DE2166275C3 - Kugelspindelmechanismu s - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelspindelmechanismus mit einer Kugelspindel, einer Anzahl von Kugeln und mindestens einer Kugelmutter, in welcher ein schraubenlinienförmig verlaufender Abschnitt und ein Kugelrückführungsabschnitt eine geschlossene Kugelbahn bilden, wobei der Kugeirückführungsabschnitt an beiden Enden etwa tangential in den schraubenlinienförmig verlaufenden Abschnitt einmündet.

Ein solcher Kugelspindelmechanismus is 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 Kugelspindelmechanismus 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 Kugelspindelmechanismus 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 Kugeibahn. Dadurch können die Kugeln und/oder die Kante beschädigt werden, und die beschädigten Kugeln oder Abgebrochenen Stücke der Uante können den gesamten Kugelspindelmechanismus 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 lasttragend ausgebildet ist und von diesem lasttragenden Abschnitt her über je einen Winkel (φ) zu den beiden Einmündungen des Kugeirückführungsabschnittes hin in sich stetig schraubenförmig-konisch erweiternden 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 Kugelspindelmechanismus.

Die Erfindung wird eingehend an H?nd der Figuren erläutert.

Fig. I zeigt die im Kugelspindelmechanismus verwendete Mutter I 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 Kläuft 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 Kaber 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. I dar, und zwar in Seitenansicht, mit Ausbrüchen.

Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, ist ein Teil der in der Kugeimutter I befindlichen, eine Schraubenfläche bildenden Nut (im weiteren Schraubennut) mit zwei Ablenkeinsätzen 2 abgeschlossen. Bei beiden Ablenkeinsätzen 2 ist an die Schraubennut ie eine tangentiale 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 Rückführungsnut 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 n>; dieser Schraubennutenabschnitt wird im weiteren als der lasttragende Abschnitt bezeichnet. Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist der lasttragende Abschnitt nicht unmittelbar an den Kugelrückführungsabschnitt angeschlossen: an beiden Seiten ist nämlich zwischen den Koordinatenpunkten Xi und Xt bzw. Xa und Xi je ein Übergangsabschnitt eingefügt. Der von

der Achse der Kugelmutter 1 gemessene Abstand dieser Übergangsabsch'niue beträgt in den Punkten Xi und Ai ro; in den Punkten Xi und X* aber n. Da η größer ist als ro bilden die Übergangsabschnitte eine sich in der Richtung der Kugelrückführungsabschnitte ausweitende konische Schraubenfläche.

Die Übergangsabsehniite sind in Fig. 1 von den Winkeln ψ begrenzt dargestellt Die Übergangsabsi_hnitte werden mit Rück war ^schliff ausgebildet. Zu diesem Zweck eignen sich die meisten universalen Gevvindeschleifmaschinen. Das Ausmaß e = n-m des Rückwärtsschliffes ist derart bestimm:, daß sogar im Falle eines höchstvorgespannten und höchstbelasteten Ku-

gelspindelmechanismus die in dem mit dem Rückführungsabschni't benachbarten Teil des Übergangsabschnittes befindlichen lasttragenden Kugeln unbelastet sind. Der Abstand zwischen den Koordinaten ΛΊ und Xi bzw. A'j und X* wird in Abhängigkeit von der Gewindesteigung der Kugelspindel vom Winkel φ bestimmt. Der Winkel φ soll zweckmäßig derart gewählt werden, daß im von diesem Winkel bestimmten Abschnitt genügend Raum für ein bis vier Kugeln ist.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kugelspindelmechanismus mit einer Kugelspindel, einer Anzahl von Kugeln und mindestens einer Kugelmutter, in welcher ein schraubenlinienförmig verlaufender Abschnitt und ein Kugeirückführungsabschnitt eine geschlossene Kugelbahn bilden, wobei der Kugelrückführungsabschniti an beiden Enden etwa tangential in den schraubenlinienförmig verlaufenden Abschnitt einmündet, dadurch gekennzeichnet, daß der schraubenlinienförmig verlaufende Abschnitt nur in seinem mittleren Abschnitt lasttragend ausgebildet ist und von diesem lasttragenden Abschnitt her über je einen Winkel (iy) zu den beiden Einmündungen des Kugelrückführungsabschnutes hin in sich stetig schraubenförmig-konisch erweiternden Obergangsabschnitten zurückgeschliffen ist. wobei der Radius (r)des schraubenlinienförmig verlaufenden Abschnittes im lasttragendeT Abschnitt kleiner als in den Übergangsabschnit- :en 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.