-
Kugelrollspindelmuttervorrichtung Die Erfindung betrifft eine Kugelrollspindelmuttervorrichtung
nit zur endlos umlaufenden Führung von zwischon den Gewindegängen einer Spindel
und der Mutter laufenden Wälzkörpern vorgesehenen geschlossenen W§lzkörperumlaufbahnen,
bei denen Gewindegänge der Mutter über Umlenkeinrichtungen verbunden sind.
-
Kugelrollspindeln, bei denen zwischen einer Gewindespindel und einer
oder mehreren Gewindemuttern zwischen den Gewindeflanken der Spindel und der Mutter
Kugeln laufen, sind bekannt. Bei derartigen Vorrichtungen wird, ähnlich wie bei
Kugellagern, ein sehr hoher wirkungsgrad erzielt. Da die Kugeln zwischen den Gewindeflanken
eine Relativbewegung ausfUhren, ist es erforderlich, die Kugeln in einer geschlossenen,
endlosen Umlaufbahn zu fUhren.
-
Dies erreicht man durch Umlenkeinrichtungen, mittels derer die Kugeln
über einen Gewindegang oder mehrere Gewindegänge geführt werden, und beispielsweise
als Röhrchen (wirksam über mehrere Gewindegänge) oder als Umlenkstücke (noist wirksam
über einen Gewindegang) ausgebildet sind.
-
Zur Erzielung einer spielfreien Einstellung der Lagerung ist es bekannt,
zwei Kugelrollspindelmuttern gegeneinander auf der Gewindespindel vorzuspannen.
Hierzu ist es bekannt, entweder zwischen den Kugelrollspindelmuttern Paßscheiben
anzuordnen, oder die Mutternflanche miteinander zu verbohren, oder eine sogenannte
Differentialverspannung über Zahnringe vorzunehmen. Die bekannten Maßnahen zur Erzielung
einer Vorspannung haben den Nachteil, daß es zun Einstellen der Vorspannung erforderlich
ist, die Muttern vollständig von der Spindel herunterzudrehen, und unterschiedliche
Paß scheiben anzufertigen bzw. vorrätig zu halten. Werden die Muttern von den Spindelgewinde
heruntergedreht, so sind zusätzlich Nontqebtlchsen erforderlich, um ein Herausfallen
der Kugeln zu verhindern.
-
Zur Behebung dieses Nachteils liegt der Erfindung als erste Teilaufgabe
die Schaffung einer Kugelrollspindelvorrichtung der eingangs genannten Art zugrunde,
bei welcher eine definierte Vorspannung in einfacher Weise einstellbar ist, ohne
die Muttern von der Spindel abdrehen und sichern zu aUssen.
-
Die Befestigung der Umlenkstücke in den Muttern erfolgt bisher durch
eine Lötverbindung, eine Schraubverbindung oder eine Klebverbindung. Diese Befestigungsart
ist kompliziert und umständlich. Zur Behebung die Nachteils liegt der Erfindung
als weitere Teilaufgabe die Schaffung einer Kugelrollspindelmuttervorrichtung der
eingangs g*-nannten Art zugrunde, bei der die Umlenkeinrichtungen in einfacher Weise
und gleichzeitig präzise auf die jeweilige Gewindetiefe eingestellt werden können
und in dieser Lage gegen Verdrehung gesichert und schnell und zühelos befestigt
und ggf. ausgetauscht werden können.
-
Zur Lösung der ersten der Erfindung zugrundeliegenden Teilaufgabe
ist vorgesehen, daß zwei auf der Spindel gegeneinander zu verspannende Muttern an
ihren einander zugewandten Stirnseiten Endbereiche mit kreisförmigen Aussendurchmesser
aufweisen, und beide Endbereiche von einam gemeinsamen Einsteliring umfaßt sind,
und der Einstellring zwei axial parallele Lochreihen mit über den Umfang angeordneten
Löchern aufweist, und Je ein Loch Jeder Lochreihe axial zueinander fluchtet, und
die radialen Abstände der Löcher in einem großen Ulfangsbereioh in 3eder Lochreihe
untereinander gleich, und gegenüber der anderen Lochreihe unterschiedlich groß sind,
und Jeweils eine Lochreihe dem Endbereich einer Mutter zugeordnet ist, und in den
Endbereichen Jeweils eine den Löchern entsprechende und axial mit den Löchern flucht
ende Einstecköffnung für ein Jeweils durch eines der Löcher in die Einstecköffnung
durchsteckbares Arretierelement vorgesehen ist.
-
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen
sein,
daß sich die Anzahl der Jeweils in beiden Lochreihen vorgesehenen Löcher um die
Zahl Neinsn unterscheidet. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen
sein, daß die Endbereiche der Muttern einen kleineren Außendurchmesser als der übrige
Außenumfang der Muttern aufweisen. Durch entsprechende Wahl der Dickenabmessungen
des Einstellrings kann auf diese Weise erreicht werden, daß dieser nicht über den
AuBenumfang der Muttern vorsteht. Die Arretierelemente können in zweckmäßiger Ausgestaltung
der Erfindung als Stifte ausgebildet sein. In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung
sind wenigstens die Löcher in einer Lochreihe als Langlöcher in axialer Richtung
ausgebildet.
-
Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einstellring kann erreicht
werden, daß äußerst geringe axiale Verstellungen der beiden Muttern zueinander in
der J-weils eingestellten Lage arretiert werden können. Wenn beispielsweise in der
einen Lochreihe des Einstellringes zwanzig Löcher, und in der anderen Lochreihe
ein undzwanzig Löcher vorgesehen sind, und zwei der Löcher in axialer Richtung miteinander
fluchten, dann ist der radiale Abstand von dem einen Loch in der einen Lochreihe
zum nächsten Loch in der gleichen Lochreihe größer als in der anderen Lochreihe.
Die nächsten Löcher liegen sich somit nicht mehr genau fluchtend in Achsrichtung
gegenüber.
-
Die Abstände werden umso größer, Je weiter die Lochpaare von den in
Acharichtung miteinander fluchtenden Löchern
entfernt sind. Dies
gibt nun die Möglichkeit, bei einer Verstellung des Abstandes der beiden Muttern
in axialer Richtung also bei einer Einstellung der gegenseitigen Vorspannung, die
Arretierelemente jeweils durch die Löciaer zu sticken, die gerade oberhalb der in
den Muttern vorgesehenen Einstecköffnungen sind, bzw. mit diesen fluchten. Der erfindungsgemäße
Vorschlag ermöglicht dadurch eine Einstellung der Vorspannung in kleinsten Verstellschritten.
Die Anzahl der Löcher kann dabei so gewählt werden, daß die Einstellbarkeit in axialer
Richtung praktisch einer stufenlosen Einstellbarkeit gleichkommt.
-
Ein weiterer Vcrteil dieser oVia3nahme besteht darin, daß die Einstellung
and auch die Verstellung der gegenseitigen Vorspannung erfolgen kann, ohne daß es
erforderlich ist, die Muttern von der windel a'ozudrehen.
-
Zur Lösung er zweiten, der Erfindung zugrundeliegenden Teilaufgabe
ist vorgesehen, daß die Umlenkeinrichtung jeweils als von außen in eine durchgehende
Öffnung der Mutter eingesetztes Umlenkstück mit Umlenkkanal ausgebildet ist, und
das Umlenkstück mit einem seitlich angebrachten Nocken in eine seitliche Aussparung
der oeffnung der .tutter einfaßt und in radialer Richtung gegen einen in der Aussparung
vorgesehener. Anschlag anliegt, und zur Befestigung des Umlenkstuckes ein formschlüssig
wirkendes Elemmelement vorgesehen ist.
-
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß
das Klemmelement als gehärteter Bolzen mit
einem rillenförmigen
Spitzprofil mit einem abgeflachten Seitenbereich ausgebildet ist, und der Bolzen
in eine in Richtung der Wandung der Oeffnung der Mutter verlaufende Wandungen aufweisende
kreiszylindrische Ausnehmung eingesetzt ist, und der Radius der Ausnehmung etwa
um die Tiefe des Spitzprofils grOßer als der Abstand des Mittelpunktes der Ausnehmung
von dem Rand des Umlenkstückes ist, und der Bolzen eine Einstecköffnung fur ein
Drehwerkzeug aufweist.
-
Mit dem Anschlag des Umlenkstückes wird erreicht, daß das Umlenkstück
sowohl genau auf die gewünschte Gewindetiefe eingestellt, als auch in dieser Lage
gegen eine Verdrehung gesichert wird. Die Befestigung des Umlenkstückes in dieser
Lage erfolgt mittels des Klemmelementes. Besonders zweckm§ßig ist die Ausgestaltung
des Klemmelementes als gehärteter Bolzen mit Spitzprofil und einem abgeflachten
Seitenbereich, da dieser Bolzen exzentrisch gestaltet ist und sich mit seinem harten
Spitzprofil in das Üblicherweise nicht gehärtete Umlenkstück und die Wandung der
Mutter einpreßt. Dabei findet eine Kaltverformung in den beiden anliegenden Teilen
statt, was eine sichere Fixierung des Umlenkstückes in der gewünschten Lage bewirkt.
-
Ein Lösen des Umlenkstückes ist durch entgegengestztes Drehen des
Bolzens jederzeit möglich. Der erfindungsgemässe Vorschlag ermöglicht somit ein
schnelles und problemloses Ein- und Ausbauen von Umlestücken für Kugelrolispindelmuttern.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Anlagebereichs von zwei gegeneinander
verspannten Kugelrollspindelmuttern 3 Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung
des Einstellrings, wobei lediglich einige der in den beiden Lochreihen vorgesehenen
Löcher dargestellt sind; Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Kugelrollspindelanordnung
mit Gewindespindel und Gewindemutter von der stirnseite her gesehen, wobei die Lage
des Umlenkstückes ersichtlich ist; Fig. 4 eine Draufsicht auf das in Fig. 3 dargestellte
Umlenkstück mit einer schematischen Darstellung der dem Umlenkstück zugefÜhrten
bzw. der aus dem Umlenkstück herausgeführten Kugeln; Fig. 5 eine Seitenansicht des
in Fig. 4 dargestellten Umlenkstückes; Fig. 6 eine Draufsicht auf das Umlenkstück
gemäß Fig. 5g Fig. 7 eine Detaildarstellung des Ualenkstückes mit einer Draufsicht
auf das als Bolzen ausgebildete Klemmelement; Fig. 8 eine Seitenansicht des in Fig.
7 dargestellten
Klemmelementes.
-
Auf einer scheiatisch dargestellten Spindel 1 mit Aussengewinde sind
zwei Kugelrollspindelmuttern 2 und 3 mit Innengewinde angeordnet. Zwischen dem Außengewinde
der Spindel 1 und den Innengewinden der Muttern 2 und 3 sind Kugeln 4 geführt. In
den Muttern 2 und 3 sind Umlenkeinrichtungen vorgesehen, die einen Gewindegang der
Mutter miteinander verbinden, wodurch eine endlos umlaufend geschlossene Führung
für die Kugeln 4 gebildet wird. Die beiden Muttern 2 und 3 liegen mit ihren Stirnseiten
5 und 6 gegeneinander an und sind gegen einander verspannt, um eine spielfreie Führung
auf der Gewindespindel 1 zu erreichen. Hiertu ist vorgesehen, daß die beiden Muttern
2 und 3 Endbereiche 7 und 8 kleineren Außendurchmessers als der übrige Außendurchmesser
der Muttern aufweisen. Auf diesen Endbereichen befindet sich ein Einstellring 9,
in welchen in axialer Richtung der Spindel zwei zueinander parallele Lochreihen
10 und 11 vorgesehen sind. Die Lochreihen 10 und 11 weisen eine Vilezahl von über
den Umfang verteilten Löchern 10a, 10b, 10c, 10d, sowie 11a, 11b, 11c, lid, usw.
auf. Die Anzahl der Löcher ist unterschiedlich. So kann beispielsweise vorgesehen
sein, daß die Anzahl der ein der Lochreihe 10 vorgesehenen Löcher gleich einundzwanzig
ist, und die Anzahl der in der Lochreihe 11 vorgesehenen Löcher gleich zwanzig ist.
In den Endbereichen 7 und 8 sind Jeweils Einsteckössnungen 12 und 13 vorgesehen.
Die Anordnung ist derart, daß als
Stifte ausgebildete Arretierelemente
jeweils durch eines der in der Lochreihe 10 vorgesehenen Löcher in die E:instecköffnung
12, und jeweils ein aei-terer Stift durch eines der in der Lochreihe 11 vorgesehenen
Löcher in die Einstecköffnung 13 eingesteckt werden kann, srodurch die beiden Muttern
2 und 3 in der jeweils gewünschten axialen Lage gegeneinander arretiert und damit
einer bestimmten Vorspannlage aingestellt werden können. Da die Anzahl der in den
Lochreihen 10 und 11 vorgesehenen Löcher miteinander differiert, sind über den Umfang
gesehen die Abstande der Löcher 10a, lob, IOc, usw. einerseits und die radialen
Abstande der Löcher 11a, 11b, 11c usw. andererseits unterschiedlich. Die beiden
Löcher 1ba und 11a fluchten miteinander in axialer Richtung. S'enn in der gawünschten
Vorspannlage die Einstecköffnungen 12 und 13 ebenfalls miteinander fluchten, wia
in Fig. 1 dargestellt, können die als Arretierelement vorgesehenen tifte durch das
Loch 1oa in die Einstecköffnung 12 und durch das Loch 11a in die Einstecköffnung
13 eingesteckt werden. Wenn es nun erforderlich ist, die beiden muttern 2 und 3
zur Änderung der Vorspannlage radial gegeneinander zu verdrehen, so ändert sich
auch die radiale Zuordnung der Einsteckdffnungen 12 und 13. Um die Muttern 2 und
3 in dieser neuen Lage gegeneinander arretieren zu können, ist es lediglich eriorderlich,
den Einstellring 9 so lange zu verdrehen, bis Über der neuen Lage der Einstecköffnungen
12 und 13 entsprechende Löcher aus den Lochreihen 10 und 11 liegen, so beispielsweise
die gegeneinander versetzt angeordneten
Löcher 10c und Ilc. Auf
diese Weise ist es möglich, sehr geringe axiale Verstellungen der Muttern gegeneinander
durchzuführen und die Muttern dann auf einfache Weise in dieser neuen Lage gegeneinander
zu arretieren. Bei dem bisher beschriebenen Beispiel entspricht die Teilung 20:21.
Es ist natürlich auch eine Teilung 30s31, entsprechend 30 Löchern in der einen Lochreihe
und 31 Löchern in der anderen Lochreihe, oder andere Lochanzahlen möglich. Es besteht
auch die Möglichkeit, eine Teilung etwa entsprechend 20:20,05 oder 30:30,2 od. dgl.
vorzunehmen, derart, daß Zähler und Nenner des die Teilung auadrUckenden Verhältnisses
nicht beide ganzzahlig sind, was eine Zustellung feinster Größenordnung ermöglicht,
und praktisch einer stufenlosen Einstellung gleichkommt. Wenn Zähler und Nenner
des die Teilung bezeichnenden Verhältnisses ganzzahlig sind (z.B. 20:21, entsprechend
20 Löchern in der einen und 21 Löchern in der anderen Lochreihe), so fallen bei
beiden Lochreihen Anfang und Ende zusammen, d.h., Über den gesamten Umfang sind
die radialen Abstände der Löcher in den einzelnen Lochreihen gleich groß. Sind Zähler
und Nenner des die Teilung bezeichnenden Verhältnisses nicht beide ganzzahlig (z.B.
20:20,05), so entfällt in der der Zahl t20,05" entsprechenden Lochreihe das letzte
Loch, so daß in diesem Fall der Bereich, in welchem die radialen Abstände der Löcher
gleich groß sind, sich nicht Über den gesamten Umfang dieser Lochreihe rstreckt.
-
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine Veränd.rung
dar
vorspannung erfolgen kann, ohne daß es erforderlich wäre, die Muttern 2 und 3 von
der Spindel 1 abzuschrauben.
-
In den Fig. 4 bis 8 ist die erfindungsgemäß vorgesehene Ausgestaltung
der Umlenkeinrichtung dargestellt. Die Umlenkeinrichtung ist als Umlenkstück 15
ausgebildet, welches in eine durchgehende Öffnung 16 in der über Kugeln 4 auf der
Spindel 1 abgestützten Mutter 2 eingesetzt ist.
-
Das Ullenkstüok 15 weist einen Uslenkkanal 17 auf, durch welchen die
Kugeln 4 von einem Gewindegang 18a zu einen weiteren Gewindegang 18b ungelenk werden.
Das Umlenkstuck 15 weist einen seitlich angebrachten Nocken 19 auf, welcher in eine
in der Öffnung 16 vorgesehene Aussparung einfaßt und in radialer Richtung gegen
einen in der Aussparung vorgesehenen Anschalg anliegt. Damit wird einerseits eine
Verdrehsicherung erreicht, und zum anderen eine genaue Lage des Uilenkstückes 15
hinsichtlich der Gewindegänge 18a bzw. Weiterhin weist das Umlenkstück 15 gegenüber
dem Nocken 19 ein Klemmelement 20 auf, welches als Bolzen 21 mit einem rillenförmigen
(nicht gewindeförmigen) Spitzprofil 22 versehen ist. Das Spitzprofil 22 ist in einen
Seitenbereich 23 abgeflacht ausgebildet.
-
Weiterhin weist der Bolzen 21 eine Einstecköffnung 24 für ein Drehwerkzeug
auf, beispielsweise einen Schlitz zur Aufnahme eines Schraubenziehers. Der Bolzen
21 ist in eine kreiszylindrisch gestaltete Ausnehmung 25 in dem Umlenkelement 15
eingesetzt. Der Radius der Ausnehmung 25 ist, wie insbesondere Fig. 6 und Fig. 7
erkennen
läßt, etwa um die Tiefe des C'pitzprofils 22 größer als
der Abstand des Mittelpunktes der Ausnehmung von dem Pand des Umlenkstückes 15.
Wenn der bolzen gegenüber der in Fig. 7 dargestellten Lage um 1CO verdreht ist,
so kann das Umlenkelement ohne weiteres in die Öffnung 16 eingesetzt werden. Wird
das Umlenkelement dann mittels des in die Einstecköffnung 24 eingesteckten Drehwerkzeuges
gedreht, so wird der Bolzen gegen die Innenseite der Ausnehmung 25 in dem Umlenkstück
15 und die Innenseite der Öffnung 16 verspannt. Der Bolzen 21 ist im Gegensatz zu
dem Umlenkstück 15 und zu der Mutter 2 gehärtet, so daß sich das gehärtete Spitzprofil
22 in das Umlenkstück 15 und die Wandung der Öffnung 16 in der Mutter 2 einpreßt.
-
Es findet in den beiden Teilen eine Kaltverformung statt, was eine
sichere Fixierung des Umlenkstückes 15 in der g.-wünschten Lage bewirkt. Zum Lösen
des Umlenkstückes ist es lediglich erforderlich, den Bolzen 21 in der entgegengesetzten
Richtung zu drehen.
-
Die beschriebene Anordnung ermöglicht ein schnelles und problemloses
Einbauen und Ausbauen von Umlenkstücken fÜr Kugelrollspindelmuttern.
-
Ansprüche