DE69822945T2

DE69822945T2 - Schraubgewinde

Info

Publication number: DE69822945T2
Application number: DE1998622945
Authority: DE
Inventors: Martin John Keighley West Yorkshire Riley
Original assignee: Unova UK Ltd
Current assignee: Cinetic Landis Grinding Ltd
Priority date: 1997-09-06
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2018-06-06
Also published as: EP0900617A2; DE69822945D1; GB2328997B; GB9718866D0; ES2218768T3; GB2328997A; EP0900617B1; EP0900617A3

Description

Gegenstand der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf Schraubgewinde und insbesondere auf die Herstellung eines Schraubgewindes für eine hydrostatische Mutter.
Hintergrund der Erfindung
Hydrostatische Muttern werden in verschiedenen technischen Anwendungsfällen verwendet, bei denen eine exakte Bewegung bei minimalem Spiel und Verschleiß erforderlich ist. Eine spezielle Anwendung ist das Gebiet der Werkzeugmaschinen, bei denen eine hydrostatische Mutter, wenn sie auf einer Welle mit komplementärem Schraubgewinde befestigt wird, als Leitspindel zur Erzielung einer Relativbewegung zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück, z. B. in einer Schleifmaschine, verwendet werden kann.
Die Herstellung des Innengewindes für eine hydrostatische Mutter stellt technische Probleme dar: So muss sich die Grundgewindeform, die üblicherweise geradlinige Flanken besitzt (häufig als Acme-Gewinde bezeichnet), auf dem gesamten Weg über die Mutter erstrecken, und ein zusätzliches Gewinde oder eine zusätzliche Nut für das hydraulische Öl kann nur längs jeder Flanke innerhalb des zentrischen Teils der Mutter verlaufen, wodurch das Öl nicht in nennenswerter Menge an den Enden der Nut austreten kann. Es haben sich deshalb hieraus Schwierigkeiten bei der Herstellung einer solchen Mutter mit einer verborgenen Ölnut in jeder Flanke ergeben.
Ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine hydrostatische Mutter nach dem Oberbegriff des Anspruches 9 sind aus GB-A- 1 132 927 bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist, ein neuartiges Verfahren zum Bearbeiten einer solchen Mutter und eine verbesserte Ausführungsform einer solchen Mutter anzugeben.
Beschreibung der Erfindung
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer hydrostatischen Mutter vorgeschlagen, bei dem ein Innengewinde so ausgebildet wird, dass es eine Nut mit einschließt, die sich über die volle Länge mindestens einer Flanke des Gewindes erstreckt, und dass im Anschluss daran jedes Ende der Nut mit Hilfe eines Stöpsels verschlossen wird.
Eine Nut kann in jeder Flanke des Gewindes ausgebildet werden, und wenn dies der Fall ist, werden Stöpsel verwendet, um die Enden einer jeden solchen Nut zu verschließen.
Die Flanken des Gewindes können geradlinig im Längsabschnitt in Form eines Acme-Gewindes ausgeführt sein.
Zweckmäßigerweise wird jedes Ende einer Nut durch Bohren und Reiben eines Loches in das Ende einer jeden Nut und durch Einsetzen eines abdichtenden Stöpsels festgelegt und verschlossen.
Der Stöpsel ist herkömmlicherweise in Form eines Stiftes ausgeführt.
Die Achse eines jeden gebohrten Loches verläuft vorzugsweise parallel zur zentrischen Achse des Gewindes.
Das Verfahren schließt zweckmäßigerweise den weiteren Schritt mit ein, durch das Einsetzen der Stöpsel das Verschließen des Basis-Gewindeprofils der Nut oder Nuten fertig zu stellen.
Die Erfindung betrifft ferner auch eine hydraulische Mutter, die nach dem vorbeschriebenen Verfahren hergestellt worden ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine hydrostatische Mutter vorgeschlagen, die ein Matrizengewinde, eine über die volle Länge mindestens einer Flanke des Gewindes verlaufende Nut und einen getrennten Verschluss an jedem Ende der Nut aufweist, um zu verhindern, dass dort Öl austritt; der Verschluss weist eine Stift- oder Stöpsel-Dichtung auf, die in ein in der Nut ausgebildetes Loch eingesetzt wird.
Vorzugsweise ist jede Flanke des Gewindes mit einer Nut ausgebildet.
Ein bevorzugter Verschluss besitzt einen Stift, der abdichtend in ein in der Nut ausgebildetes Loch eingesetzt ist. Typischerweise ist jedes derartige Loch mit seiner Achse parallel zur zentrischen Achse des Gewindes angeordnet.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert, die zeigen:
1 eine Endansicht einer hydrostatischen Schraubenmutter nach der Erfindung,
2–4 Schnittansichten längs der Linien II-II, III-III und IV-IV nach 1.
Figurenbeschreibung
Nach den 1 und 2 ist die hydrostatische Mutter auf einer NC-Drehbank unter Verwendung eines vorgeformten Einsatzes grob bearbeitet. Typischerweise wird eine Aluminium-Bronze-Legierung verwendet und die Bearbeitung der Mutter umfasst einen Hauptkörper 10 und einen Flansch 12 an einem Ende. Plane Stellen 14 werden auf der Oberseite und auf der Unterseite des Flansches bearbeitet und es sind sechs versenkte Befestigungslöcher 16 im übrigen Teil des Flansches ausgebildet.
Innerhalb der Mutter ist ein nach einem noch zu beschreibenden Verfahren hergestelltes Matrizen-Acme-Gewinde 18 vorgesehen, das z. B. eine Steigung von 25 mm und einen Rollkreis-Durchmesser von 54 mm besitzt. Die Flanken des Gewindes sind geradlinig im Längsschnitt ausgebildet, wie in der Schnittansicht nach 2 dargestellt. Entlang der Mitte einer Flanke verläuft an einer Stelle, die dem Rollkreis-Durchmesser entspricht, eine Nut geringer Tiefe mit halbkreisförmigem Querschnitt und etwa 1 mm Tiefe, die im Betrieb mit Hydrauliköl unter entsprechendem Druck gespeist wird. In der Ansicht nach 2 ist die linksseitig ausgebildete Nut mit der Bezugsziffer 20 und die rechtsseitig ausgebildete Nut mit 21 bezeichnet.
Aus den 2–4 ergibt sich, dass Bohrungen 22, 24 und 26 die Nut 20 mit einer angezapften Ölmündung 28 verbinden, und Bohrungen 30, 32 und 36 die Nut 21 mit angezapften Ölmündungen 34 und 38 verbinden.
In 2 ist eine axiale Bohrung 40 mit Nuten 20 und 21 über eines der Gewindeprofile 42 verbunden, wobei die Bohrung durch einen dichtsitzenden Stift 44 verschlossen ist. Der Stift kann aus einer Aluminium-Bronze-Legierung bestehen.
Eine ähnliche Bohrung 46 zwischen den Ölnuten 20, 21 parallel zu einem Profil 48 am anderen Ende des Gewindes wird durch einen zweiten Stift 50 in ähnlicher Weise verschlossen.
Die detaillierte Betriebsweise für die Herstellung der Schraubenmutter wird nachstehend beschrieben.
Ein Block aus einer Aluminiium-Bronze-Legierung wird auf einer NC-Drehbank plan und grob bearbeitet. Das Basis-Acme-Schraubgewinde 18 und die Ölnuten 20, 21 werden ebenfalls grob gedreht, wobei ein vorgeformter Werkzeugeinsatz verwendet wird, um die gewünschten Profile zu erzeugen. Nach der Erfindung werden die Nuten 20, 21 über die volle Länge des Gewindes von einem Ende zum anderen geformt.
Anschließend werden die verschiedenen Mündungen und Durchgänge gebohrt. Die Mündungen werden angezapft und die beiden Löcher 40 und 46 für die Stifte 44 und 50 werden dann gebohrt und gerieben. Typischerweise haben die Löcher einen Durchmesser von 4 mm.
Im Anschluss daran wird die gesamte teilweise fertig bearbeitete hydrostatische Mutter gereinigt und gespült, nachdem die beiden Stifte 44, 50 fest in ihre entsprechenden Öffnungen 40 und 46 eingesetzt sind, indem zuerst ein Klebstoff, z. B. Loctite (R. T. M) eingebracht und dann jeder Stift in sein Loch eingedrückt wird. Entgegengesetzte Enden des Stiftes 44 stehen in die Nuten 20, 21 vor, damit Öl daran gehindert wird, aus dem linken Ende des Gewinde 18 über de Stift 44 hinaus auszutreten, wodurch die linkseitigen Enden der beiden Ölnuten 20 und 21 blockiert werden.
In ähnlicher Weise dient der Stift 50 dazu, zu verhindern, dass Öl an das rechtsseitige Ende des Gewindes 18 über die vorstehenden Enden des Stiftes 50 hinaus austritt, die die Nuten 20, 21 an diesem Ende der Anordnung abschließen.
Schließlich wird das Acme-Gewinde-Profil der Mutter auf einer genau arbeitenden Gewinde-Schneidmaschine fertig bearbeitet, damit beim Einsetzen in ein entsprechend bearbeitetes Patrizen-Gewinde ein Spiel in der Größenordnung von 5 Micron zwischen den entsprechenden Stirnseiten der Patrizen- und Matrizen-Gewinde erzielt wird.
Während dieses Schrittes des Fertigbearbeitens werden die Enden der Stifte 40, die über die Flanken hinaus vorstehen, so bearbeitet, dass sie mit den entsprechenden Flanken bündig sind. Auf diese Weise werden die Enden beider Nuten 20 vollständig durch die Stiftenden blockiert, die als Ergebnis der Fertigbearbeitung nicht durch den Eingriff der Patrizen- und Matrizen-Gewinde beeinflusst werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer hydrostatischen Mutter, bei dem ein Matrizen-Schraubgewinde (18) so ausgebildet wird, dass es eine Nut (20, 21) aufweist, die sich über die volle Länge mindestens einer Flanke des Gewindes (18) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss daran jedes Ende der Nut (20, 21) mit Hilfe eines Stöpsels (44, 48) verschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Nut (20, 21) in jeder Flanke des Gewindes (18) ausgebildet wird, und Stöpsel (44, 48) verwendet werden, um die Enden einer jeden dieser Nuten (20, 21) zu verschließen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Flanken des Gewindes (18) geradlinig im Längsabschnitt in Form eines Acme-Gewindes verlaufen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, bei dem jedes Ende der Nut (20, 21) durch Bohren und Reiben eines Loches (40, 46) in das Ende einer jeden Nut geschlossen wird, und dass ein Stöpsel darin abdichtend festgelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, bei dem der Stöpsel (44, 48) in Form eines Stiftes ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, bei dem die Achse eines jeden gebohrten Loches (40, 46) parallel zur zentrischen Achse des Gewindes (18) verläuft.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem vor dem Verschließen eines jeden Endes der Nut (20, 21) Durchflusskanäle in die Mutter gebohrt werden, um das die Außenseite der Mutter mit der Nut zu verbinden, so dass im Betrieb Hydrauliköl in die Nut eingeführt werden kann.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem das Fertigstellen des Grund-Schraubgewinde-Profiles nach dem Verschließen der Nut (20, 21) oder Nuten durch Einsetzen der Stöpsel (44, 48) vorgenommen wird.
Hydrostatische Mutter mit einem Matrizen-Gewinde (18) und einer Nut (20, 21), die sich über die volle Länge mindestens einer Flanke des Gewindes (18) erstreckt, gekennzeichnet durch einen getrennten Verschluss an jedem Ende der Nut (20, 21), um das Austreten von Öl daraus zu verhindern, wobei der Verschluss als Stift- (44, 48) oder Stöpsel-Dichtung in Eingriff mit einem in der Nut (20, 21) ausgebildeten Loch (40, 46) steht.
Hydrostatische Mutter nach Anspruch 9, bei der jede Flanke des Gewindes mit einer Nut versehen ist.
Hydrostatische Mutter nach Anspruch 9 oder 10, bei der jedes derartige Loch so geformt ist, dass seine Achse parallel zur zentrischen Achse des Schraubgewindes verläuft.