DE19952714A1

DE19952714A1 - Kugelgewindetrieb mit einem Kugelumlenkungsstück

Info

Publication number: DE19952714A1
Application number: DE19952714A
Authority: DE
Inventors: Paul Yang; Chang-Hsin Kuo
Original assignee: Hiwin Technologies Corp
Current assignee: Hiwin Technologies Corp
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 1999-11-02
Publication date: 2001-02-01
Anticipated expiration: 2019-11-03
Also published as: DE29919250U1; US6220110B1; DE19952714B9; DE19952714B4; JP2001027301A; TW389285U; JP3069468U; JP3530435B2

Abstract

Kugelgewindetrieb mit einem Kugel-Umlenkungsstück, das einen Schmierölvorrat enthält. Gemäß der Erfindung in dem Umlenkungsstück ein zusätzlicher Hohlraum ausgebildet, der nicht von den Wälzkörpern durchfahren wird und in dem das Schmieröl gespeichert wird. Ein Ölsickerloch dient zum Verbinden des Hohlraums und des Umleitungskanals, um mit dem Schmieröl die umlaufenden Wälzkörper zu schmieren. Da die Installationsrichtung des Kugelgewindetriebs in der Praxis nicht beschränkt ist, ist gemäß der Erfindung ein ölaufnehmendes Material in den Hohlraum eingesetzt, um die Schmierung nicht wegen der entstandenen Lage des Schmieröls zurückzuhalten, dadurch wird das Schmieröl, das mit dem ölaufnehmenden Material in Kontakt kommt, von diesem aufgesogen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb mit einem Umlenkungsstück, das erfindungsgemäß einen Ölvorrat enthält, um das Umlaufen der Wälzkörper bei derartigen Kugelgewindetrieben zu begünstigen.

Bekannte Kugelgewindetriebe bestehen aus einer Spindel, einem Mutternsatz und einer Anzahl von Wälzkörpern, die Wälzkörper befinden sich zwischen der Spindel und dem Mutternsatz. Aber die meisten Kugelgewindetriebe enthalten keinen zusätzlichen Schmierölvorrat. Auf der Oberfläche der Spindel gibt es einen Laufkanal, welcher ein halbkreisförmiges Querschnittsprofil besitzt. Der Mutternsatz setzt sich aus einer Mutter und dem Zubehör, welches für das Umlaufen der Wälzkörper dient, zusammen. Die hohle Mutter besitzt einen gleichen Laufkanal wie auf der Spindel. Die Wälzkörper befinden sich zwischen der Spindel und der Mutter. Aufgrund des Umlaufens der Wälzkörper erfolgt eine Relativbewegung zwischen der Spindel und dem Mutternsatz.

Die Erfindung betrifft ein in dem Kugelgewindetrieb eingesetztes Umlenkungsstück, welches als einen Teil des erwähnten Zubehör für das Umlaufen der Wälzkörper darstellt. Weil der bekannte Kugelgewindetrieb keine zusätzliche Konstruktion für einen Schmiermittelvorrat enthält, wird, wenn die Bedienungsperson vergißt, das Schmieröl nachzufüllen, oder wenn die Ölzufuhranlage außer Betrieb ist, die Reibung zwischen der Spindel und dem Mutternsatz vergrößert und kann der Kugelgewindetrieb wegen des Schmierungsmangels defekt werden. Seit kurz gibt es Entwicklungen zu Kugelgewindetrieben mit einer zusätzlichen Funktion der Schmierölspeicherung, aber die meisten davon benötigen mehr Fertigungsaufwand, deswegen ist der Einsatz solcher Kugelgewindetriebe bei der Praxis nicht wirtschaftlich.

Aufgrund der erwähnten Nachteile des Kugelgewindetrieb kann man das Umlenkungsstück umgestalten, das für das Umlaufen der Wälzkörper in dem Kugelgewindetrieb eingesetzt wird, weil innerhalb des Umlenkungsstücks es noch ungenutzten Raum gibt. Deswegen wird der ungenutzte Raum in dem Umlenkungsstück des Kugelgewindetriebs erfindungsgemäß verwendet, dort zusätzlich eine Konstruktion für den Schmierölvorrat vorzusehen. Das geeignete Fertigungsverfahren kann durch das Spritzgießen erreicht werden, damit nehmen die Fertigungskosten nur wenig zu. In dieser Weise kann der Kugelgewindetrieb ohne große Zunahme der Fertigungskosten eine zusätzliche Funktion von Schmierölspeicherung erhalten, einen langfristigen Einsatz ohne Schmierölnachfüllung zu gewährleisten.

Das gemäß der Erfindung betroffene Umlenkungsstück dient als ein Zubehör für die umlaufenden Wälzkörper, welches an den beiden Seiten des Mutternsatzes eingebaut wird. Das bekannte Umlenkungsstück steht nur für das Umlaufen der Wälzköper zur Verfügung und hat keine Fähigkeit von Schmierölspeicherung anzubieten. Gemäß der Erfindung wird ein Hohlraum in dem ungenutzten Raum innerhalb des Umlenkungsstücks ausgebildet, das Schmieröl wird in dem Hohlraum aufgenommen. Gemäß der Erfindung ist ein Ölsickerloch gestaltet, welches den Hohlraum und den Umleitungskanal für die umlaufenden Wälzkörper miteinander verbindet. Dadurch wird die Schmierung auf den Wälzkörpern sichergestellt. Weil es bei der Montage des Kugelgewindetriebs verschiedene mögliche Installations richtungen gibt, wird durch die Schwerkraft die Lage des Schmieröls in dem Hohlraum beeinflußt. Um die Schmierung der Wälzkörper unter Berücksichtigung der Lage des Schmieröls in dem Hohlraum zu gewährleisten, ist ein ölaufnehmendes Material in den Hohlraum eingesetzt, welches das Schmieröl aufsaugen kann. Zur Gewährleistung der Schmierölverteilung vom ölaufnehmenden Material zu jedem laufenden Wälzkörper sind an dem ölaufnehmenden Material die Schmierölverteilungszweige geformt, welche in das Ölsickerloch, vorzugsweise auch aus diesem in den Umleitungskanal hineinragen. Die Schmierölverteilungszweige berühren die Wälzkörper in dem Umleitungskanal, dadurch wird das Schmieröl zu den umlaufenden Wälzkörper verteilt.

Um das Umlenkungsstück günstiger herzustellen, kann es aus zwei Kunststoffteilen zusammengebaut werden. Die Verbindung kann durch Ultraschallschweißen erreicht werden. Die Herstellungskosten durch dieses Verfahren werden günstiger, und die Abdichtung wird auch besser, damit wird die Leckage des Schmieröls vermieden. Um die beiden Kunststoffteile leichter zusammenzusetzen, können die Befestigungsstifte in die Befestigungsbohrungen eingesetzt werden, dann werden sie einfach miteinander verbunden. Durch die Reduzierung der Verteilungsgeschwindigkeit des Schmieröls in das Ölsickerloch (Ölbohrung), wird die Einsatzzeit des Schmieröls in dem Hohlraum verlängert. Gemäß der Erfindung wird das Ölsickerloch nahe der Befestigungsbohrung gestaltet, dann bei der Verbindung des Befestigungsstiftes und der Befestigungsbohrung wird der Schmierölverteilungszweig gedrückt und dadurch wird die Verteilungsgeschwindigkeit des Schmieröls reguliert. Um den Schmierölverteilungszweig leichter in das Ölsickerloch einzuführen wird, werden auf dem Befestigungsstift und der Befestigungsbohrung die Führungsfläche und der Führungsschlitz gestaltet, dann bei der Zusammensetzen der zwei Kunststoffteile wird der Schmierölverteilungszweig in die richtige Lage geführt. Gemäß der Erfindung werden auf dem Umlenkungsstück der Fixierungsring und die Führungslippe für den Umlenkungskanal geformt, dadurch wird die Zuverlässigkeit bei der Montage von dem Umlenkungsstück und dem Mutternsatz gesteigett. Das ölaufnehmende Material kann Woll-, Flanell-, Baumwoll- oder ein anderes geeignetes Fasermaterial sein.

Die Zeichnungen stellen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung dar, dadurch kann man leichter die Eigenschaften und die technischen Daten erfassen.

Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Einbaubeispiels des Mutternsatzes mit dem Umlenkungsstücks gemäß der Erfindung auf der Kugelspindel,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung Umlenkungsstücks des Kugelgewindetriebs gemäß der Erfindung,

Fig. 3 einen Querschnitt des Umlenkungsstücks aus Fig. 2,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Deckels des Umlenkungsstücks gemäß der Erfindung,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der anderen Seite des Deckels aus Fig. 4,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Umlenkungskörpers des Umlenkungsstücks gemäß der Erfindung,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der anderen Seite des Umlenkungskörpers aus Fig. 6,

Fig. 8 einen Teilquerschnitt in Höhe der Führungsschlitze des Umlenkungskörpers,

Fig. 9 einen Teilquerschnitt des zusammengebauten Umlenkungsstücks aus Umlenkungskörper, Deckel und ölaufnehmendem Material,

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung des ölaufnehmenden Materials des Umlenkungsstücks gemäß der Erfindung vor der Montage,

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung des ölaufnehmenden Materials des Umlenkungsstücks gemäß der Erfindung nach der Montage,

Fig. 12 eine perspektivische Darstellung des Umlenkungskörpers mit dem ölaufnehmenden Material gemäß der Erfindung nach der Montage.

Bezugszahlenliste

A Kugelspindel
B Mutternsatz

1

Umlenkungskörper

2

Deckel

3

ölaufnehmendes Material

10

Grundplatte

11

Außenring

12

Innenring

13

Befestigungsgewindebohrung

14

Leitsstück für die Wälzkörper

15

verstärkte Stütze

16

Befestigungsbohrung

17

Umleitungskanal für die Wälzkörper

18

Hohlraum

21

Ausschnitt

22

Befestigungsstift

23

Flansch für die Ultraschallverbindung

24

Befestigungsbohrung für den Nippel

31

Schmierölabsorberring

32

Schmierölabsorberzweig

33

Schmierölverteilungszweig

111

Fixierungsring

131

Senkung für die Befestigungsbohrung

141

Führungslippe für die Wälzkörper

142

Abstreiflippe

161

Ölsickerloch

162

Führungsschlitz

163

Führungsschlitz

171

Führungslippe für den Umleitungskanal

221

Führungsfläche

Die Fig. 1 bis Fig. 3 beziehen sich auf günstige Ansführungs formen der Erfindung. Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Einbaubeispiels des Mutternsatzes mit den Umlenkungsstücken auf der Kugelspindel gemäß der Erfindung, Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Umlenkungsstückes der Kugelspindel gemäß der Erfindung und Fig. 3 zeigt den Querschnitt des Umlenkungsstücks. Wie in den erwähnten Figuren dargestellt ist, weist der Kugelgewindetrieb eine Spindel (A) und einen Mutternkörper (B) rings der Spindel auf. Die Umlenkungsstücke gemäß der Erfindung sind an die beiden Enden des Mutternkörpers angesetzt. Das Umlenkungsstück besteht aus dem Umlenkungskörper (1), dem Deckel (2) und dem ölaufnehmenden Material (3). Die Deckel (2) und der Umlenkungskörper (1) sind aufeinander miteinander verbunden und das ölaufnehmende Material befindet sich dazwischen. Der Umlenkungskörper weist die Befestigungsbohrungen (13) auf, damit das Umlenkungsstück auf dem Mutternkörper des Kugelgewindetriebs festgeschraubt werden kann. Auf dem Umlenkungskörper (1) sind die Senkungen (131) für die Befestigungsbohrungen ausgebildet und auf dem Deckel (2) sind entsprechend die Ausnehmungen (21) geformt, dadurch sind die Köpfe der Befestigungsschraube in das Umlenkungsstück eingesenkt, um den eingenommenen Raum zu sparen. Auf dem Deckel (2) ist die Befestigungsbohrung (24) gestaltet, die mit einem Nippel ausgerüstet sein kann, um das Schmieröl leichter nachfüllen zu können. An der Innenseite des Umlenkungskörpers sind die schrägverlaufenden Leitstücke (14) ausgebildet, am unteren Ende der Leitstücke (14) liegen die Führungslippen (141), die die Wälzkörper von dem schrauben förmigen Kanal in dem Mutternkörper zu den Umleitungskanal (17) führen können. Am oberen Ende des Leitstücks (14) sitzt die Abstreiflippe (142), die den Bodensatz in dem schraubenförmigen Kanal der Spindel des Kugelgewindetriebs aufräumen kann.

Fig. 4 und Fig. 5 stellen die perspektivischen Darstellungen des Deckels des Umlenkungsstücks bei dem Kugelgewindetrieb gemäß der Erfindung dar. Auf dem Deckel (2) sind die Befestigungsstifte (22) gestaltet, damit wird die Verbindung mit dem Umlenkungsköper (1) leichter bewerkstelligt. Auf dem Befestigungsstift (22) ist eine Führungsfläche (221) geformt, dadurch werden die Schmierölverteilungszweige (33) des ölaufnehmenden Material (3) in die richtige Lage geführt. Um die Ultraschallverbindung nach der Montage des Deckels (2) auf dem Umlenkungskörper (1) leichter zu fertigen, ist auf dem Deckel (2) ein Flansch (23) dafür geformt, dadurch wird die Verdichtung nach der Bindung verstärkt.

In Fig. 6 ist die perspektivische Darstellung des Umlenkungs körpers des Umlenkungsstücks des Kugelgewindetriebs der Erfindung gezeigt. Der Umlenkungskörper (1) weist die Grundplatte (10), den Außenring und den Innenring auf, zwischen dem Aussenring und dem Innenring liegen die Hohlräume, in denen das Schmieröl gespeichert wird. Um die Festigkeit des Umleitungskanal (17) zu steigern, ist angrenzend an den Umleitungskanal (17) eine verstärkte Stütze (15) gestaltet. Nahe dem Umleitungskanal (17) ist die Befestigungsbohrung (16) konstruiert, welche für die Positionierung der Verbindung mit dem Befestigungsstift (22) auf dem Deckel (2) bei der Montage des Umlenkungskörpers (1) und dem Deckel (2) dient.

Fig. 7 zeigt die perspektivische Darstellung der zu der in Fig. 6 entgegengesetzten Ansicht. Um den Umleitungskanal (17) genau mit dem Umleitungskanal des Mutternkörpers bei der Montage von Umlenkungskörper (1) und Mutternkörper des Kugelgewindetriebs auszurichten, ist eine Führungslippe (171) für den Umleitungskanal am unteren Ende des Umleitungskanals (17) gestaltet. Auf dem Umlenkungskörper (1) ist noch ein Fixierungsring (111) ausgebildet, dadurch wird die Verbindung zwischen dem Umlenkungskörper (1) und dem Mutternsatz verstärkt, weil der Fixierungsring direkt auf dem Mutternkörper entlang der Außenfläche des Mutternkörpers aufliegen kann.

Fig. 8 zeigt einen Teilquerschnitt der Struktur in Höhe der Führungsschlitze (162, 163). In den beiden Seite des Befestigungsstutzen (16) ist je ein Schlitz (162, 163) für den Schmierölverteilungszweig gestaltet. Die Schlitze (162) sind durch die Wandung des Umleitungskanals hindurchgeformt, dadurch ist ein Ölsickerloch (161) entstanden. Das Schmieröl wird vom dem Hohlraum (18) in den Umleitungskanal durch das Ölsickerloch verteilt.

Fig. 9 stellt einen Teilquerschnitt der zusammengesetzten von Umlenkungskörper (1), dem Deckel (2) und dem ölaufnehmenden Material (3) dar. Die Führungsschlitze (162, 163) können nach dem Zusammenbau der erwähnten drei Elemente die Schmierölver teilungszweige (33) in die richtigen Lage führen. Überdies wird der Schmierölverteilungszweig (33) nach der Montage von dem Befestigungsstift (22) niedergedrückt, dadurch kann die Leistung der Ölverteilung durch den Schmierölverteilungszweig (33) begünstigt werden. Und dadurch, dass der Schmierölvertei lungszweig (33) ein bißchen aus dem Ölsickerloch (161) herausragt, kann der Zweig direkt die umlaufenden Wälzkörper im Umleitungskanal (17) berühren, die Wälzkörper zu schmieren.

Fig. 10 zeigt die perspektivische Darstellung des ölauf nehmenden Materials des Umlenkungsstücks des Kugelgewindetriebs gemäß der Erfindung. Das ölaufnehmende Material (3) weist den Schmierölabsorberring (31), die Schmierölabsorberzweige (32) und die Schmierölverteilungszweige (33) auf. Weil die Installationsrichtung des Kugelgewindetriebs im Betrieb nicht beschränkt ist, wird das Schmieröl im Hohlraum (18) aufgrund der Schwerkraft in die entsprechend Lage gezogen. Um die Schmierungsleistung des Schmieröls in dem Hohlraum (18) nicht durch die entstandene Lage zu beeinträchtigen, sind die Schmierölabsorberzweige (32) in Strahlungsform ausgebildet, außerdem sind die Schmierölabsorberzweige (32) mit dem Schmierölabsorberring (31) und den Schmierölverteilungszweigen einstückig verbunden. Dadurch können die Schmierölabsorber zweige in allen Richtungen das Schmieröl erhalten, die Wälzkörper in dem Umleitungskanal (17) zu schmieren.

In Fig. 11 ist die perspektivische Darstellung des ölaufnehmenden Material des Umlenkungsstücks des Kugelgewindetriebs gemäß der Erfindung nach der Montage dargestellt.

Fig. 12 zeigt die perspektivische Darstellung des ölaufnehmenden Materials nach dem Einsetzen in das Umlenkungsstück. Die Schmierölabsorberzweige (32) sind in Strahlungsform verlegt. Durch die Führungsschlitz (162) sind die Schmierölverteilungszweige (33) in das Ölsickerloch eingesetzt, die Wälzkörper in dem Umleitungskanal (17) zu schmieren. Das erwähnte ölaufnehmende Material kann beispielsweise aus Wollstoff, Flanell, Baumwollstoff oder anderen möglichen Faserstoffen sein.

Claims

1. Kugelgewindetrieb mit einem Umlenkungsstück, welches für das Umleiten der Wälzkörper im Kugelgewindetrieb dient. Das Umlenkungsstück weist Umleitungskanäle auf, deren Weite relativ größer als der Durchmesser der Wälzkörper ist. Das Umlenkungsstück ist dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Umlenkungsstücks sich ein Hohlraum befindet, in dem Schmieröl gespeichert ist, und in dem Umlenkungsstück ist mindestens ein Ölsickerloch ausgebildet, von welchem der Hohlraum mit dem Umleitungskanal verbunden ist.

2. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlraum ein ölaufnehmendes Material angeordnet ist.

3. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ölaufnehmende Material aus dem Ölsickerloch in den Umleitungskanal herausragt.

4. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Umlenkungsstück mindestens ein Befestigungsstift vorgesehen ist, welcher an dem ölaufnehmenden Material nahe des Hohlraums angreift, um die Verteilungsgeschwindigkeit des Schmieröls von dem Hohlraum in das Ölsickerloch zu regulieren.

5. Kugelgewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nippelanschluß vorgesehen ist, welcher in den Hohlraum mündet, um das Schmieröl von außen in den Hohlraum nachfüllen zu können.

6. Kugelgewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das angewandte Material dafür ein Kunststoffmaterial ist.

7. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkungsstück aus zwei Kunststoffteilen besteht.

8. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kunststoffteile über eine Ultraschallverbindung miteinander verbunden sind und an der Verbindungsstelle ein Flansch gestaltet ist, um die Ultraschallverbindung besser auszuführen.

9. Kugelgewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Umleitungskanal eine Führungslippe für den Umleitungskanal des Mutternsatzes des Kugelgewindetriebs gestaltet ist.