DE1923742C3 - Kugelumlauf-Schraubgetriebe - Google Patents

Description

4. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach An- gerichtete bogenförmige Umlenkung in axialer Richspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf- tung stattfindet. Die Kugeln müssen dabei in zwei lauffläche (8) des Fanggliedes (6) entsprechend Drehrichtungen mit unterschiedlichen und wechselnder Führungsfläche (16) des Formstücks (15) ge- den Geschwindigkeiten rollen und abgebremst werbogen ist. 35 den, so daß hohe Geschwindigkeiten nicht möglich

5. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach An- sind. Weitere Nachteile dieser bekannten Ausführunspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gen sind in einigen Fällen kleine Krümmungsradien schwach gekrümmte Führungsfläche (16) des des Rückleitkanals und in anderen die Rückführung Formstücks (15) kreisbogenförmig ausgebildet der Kugeln durch Rohrleitungen außerhalb des Mutist, wobei der Mittelpunkt des Kreisbogens mit 40 ternkörpers

dem der Auflauffläche (8) des Fanggliedes (6) Bei einem anderen bekannten Kugelumlaut -

zusammenfällt. Schraubgetriebe (französische Patentschrift

6. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach einem 1 549 745) werden die Kugeln durch ein Fangglied der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, aus der Laufrille der Spindel gehoben uml mit kleidaß der Rückleitkanal (11. 12) zwischen zwei 45 nem Krümmungsradius um 90° in einen geraden tangentialen Endbereichen (11) aus einem auf Axialkanal geleitet. Dabei ergibt sich zwar ein kurzer konstantem Radius mit Bezug auf die Spindel (1) Riicklaüfweg. dk Abbremsung der Kugeln darin ist angeordneten, annähernd S-förmig gekrümmten aber dennoch wegen der starken Krümmungen und Kanal abschnitt (12) besteht. der langen geraden Strecke groß. Der ungünstige

50 Einfluß der letzteren, insbesondere bei hohen Kugelgeschwindigkciten. beruht auf der Tatsache, daß die Kugeln auf dem geraden Abschnitt des Rückleitka-

nals nicht zuverlässig an nur einer bestimmten Seitenwand desselben geführt sind, um exakt hinterein-55 ander zu laufen, sondern wegen des größeren Querschnitts des Rückleitkanals gegeneinander versetzt

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kugelum- rollen, sich dabei blockieren und starke Laufgeräulauf-Schraubgetriebe, bestehend aus einer Spindel sehe verursachen.

mit einer Spiralnut in der Mantelfläche, einer Mutter, Unter demselben Mangel leiden auch weitere be-

deren Innenfläche zur Bildung einer schraubenförmi- 60 kannte Ausführungen (französische Patentschriften gen Kugellaufbahn eine der Schraubennut der Spin- 1 394 136. 1 436 798). bei welchen die Endbereiche del entsprechende Schraubennut besitzt, und in der des Rückleitkanals in den zur Laufrille der Spindel Kugellaufbahn über einen durch die Mutter führen- führenden Formstücken insgesamt oder auf einem den Rückleitkanal mit tangential und in Steigungs- Teil ihrer Länge gerade verlaufen und dann verhältrichtung der Schraubennut verlaufenden, an die Ku- 65 nismäßig stark gekrümmt sind.

gellaufbahn anschließenden Endbereichen zirkulie- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

renden Kugeln, wobei wenigstens das Einlaßende des Kugelumlauf-Schraubgetriebe mit sehr geringer Rückleitkanals durch ein in die Kugellaufbahn ra- Bremsung der Kugeln im Rückleitkanal zu schaffen.

Vorstehende Aufgabe wird bei einem Kugel- »mlauf-Schraubgetriebe der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Führungsflüche des Fonnstücks über ihre Länge schwach konkav gekrümmt ist. S

Die vorgeschlagene Maßnahme bringt den Vorteil, daß die Kugeln zwar im wesentlichen geradlinig, tangential aus der schraubenförmigen Nut der Spindel laufen, aber wegen der geringen konkaven Krümmung der Führungsfläche des Fonnstücks infolge w Fliehkraft in Anlage an dieser Führungsfläche bleiben, also eine gleichmäßige Bewegung ausführen. Die schwache Krümmung der Führungsfläche erleichtert auch die Oberleitung vom tangential und in Steigungsrichtung der schraubenförmigen Nut ver- »5 laufenden Abschnitt in den auf konstantem Radius angeordneten, axial zurückführenden Abschnitt des Rückleitkanals, welcher vorzugsweise, annähernd 5-förmig gekrümmt ist, so daß auf die Kugeln im Riiickleitkanal im wesentlichen über dessen gesamte *> Länge an allen Stellen eine Fliehkraft ausgeübt wird, die sie in Anlage an einer bestimmten Seitenwand hält. Es ist anzustreben, daß die verschiedenen Abschnitte des Rückleitkanals mit möglichst großem Radius ineinander übergehen und immer nur in einer »5 geraden oder mindestens gleichmäßig gewölbten Ebene gekrümmt sind.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kugelumlauf-Schraubgetriebe längs der Linie M in Fig.2,

F i g. 2 einen Längsschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig.3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig.l,

F i g. 4 ein Kugelfangglied in vergrößerter Darstellung,

Fig.5 eine Rückansicht des in Fig.4 gezeigten Fanggliedes, 4»

F i g. 6 eine Seitenansicht eines mit dem Kugelfangglied zusammenwirkenden Formstücks,

F i g. 7 das Formstück nach F i g. 6 in Draufsicht.

Das dargestellte Kugelumlaufgetriebe besteht aus einer Spindel 1, in deren Mantelfläche Schraubennuten 2 eingearbeitet sind. Der Querschnitt dieser Nuten entspricht einem Halbkreis. Eine über die Welle geschobene Mutter 3 wirkt mit der Welle zusammen und trägt an ihrer Innenfläche den Schraubennuten der Spindel entsprechende Schraubennuten 4. Die beiden Nuten 2 und 4 bilden zusammen eine Kugellaufbahn von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt. In dieser Bahn befindet sich eine Anzahl von Kugeln 5, die den gleichen oder einen geringfügig geringeren Durchmesser wie die Laufbahnen aufweisen. Um die Kugeln 5 aus ihrer schraubenförmigen Laufbahn herauszutreiben, besitzt die Mutter 3 ein langgestrecktes, losbar montiertes Fangglied 6, das den gleichen Durchmesser und Querschnitt wie die Kugeln 5 besitzt und von der Laufbahn der Kugeln entsprechender Gestalt ist. Das vorspringende Ende des Fanggliedes ist zugespitzt und stellt eine schräge Auflauffläche 8 für die ankommenden Kugeln 5 dar. Dieses spitze Ende tangiert den vom Boden der Nut2 in der Spindell gebildeten Kreis. Die Auf-Iau31äche8 des spitzen Endes? ist vorzugsweise im Querschnitt schwach konkav und längs schwach gebogen. Der Radius des Bogens dieser Auflauffläche ist mindestens doppelt so groß wie der Radius des Kreises, der vom Boden der Spindelnut gebildet wird. Das andere Ende 10 des Fanggliedes 6 ist rechtwinklig zur Längsrichtung des Gliedes abgebogen und in einer Radialbohrung 9 befestigt, die in einen zugänglichen Teil der Nut 4 in der Mutter mündet.

Die Auflauf fläche 8 des spitzen Endes 7 des Fanggliedes stellt einen Teil des Endbereiches 11 eines Rückleitkanals dar, dessen sich daran anschließender Abschnitt 12 im äußeren Teil der Mutter 3 verläuft. Der Endbereich 11 verläuft tangential zur schraubenförmigen Kugellaufbahn. Der Kanalabschnitt 12 folgt einer annähernd S-förmigen Bahn in der Weise, daß der Übergang zum tangentialen Endbereich 11 ohne merkbare Auslenkung in der Axialebene erfolgt, wodurch eine glatte Überleitung erreicht wird. Der Abschnitt 12 des Rückleitkanals ist als eine nach außen durch eine Buchse 13 vollständig abgeschlossene Nut in der Mutter ausgebildet. Die Buchse 13 ist durch Federringe 14 an jeder ihrer Seiten gegen Axialverschiebungen gesichert. Zur Erleichterung der Herstellung ist die dem Fangglied 6 gegenüberliegende Seite des tangentialen Endbereichs 11 des Rückleitkanals als eine gefräste Nut ausgebildet, in die ein Formstück 15 eingesetzt ist. Dieses Formstück ist geringfügig breiter als die Nut, und sein Oberteil ist so ausgebildet, daß an den Seiten der Nut liegende Schultern das Formstück halten. Die gegen die Kugeln weisende Führungsfläche 16 des Formstücks IS ist entsprechend der Auflauffläche 8 des Fanggliedes gebogen, wobei die Mittelpunkte beider Kreisbögen vorzugsweise zusammenfallen. Auf Grund dieser schwach gekrümmten Gestalt des Endbereichs 11 des Rückleitkanals werden die Kugeln S glatt in den Kanalabschnitt 121 einlaufen. An der Steile, an der die Kugeln ihre Laufbahn verlassen und in den tangentialen Endbereich 11 gelangen, tritt an der Berührungsfläche 16 des Formstücks 15 ein verstärkter Verschleiß auf, und es ist wichtig, dienes Teil auf einfache Weise ersetzen zu können. Das Formstück 15 ist daher auch aus einem verschleißfesten Material gefertigt. Wenn die Kugeln in die Laufbahn an der entgegengesetzten Seite der Mutter zurücklaufen, tritt beim Passieren des Formstücks und beim Eintritt in die Laufbahn eine Belastung auf.

In der vorstehenden Beschreibung ist der Einfachheit halber nur ein tangentialer hndbereich 11 mii einem Fangglied 6 und einem Formstück 15 beschrieben worden. Um eine Umkehr der Bewegungsrichtung der Mutter zu erreichen, ist es naturgemäß notwendig, entsprechende Teile auch an der anderen Seite des Rückleitkanals 12 anzuordnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

gendes Fangglied und ein dessen Auflauffläche ge- Patentanspriiche· genüberliegendes Formstück mit einer Führungs- fläche gebildet ist Bei Kugelumlauf-Schraubgetrieben hat die Form

1. Kugelumlauf-Schraubgetriebe, bestehend 5 des Rückleitkanals entscheidenden Einfluß auf das aus einer Spindel mit einer Spiralnut in der Man- Betriebsverhalten. Wichtig ist vor allem, daß sich die telfläche, einer Mutter, deren Innenfläche zur Kugeln sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Bildung einer schraubenförmigen Kugeliaufbahn Drehzahlen möglichst gleichmäßig bewegen, also an eine der Schraubennut der Spindel entsprechende keiner Stelle ihres Zirkulationsweges stauen und ver-Schraubennut besitzt, und in der Kugellaufbahn i» klemmen. Um Kugelstauungen zu vermeiden, ist es über einen durch die Mutter führenden Rückleit- vor allem wichtig, verhältnismäßig kleine Krümkanal mit tangential und in Steigungsrichtung der mungsradien des Rückleitkanals zu vermeiden, die-Schraubennut verlaufenden, an die Kugellauf- sen nach Möglichkeit in jedem Krümmungsabschnitt bahn anschließenden Endbereichen zirkulieren- nur im wesentlichen in einer einzigen geraden Ebene den Kugeln, wobei wenigstens das Einlaßende 15 zu krümmen und, insbesondere bei hohe Kugelgedes Rückleitkanals durch ein in die Kugellauf- schwindigkeiten, die Kugeln des Rückleitkanals, desbahn ragendes Fangglied und ein dessen Auf- sen lichter Querschnitt größer sein muß als der Kulauffläche gegenüberliegendes Formstück mit gelquerschnitt, gut zu führen, so daß sie möglichst einer Führungsfläche gebildet ist, dadurch auf einer Linie hintereinander laufen und sich nicht gekennzeichnet, daß die Führungsfläche ao gegenseitig verklemmen. Bei den bisher bekannten (16) des Formstücks (15) über ihre Länge Kugelumlauf-Schraubgetrieben sind die vorstehend schwach konkav gekrümmt ist. genannten Bedingungen, die grundsätzlich alle erfüllt

2. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach An- sein müssen, nur zum Teil erkannt und erfüllt,
sprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bei vielen vorbekannten Kugelumlauf-Schraub-Formstück (15) in eine in dem Mutterkörper aus- as getrieben ist die Bedingung der Krümmung des genommene, im Querschnitt rechteckige Nut ein- Rückleitkanals in jeweils nur einer einzigen Richtung gesetzt ist. nicht erfüllt (z.B. britische Patentschriften 10 082,

3. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach An- 246 987, 911531, 957 330, USA.-Patentschrift sprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut 2 995 948), da schon bei der Überführung der Kubreiter ist als die Kugellaufbahn (2,4). 30 geln im Bogen auf einen größeren Radius die anders