DE3420758C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelschraubgetriebe mit einer Gewindespindel mit Außenschraubnut, einer mit einer Innenschraubnut versehenen Mutter, die auf der Gewindespindel verschiebbar ist, einer zwei benachbarte Gewindegänge der Mutter mitein­ ander verbindenden Kugelführung, von welcher die in den Gewindegängen angeordneten lasttragenden Kugeln von dem einen Gewindegang in den anderen zurückgeführt werden, wobei die Kugelführung in eine seitliche Öffnung der Mutter eingesetzt ist und beidseitig je einen Vorsprung auf­ weist, der an seiner Außenseite von einer Zylinderfläche mit gleicher Krüm­ mung für jeden der Vorsprünge begrenzt ist und an der Innenseite der Mut­ ter radial zur Spindel abgestützt ist.

Während des Betriebs des Kugelschraubgetriebes besteht ein vordringliches Problem darin, die Kugeln durch den den Anfang und das Ende eines Gewin­ deganges miteinander verbindenden Kugelkanal laufen zu lassen, wenn die Mutter gegenüber der Gewindespindel bewegt wird. Die Enden der Kugelbahn innerhalb der Kugelführung müssen dabei genau mit den entsprechenden Schraubnuten der Gewindespindel und der Mutter übereinstimmen. Bedeu­ tender ist noch, daß die Kugelführung während der Relativbewegung zwi­ schen Gewindespindel und Mutter erheblich belastet wird, wodurch die Ku­ gelführung aus ihrer Öffnung in der Mutter herausgedrückt werden kann.

In der US-PS 31 76 535 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der die Kugel­ führung in ihrer durch die Mutter hindurchgehenden Öffnung kraftschlüssig dadurch festgehalten ist, daß die Kugelführung etwas größer als ihre Aufnahmeöffnung ist. Die Kugelführung wird beim Zusammenbau unter Druck in die Öffnung hineingedrückt und dabei verformt, was hinsichtlich einer exakten Anordnung der Kugelführung von Nachteil ist.

In der GB-PS 20 178 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der die Kugel­ führung in ihrer Öffnung durch eine Büchse festgehalten ist, die sehr genau mit einem geringen Abstand über die Mutter gezogen wird, um die gewünschte Position der Kugelführung beizubehalten. Die Büchse erstreckt sich dabei über die gesamte Länge der Mutter. Dies hat zur Folge, daß der Außendurchmesser der Mutter in unvorteilhafter Weise vergrößert wird.

In der US-PS 35 80 098 sind Befestigungsmittel beschrieben, beispielsweise Stifte, die in Teile des Körpers der Kugelführung eingreifen, um auf diese Weise diese Teile in dem zusammengebauten Zustand festzulegen.

In der GB-PS 8 97 008 ist die Verwendung einer Kugelführung beschrieben, die einen Innenflansch aufweist, der in den Zwischenraum zwischen der Mutter und der Gewindespindel hineinragt. Der Flansch muß dabei eine gewisse Dicke und Stärke haben, um den dynamischen Belastungen standzu­ halten, die von den Kugeln beim Durchlaufen der Kugelführung aufgebracht werden. Daher müssen die Schraubnuten in der Gewindespindel und in der Mutter flach ausgebildet sein und die Gewindespindel muß zwischen den Schraubnuten einen relativ breiten schraubenförmigen Steg haben. Das zuerst genannte Erfordernis ist hinsichtlich der Tragbelastfähigkeit des Kugel­ schraubgetriebes nachteilig und das zweite Erfordernis ist deshalb von Nachteil, weil eine große Gewindesteigung für die Gewindespindel auf Grund des breiten Steges erforderlich ist.

Aus der DE-AS 24 51 585 ist ein gattungsgemäßes Kugelschraubgetriebe bekannt, bei dem zapfenförmige seitliche Vorsprünge in den jeweils benachbarten Gewindegang der Mutter und der Gewindespindel hineinragen, wodurch die Kugelführung radial von innen nach außen unmittelbar an der Mutter abgestützt ist, wobei die seitlichen Zapfen mit geringem Spiel in dem Gewindegang der Spindel gleiten. Durch das, wenn auch geringe Spiel können jedoch Abweichungen von der genauen Ausrichtung der Kugelführung auf die von ihr verbundenen Gewindegänge auftreten, wodurch beim Einlaufen der Kugeln in die Kugel­ führung Stöße entstehen, so daß Schwankungen des Übertragungsmomentes auftreten und Geräusche erzeugt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Kugelschraub­ getriebe zu schaffen, welches gegenüber den bekannten insgesamt leichter und kostengünstiger herzustellen und zusammenzubauen und im Betrieb si­ cherer ist und ohne Schwankungen des Übertragungsmomentes arbeitet und auch geräuschärmer ist und eine längere Lebensdauer hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gemeinsame Achse der die Vorsprünge begrenzenden Zylinderflächen und der in der Mutter ausgebildeten Sitze der Vorsprünge radial zur Gewindespindelachse verläuft, und daß zwischen der Kugelführung und der Öffnung in der Mutter, wie auch zwischen den Vorsprüngen und ihren Sitzen ein Spalt vorgesehen ist, der mit einem Füllmaterial ausgefüllt ist.

Der Spalt ermöglicht das Einstellen der Kugelführung in eine optimale Lage durch leichtes Drehen der Kugelführung innerhalb des durch den Spalt vorge­ gebenen Spiels, wonach die Kugelführung in der optimalen Lage mittels des in dem Spalt eingefüllten Füllmaterial durch dessen Hartwerden fixiert werden kann.

Durch die Erfindung werden nicht nur die erforderliche Genauigkeit erreicht und der Zusammenbau vereinfacht, sondern auch die Innenseite des zusammengebauten Getriebes gegen ein Eindringen irgendeines Stof­ fes, beispielsweise Schmutz, und gleichzeitig gegen Verlust von Schmiermittel ohne irgendwelche Spezial­ einrichtungen geschützt.

In diesem Zusammenhang ist es an sich zwar schon bekanntgeworden (DE-PS 31 38 913), ein Füllmaterial in Form eines aushärtbaren Klebe­ mittels bei der Fixierung der Kugelführung in einer radialen Öffnung der Mutter zu verwenden. Dies hat jedoch lediglich den Zweck, eine Stell­ schraube zum radialen Justieren der Kugelführung in der radialen Öffnung der Mutter zu sichern.

Die Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, aus der eine bevor­ zugte Ausführungsform der Erfindung ersichtlich ist. In der Zeich­ nung zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht des Kugelschraubgetriebes,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 und

Fig. 5 einen Ausschnitt eines Querschnittes entlang der Linie V-V in Fig. 3.

Wie aus Fig. 1, in der eine beispielhafte Ausführungsform dargestellt ist, ersichtlich ist, hat das Kugelschraubgetriebe eine Gewindespin­ del 1 mit einer Außenschraubnut 2 und eine Mutter 3 mit einer Innen­ schraubnut 4. Die Mutter 3 ist auf der Gewindespindel 1 verschieb­ bar und die Innenschraubnut 4 hat annähernd die gleiche Querschnitts­ größe und -form wie die Außenschraubnut 2. Die beiden Schraubnuten 2 und 4 sind derart aufeinander ausgerichtet, daß sie einen Kugel­ kanal 5 (Fig. 3) zwischen der Gewindespindel 1 und der Mutter 3 bilden. Die Mutter 3 wird über eine Mehrzahl von in dem Kugelkanal 5 vorhandenen lastüber­ tragenden Kugeln 6 von der Gewindespindel 1 getragen.

Die Länge des Kugelkanals 5 ist etwas geringer als ein Gewinde­ gang der Innenschraubnut 4 in der Mutter 3 und zwischen den entgegen­ gesetzten Enden des Kugelkanals 5 ist eine Kugelführung 7 vorgesehen, durch die ein ständiges Umlaufen der Kugeln 6 im Kugelkanal 5 ermöglicht ist und durch die die Kugeln 6 an einem Herausrollen aus dem zwischen Gewindespindel 1 und Mutter 3 gebildeten Kugelkanal 5 gehindert sind. Zu diesem Zweck hat die Kugelführung 7 eine Kugelbahn 12, die die ent­ gegengesetzten Enden des Kugelkanals 5 miteinander verbindet.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, sitzt die Kugelführung 7 in einer ovalen Öffnung 8 in der Seitenwand der Mutter 3 und besteht im wesentlichen aus einem Körper 9 mit zwei Vorsprüngen 10, die an den gegenüberliegenden Seiten (Fig. 3 und 5) des Körpers 9 angeordnet sind. Die Öffnung 8 hat tatsächlich die selbe Form wie der Körper 9 der Kugelführung 7, der jedoch etwas kleiner als die Öffnung 8 ist, so daß zwischen dem Körper 9 und den Seitenflächen der Öffnung 8 nur ein geringer Abstand bzw. Spalt vorhanden ist.

Die Kugelbahn 12 in der Kugelführung 7 ist insgesamt S-förmig mit einem Mittelteil, der parallel zu den Seiten der Kugelführung 7 ver­ läuft. An diesen sich gegenüberliegenden Seiten sind die Vorsprünge 10 ausgebildet, die zylindrische Außenflächen haben. An der gleichen Stelle sind in der Mutter 3 Sitze 11 mit praktisch derselben Querschnittsform wie die der Vorsprünge 10 vorgesehen. Die Sitze 11 sind an der Innenseite in dem Körper der Mutter 3 ausgebildet. Auf diese Weise liegen die Sitze 11 an den Vorsprüngen 10 an, wenn der Körper 9 der Kugelführung 7 wenigstens teilweise in die Öffnung 8 eingesetzt wird. Derselbe Abstand wie zwischen dem Körper 9 und der Öffnung 8 ist auch zwischen den Vorsprüngen 10 und den Sitzen 11 vorhanden.

Die zylindrischen Begrenzungsflächen der Vorsprünge 10 sind Teile ein und desselben Zylinders. Somit sind die Sitze 11 ebenfalls derart ausgebildet, daß sie von dem einen Zylinder begrenzt sind und demzufolge können die Sitze 11 an der Innenseite der Mutter 3 in diese auf sehr einfache und leichte Weise eingeschnitten bzw. eingearbeitet werden.

Aufgrund der heutzutage oft üblichen sehr hohen Geschwindigkeit zwischen der Gewindespindel 1 und der Mutter 3, ist größte Genauig­ keit für die Lagerung der Kugelführung 7, durch welche ihre Kugel­ bahn 12 in genauer Ausrichtung mit dem Kugelkanal 5, d. h. mit den entsprechenden Schraubnuten 2 und 4 gelangt, von besonderer Bedeu­ tung. Diese Genauigkeit wird beim Zusammenbau des Getriebes durch Einsetzen der Kugelführung 7 in die Öffnung 8 erreicht, wobei die Sitze 11 an der Innenseite der Mutter 3 die Kugelführung 7 mit Hilfe einer Vorrichtung (nicht dargestellt) präzise in ihrer optimalen Position halten. Dann wird der geringe Spalt zwischen dem Körper 9, der Mutter 3 und der Öffnung 8 sowie zwischen den Vorsprüngen 10 und den Sitzen 11 mit einem Füllmaterial aufgefüllt, das zweckmäßigerweise ein Haftmittel ist. Nach dem Er­ starren oder Hartwerden des Haftmittels wird die Vorrichtung von der Innenseite der Mutter 3 entfernt, so daß die Kugeln 6 zwischen die Schraubnuten 2 und 4 eingebracht werden können und die Mutter 3 auf der Gewindespindel verstellt werden kann.

Claims (1)

1. Kugelschraubgetriebe mit einer Gewindespindel mit Außenschraubnut, einer mit einer Innenschraubnut versehenen Mutter, die auf der Gewindespindel verschiebbar ist, einer zwei benachbarte Gewindegänge der Mutter mitein­ ander verbindenden Kugelführung, von welcher die in den Gewindegängen angeordneten lasttragenden Kugeln von dem einen Gewindegang in den anderen zurückgeführt werden, wobei die Kugelführung in eine seitliche Öffnung der Mutter eingesetzt ist und beidseitig je einen Vorsprung aufweist, der an seiner Außenseite von einer Zylinderfläche mit gleicher Krümmung für jeden der Vorsprünge begrenzt ist und an der Innenseite der Mutter radial zur Spindel abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Achse der die Vorsprünge (10) begrenzenden Zylinderflächen und der in der Mutter (3) ausgebildeten Sitze (11) der Vorsprünge (10) radial zur Gewinde­ spindelachse verläuft, und daß zwischen der Kugelführung (7) und der Öffnung (8) in der Mutter (3), wie auch zwischen den Vorsprüngen (10) in ihren Sitzen (11) ein Spalt vorgesehen ist, der mit einem Füllmaterial ausgefüllt ist.