DE2941565A1 - Kugelgewindetrieb - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. Richard Wi]Ve

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bekannte Kugelgewindetriebe der eingangs genannten Gattung (vgl. z.B. DE-OS 24 51 665 oder DE-OS 27 41 333) mit innerhalb der Spindel vorgesehenem Kugelrückführungs-Kanal erfordern einen großen Herstellungsaufwand. Außerdem bedingen die Kugelrückführungen der bekannten Kugelgewindetriebe wegen nicht unerheblicher Reibungsverluste eine Herabsetzung des Wirkungsgrades.

Im Bewußtsein der Nachteile des Bekannten (DE-OS 24 51 665 bzw. DE-OS 27 41 333), liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,^die umständlich herzustellenden bekannten Kugelrückführungsbohrungen und -kanäle mit ihren erheblichen Reibungswiderständen durch reibungsarme, sehr einfach herzustellende spindelseitige Rückführungen zu ersetzen.^

Diese Aufgabe wird entsprechend dem Kennzeichenteil des Hauptanspruchs gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Auch sind nachfolgend bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, aus denen weitere Erfindun-gsjjifixkmale hervorgehen, £s zeigen,

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Helmut Korthaus 2941565

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Ablenkstück,

Fig. 2a eine Ansicht des Ablenkstücks gemäß dem Ansichtspfeil Ua in Fig. 2,

Fig. 3 einen Teilquerschnitt gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen gegen Verschmutzung abgedichteten, mit Dauerschmierung versehenen Kurzhub Schub-Zug-Zylinder, mit einem Kugelgewindetrieb, wie er im wesentlichen in den Fig. 1-3 gezeigt ist.

Fig. 1 und 3 zeigen die Kugelgewindemutter 1 mit ihren Gewindegängen 13 und ihren Gewindeflanken 1a sowie die Kugelgewindespindel 2 mit ihren Gewindegängen 12 und ihren Gewindeflanken 2a.

Zwischen zwei äußeren Gewindeflanken 2a der Spindel 2 ist eine ebene Fläche 5 - z.B. durch Fräsen - hergestellt. Die in Axialrichtung der Spindel 2 gemessene Breite dieser Fläche 5 wird vom axialen Abstand zwischen den beiden äußeren Gewindeflanken 2a bestimmt. Die etwa quer zur Axialrichtung der Spindel 2 gemessene Länge der Fläche 5 ergibt sich aus der Bedingung, daß die Kugeln 3 aus den Gewindegängen bzw. Kugelführungen 13 der Kugelgew'indemutter 1 auf die Fläche 5 hinuntertauchen müssen und dabei die mutter-

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seitigen Gewindeflanken 1a nicht mehr berühren. Hieraus resultiert der Abstand d in Fig. 3, der noch ein wenig dadurch verringert werden könnte, daß man die Fläche 5 entlang dem Spindelumfang schwach gewölbt ausführt.

Der Winkel Λ (zwischen Leitfläche 4 und Gewindeflanke 2a), unter dem die Kugeln 3 zurückgeführt werden, ergibt sich konstruktiv aus Fig. 1 und 3, wenn die Abschrägungen 6, die den Kugeln 3 das Verlassen ihrer Traglinie in den Gewindeflanken hemmungsfrei ermöglichen, berücksichtigt sind. In Fig. 1 sind mit Strichlinien zwei etwa im axialen Parallelabstand zueinander angeordnete Leitelemente, und zwar im wesentlichen ebene Leitflächen 4, angedeutet, die gemeinsam mit einer Teilfläche von 5 - im axialen Längsschnitt durch die Spindel 2 betrachtet - einen U-förmigen Kugelrückführungskanal begrenzen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, hat der Kugelrückführungskanal 18 seitlich endseitig (im Übergang zu den Gewindegängen 12) einen leicht abgeknickten Verlauf.

Fig. 2 und 2a zeigen die so ermittelte Form der Ablenkstücke 14, die mittels in Bohrungen 15 aufgenommener Senkschrauben (nicht dargestellt) auf der Fläche 5 aufgeschraubt werden, die hierzu mit Gewindelöchern 7 versehen ist.

Fig. 4 veranschaulicht anhand eines Kurzhub Schub-Zug-Zylinders noch einmal den Rückführungsvorgang mit Kugeln 3. Statt nur eines Kugelumlaufs können beliebig viele auf dem Umfang der Kugelgewindespindel 2 angebracht

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werden. Die Kugelgewindespindel 2 ist als Hohlspindel ausgebildet. Die beiden Hohlwellen-Enden der Kugelgewindespindel 2 sind in Kopfstücken 8 der Kugelgewindemutter 1, z.B. in selbstschmierenden Sinterbronze-Lagern 9, geführt und durch geeignete Dichtungen IO gegen Fettaustritt sowie Schmutz und Wassereintritt abgedichtet. Bohrungen 11 ermöglichen den Fettausgleich bei hin- und hergehender Kugelgewindemutter 1 .

Ein Vierkant 16 und ein Anschlußstück 17 ermöglichen den An- und Abtrieb der Vorrichtung.

Die in den Figuren vorgeschlagenen Ab- bzw. Umlenkstücke 14 stellen nur eine von mehreren Umlenkmöglichkeiten dar, z.B. können auch U-förmige Umlenkstücke verwendet werden, wenn sie die beschriebenen Umlenkungsbedingungen erfüllen.

Das für die Umlenkungsstücke 14 verwendete Material sollte bei hohen Drehzahlen und großen zu übertragenden Kräften aus demselben Material wie Kugelgewindespindel 2 und Mutter 1 bestehen, d.h. die gleiche Härte und Zähigkeit aufweisen.

Bei niedrigen Drehzahlen und geringen Kräften kann für die Umlenkungsstücke 14 Kunststoff verwendet werden, der den Vorteil der Geräuschlosigkeit beim Überlaufen der Kugeln bringt.

Der Kugelgewindetrieb gemäß Fig. 1-4 wandelt die Rotation der Spindel 2 in eine translatorische Bewegung

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der Mutter 1 entsprechend dem Doppelpfeil χ um. Eine kinematische Umkehrung bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist grundsätzlich selbstverständlich möglich.

Kugelrückführungen sind zweckmäßig gehärtet. Die Härtung der Kugelrückführungen bereitet jedoch bei den eingangs beschriebenen bekannten Kugelgewindetrieben erhebliche Schwierigkeiten. Wegen der komplizierten Ausgestaltung der bekannten Kugelrückführungen ergeben sich nämlich uneinheitliche Härtetiefen, die wegen der hiermit einhergehenden Gefügespannungen zu Ausschußstücken oder zu Oberflächenbeschädigungen während des Betriebs führen. Im Gegensatz hierzu stellt die er Γindungsgemäße Ausgestaltung durch die ebene Fläche 5 mit den Abschrägungen eine unkomplizierte, einheitliche Oberfläche dar, die eine problemlose, gleichmäßige Härtung gestattet.

Ergänzend sei noch erwähnt, daß in Fig. 1 die Kugeln 3 aus Gründen einer Zeichnungsvereinfachung nicht dargestellt sind.

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Claims (3)

1. Patentanwälte 2 9 A15 6

   Dipi.-ing. Harald Ostriga Dipi.-ing. Bernd Sonnet

   Wuppertal-Barmen Stresemannstraße 6-8

   Halemarmalle (Mriga·.* Sonnet. Postlach 1" IΛ 27. l)-5(t(M> Wuppertal 2

   O/sch

   Anmelder: Dipl.-Ing. Richard Wilke,

   5830 Schwelm, Am Weißenfeld 4

   und

   Helmut Korthaus,

   5600 Wuppertal 2, Fernblick 3

   Bezeichnung der

   Erfindung: Kugelgewindetrieb

   Ansprüche:

   M.' Kugelgewindetrieb mit zwischen Mutter und Spindel vorgesehenen Kugeln, die in mutter- und spindelseitigen Gewindegängen gleicher Steigung aufgenommen und zur Kugelrückführung durch in der Spindel vorgesehene Mittel umlenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelrückführung zwischen zwei benachbarten Gewindegängen (12) der Spindel (2) auf einer ebenen Fläche (5) zwischen den Gewindeflanken (2a) erfolgt, wobei zur seitlichen Führung der Kugeln (3) auf der Fläche (5) Leitelemente (4) vorgesehen sind und wobei jeweils eine Abschrägung (6) in den Gewindegängen (12) den Ein- bzw. Austritt der Kugeln (3) zur bzw. von der Fläche (5) hemmungsfrei gestaltet.

   Postscheckkonto ;;j..: .. v>!ksiia;:i eTimriH Commerzbank AG, Fernsprecher

   Essen «^Λπ-.ΐιΓκη. 'Wuppertal-Barmen, (02 (12) 553888 u. 551866

   (BLZ .1(1(111)043) 44 5114-431 , ' "' ■(':■ ;M 15 824 (BLZ 3304IH)UI) 4034 823

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   Fernsprecher

   ;O2(i2) 55 38 88 u. 55 186

   ORIGINAL INSPECTED

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2. 2. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitelemente von zwei voneinander distanzierten, senkrecht auf der Fläche (5) angeordneten Leitflächen (4) gebildet sind.
3. 3. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im axialen Abstand voneinander auf der Spindel (2) befestigte Ablenkstücke (14) die Leitflächen (4) bilden.

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