DE2166275B2 - Kugelspindelmechanismus - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelspindclmechaniseius mit einer Kugelspindel, einer Anzahl von Kugeln «nd mindestens einer Kugelmutter, in welcher ein •chraubenlinienförmig verlaufender Abschnitt und ein Kugelrückführungsabschnitt eine geschlossene Kugelkahn bilden, wobei der Kugelrückführungsabschnitt an beiden Enden etwa tangential in den schraubenlinienförmig verlaufenden Abschnitt einmündet.

Ein solcher KugelspincJelmechanismus ist aus der DT-OS 19 23 742 bekannt. Der bekannte Kugelspindelmechanismus hat den Nachteil, daß beim Übergang der Kugeln vom schraubenlinienförmig verlaufenden Abschnitt in den Kugelrückführungsabschnitt und vom Kugelrückführungsabschnitt in den schraubenlinienförmig verlaufenden Abschnitt Stöße auftreten, die den Lauf des Kugelspindelmechiinistnus unruhig machen. Insbesondere laufen die Kugeln im Übergangsbereich zwischen dem schraubenlinienförmig verlaufenden Abschnitt und dem Kugelrückführungsabschnitt nicht im Tiefsten der schraubenlinienförmig verlaufenden Bahn, da die Laufbahnen der Spindel einerseits und der Mutter andererseits bei diesem Kugelspindclmcchanismus stets in axialer Richtung gegeneinander versetzt sind. Dadurch entstehen Kanten, an denen beim Überlauf der Kugeln gefährliche Stöße auftreten, weil dort die Kontaktfläche zwischen Kugel und Mutter wesentlich kleiner ist, als die Kontaktfläche im Bereich der schraubenlinienförmig verlaufenden Kugelbahn. Dadurch können die Kugeln und/oder die Kante beschädigt werden, und die beschädigten Kugeln oder abgebrochenen Stücke der Kante können den gesamten Kugelspindclmechanismus beschädigen oder zerstören.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kugelspindelmechanismus zu schaffen, bei welchem der Übergang der Kugeln vom Rückführungsabschnitt in den schraubenförmig verlaufenden Abschnitt und umgekehrt mögliehst allmählich erfolgt, um Stöße, erhöhten Verschleiß und vorzeitige Zerstörungen zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der schraubenlinienförmig verlaufende Abschnitt nur in seinem mittleren Abschnitt lasuragend ausgebildet ist und von diesem lasttragenden Abschnitt her über je einen Winkel (ψ) zu den beiden Einmündungen des KugelriJckführungsabschnittes hin in sich stetig schraubenförmig-konisch erweiternder. Übergangsabschnitten zurückgeschliffen ist. wobei der· Radius (r) des schraubenlinienförmig verlaufenden Abschnittes im lasttragenden Abschnitt kleiner als in den Übergangsabschnitten ist und in den Bereichen von deren Enden in unmittelbarer Nachbarschaft der Einmündungen des Kugelrückführungsabschnittes so groß ist, daß die Kugeln in diesem Bereich unbelastet laufen.

Dadurch werden Stöße fast vollständig vermieden, denn bei dem erfindungsgemäßen Kugelspindelmechanismus erfolgt die Be- und Entlastung der Kugeln jeweils über einen verhältnismäßig großen Winkelweg (φ) in den sich schraubenförmig-konisch erweiternden bzw. verengenden Übergangsabschnitten. Im Bereich der tangentialen Einmündungen des Kugelrückführungsabschnittes sind die Kugeln vollständig unbelastet, so daß sie stoßfrei aus der schraubenlinienförmig verlaufenden Bahn in den Kugelrückführungsabschnitt übertreten können. Insgesamt ergibt sich dabei gegenüber dem bekannten Kugelspindelmechanismus ein stoß- und störungsfreier Lauf des erfindungsgemäßen Kugebpindelmechanismus.

Die Erfindung wird eingehend an Hand der Figuren erläutert.

Fig. 1 zeigt die im Kugelspindelmechanismus verwendete Mutter 1 im Längsschnitt. In derselben Figur wird auch ein im Koordinatensystem dargestelltes Diagramm gezeigt. Die Achse X des Koordinatensystems fällt mit der Projektion der einen Stirnfläche der Kugelmutter zusammen. Die Achse Vläuft parallel zur Achse der Kugelmutter. Entlang der Achse X besitzt die in der Kugelmutter befindliche, eine Schraubenfläche bildende Nut von der Stirnfläche der Kugelmutter gemessene Koordinaten, entlang der Achse Y aber ist der von der Achse der Kugelmutter gemessene Abstand der eine Schraubenfläche bildenden Nuten dargestellt.

F i g. 2 stellt die Kugelmutter laut der F i g. 1 dar, und zwar in Seitenansicht, mit Ausbrüchen.

Wie aus den F i g. I und 2 ersichtlich, ist ein Teil der in der Kugelmutter 1 befindlichen, eine Schraubenfläche bildenden Nut (im weiteren Schraubennut) mit zwei Ablenkeinsätzen 2 abgeschlossen. Bei beiden Ablenkeinsätzen 2 ist an die Schraubennut je eine tangentialc Rückführungsbohrung angeschlossen, welche zur äußeren Mantelfläche der Kugelmutter 1 führt. An der äußeren Mantelfläche der Kugelmutter 1 werden die beiden Bohrungen mit einer entsprechend ausgeführten Rückführungsnul verbunden. Der von den Ablenkeinsätzen 2 eingeschlossene Teil der Schraubennut, die beiden Rückführungsbohrungen, sowie die Rückführungsnut bilden die vollständige Kugelbahn. Die von den beiden Rückführungsbohrungen und der Rückführungsnut bestimmten Teile der Kugelbahn bilden den Kugelrückführungsabschnitt. Im Abschnitt zwischen den Koordinatenpunkten Xi und Xi beträgt der von der Achse der Kugelmutter 1 gemessene Abstand der Kugelnute in; dieser Schraubennutenabschnitt wird im weiteren als der lasttragende Abschnitt bezeichnet. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist der lasttragende Abschnitt nicht unmittelbar an den Kugelrückführungsabschnitt angeschlossen: an beiden Seiten ist nämlich zwischen den Koordinatenpunkten X2 und X\ bzw. Xa und Xi je ein Übergangsabschnitt eingefügt. Der von

der Achse der Kugelniuttcr I gemessene Abstand dieser Übergangsabschnitte betragt in den Punkten X> und Xj m; in den F^>unkten Xi und A4 aber n. Da π größer ist als n> bilden die Übergangsabschnitte eine sich in der Richtung der Kugelrückführungsabschnitte ausweitende konische Schraubenfläo.e.

Die Übergangsabschnitte sind in F i g. i von den Winkeln q begrenzt dargestellt. Die Übergangsabschniite werden mit Rückwärtsschliff ausgeb.ldct. Zu diesem 7weck eignen sich die meisten universalen Gewindeschleifmaschinen. Das Ausmaß c = n-m des Riickwärtsschliffes ist derart bestimmt, daß sogar im Falle eines höcbstvorgespanntcn und höchstbelasteten Kugelspindelmechanismus die \n dem mit dem Rückführungsabschnitt benachbarten Teil des Übergangsabschnittes befindlichen !asttragenden Kugeln unbelastet sind. Der Abstand zwischen den Koordinaten .Vi und Aj bzw. Xj und X-) wird in Abhängigkeit von der Gewindesteigung der Kugelspindel vom Winkel (/■ bestimmt. Der Winkel ψ soll zweckmäßig derart gewählt werden, daß im von diesem Winkel bestimmten Abschnitt genügend Raum für ein bis vier Kugeln ist.

Der Vorteil des erfindiingsgemäßen Kugelspindelmechanismus besteht darin daß eine gleichmäßige, ungehemmte Arbeit des Mechanismus gewährleistet ist.

Hierzu L Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kugelspindelmechanismus mit einer Kugelspindei, einer Anzahl vor. Kugeln und mindestens einer Kugelmutter, in welcher ein schraubenlinienförmig verlaufender Abschnitt und ein Kugelrückführungs abschnitt eine geschlossene Kugelbahn bilden, wobei der Kugeiriickführungsabschniit an beiden Enden etwa tangential in den schraubenlinienförmig verlaufenden Abschnitt einmündet, dadurch gekennzeichnet, daß der schraubenlinienförmig verlaufende Abschnitt nur in seinem mittleren Abschnitt lasitragend ausgebildet ist und von diesem lasttragenden Abschnitt her über je einen Winkel (ψ) zu den beiden Einmündungen des Kugelrückführungsabschnittes hin in sich stetig schraubenlörmig-konisch erweiternden Übergangsabschnitten zurückgeschliffen ist, wobei der Radius (T^ des schraubenlinienförmig verlaufenden Abschnittes im lasttragenden Abschnitt kleiner als in den Übergangsabschnitten ist und in den Bereichen von deren Enden in unmittelbarer Nachbarschaft der Einmündungen des Kugelrückführungsabschnittes so groß ist, daß die Kugeln in diesem Bereich unbelastet laufen.