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Es ist bekannt, bei einem Kugelschraubtrieb mit axialem Rücklaufkanal
auch zweiteilige Umlenkstücke an den Stirnflächen des Mutternkörpers festzuschrauben
(GB-PS 9 57 330). Diese Umlenkstücke bestehen aus einer das Stirnende des Mutternkörpers
2 umfassenden Klappe, die einen quer zur Mutternachse verlaufenden Schlitz für die
Einführung eines gesonderten Einsatzes aufweist, dessen Tiefenposition nicht näher
festgelegt ist. Der gesonderte Einsatz trägt die in den schraubenförmigen Kugellaufkanal
eingreifende Nase und wird durch eine weitere Feststellschraube im Querschlitz der
Kappe 3 festgehalten. Schließlich ist es bekannt, einen mit inneren Endflanschen
versehenen Einsatz in eine endseitige Radialbohrung des Mutternkörpers einzuschieben
(GB-PS 8 92 612). Das Einsetzen
des Umlenkstückes erfolgt von der
Gewindebohrung des Mutternkörpers her, weshalb die Spindel entfernt sein muß. Eine
Kontrolle des Umlenkstückes im Einbauzustand des Kugelschraubtriebes ist-daher nicht
möglich. Das Auswechseln eines nach längerem Gebrauch defekt gewordenen Umlenkstückes
erfordert eine Demontage des Kugelschraubantriebs in seine Bestandteile. Bei diesem
Kugelschraubtrieb liegt auch keine tangentiale Weiterführung der Kugel im Umlenkkanal
des Umlenkstückes vor, weshalb eine scharfe Ablenkung im Kugelverlauf entsteht,
die eine Schwergängigkeit des Kugelschraubtriebs bewirkt. Eine Fixierung des Umlenkstückes
in radialer Richtung seiner Aufnahme im Mutternkörper ist nicht vorgesehen, weshalb
ein Versetzen des Umlenkstückes zu befürchten ist, das große Reibung und hohen Verschleiß
entstehen läßt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kugelschraubtrieb
der eingangs genannten Art zu entwickeln, der bei wirtschaftlicher Herstellung eine
präzise und lagenstabile Fixierung des Umlenkstückes im Mutternkörper gestattet.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jedes der beiden
Umlenkstücke, in Axialrichtung des Mutternkörpers gesehen, eine ovale Umrißlinie
und ebene, parallele Axialendflächen aufweist, deren innenliegende eine Endfläche
anschlagwirksam an einer senkrecht zur Achse verlaufenden Bodenfläche der zugehörigen
Aussparung im Mutternkörper anliegt, die Aussparung jeweils axial verlaufende Führungsflächen
für das Einsetzen des zugeordneten Umlenkstücks aufweist und der Rückführkanal in
der Bodenfläche der Aussparung in dem einen halbkreisförmigen Flächenbereich des
ovalen Umlenkstücks ausmündet, wobei die zwischen seinen parallelen Endflächen befindliche
eine Längsseite des ovalen Umlenkstückes in der Aussparung zum schraubenförmigen
Kugellaufkanal hin freiliegt und die an dieser freiliegenden Längsseite angeformte
Anlenknase sowie das Geradstück ihres Umlenkkanals - in Anschlagstellung des Übergangsstückes
an der Bodenfläche der Aussparung - zu dem äußersten Gewindegang des schraubenförmigen
Kugellaufkanals ausgerichtet sind.
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Wegen der geschilderten Ausbildung des Umlenkstückes ist durch die
axial verlaufenden Führungsflächen in der Aussparung des Mutternkörpers gesorgt,
daß vom Beginn des Einsetzens an bereits die im Umlenkstück befindliche maßgebliche
Öffnung des darin vorgesehenen Kanals mit der Mündung des Rückführkanals im Mutternkörper
stets ausgerichtet ist.
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Damit ist natürlich auch im Endzustand des Umlenkstücks die gewünschte
Ausrichtung gewährleistet. Die ovale Form des Umrisses gewährleistet eine verdrehungssichere
Führung des Umlenkstückes bei der Montage sowie im Endzustand. Der halbkreisförmige
eine Flächenbereich läßt sich für die Austrittsöffnung des im Umlenkstück vorgesehenen
Kanals voll ausnutzen, wodurch die Dimensionen des Umlenkstücks klein gehalten werden
können. Die ovale Form des Umlenkstücks gewährleistet eine besonders einfache und
wirtschaftliche Herstellung dieses Umlenkstückes selbst wie auch der zugeordneten
Aussparung am Mutternkörper. Die Aussparung ist in axialer Richtung in den Mutternkörper
eingebracht, und die innenliegende Wandung dieser Aussparung ist entfernt, um die
eine Längsseite des ovalen Umlenkstückes zum schraubenförmigen Kugellaufkanal hin
freizulegen. Durch die Tiefe der Aussparung ist zugleich die genaue axiale
Position
des Umlenkstückes im Mutternkörper gewährleistet, wodurch das an der vorerwähnten
Längsseite befindliche Geradstück des Umlenkkanals im Umlenkstück einerseits sowie
seine Ablenkgase andererseits von selbst genau zu dem äußersten Gewindegang des
Kugellaufkanals in Ausrichtung stehen. Die senkrecht zur Achse des Mutternkörpers
verlaufende Bodenfläche der Aussparung dient nämlich als Anschlag für die innenliegende
Endfläche des ovalen Umlenkstücks.
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Damit ist für eine einfache, wirtschaftliche Herstellung und für eine
unkomplizierte genaue Lage des Umlenkstücks gesorgt. Der Lauf der Kugeln im Kugelschraubtrieb
ist damit störungsfrei gemacht.
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Die ovale Form des Umlenkstückes läßt sich auch für eine einwandfreie
Befestigung des Umlenkstückes im Mutternkörper anwenden, indem man die zur Einführung
einer Befestigungsschraube od. dgl. dienende Befestigungsbohrung in dem neben der
Ausmündung des Rückführkanals liegenden anderen halbkreisförmigen Flächenbereich
des ovalen Umrisses anordnet.
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Dieser Raumbereich des Umlenkstückes kann deshalb ohne Behinderung
des im Umlenkstück noch vorgesehenen Umlenkkanals ausschließlich für die Anbringung
der Befestigungsbohrung verwendet werden, die axial zum Mutternkörper verlaufen
kann und damit eine zuverlässige Festlegung des Umlenkstückes ermöglicht.
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Die Befestigungsbohrung und der Umlenkkanal ordnen sich damit wechselseitig
gegenüberstehende Raumbereiche im Umlenkstück zu, weshalb dieses, da die ohnehin
erforderlichen Längen des Umlenkkanals für seine Größe bestimmend sind, sehr raumsparend
ausgebildet sein kann. Da die Aussparung entsprechend kleine Dimensionen aufweist,
tritt durch sie keine nennenswerte Schwächung im Mutternkörper ein.
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Bemerkenswert ist, daß das ovale Umlenkstück mit seiner Längsseite
etwa tangential zur gewindetragenden Innenbohrung des Mutternkörpers verläuft. Dadurch
entstehen sowohl im Bereich der Ablenknase als auch im Bereich der im Umlenkstück
vorgesehenen Umlenkkanäle ausreichende Wandstärken, die für eine hohe Festigkeit
des Umlenkstückes und damit für seine lange Lebensdauer sorgen. Das Geradstück im
Umlenkkanal des Umlenkstückes verläuft vor dem halbkreisförmigen Flächenbereich,
in welchem die Befestigungsbohrung vorgesehen ist. Da dieses Geradstück ohnehin
zum Kugellaufkanal hin offen ist, ergibt sich auch hier eine ausreichend hohe Wandstärke,
hinter welcher eine in die Befestigungsbohrung eingeführte Befestigungsschraube
für das Umlenkstück im Montageendzustand angeordnet liegt.
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Durch die Formgebung des Umlenkstückes läßt sich dieses ohne weiteres
als ein einstückiges Gußteil ausbilden.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Kugelschraubtrieb, F i g. 2 eine Seitenansicht des Kugelschraubtriebs nach Fig.
1, F i g. 3 den endlosen Verlauf der im Kugelschraubtrieb vorgesehenen Schar von
Kugeln, wobei die dafür maßgebliche Lage des Mutternkörpers mit seinen Umlenkstücken
gestrichelt angedeutet ist, F i g. 4 einen Axialschnitt durch einen solchen Mutternkörper,
F i g. 5 in vergrößertem Maßstab eine Draufsicht auf ein Umlenkstück des Kugelschraubtriebs
nach der Erfindung, worin ein Randbereich weggebrochen
gezeichnet
ist, F i g. 6 eine Schnittansicht durch das Umlenkstück längs der Schnittlinie A-B
von Fig. 5.
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Der Kugelschraubtrieb besteht aus einer Spindel 10 und einem Mutternkörper
11, zwischen denen eine Schar von Kugeln 15 endlos umläuft, wie aus der in sich
geschlossenen Kugelkette 16 der F i g. 3 zu entnehmen ist. Zu diesem Zwecke trägt
die Spindel 10 äußere, halbkreisförmige profilierte Gewindenuten 12 und der Mutternkörper
11 entsprechend halbkreisförmig gestaltete innere Gewindenuten 13. Beide Nuten 12,
13 bilden gemeinsam den schraubenförmigen Kugellaufkanal 14, der für den überwiegenden
Teil der Kugeln 15 zur Aufnahme dient. Über diese im Kugellaufkanal 14 befindlichen
Kugeln 15 stützt sich der Mutternkörper 11 in radialer und axialer Richtung auf
der Spindel 10 ab.
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Der Kanal 14 hat ein Kreisprofil 29.
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Damit die Kugeln 15 die geschlossene Kugelkette 16 (gemäß F i g.
3) bilden, ist im Mutternkörper ein axial verlaufender Rückführkanal 24 vorgesehen,
durch welchen die Kugeln 15 bei einer Relativbewegung zwischen Spindel 10 und Mutternkörper
11 von einem Ende 17 des Kugellaufkanals 14 zu seinem anderen Ende 19 rückgeführt
werden. Zur Überführung der Kugeln 15 zwischen diesem axial verlaufenden Rückführkanal
24 einerseits und dem, abweichend davon, schraubenförmig gestalteten Kugellaufkanal
14 sind besonders gestaltete Umlenkstücke 25 vorgesehen, die in den in F i g. 3
angedeuteten Stirnendbereichen 30 des Mutternkörpers 11 angeordnet sind.
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Zu diesem Zwecke besitzt der Mutternkörper 11 im Bereich der beidendig
liegenden äußersten Gewindegänge 17, 19 jeweils eine axial in seine Stirnfläche
jeweils eingebrachte Aussparung 21, 22. Beide Aussparungsräume 21, 22 liegen axial
ausgerichtet zueinander, weil in ihnen, wie aus Fig.4 hervorgeht, jeweils die Enden
des Rückführkanals 24 ausmünden. Diese Aussparungen 21, 22 besitzen axial verlaufende
Führungsflächen 33, die beim Einsetzen des Umlenkstücks für seine axiale Bewegungsrichtung
sorgen.
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Weiterhin sind in den Aussparungen 21, 22 jeweils eine senkrecht zur
strichpunktiert eingezeichneten Achse 35 verlaufende Bodenfläche 34 vorgesehen,
die anschlagartig zur Begrenzung der axialen Position des Umlenkstücks 25 in seiner
jeweiligen Aussparung 21,22 dient.
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Das Aussehen des Umlenkstückes 25 ist am besten aus F i g. 5 und
6 zu erkennen, wo dieses Umlenkstück 25 in etwa doppelter Größe gegenüber der Wirklichkeit
dargestellt ist. Das Umlenkstück 25 hat, in Axialrichtung des Mutternkörpers gesehen,
eine ovale Umrißlinie 36, während die axialen Endflächen 37, 38 senkrecht hierzu
verlaufen, eben ausgebildet sind und parallel zueinander liegen. Die Grundform des
Umlenkstücks 25 ist somit sehr einfach, weshalb eine wirtschaftliche Fertigung dieses
Bauteils sowie der formmäßig ihm angepaßten Aussparungen 21, 22 im Mutternkörper
11 möglich ist.
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Das Umlenkstück 25 trägt einen für die Überführung der Kugeln dienenden
Umlenkkanal 31, 32, der sich aus einem tangentialen Geradstück 31 und seinem nachfolgenden
Bogenstück 32 zusammensetzt. Das Geradstück 31 setzt, wie strichpunktiert in F i
g. 6 angedeutet- ist, den Richtungsverlauf des äußersten Gewindegangs 17 bzw. 19
im Kugellaufkanal 14 steigungsmäßig zunächst fort, wie auch der tangentiale Verlauf
in diesem Geradstück hinsichtlich des Basiskreises des Kugellaufkanals 14 gesichert
ist, wie aus der Draufsicht von F i g. 5 zu entnehmen ist. Das Bogenstück 32 mündet
an der jeweils innenliegenden Endfläche 37 des Umlenk-
stückes 25 aus, wobei die
Führungsflächen 33 dementsprechend einen ovalen Verlauf aufweisen, daß die Austrittsöffnung
39 des Bogenstücks 32 von vornherein zu dem Rückführkanal 24 in Ausrichtung ist.
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Die zum Kugellaufkanal 14 innenliegende Längsseite 40 ist besonders
ausgeformt und weicht vorn dem glatten Verlauf der gegenüberliegenden Längsseite,
die an der obenerwähnten Führungsfläche 33 der Aussparungen 21, 22 längs zu gleiten
hat, deutlich ab. An dieser Stelle ist zunächst das Geradstück 31 des Umlenkkanals
zum Kugellaufkanal 14 nach innen hin offen, damit hier die Kugeln in das Umlenkstück
25 eintreten können. Damit diese Eintrittsbewegung störungsfrei abläuft, ist an
dieser Längsseite 40 zugleich eine Ablenknase 18 vorgesehen, die im Richtungsverlauf
des entsprechenden äußersten Gewindegangs 17 bzw. 19 rippenförmig herausgeführt
ist und an ihrer dem Geradstück 31 zugekehrten Seite mit einer zungenförmigen Ausschärfung
20 ausläuft. Diese Zunge 20 reicht bis etwa zum Grund der Gewindenut 12,in der gegenüberliegenden
Spindel 10. Je nach Drehrichtung der Spindel 10 bezüglich des Mutternkörpers 11
dient die Ablenknase 18 mit ihrer Zunge 20 zum Ablenken der Kugeln 16 aus den Windungen
des Kugellaufkanals 14 bzw. zur Einführung der Kugeln am gegenüberliegenden anderen
Ende dieses Kanals 14.
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Ausweislich der Draufsicht in der F i g. 5 ist erkennbar, daß im
einen halbkreisförmigen Flächenbereich 41 des ovalen Profils 36 vom Umlenkstück25
die Austrittsöffnung 39 seines Umlenkkanals 32, 31 angeordnet ist. Im anderen halbkreisförmigen
Flächenbereich 42 ist dagegen eine Befestigungsbohrung 26 eingebracht, die parallel
zur Achse 35 des Mutternkörpers verläuft, wenn das Umlenkstück 25 in seiner Endlage
sich befindet. Dies ist in F i g. 1 verdeutlicht. In der Befestigungsbohrung 26
ist dann eine Zylinderschraube 27 angeordnet, in die ein entsprechendes Gewinde
28 des Mutternkörpers 11 eingeführt ist, und für eine Befestigung des Umlenkstücks
25 in der Endposition sorgt.
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Diese Endposition ist einerseits, wie bereits erwähnt wurde, durch
die axialen Führungsflächen 33 in ihrer Ausrichtung bezüglich des Rückführkanals
24 hinsichtlich des im Umlenkstück 25 vorgesehenen- Umlenkkanals 31, 32 von vornherein
gesichert. Andererseits ist aber auch in dieser Endposition die ausgerichtete Stellung
des Geradstücks dieses Umlenkkanals und der nachfolgenden Nase 18 mit dem jeweils
äußersten Gewindegang 17 bzw. 19 des Kugellaufkanals 14 gewährleistet. Es kommt
nämlich in dieser Endposition die Endfläche 37 des Umlenkstücks 25 mit der ebenen
Bodenfläche 34 der zugehörigen- Aussparung 21 bzw. 22 im Mutternkörper zur Anlage.
Die Aussparungen 21, 22 sind, wie bereits erwähnt wurde, entsprechend oval profiliert,
wobei die Längsrichtung des Ovals etwa tangential zur Berührungsmitte der Gewindebohrung
im Mutternkörper 11 verläuft, wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist. Bis auf die innenliegende
Längsseite 40 ist der überwiegende Umfangsbereich 36 des Umlenkstücks 25 von den
Führungsflächen 33 umfaßt, wodurch sich eine verdrehungssichere Position bereits
ohne jede Befestigungsschraube 27 ergibt. Die eine Längsseite ist aber zum Kugellaufkanal
14 hin freigeschnitten, um die gesamte Längsseite 40 des Umlenkstücks 25 an dieser
Stelle nach innen freizulegen, wodurch die Nase 18, 20 und die davorliegende Eintrittsöffnung
23 in den Umlenkkanal 31,32 offen sind. Wegen seiner rippenförmigen großen Länge,
ist trotz der Zuschärfung 20 die
Ablenknase 18 von großer Festigkeit.
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Auf diese Weise ist der in sich kettenförmig geschlossene Verlauf
16 der Kugeln 15 gewährleistet, wie in Fig. 13 dargestellt ist, ohne daß es zu Betriebsstörungen
od. dgl. kommen kann.
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Wenn auch fertigungstechnisch die ovale Formgebung des Umlenkstückes
25 optimal ist, wäre es denkbar, auch andere Profilgebungen in diesem Umlenkstück
25 vorzusehen, die dann aber möglichst eine unrunde Umrißlinie erzeugen sollten,
damit eine verdrehungssichere Einführung des Umlenkstücks in den Mutternkörper gewährleistet
ist.
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Aufstellung der Bezugszeichen: 10 Spindel 11 Mutternkörper 12 äußere
Gewindenut 13 innere Gewindenut 14 Kugellaufkanal 15 Kugel 16 geschlossene Kette
aus Kugeln 17 äußerster Gewindegang, Ende von 14 18 Ablenknase
19 äußerster Gewindegang,
Ende von 14 20 Zunge von 18 21 Aussparung in 10 22 Aussparung in 10 23 Eintrittsöffnung
in 31 24 Rückführkanal in 10 25 Umlenkstück 26 Befestigungsbohrung in 25 27 Zylinderschraube
28 Gewinde 29 Kreisquerschnitt von 14 30 Stirnendbereich von 11 31 Geradstück des
Umlenkkanals 32 Bogenstück des Umlenkkanals 33 Führungsfläche an 21,22 34 Bodenfläche
von 21,22 35 Achse von 10,11 36 ovale Umrißlinie von 25 37 Axial-Endfläche von 25
38 Axial-Endfläche von 25 39 Austrittsöffnung von 32 40 Längsseite von 25 41 halbkreisförmiger
Flächenbereich von 36 42 halbkreisförmiger Flächenbereich von 36