DE2901635C2 - Spindelpresse - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Spindelpresse gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist eine Spindelführung hauptsächlich für Ventilantriebe und dergleichen bekannt (US-PS 19 05 039), die verhältnismäßig langsame Bewegungen und nur kurze Wege in Achsrichtung ausführen kann. Bei dieser Spindelführung werden die Vorsprünge von Federn gebildet, die sich über mehrere Gewindegänge erstrekken und zwischen denen das Kugelpaket gehalten ist. Zwar kann das Kugelpaket gegen die Wirkung dieser Federn in axialer Richtung eine Bewegung ausführen, diese Bewegung ist aber grundsätzlich dadurch begrenzt, daß die beiden Federn auf jeder Seite des Kugelpaketes an der Spindelmutter abgestützt sind, und S₀ ferner auch dadurch, daß die Federn in ihren zugeordneten Abschnitten der Gewindegänge Reibungswirkungen unterworfen sind. Infolgedessen kann auch die Spindel selbst nur einen sehr begrenzten Weg zurücklegen. Selbst wenn man den Spindelweg durch Verlängerung der Federn vergrößern wollte, würde das bei einer Spindelpresse nicht zu dem gewünschten Erfolg führen, weil die Federn durch mechanische Beanspruchung mit Sicherheit die ihnen zugeordneten Abschnitte der Gewindegänge beschädigen oder sogar _M zerstören, so daß sie als Laufbahnen für die Kugeln nicht mehr brauchbar sind.

Ferner sind sogenannte Kugelsgewindespindeln bekannt, bei denen die an den Gewindegängen abgestützten und in diesen geführten Kapseln nach Durchlaufen einer bestimmten Gewindestrecke wieder zu ihrem Ausgangspunkt zurückgeführt werden. In diesem Zusammenhang kennt man das sogenannte Umlettkrohrsystem, bei dem die Kugeln über eine bestimmte axiale Länge des Gewindes geführt werden und dann über ein außerhalb des Gewindes liegendes Rohr wieder zum Gewindeanfang zurückgeführt werden. Außerdem kennt man das sogenannte Umlenkstücksystem, bei dem die Kugeln nach Durchlauf jeweils eines Gewindeganges umnitte'bar in den vorangehenden Gewindegang zurückgeführt werden. Diese Systeme sind konstruktiv verhältnismäßig aufwendig und teuer. Nichtsdestoweniger werden sie auch bei Spindelpressen verwendet Bei großen Spindeldurchmessern oder hohen Beschleunigungen bzw. Geschwindigkeiten besteht jedoch die Gefahr, daß die Kugeln in den Gewindegängen nicht mehr richtig spuren und deswegen zurückbleiben. Das beeinträchtigt das Tragverhalten der Spindel und den Wirkungsgrad der Presse. Schließlich muß auch in Kauf genommen werden, daß der im Umlauf befindliche Teil der Kugeln nicht zur Übertragung der Preßkräfte beitragen kann. Allgemein gilt, daß derartige Systeme bei großen Geschwindigkeiten nicht mehr eingesetzt werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es. die Spindelführung einer vorgenannten Spindelpresse konstruktiv zu vereinfachen und funktionell zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einer Spindelpresse der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der andere Vorsprung aus dem Spindelkern in den Gewindegang ragt

Bei der erfindungsgemäßen Spindelpresse läuft das Kugelpaket im wesentlichen frei Die Spindel kann deswegen bei entsprechender Länge des Füllbereiches große axiale Wege zurücklegen, ohne daß ihre Führung beeinträchtigt wird. Gleichwohl kann die axiale Länge des Füllbereichcs verhältnismäßig klein gehalten werden.

Insbesondere kann die axiale Länge des Füllbereiches im wesentlichen der Differenz aus dem Überdeckungsbereich und der halben Relatiwerschiebung zwischen Spindel und anderem Bauteil bzw. Spindelmutter entsprechen. Die axiale Länge des Fü"bereiches wird also so abgestimmt daß der Füllbereich beim Arbeiten der Spindel innerhalb des Überdeckur.gsbereiches hin und her wandert. Da die Wälztlemente nur die halbe Geschwindigkeit gegenüber der Spindel bzw. der Spindelmutter erreichen, kann der doppelte Weg durchfahren werden, d. h, wenn die Spindel relativ zur Mutter z. B. zehn Umdrehungen macht, machen die Wälzkörper nur fünf Umdrehungen und es müssen demnach nur fünf Gewindegänge frei bleiben.

Gegebenenfalls kann jeweils der erste und letzte Wälzelement aus einem Kunststoffmaterial bestehen, das elastische Eigenschaften aufweist Durch die Anschläge werden die Kugeln schonend beim Rückhub kurz vor dem oberen Totpunkt zusammengeschoben, weil in dieser Stellung praktisch keine Preßkraft vorhanden ist. Es hat sich gezeigt, daß die Wälzelemente während des Hubes selbst bei tragbaren Geräten, bei denen die Lage der Spindel sich ständig ändern kann, keine große relative Verschiebung erfahren. Einer Verschiebung kann man zudem dadurch entgegenwirken, daß man jeweils das erste und das letzte Wälzeiement federnd ausbildet, z. B. aus einem KlInStstoffmaterial herstellt, oder daß man in die Gewindegänge eine elastische Leiste als federnden Strang einbettet.

Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigen

Fig. 1 schematisch und teilweise geschnitten eine Spindelpresse,

Fig,2 in vergrößerter Darstellung einen Teil des Gegenstandes nach F i g. 1,

Fig.3 den Gegenstand nach Fig.2 in anderer Funktionsstellung, s

F i g. 4 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach F i g. 2,

F i g. j eine andere Ausiührungsform des Gegenstandes nach F i g. 2,

Fig.6 eine Variante der Ausführungsform nach Fig. 5.

r>ie in F i g. 1 dargestellte Spindelpresse besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem Gestell 1 mit darin axial unverschieblich geführter, antreibbarer Spindel 2, der eine im Gestell axial verschieblich, jedoch drehfest ge'agerte Spindelmutter 3 zugeordnet ist, die an ihrem unteren Ende ein Oberwerkzeug 4 trägt, das mit einem am Gestell 1 angeordneten Unterwerkzeug 5 zusammenwirkt Spindel 2 und Spindelmutter 3 weisen jeweils einander zugeordnete Abschnitte mit Gewindegangen auf, in denen Wälzelemente geführt sind, die sich einerseits an der Spindel und andererseits an der Spindeimutter abstützen. Bei ailen dargestellten Aiisführungsformen sind die Gewindegänge im Üoerdeckungsbereich von Spindel 2 und Spindelmutter 3 nur teilweise mit Wälzelementen gefüllt, wobei insbesondere die axiale Länge des Füllbereiches im wesentlichen aus der Differenz aus dem Überdeckungsbereich und der halben Relatiwerschiebung zwischen Spindel 2 und Spindelmutter 3 entspricht Also kann der doppelte Weg des nicht gefüllten Raumes durchfahren werden.

Bei dem in den Fig.2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser des Gewindeabschnitts 6 der Spindel 2 geringer als der lichte Innendurchmesser der Spindelmutter 3. Der dadurch entstandene Ringspalt 7 wird von Kugeln 8 als Wälzelementen überbrückt, die sich in den Gewindegängen 9 bzw. 10 einerseits der Spindel 2 und andererseits der Spindelmutter 3 abstützen. Die Gewindegänge 9 bzw. 10 besitzen ein dem Kugelprofil angepaßtes Profil am Gewindegrund. Die Spindelmutter 3 weist an ihrem unteren Ende einen bis in den Gewindegang 10 vorstehenden Anschlag auf, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein radialer, in die Spindelmutter 3 eingedrehter Zapfen 11 ist Einen entsprechenden Zapfen 12 wt;tst auch die Spindel 2 auf. Der axiale Abstand der Zapfen 11 bzw. 12 in der in Fig.2 dargestellten runktioruitellung bei angehobenem Oberwerkzeug 4 entspricht dem Füllbereich der Gewindegänge 9 bzw. 10. Die jeweils erste und letzte Kugel 8 besteht aus einem Kumststoffmaterial, damit das Kugelpaket beim Anschlag gegen einen oder beide Zapfen 11 bzw. 12 elastisch abgefedert wird. Arn oberen Ende der Spindelmutter 3 ist mit einer Schraubbefestigung 13 noch ein Haltering 14 festgelegt, der in den Ringspalt 7 hineinragt uud verhindert, daß die Kugeln bei der in Fig.3 dargestellten Funktionsstellung (bei abgesenktem Oberwerkzeug 4) aus ihrer durch die Gewindegänge 9, 10 gebildeten Führung auslaufen, sofern ein größerer Hub als zulässig gefahren wird. Man erkennt daß das Kugelpaket beim Arbeiten der Spindelpresse sich innerhalb der Spindelmutter 3 in axialer Richtung hin und her bewegt, wobei gleichze'tig eine hinreichende Führung und Abstützung der Spindel 2 bzw. der Spindelmutter 3 gewährleistet ist

Das Fig.4 dargestellte Au.',ihrungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem Ausfuhr jngsbeispiei nach den Fig.2 und 3, mit der Maßgabe, daß als Wälzelemente Rollen 15 verwendet sind, deren Rollenachsen 16 etwa unter einem Winkel von ca. 45° zur Pendelachse angeordnet sind, wobei die Gewindegänge 9, 10 von Spindel 2 und Spindelmutter 3 ein Dreieckprofil besitzen.

Bei dem in F i g. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser der Spindel 2 bzw. ihres Gewindeabschnittes 6 größer als der lichte Innendurchmesser der Spindelmutter 3, so daß die jeweiligen Gewindegänge ineinanderpassen. Die Gewindegänge 9 bzw. 10 werden von schraubenförmig angeordneten Radialstegen 18 bzw. 19 gebildet, die jeweils einseitig einander zugeordnete Laufbahnen 20 bzw. 21 für die Kugeln 8 aufv/eisen, so daß die Stützkräfte an den Kugeln ausschließlich in Richtung der Spindelachse gerichtet sind.

Bei der in Fig.6 dargestellten Variante tragen die Radiaistege 18 bzw. 19 jeweils beidseitig Laufbahnen 20 L^w. 21 für Kugeln 8, so daß jeder Radialsteg 18 bzw. 19 jeweils beidseitig auf Kugeln abgestützt ist.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Spindelpresse mit Spindel, zugeordneter Spindelmutter und Antrieb für Spindel und/oder Spindelmutter, die relativ zueinander axial verschieblich sind, wobei eines dieser Bauteile gehäusefest gehalten und das andere dazu verschieblich geführt ist, wobei ferner die Spindel und die Spindelmutter einander zugeordnete Gewindegänge für darin angeordnete, sich jeweils an der Spindel bzw. der Spindelmutter abstützende Wälzelemente aufweisen und die Gewindegänge nur teilweise mit Wälzelementen gefüllt sind, die zumindest in der Ausgangsstellung von Spindel und Spindelmutter, wobei die Presse geöffnet ist, zwischen in die (5 Gewindegänge ragenden Versprüngen unmittelbar aneinandergereiht liegen, wobei der eine ein in der Spindelmutter angebrachter, in einen Gewindegang nahe dem Ende der Spindelnutter ragender Vorsprung ist, dadurch gekennzeichnet, _Μ daß der andere Vorsprung (12) aus dem Spindelkern in den Gewindegang (10) ragt

2. Spindelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Füllbereiches im wesentlichen der Differenz aus dem Überdekkungsbereich und der halben Relatiwerschiebung zwischen Spindel (2) und Spindelmutter (3) entspricht

3. Spindelpresse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils das erste und das letzte Wälzelement (8) aus einem Kunststoff mate Yi bestehen.