DE2038699A1

DE2038699A1 - Device for adjusting the axial play of ball screw drives

Info

Publication number: DE2038699A1
Application number: DE19702038699
Authority: DE
Inventors: Ferenc Wilhelm
Original assignee: CSEPELI SZERSZAMGEPGYAR
Current assignee: CSEPELI SZERSZAMGEPGYAR
Priority date: 1969-08-01
Filing date: 1970-07-30
Publication date: 1971-04-08
Also published as: GB1320705A; HU162372B; CH508827A

Description

Patentanwalt· DipWng.W.Meianer Dipl.-Ing. H. TischerPatent attorney DipWng.W. Meianer Dipl.-Ing. H. Tischer

1Berlin33(Grunewald) Berlin, den 30.7.19701Berlin33 (Grunewald) Berlin, July 30th, 1970

r. It TtLtVRV Mjr/Lzr. It TtLtVRV Mjr / Lz

GSEPELI SZERSZAMGEPGYAR. Budapest. XXI .. Csepel /

VOHHICHTOIIG ZUM EEfSISLLSN D33 AJIALBIi SPIELS VON KCJGEL-VOHHICHTOIIG TO EEfSISLLSN D33 AJIALBIi GAME BY KCJGEL-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen des axialen Spiels von Eugel-Spindelgetrieben.The invention relates to a device for adjusting the axial play of Eugel screw drives.

Kugel-Spindelgetriebe werden auf zahlreichen Gebieten der Industrie eingesetzt. Das Getriebe besteht im wesenblichen aus einer nit Hillen versehenen WeIl(J, welche Hillen spiralförmig verlaufen, während die Kugeln in den Hillen der Welle und in der Aussparung der auf der Wel le befindlichen Spannvorrichtung, Lagerkugeln ähnlich, angeordnet sind. Dadurch kann die Welle in Drehbewegung versetzt werden. Bei der Betätigung des Getriebes, bzw. beiBall screw drives are used in numerous fields used in industry. The transmission essentially consists of a shaft (J, which Hillen spiral, while the balls in the Hillen of the shaft and in the recess of the one on the wel le located clamping device, bearing balls similar, arranged are. This allows the shaft to rotate will. When actuating the gearbox or when

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der relativen Bewegung der Welle und der daran befindlichen Spannmutter im Verhältnis zueinander hat die richtige Lage der sich in den Rillen bewegenden Kugeln, bzw. der Spannungszustand des Getriebes eine wichtige Rolle, um während der Betätigung - unter Berücksichtigung der Reibung einen optimalen Effekt erzielen zu können.the relative movement of the shaft and those on it The clamping nut in relation to each other has the correct position of the balls or the balls moving in the grooves State of tension of the transmission plays an important role during the operation - taking into account the friction to be able to achieve an optimal effect.

Bei Werkzeugmaschinen sind Spannvorrichtungen bekannt, bei denen das Werkstück mit einer in radialem Sinne eine elastische Formänderung hervorrufenden Kraft an die Arbeitswelle, oder an das Dorn festgepresst wird· Di· Spannkraft wird mit hydraulischem, gasförmigem oder plastischem Druckmedium übertragen.In machine tools, clamping devices are known in which the workpiece with a radial direction a force causing elastic deformation on the working shaft or on the mandrel is pressed Clamping force is with hydraulic, gaseous or plastic Transfer print media.

Bei dieser Konstruktionslösung ist der Gleitring nicht gekerbt, die Spannhülse wird jedoch mit Kerbung versehen. Die Hülse kann mit Hilfe von Zentrierringen auf die Welle oder den Dorn aufgeschoben werden. Zur Befestigung des Werkstückes wird zwischen die Stellringe und die ungekerbte Wandung der Hülse ein Druckübertragungsmedium eingebracht« In this design solution, the sliding ring is not notched, but the clamping sleeve is notched. The sleeve can be pushed onto the shaft or mandrel with the help of centering rings. For fixing of the workpiece is between the adjusting rings and the unnotched Wall of the sleeve a pressure transmission medium introduced "

Eine fortschrittlichere Lösung zum Einstellen von Kugel-Spindelgetrieben repräsentiert die Anwendung differenziert verzahnter Muttern als Einstellorgane. Ih diesem Fall ist die Trägerhülse der Muttern mit Innenverzahnung versehen. Die Mutter besteht aus zwei Teilen. Die Zähnezahl der Muttern ist nicht gleich, diese Anordnungeweise ermöglicht aber durch Verdrehung der beiden Muttern in derselben Richtung sogen, differenzierte Verschiebungen von verschiedener Bogenlänge.A more advanced solution for setting ball screw drives represents the application differentiated toothed nuts as adjusting devices. In this case, the support sleeve of the nuts is with internal teeth Mistake. The mother consists of two parts. The number of teeth of the nuts is not the same, this way of arrangement but enables so-called differentiated displacements of by turning the two nuts in the same direction different arc length.

Das Einstellen, bzw. Nachstellen ist in der nachsteilenden Reihenfolge möglich:The setting or readjustment is in the following Order possible:

1. Auf das Spindelende wird die als Hilfsmittel vorbereitete Hülse aufgeschoben, deren Grösae der Innenab-1. The sleeve prepared as an aid is pushed onto the end of the spindle.

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messung des Spindelgewindes angepasst ist. ·measurement of the spindle thread is adapted. ·

2» Die Spindel wird mit der aufgeschobenen Hülse zusammen aus der, auf derselben Seite befindlichen Mutter herausgeschraubt. Das verhindert das Auseinanderlaufen der in ■ der Mutter befindlichen Kugeln.2 »The spindle is together with the sleeve that has been pushed on unscrewed from the nut on the same side. This prevents the in ■ the mother's balls.

3. Die derart freigemachte Mutter wird in axialer Richtung, der Verzahnungsbreite entsprechend weit aus ihrer Trägerhülse herausgezogen und in einem, der gewünschten Vorspannung entsprechendem Bogen, bzw· um die dementsprechende Zähnezahl verdreht, sodann in die Verzahnung zu- ' rückgeschoben·3. The so freed nut is in axial Direction, the toothing width correspondingly far pulled out of its support sleeve and in one, the desired Preload corresponding arc, or twisted by the corresponding number of teeth, then into the toothing- ' pushed back

4. Die andere Mutter wird ebenfalls der Verzahnungsbreite entsprechend weit aus der Hülse herausgezogen, in der gleichen Richtung, wie bei der vorigen Operation, um di· gleiche Zähnezahl verdreht und dann zurückgeschoben.4. The other nut is also pulled out of the sleeve corresponding to the toothing width, in the in the same direction as in the previous operation, rotated by the same number of teeth and then pushed back.

5· Die Spindel wird in die erste Mutter zurückgeschraubt und die als Hilfsmittel angewandte Hülse vom Spindelende abgezogen. Danach wird die Vorspannung kontrolliert und falls notwendig, erneut eingestellt.5 · The spindle is screwed back into the first nut and removed the sleeve used as an aid from the end of the spindle. The preload is then checked and if necessary, set again.

Diese Operationsreihenfolge ist zeitaufwendig und führt zur Verlangsamung der Nächste 11-, bzw. Vorspannungsarbeit, g This sequence of operations is time-consuming and slows down the next 11 or pre-tensioning work, g

Zweck der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit deren Hilfe die oben beschriebenen Nachteile des Kugel-Spindelgetriebes eliminierbar sind und das Einstellen und Nachstellen der Vorspannung mit grösserer Genauigkeit als bisher, sowie ohne Ausbau der Spindel mög lieh ist.The purpose of the invention is to develop a device with the help of which the disadvantages described above of the ball screw drive can be eliminated and the setting and readjustment of the preload with greater accuracy than before, as well as without removing the spindle is possible borrowed.

Zu diesem Zweck ist die zum Einstellen des axia len Spiele von Kugel-Spindelgetrieben dienende, erfindungsgemässe Vorrichtung derart gestaltet, dass sich zwischen der Spindel und den Muttern das axiale Spiel dämpfende, dasFor this purpose the one to adjust the axia len Games of ball screw drives according to the invention Device designed in such a way that the axial play is damping between the spindle and the nuts, the

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Kugel-Spindelgetriebe vorspannende oder sein Nachstellen bewirkende Scheiben befinden, welche Scheiben an den Stirnflächen der Trägerhülse der Muttern befestigt aind.Ball screw gear preloading or readjusting causing disks are located, which disks are attached to the end faces of the support sleeve of the nuts.

Die erf-indungsgemässe Lösung hat den Vorteil, dass die Ein3tell- und Nachatelloperation der Vorspannung vereinfacht, die Einstellzeit verkürzt wird, ohne dass das die Genauigkeit des Einetellens oder Nachstellens beeinträchtigen würde·The inventive solution has the advantage that the adjustment and post-tensioning operation of the preload is simplified, the adjustment time is shortened without the Impair the accuracy of setting or readjustment would·

Ein anderer Vorteil der erfindungsgemässen Lösung besteht darin, dass - als im Vergleich au den bisher be kannten Kugel-Spindelgetrieben neuer Konctrulttionsteil - zwischen den beiden Muttern eine Spannfeder angebracht ist, die durch ständige Belastung die axiale Spannung der beiden Muttern bewirkt. Die Anwendung der Feder führt zur Erhöhung der Lebensdauer des Spindelgetriebes. Falls nämlich ein axialer Kraftangriff das Getriebe beansprucht, so wird die Belastung jeweils von der einen Mutter aufgenommen, und durch die eintretende zulässige Verschiebung bei der anderen Mutter der bereite eingestellte Vorspannungsgrad reduziert. Die Bahn der Kugeln erfährt eine Veränderung, wa3 sich - besonders im Falle hoher Drehzahl - ungünstig auf die Le bensdauer auswirkt« Mit der zwischen den beiden Muttern angeordneten Feder hingegen werden diese mit einer, vom äusseren Kraftangriff unabhängigen Belastung gespannt· Je nach der Grösae des Kraftangriffs 3ind Ring-, Teller- oder Schraubenfedern anwendbar. Die gleichzeitige Spannung der beiden Muttern wirkt dem, die Lebensdauer verringernden und zur Deformation führenden Einfluss der axialen Kräfte entgegen und fördert damit das ungestörte Funktionieren des Getriebes.Another advantage of the solution according to the invention consists in the fact that - as compared to the previously known ball screw drives new Konctrulttionteile - between A tension spring is attached to the two nuts, which, through constant loading, increases the axial tension of the two nuts causes. The use of the spring leads to an increase in the service life of the spindle drive. If namely an axial Force application demands the transmission, so the load is absorbed by the one nut, and through the occurring permissible displacement in the other nut reduces the pre-set degree of pre-tensioning. The path of the balls undergoes a change, what - especially in the case of high speed - has an unfavorable effect on the service life «With the one between the two nuts On the other hand, springs are tensioned with a load that is independent of the external force Depending on the size of the force applied, ring, plate or coil springs can be used. The simultaneous tension of the both nuts counteracts the influence of the axial forces, which reduces the service life and leads to deformation and thus promotes the undisturbed functioning of the transmission.

Der grösste Vorteil der erfindungsgemässen Vor richtung besteht ,-jedoch darin, dass die in die MaschineThe greatest advantage of the device according to the invention is, -but that the in the machine

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eingebaufcen Spindeln sum Einstellen, bzw. Nachstellen der Vorspannung nicht ausgebaut werden müssen, da diese Operation auch in eingebautem Zustand der Spindel durchführbar ist.built-in spindles sum setting or readjusting the The preload does not have to be removed, as this operation can also be carried out when the spindle is installed is.

Zur Erläuterung der Erfindung anhand eines Aus führungsbeispiels dient die beigelegte Zeichnung, aua der die Durchführung der Einstell- und Nachstelloperationen leicht verständlich ist. In der Figur ist das erfindungsgemässe Kugel-Spindelgetriebe teils im Schnitt, teile im . Halbschnitt dargestellt. 'To explain the invention using an exemplary embodiment from the accompanying drawing is used, as well as the implementation of the setting and readjusting operations is easy to understand. In the figure is the inventive Ball screw drive partly in section, partly in. Half section shown. '

Auf der mit spiralförmig verlaufenden Rillen versehenen Welle 1 befinden sich die Muttern 2 und 2a. In der, durch die Rillen der Muttern und der Welle gebildeten Aussparung sitzen die Kugeln 8. Die beiden Muttern nimmt die Hülse 3 auf. Die Muttern 2, 2a und die Hülse 3 sind mit den innen verzahnten Scheiben 4· aneinander befestigt. Die Hülse 3 hat überhaupt keine Verzahnung. Der Kopfkreisdurch messer der Verzahnung der Muttern 2, 2a ist höchstens so gross, wie der Durchmesser ihres an die Hülse angeschlossenen Aussenteils. The nuts 2 and 2a are located on the shaft 1, which is provided with spirally extending grooves. In the, The recess formed by the grooves of the nuts and the shaft seat the balls 8. The two nuts take the Sleeve 3 on. The nuts 2, 2a and the sleeve 3 are fastened to one another with the internally toothed washers 4. The sleeve 3 has no teeth at all. The tip diameter the toothing of the nuts 2, 2a is at most as large as the diameter of their outer part connected to the sleeve.

Die mit Innenverzahnung versehene Scheibe 4 lässtThe disc 4, which is provided with internal teeth, can

sich mit Hilfe der Gewindebolzen 7 an ä»r Hülse 3 befesti- | gen. Zur Sicherung des Nachstellens dienen die Orientierungsbolzen 6, die der Figur gemäss angeordnet sind. Die axiale Spannkraft zwischen den Muttern wird mit den Federn 5 gesichert. to fasten using the threaded bolts 7 to ä »r sleeve 3 | gen. To secure the readjustment, the orientation bolts 6, which are arranged according to the figure, are used. The axial tension force between the nuts is secured with the springs 5.

Die Einetell-, bzw. Nachstelloperation lässt sich folgendermassen durchführen:The adjustment or readjustment operation can be perform as follows:

1. Die innen verzahnten Scheiben. 4 werden von der Trägerhülse 3 der Muttern demontiert· ;1. The internally toothed discs. 4 are dismantled from the support sleeve 3 of the nuts ·;

2. Auf der Hülse wird die Einstellung einem vorausbeetimmten Wert entsprechend markiert. In Kenntnis der Zähne-2. The setting is predetermined on the sleeve Value marked accordingly. Knowing the teeth

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bewird die Differenz errechnet und dadurch der genaue Einstellwert im voraus bestimmt,the difference is calculated and thus the exact one Setting value determined in advance,

5. Beide Muttern werden dem gewünschten Vorspannungsgrad entsprechend, im Verhältnis zur Markierung im gleichen Bogen, bzw. um die gleiche Zähnezahl verdreht· Eine axiale Verschiebung ist nicht erforderlich·5. Both nuts are preloaded to the desired degree accordingly, in relation to the marking in the same arc or rotated by the same number of teeth An axial shift is not required

4. Die innen verzahnten Scheiben 4 werden wieder montiert, wobei der Orientierungsbolzen 6 zur Sicherung ihrer gleichen Lage dient,4. The internally toothed disks 4 are reassembled, with the orientation bolt 6 as a safeguard serves their same position,

5. Die Vorspannung wird kontrolliert und je nach Bedarf nachgestellt·5. The preload is controlled and depending on Adjusted as required

Im Falle der hier beschriebenen Einstell-, bzw· Nachstelloperation unterbleibt das Herausziehen der Muttern in axialer Richtung aus der Hülse, weshalb sich auch die Anwendung einer zur Verhinderung des Ausehanderlaufens der Kugeln dienenden Hülse erübrigt. Da die Trägerhülse der Muttern nicht verzahnt ist, lässt sich das Einstellen mit Hilfe der Innenverzahnung der Muttern und der Scheibenverzahnung, die Differenz der beiden Verzahnungen berücksichtigend, durchführen·In the case of the adjustment or readjustment operation described here, the nuts are not pulled out in the axial direction out of the sleeve, which is why it is also necessary to use a to prevent run-out The sleeve used for the balls is unnecessary. As the nut carrier sleeve is not toothed, it can be adjusted with Help of the internal teeth of the nuts and the disk teeth, taking into account the difference between the two teeth, carry out·

Die Auswahl der Spannfedern erfolgt unter Berücksichtigung der Abmessungen des Getriebes. Vorzugsweise werden zur axialen Spannung der beiden Muttern derartige Federn verwendet, deren Federkonstante die Hälfte der Vor Spannungskraft beträgt.The selection of the tension springs is made taking into account the dimensions of the gear unit. Preferably be such springs are used for axial tensioning of the two nuts, the spring constant of which is half the tension force before amounts to.

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Claims

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1.) Vorrichtung zum Sinstellen des axialen Spiele von Kugel-Spindelgetrieben, welches Kugel-Spindelgetriebe eine spiralförmig gerillte Spindel (I), an die Spindel (1) mit axialem Spiel befestigte, längs ihrer Innenmanfcelflache ebenfalls spiralförmig gerillte Muttern (2, 2a), sowie eine zur Aufnahme der Muttern (2, 2a) dienende Trägerhülse (3) besitzt, und die Rillen der Spindel (1), sowie der Muttern (2, 2a) gemeinsam in an sich bekannter Welse eine Kugelbahn bilden, in welcher die Kugeln (β) sitzen, während längs der Innenmantelfläche der Hülse (3) ein zur Abstützung der Muttern (2, 2a) dienendes Profil (9) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der Spindel (1) und den Muttern (2, 2a) das axiale Spiel dämpfende, das Kugel-Spindelgetriebe vorspannende oder sein Hachsteilen bewirkende Scheiben befinden, welche Scheiben an die Stirnflächen der Trägerhülse (3) der Muttern (2, 2a) befestigt sind*1.) Device for Sinstellen the axial play of ball screw drives, which ball screw drives a spiral grooved spindle (I), attached to the spindle (1) with axial play attached, also spirally grooved nuts (2, 2a) along their Innenmanfcelflache, as well as a support sleeve (3) serving to hold the nuts (2, 2a), and the grooves of the spindle (1), as well the nuts (2, 2a) together in known catfish form a ball track in which the balls (β) sit, while a profile (9) serving to support the nuts (2, 2a) is formed along the inner circumferential surface of the sleeve (3), characterized in that that between the spindle (1) and the nuts (2, 2a) there are disks which dampen the axial play, pretension the ball screw drive or cause its chopping parts, which disks are attached to the end faces of the support sleeve (3) the nuts (2, 2a) are fastened *

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben (4) an der Trägerhülse (3) der Muttern (2, 2a) mit mindestens einem Orientierungsbolzen (6), sowie mit irgendeinem an sich bekannten Verbindungselement , z.B. mit einer Arretierschraube (7) befestigt sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized characterized in that the discs (4) on the The carrier sleeve (3) of the nuts (2, 2a) are fastened with at least one orientation bolt (6), as well as with any connection element known per se, e.g. with a locking screw (7).

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2·, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben (4) vorzugsweise mit Innenverzahnung in die Muttern (2, 2a) eingreifen, während die Hülse (3) ohne Verzahnung ausgebildet ist·3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the washers (4) are preferably fitted with internal teeth in the nuts (2, 2a) engage while the sleeve (3) is designed without teeth

4· Vorrichtung nach Irgendeinem der Ansprüche 1· bis 3·« dadurch gekennzeichnet, dass4 · Device according to any one of claims 1 · to 3 · «characterized in that

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zwischen den Muttern (2, 2a) eine an sich bekannte Druckfeder (5) angeordnet ist, die eine von äusseren Kraftangriffen unabhängige, konstante Spannung sichert«between the nuts (2, 2a) a known compression spring (5) is arranged, which ensures a constant tension independent of external forces «

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