DE19955037B4

DE19955037B4 - Ölspeichernder Kugelspindeltrieb

Info

Publication number: DE19955037B4
Application number: DE19955037A
Authority: DE
Inventors: Kuan-Chun Chen
Original assignee: Hiwin Technologies Corp
Current assignee: Hiwin Technologies Corp
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2019-11-17
Also published as: JP3066118U; TW520762U; US6247556B1; DE29920112U1; DE19955037A1

Abstract

Ölspeichernder Kugelspindeltrieb, welcher zumindest aufweist:
eine Spindel (1), deren Oberfläche einen schraubenförmigen Kugellaufkanal (11) aufweist,
eine Mutteranordnung (2), welche einen Mutterkörper und Zubehör für die Kugellaufbewegung aufweist, wobei der Mutterkörper hohl ist und an seiner Innenseite einen schraubenförmigen Kugellaufkanal (21) aufweist, welcher dem Kugellaufkanal (11) an der Spindel (1) entspricht,
Kugeln (3), welche zwischen der Spindel (1) und der Mutteranordnung (2) angeordnet sind, wobei durch eine Relativbewegung zwischen der Spindel (1) und der Mutteranordnung (2) das Umlaufen der Kugeln (3) herbeigeführt wird;
einen Schmierölspeicher (22), der wenigstens annähernd parallel zur Axialrichtung der Spindel (1) im Mutterkörper angeordnet ist;
ein Element, das an der Öffnung des Schmierölspeichers (22) zum Vermeiden von Ölleckage angeordnet ist; und
eine Schmierbohrung (25), die innerhalb des Mutterkörpers quer zu dem Schmierölspeicher (22) angeordnet ist und den Schmierölspeicher (22) mit dem Kugellaufkanal (21) des Mutterkörpers verbindet,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Ölverstellschraube (5) in der Schmierbohrung (25) derart angeordnet ist, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Schmieröls regulierbar ist, und
ein ölgetränktes Material (6) zwischen der Ölverstellschraube (5) und der Schmierbohrung (25) zur Absorption von Schmieröl angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen ölspeichernden Kugelspindeltrieb nach den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei herkömmlichen Kugelspindeltrieben gibt es nicht das funktionelle Merkmal eines Schmiermittelvorrats. Die Erfindung schafft eine Spindel, welche eine Konstruktion für einen Schmierölvorrat aufweist. Damit kann ein Kugelspindeltrieb ohne Nachfüllen von Schmieröl langfristig in Betrieb gehalten werden. Aus der Bewegung der Kugeln zwischen dem Mutterkörper und der Spindel folgen bei einem Kugelspindeltrieb gute mechanische Leistung und ein niedriger Schmierölverbrauch. Wenn aber ein Schmierungsmangel auftritt, werden sowohl die Reibung zwischen dem Mutterkörper und der Spindel als auch die Verschleißgeschwindigkeit erhöht. Deswegen ist eine automatische oder manuelle Schmierölzufuhranlage erforderlich, über die Schmieröl nachfüllbar ist, wenn kein Schmierölvorrat mehr vorhanden ist. Dies erhöht die Kosten und verkompliziert die Gestaltung der Vorrichtung. Wenn der Bediener vergisst Schmieröl nachzufüllen oder wenn die Anlage außer Betrieb ist, verschleißt der Kugelspindeltrieb schnell.
Herkömmliche Kugelspindeltriebe bestehen aus einer Spindel, einer Mutteranordnung und einer Anzahl von Kugeln, wobei sich die Kugeln zwischen der Spindel und der Mutteranordnung befinden. Auf der Umfangsfläche der Spindel gibt es einen Laufkanal, welcher ein halbkreisförmiges Querschnittsprofil besitzt. Die Mutteranordnung weist einen Mutterkörper und Zubehör, welches der zyklischen Bewegung der Kugeln dient, auf. Der hohle Mutterkörper weist einen gleichen Laufkanal wie die Spindel auf. Die Kugeln befinden sich zwischen der Spindel und dem Mutterkörper. Aufgrund der zyklischen Bewegung der Kugeln erfolgt eine Relativbewegung zwischen der Spindel und der Mutteranordnung.

Die JP 11201256 A offenbart einen Kugelspindeltrieb, bei dem ein Schmierölspeicher parallel zur Axialrichtung der Spindel im Mutterkörper angeordnet ist, wobei eine Schmierbohrung quer zum Schmierölspeicher angeordnet ist.

Die Erfindung schafft einen in einem Kugelspindeltrieb angeordneten Schmierölspeicher, welcher eine langfristige Benutzung von Kugelspindeltrieben ohne Schmiermittelergänzung gewährleistet.

Dies wird gemäß der Erfindung durch einen Kugelspindeltrieb nach den Merkmalen aus dem Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung schafft einen Kugelspindeltrieb, in dessen Mutterkörper ein Schmierölspeicher parallel zur Spindel verlegt ist, wobei der Speicher zum Aufnehmen von Schmieröl vorgesehen ist. An dem Speicher ist eine Verschlussschraube oder ein Schmiernippel vorgesehen, wodurch eine Ölleckage vermieden wird. Um das Schmieröl langsam in die Spindel einzuleiten, wobei die Kugeln geschmiert werden, sind die Schmierbohrung und die Gewindebohrung quer über dem Schmierölspeicher angeordnet. In der Schmierbohrung ist ein ölgetränktes Material oder alternativ eine Zwischenkugel angeordnet. Durch eine Justierschraube ist die Geschwindigkeit des Einleitens des Schmieröls in die Spindel regulierbar. Als ölgetränktes Material können verschiedene Faserstoffe verwendet werden.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, die ein Verstehen der Eigenschaften und der technischen Daten erleichtern sollen.
In der Zeichnung zeigen:
1 Ausführungsbeispiel 1 eines ölspeichernden Kugelspindeltriebs gemäß der Erfindung;
2 Ausführungsbeispiel 2 eines ölspeichernden Kugelspindeltriebs gemäß der Erfindung;
3 Ausführungsbeispiel 3 eines ölspeichernden Kugelspindeltriebs gemäß der Erfindung;
4 Ausführungsbeispiel 4 eines ölspeichernden Kugelspindeltriebs gemäß der Erfindung;
5 Ausführungsbeispiel 5 eines ölspeichernden Kugelspindeltriebs gemäß der Erfindung;
6 Ausführungsform 1 im Querschnitt längs Q-Q in 1;
7 Ausführungsform 2 im Querschnitt längs Q-Q in 1;
8 Ausführungsform 3 im Querschnitt längs Q-Q in 1;
9 einen Querschnitt längs P-P in 4.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines ölspeichernden Kugelspindeltriebs gemäß der Erfindung, welcher eine Spindel 1 mit schraubenförmigem Kugellaufkanal 11 und eine Mutteranordnung 2 mit einem gleichen Kugellaufkanal 21 aufweist. Um die Montage des Kugelspindeltriebs auf der mechanischen Anordnung zu erleichtern, ist in der Mutteranordnung ein Flansch 26 angeordnet. Die meisten Kugeln 3 laufen zwischen der Spindel 1 und der Mutteranordnung 2 um. Auf beiden Seiten des Mutterkörpers sind Abstreifer 4 eingesetzt, um Fremdkörper auf der Spindeloberfläche zu entfernen. Die Mutteranordnung weist einen Schmierölspeicher 22 in Form einer Bohrung auf, welcher parallel zur Spindel 1 angeordnet ist. Der Schmierölspeicher stellt einen Schmierölvorrat zur Verfügung. An der Außenseite des Mutterkörpers ist eine Gewindebohrung 23 vorgesehen, welche mit dem Schmierölspeicher in Verbindung steht und mittels eines Schmiernippels oder eines Öldeckels abschließbar ist, so dass das Schmieröl nachfüllbar ist und/oder eine Ölleckage vermeidbar ist. Damit das Schmieröl langsam in die Spindel einfließt, so dass die Kugeln 3 geschmiert werden, sind eine Schmierbohrung 25 und eine Gewindebohrung 24 quer über dem Schmierölspeicher 22 im Mutterkörper verlegt. In der Schmierbohrung 25 befindet sich ein ölgetränktes Material. In der Gewindebohrung 24 ist eine Ölverstellschraube 5 mit einem Ölverstellkopf 51 angeordnet. Durch ein Justieren der Ölverstellschraube 5 ist die Position des Ölverstellkopfs 51 in der Schmierbohrung 25 einstellbar, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit des Schmieröls in die Spindel regulierbar ist.
Eine andere Ausführungsmöglichkeit eines erfindungsgemäßen ölspeichernden Kugelspindeltriebs ist in 2 dargestellt. Die Gewindebohrung 23, welche mittels des Schmiernippels oder des Öldeckels abschließbar ist, kann auch in der Gegenseite der Mutteranordnung 2 angeordnet sein.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel 3 eines ölspeichernden Kugelspindeltriebs gemäß der Erfindung. Die Gewindebohrung für den Anschluß mit dem Schmiernippel ist im Flansch 26 der Mutteranordnung 2 vorgesehen. Durch eine Schmierölleitung 27 wird Schmieröl vom Schmiernippel dem Schmierölspeicher 22 zugeführt. Die Öffnung des Schmierölspeichers 22 ist durch einen Öldeckel 7 verschließbar, so dass Ölleckage verhindert wird.
Das Ausführungsbeispiel 4 dieser Erfindung ist in 4 dargestellt. Da die Festigkeit von manchen kleineren Mutteranordnungen 2 aufgrund des verlegten Schmierölspeichers möglicherweise verringert ist, sind die Abmessungen des Schmierölspeichers verkleinert, und es ist ein zusätzlicher Ölspeicherzweig 28 vorgesehen, welcher zum Anschluß an den Schmierölspeicher 22 und die Schmierbohrung 25 dient.
5 zeigt eine andere Variante des Ausführungsbeispiels 4. Der Ölspeicherzweig 28 und der Schmierölspeicher 22 sind nicht entlang einer Linie (nicht koaxial) angeordnet.
6 stellt die Ausführungsform aus 1 im Querschnitt längs Q-Q dar. Die Position des Ölverstellkopfes 51 ist durch ein Justieren der Ölverstellschraube 5 regulierbar. Wenn die Ölverstellschraube 5 tiefer in die Schmierbohrung 25 eindringt, wird weniger Schmieröl in die Schmierbohrung 25 eingeleitet, womit die Schmierölverstellung gewährleistet ist.
Eine weitere Ausführungsform ist in 7 im Querschnitt längs Q-Q in 1 gezeigt. Die Schmierbohrung 25 weist ein kegelförmiges Ende auf, und der Abstand zwischen dem Ölverstellkopf 51 und dem kegelförmigen Ende der Schmierbohrung 25 ist über ein Justieren der Ölverstellschraube 5 variierbar. Wenn der Abstand kleiner ist, ist ein Zuführen von Schmieröl durch die Schmierbohrung schwieriger, wodurch die Schmierölverstellung gewährleistet ist.
8 zeigt eine weitere Ausführungsform im Querschnitt längs Q-Q in 1. Hierbei ist der Ölverstellkopf 51 verlängert. So kann der Ölverstellkopf 51 das kegelförmige Ende der Schmierbohrung 25 berühren, so dass die Öleinflußmenge regulierbar ist.
Eine weitere Ausführungsform ist in 9 im Querschnitt längs P-P gezeigt. Da der Durchmesser des Ölspeicherzweigs kleiner ist, ist es möglich, dass die Schmierölzufuhr durch die Ölverstellschraube 5 blockiert ist; dann fließt das Schmieröl nicht in die zweite Schmierbohrung ein. Deswegen ist die Schmierbohrung 25 nicht in einer quer zur Axialrichtung des Ölspeicherzweigs 28 verlaufenden Lage angeordnet.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist in der Schmierbohrung 25 eine Zwischenkugel angeordnet, welche eine Stahlkugel, eine Plastikkugel oder eine Keramikkugel sein kann. Die Zwischenkugel ist zum Vermeiden eines zu schnellen Ausfließens des Schmieröls vorgesehen. Zwischen der Zwischenkugel und der Ölverstellschraube 5 ist ein ölgetränktes Material 6 angeordnet, welches das Schmieröl absorbiert und den Druck zwischen der Zwischenkugel und der Schmierbohrung 25 verringert. Dadurch wird die Schmiergeschwindigkeit des Schmieröls entlang der Oberfläche der Zwischenkugel auf die Kugeln geregelt.

Claims

Ölspeichernder Kugelspindeltrieb, welcher zumindest aufweist: eine Spindel (1), deren Oberfläche einen schraubenförmigen Kugellaufkanal (11) aufweist, eine Mutteranordnung (2), welche einen Mutterkörper und Zubehör für die Kugellaufbewegung aufweist, wobei der Mutterkörper hohl ist und an seiner Innenseite einen schraubenförmigen Kugellaufkanal (21) aufweist, welcher dem Kugellaufkanal (11) an der Spindel (1) entspricht, Kugeln (3), welche zwischen der Spindel (1) und der Mutteranordnung (2) angeordnet sind, wobei durch eine Relativbewegung zwischen der Spindel (1) und der Mutteranordnung (2) das Umlaufen der Kugeln (3) herbeigeführt wird; einen Schmierölspeicher (22), der wenigstens annähernd parallel zur Axialrichtung der Spindel (1) im Mutterkörper angeordnet ist; ein Element, das an der Öffnung des Schmierölspeichers (22) zum Vermeiden von Ölleckage angeordnet ist; und eine Schmierbohrung (25), die innerhalb des Mutterkörpers quer zu dem Schmierölspeicher (22) angeordnet ist und den Schmierölspeicher (22) mit dem Kugellaufkanal (21) des Mutterkörpers verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ölverstellschraube (5) in der Schmierbohrung (25) derart angeordnet ist, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Schmieröls regulierbar ist, und ein ölgetränktes Material (6) zwischen der Ölverstellschraube (5) und der Schmierbohrung (25) zur Absorption von Schmieröl angeordnet ist.
Kugelspindeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der Schmierbohrung (25) zwischen der Ölverstellschraube (5) und der Mündung zum Kugellaufkanal (21) des Mutterkörpers eine Zwischenkugel angeordnet ist, die von dem ölgetränkten Material (6) umgeben ist, um die Strömungsgeschwindigkeit des Schmieröls weiter zu regulieren.
Kugelspindeltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Mutterkörper eine in den Schmierölspeicher (22) mündende Schmierölleitung (27) zum Zuführen von Schmieröl vorgesehen ist.
Kugelspindeltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ölspeicherzweig (28) zur Verbindung mit dem Schmierölspeicher (22) und der Schmierbohrung (25) vorgesehen ist, wobei der Durchmesser des Ölspeicherzweiges (28) kleiner als der des Schmierölspeichers (22) ist.
Kugelspindeltrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölspeicherzweig (28) und der Schmierölspeicher (22) nicht koxial zueinander angeordnet sind.
Kugelspindeltrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Schmierbohrung (25) gegenüber der Axialrichtung des Ölspeicherzweiges (28) versetzt ist.
Kugelspindeltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Schmierbohrung (25) kegelförmig ist.
Kugelspindeltrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölverstellschraube (5) einen langgestreckten Ölverstellkopf (51) aufweist.