadurch gekennzeichnet, daß sich die 45 _zu entwickeln, die sich ohne allzu großen Arbcitsauf-

beidcn Umlenkcinsätzc (20, 21) an ihren gegeneinander weisenden Enden berühren und die cingefrästcn Schlitze (26, 27) von einer gemeinsamen, im wesentlichen dreieckigen Nut (30) in der Oberfläche der Mutter ausgehen.

2. Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axial äußeren Enden der einge-Iräsicn Schlitze (26, 27) durch Bohrungen gcbilclel sind.

wand herstellen und in entsprechend einfach herzustellende Ausnehmungen des MuUernkörpcrs einsetzen lassen, ist es bekannt, die UmlenkeinsäUc scheibenförmig auszubilden und in eingefrästc Schlit/c in den Mutternkörper einzusetzen, die in Radialcbcnen zur Mutter- bzw. Spindelachse verlaufen (britische Patentschriften 687 634 und 957 330). Durch diese Umlenkeinsätze werden die Kugeln im wesentlichen tangential aus der von den Gewinderillcn der Spindel

3. Mutter nach Anspruch 1 oder 2, gckenn- 55 und der Mutter gebildeten Laufbahn heraus bzw. in zeichnet durch eine Bearbeitung ihrer zylin- diese zurückgeführt, während die Umlenkung der

Kugeln in die Axialrichtung erst am radial äußeren Ende der Einsätze und dort zwangläufig mit erhebii-

drischcn Mantelfläche derart, daß die Umlcnkeinsätze (20, 21) und die Bolzen (18) an ihren äußeren f-lnden dem Verlauf der Mantelfläche chcn Bahnkrümmungen erfolgt, durch welche der

der Müller folgen, sowie eine auf die Mutter auf- 60 Lauf der Kugeln gehemmt und damit die Reibung er-

geschobene Hülse (28), die die Umlenkuinsätze (20. 21) und die Bolzen (18) überdeckt und sichert.

Die Erfindung betrifft eine Mutter für ein Schraubenspindelgetriebe, bei dem die Mutter und die Schraubenspindel Gewinderillcn aufweisen, die sich höht wird.

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bei einer Mutter mit sehr kompliziert geformten Umlcnkcinsätzen auch bereits bekannt, den Verbindungskanal für die Kugeln zwischen den Umlenkcinsälzen nicht als axial gerichtete Bohrung oder Nut auszubilden, sondern in Form einer im Gegensinne schraubenförmig verlaufenden Nut an der Peripherie des Muttern-

körpers, die durch eine Hülse abgedeckt ist (iranzösisehe Patentschrift I 436 7¹IS). Dadurch werden zwar scharfe Krümmungen vermieden; die dafür erforderlichen umfangreichen Frasarbeiten vergrößern jedoch den llersiellungsaufwaiul erheblich, und die Λη/ahl der für eine geschlossene Keile notwendigen Kugeln steigt beträchtlich.

Ks ist auch bereits ctiv Muller der eingangs genannten Art vorgeschlagen worden (deutsche Patentschrift 1625 526), deren Umlenkeinsatze mit Zwischenabstand in Schlitze eingesetzt sind, welche, ausgehend von der zylindrischen Mantelfläche der Mutter, als einzelne rechteckige Ausnehmungen herausgearbeitet sind. Diese 'assen sich jedoch nur sehr schwierig mit der erforderlichen guten Paßgenaiiigkeit herstellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Muller tier eingangs genannten Art zu schaffen, deren Rücklührungskana! keine scharfen Knicke oder engen Krümmungen aufweist und sich dennoch in sehr einfacher Weise herstellen läßt, wobei die Anzahl der Kugeln auf ein Mindestmaß beschrankt ist. Erfind, ngsgemäß wird diese Aufgabe durch folgende Merkmale gelöst: leder der beiden scheibenförmigen Umlenkeinsätze hat im wesentlichen die Grundform eines rechtwinkligen Dreiecks, dessen Hypothcnuse ersetzt ist durch einen Vicrtelkreis mit etwa rechtwinklig abgekröpften geradlinigen Verbindungen zu den beiden Katheten; die dem Vierteilkreis folgende Kantenfläche jedes scheibenförmigen Umlenkeinsatzes weist eine im Querschnitt halbkreisförmige KugellaufriUe auf; die in der Mutter eingefrästen Schlitze sind beide koaxial verlaufend, jedoch derart gegensinnig schräg angeordnet, daß sie am Anfang und am Ende der Mutter tangential in eine Gewinderille der Mutter münden; an den Einmündungen der eingefrästen Schlitze in eine Gcwinderille der Mutter befindet sich je ein in die Gewindcrille eingreifendes Abwciselement in Gestalt eines zylindrischen Bolzens mit schräg angeschärftcr Stirnfläche, wobei diese Bolzen derart in windschief zur Symmetrieachse der Mutter angeordnete Bohrungen der Mutter eingesetzt sind, daß ihre angeschärften Stirnflächen die Kugeln aus dem Kugellaufkanal tangential in die am ersten scheibenförmigen Umlcnkcinsatz ausgebildete Rille lenken bzw. aus der Rille des zweiten scheibenförmigen Umlenkeinsat/es tangential in den schraubenförmigen Kugellaufkanal zurücklenkcn.

Abwcisclcmcntc in Gestalt von Bolzen, die in windschief zur Symmetrieachse der Mutter angeordnete Bahitingcn eingesetzt sind, und mit ihren angeschärflcn Stirnflächen die Kugeln leiten, sind zwar bei Muttern für Schraubenspindelgetriebe nicht mehr neu, (deutsche Auslcgeschrift 1035 416, britische Palentschrift 246 987, USA.-Patentschrift

2 959 978); sie sind jedoch bisher nur in Verbindung mit wesentlich aufwendigeren Konstruktionen für den Kugclumlauf verwendet worden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die zylindrische Mantelfläche der Mutter derart bearbeitet, daß die Umlenkeinsätze und die Bolzen an ihren äußeren Enden dem Verlauf der Mantelfläche der Mutter folgen, sowie eine auf die Mutter aufgeschobene Hülse, die die Umlenkeinsätze und die Bolzen überdeckt und sichert.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführiingsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. I einen Axialschnitt durch eine Mutler gemäß der Erfindung,

[■'ig 2 die Mutier nach F i g. I in Seitenansicht und zimi Teil aufgebrochen mit Blick auf den Riickiührungs.kauul aus anderer Richtung,

F ig. 3 einen Schnitt nach Linie III—III in Hg· I.

F i g. 4 eine vereinfachte perspektivische Ansicht

der den Rückführungskanal bildenden Umlenkeir.-

sätze in der Stellung zueinander, die sie in der Mutter

ίο einnehmen,

Fig. 5 die Mutter in Seitenansicht, um 90 gegenüber F i g. 2 gedreht, und

F i g. 6 einen Ausschnitt aus F i g. 3 in größerem Maßstab.

Das in Fig. I im Axialschnitt dargestellte Schraubenspindelgetriebe, beispielsweise einer Werkzeugmaschine besteht aus einer Kugelspindel 10 und einer mit dieser zusammenwirkenden Mutter II. In bekannter Weise traut die Kugelspindel 10 eine äu-

ßcre Gewinderille 12. während die Müller innen mit einer entsprechenden Gewindcvr.ie 13 versehen ist. Die Gcwinderillen 12 und 13 werden zusammen im Querschnitt kreisförmige Laufbahnen für Kugeln 14. über welche sieh die Mutter 11 in axialer Richtung auf uer Kugelspindel 10 abstützt. Damit bei Relativbewegung dieser beiden Teile zueinander ein in sich geschlossener Kugclumlauf erhalten wird, ist ein axialer Rückführungskanal vorgesehen, dessen weiter unten beschriebene Ausbildung Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.

Der Mutternkörper weist an seinem mit Bezug auf F i g. 1 linken Ende eine Ausdrehung auf, in die eine dei Abschirmung gegen Schmutz dienende Dichtung 15 eingesetzt ist. Außen ist die Mutter mit einem

Flansch 16 versehen, der eine Verzahnung 17 tragen kann, um z. B. zwei nebeneinander auf derselben Kugelspindel laufende Muttern, deren F'anschenden gegeneinander gerichtet sind, miteinander ze koppeln und zu verspannen.

Die Kugeln 14 werden durch Bolzen 18 aus der schraubenförmigen Laufbahn zwischen Kugelspindel IO und Mutter H in den vorerwähnten Rückführungskanal bzw. am anderen Ende der Mutter aus letzterem wieder in die Laufbahn übergeleitet. Wie am besten aus F i g. 6 ersichtlich, sind die tangential liegenden Kugelspindel gerichteten Bolzen 18 an ihrem radial inneren Ende zungenförmig angeschärft und reichen mit dieser angeschärften Stirnfläche 19 bis etwa auf den Grund der Gcwinderille 12. Jc nach

5" der Drehrichtung der Teile 10 und 11 gegeneinander wird einer der beiden Bolzen 18 als die Kugcin in den Rückführungskanal leitendes Abwciselemcnt. während der andere Bolzen 18 die Kugeln in gleichförmigem Lauf 'viedcr in die von den Gcwir>derillcn

12, 13 gebildete Kugcllaufbahn zurückführt.

Wesentlicher Teil des Rückführungskanals gemäß der Erfindung sind besonders geformte Umlenkeinsätze 20 und 21, deren Gestalt aus F i g. 4 hervorgeht. Je nach Drehrichtung der Kugelspindel bzw.

der Mutter dient einer der Umlenkcinsät<e 20 bzw. 21 als Kugelfiihrung am Eingang und der andere Umlcnkcinsatz als Kugelfiihrung am Ausgang des Rückführungskanals. Jeder Umlcnkcinsat/. besteht aus einer Scheibe mit im wesentlichen der Grundform eines gleichschenkligen Drehecks, dessen Hypothenusc durch einen Viertelkrcis 24 mit etwa rechtwinklig abgekröpften geradlinigen Verbindungen zu den beiden Katheten 22 und 23 ersetz! ist.

Die dem Vicrtclkrcis folgende Kantcnfläehe weist eine im Querschnitt halbkreisförmige Kugcllaufrillc 25 auf. die mit einer entsprechend ausgefrästen Gcgcnilik'hc im Mutlcrnkörper den Kiickfiihruiigskanal bildet.

/\us Fig. 6 wird deutlich, daß die scheibenförmigen IJmlcükcinsiil/e 20 und 21 in sich schneidenden ebenen Schiitiren 26 und 27 in den Mutternkörper eingesetzt sind. Die Schlitze 26 und 27 sind tangential /ur schraubenförmigen Bahn der Kugeln auf der KugelNpindel gerichtet. Dabei liegen die der geradlinigen Verbindung am Ende der Kathete 23 entsprechenden Stirnflächen der Umlenkeinsätzc 20, 21. an denen sich der Beginn der Kugellaufrille 25 befindet, dicht neben den angeschärften Stirnflächen 19 der Bolzen 18. so daß die von diesen abgelenkten Kugeln 14 glatt in den Kugelrückführungskanal einlaufen bzw. im·; diesem wieder herauslaufen können. Die anderen beiden geraden Seitenkante!! der Umlcnkeinsät/c. die der Kathete 22 entsprechen, weisen im wesentlichen in dieselbe Richtung. Bei dem dargestellten Ausführungsbcispiel stoßen die Umlcnkcinsät/e 20 und 21 am linde dieser Seitenkanten unmittelbar aneinander, so daß die Kugeln unmittelbar von der Laufrille 25 des einen Einsatzes in die Laufrille 25 des anderen Einsatzes übergehen.

I iir einen möglichst reibungslosen Lauf der Mutler 11 ist es wichtig, daß die Kugcllaufrillcn 25 in den I mlenkeinsäl/en 20 und 21. in Projektion auf eine senkrecht dazu gerichtete Axialebcnc betrachtet, eine Listrcckung über wenigstens zwei Gewindcgänge der Kugelspindel aufweisen. Dann wird der Krümmungsradius des Rückführungskanals im Verhältnis zum Durchmesser der Kugeln genügend groß, um eine Bremsung des Kugelumlaufs weitgehend zu vermeiden.

Im Gegensatz zu der in Fig.4 dargestellten unmittelbar aneinandergrenzenden Anordnung der Umlcnkeinsätze 20 und 21 können diese Formteile bc langen Muttern auch axial voneinander getrennt liegen. In diesem Falle kann in einfacher Weise irr Multcrnkiirpcr ein geradliniger Vcrbindungskanal hergestellt werden.

Hs ist zweckmäßig, sowohl die Bolzen 18 als aucli die Umlenkeinsätzc 20 und 21 an ihren paralle¹ zu ι Spindclachsc verlaufenden Scitenkantcn so zu bearbeiten, daß sie mit der äußeren Mantelfläche des

ίο Mutternkörpers abschließen (vgl. Fig. 3). Auch die der Kathete 23 entsprechenden Seitenflächen werden bevorzugt nicht wie in Fig.4 gezeigt eben, sondern im Querschnitt halbkrcisbogcnförmig ausgeführt, um sich genau der Ausfräsung im Mutternkörper anzupassen (s. F i g. 5).

Die maschinelle Bearbeitung des Mutternkörpers gemäß der Erfindung ist sehr einfach. Benötigt werden lediglich zwei tangential Bohrungen für die Bolzen 18 und sodann (vgl. Fig. 5 und 6) eine im Ouerschnitt im wesentlichen dreieckige Ausfräsung (30) zunächst in der einen und dann in der anderen tangcntialcn Richtung, wobei die Ebenen dieser Ausfräsungcn einen spitzen Winkel mit der Achse der Bohrung für den zugehörigen Bolzen 18 bilden. Dabei wird man zweckmäßig an den Enden der Ausfräsungen mit Bohrungen beginnen und dann durch Fräsen zur axialen Mitte der Mutter hin fortfahren und dabei entsprechend geformte Gegenflächen zu den Kugellauirillen 25 in den Umlenkcinsätzcn 20, 21 hierzu herstellen. Aus F i g. 6 geht sehr gut die unterschiedliche tangcntialc Lage zwischen den Bohrungen einerseits und den Ausfräsiingen andererseits an den beiden Enden des Rückführungskanals hervor.
Um die Umlenkeinsätzc 20 und 21 sowie die BoI-zcn 18 in ihrer Lage zu sichern, ist auf den Multernkörpcr eine Hülse 28 aufgeschoben, der mittels eines Sprengringes 29 zwischen diesem und dem Flansch 16 gehalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   I. Mutter für ein Schraubenspindelgetriebe, bei dem die Mutter und die Schraubenspinde! Gewindcrillcn aufweisen, die sich zu einem schraubenförmigen Kugellaufkanai von Kreisquerschnitten ergänzen, in der Mutter ein Kugclrückführkanal ausgebildet ist, der in seinem Mittelabschnitt axial verläuft und an den beiden Übergangsstellen vom schraubenförmigen Kugellaufkanal zum axialen Mittclabschnitt durch scheibenförmige Umlcnkeinsätze gebildet ist, welche in eingefräste Schlitze der Mutter eingesetzt sind, einem schraubenförmigen Kugellaufkanal von i-.chnitten ergänzen., in tier Muiter ein Kugclrüeklührkunal ausgebildet ist, der in seinem Miitelabschnitt axial verläuft und an den beiden übergangssteilen vom schraubenförmigen Kugcllaufkanal /um uxialen Mittelabschnitt durch scheibenförmige Umlenkeinsätzc gebildet ist, welches in cingefräste Schlitze der Mutter eingesetzt sind, und im schraubenförmigen Kugellaul kanal und im Rückführkanal

   ίο Kugeln in Form einer in sich lückenlos geschlossenen Kette angeordnet sind, wobei jeder der beiden scheibenförmigen Umlenkeinsätze im wesentlichen die Grundform eines rechtwinkligen Dreiecks hat, dessen Hypolhenusc ersetzt ist durch einen Viertclkreis mit