DE9420384U1

DE9420384U1 - Auf einer Spindel gesicherte Kugelumlaufmutter

Info

Publication number: DE9420384U1
Application number: DE9420384U
Authority: DE
Original assignee: Magnetic Elektromotoren AG
Current assignee: Ewellix Switzerland AG
Priority date: 1994-01-05
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1995-04-13
Anticipated expiration: 2004-12-21
Also published as: CH688010A5; FR2714703B3; ITMI940869V0; ITMI940869U1; IT234322Y1; FR2714703A3

Description

Auf einer Spindel gesicherte Kugelumlaufmutter

Die Erfindung betrifft eine Mutter für eine Spindel, wobei die Mutter und die Spindel einander entsprechende schraubenförmige Gewindenuten aufweisen, die bei auf der Spindel aufgesetzter Mutter zusammen einen Gewindekanal bilden, in welchen Kugeln einsetzbar sind, um zwischen der Mutter und der Spindel ein Kugelumlaufgewinde zu bilden, das beim Drehen der Mutter relativ zur Spindel um eine der Mutter und der Spindel gemeinsame Längsachse eine Längsbewegung der Mutter entlang der Spindel herbeiführt, wobei die Mutter eine Rücklaufkanal aufweist, der an seinen beiden Enden in die Gewindenun der Mutter einmündet und zusammen mit einem zwischen den Enden des Rücklaufkanals gelegenen Kugellaufabschnitt des Gewindekanals einen Kreislauf für die Kugeln bildet, in welchem die Kugeln beim Drehen der Mutrer relativ zur Spindel umlaufen.

Bei gewissen Anwendungen von Kugelumlaufgewinden für auf Spindeln aufgesetzten Muttern, insbesondere bei Hebezeugen und beispielsweise an Spitalbetten - wie im deutschen Gebrauchsmuster Nr. 93-01391.4 beschrieben - ist es aus Sicherheitsgründen unerlässlich, ein Durchfallen der Spindel durch die Mutter zu verhindern, wenn die Kugeln ungewollt aus dem Kugelumlaufgewinde entweichen. Dies kann beispielsweise vorkommen, wenn an der Mutter die Einrichtung, welche die Kugeln in ihrem Kreislauf zurückhalten und/oder die Einfüllbohrung schliessen soll, unerwartet abbricht, was besonders bei der ersten Inbetriebnahme passieren kann und als "erster Fehlerfall" bezeichnet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, bei einer Mutter der eingangs angegebenen Art ein Durchfallen der Spindel durch die Mutter zu verhindern, wenn die Kugeln ungewollt aus dem Kugelumlaufgewinde entweichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine erfindungsgemässe Mutter gekennzeichnet durch die im Anspruch 1 angegebene Kombination von Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Er-

findung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass einerseits - wenn im Gewindekanal die Kugeln vorhanden sind - das erforderliche Kugelumlaufgewinde durch die Zusammenwirkung der Kugeln und der Gewindenuten der Mutter und der Spindel gebildet wird, während das Spiel der Sicherungsfeder im Gewindekanal gewährleistet, dass die Bewegung der Mutter an und entlang der Spindel von der Sicherungsfeder nicht beeinträchtigt wird, andererseits im Notfall - wenn im Gewindekanal die Kugeln fehlen - die Sicherungsfeder zusammen mit den Gewindenuten der Mutter und der Spindel die Bildung des erforderlichen Gewindes gewährleistet, so dass die Mutter an der Spindel normal positioniert bleibt und sogar noch daran bewegbar ist, auch wenn die Reibung zwischen der Sicherungsfeder und der Gewindenut der Spindel dabei zu überwinden ist, was aber im Notbetrieb akzeptabel ist.

Nachstehend wird eine Ausbildungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine auf einer Spindel aufgesetzte erfindungsge-

mässe Mutter, in einem schematischen Längsschnitt durch eine Längsachse der Mutter und der Spindel;
Fig. 2 die erfindungsgemässe Mutter gemäss Fig. 1 ohne die Spindel, in einem schematischen Längs

schnitt durch die Längsachse der Mutter;

Fig. 3 eine Draufsicht einer Sicherungsfeder, welche zur Anordnung in die erfindungsgemässe Mutter bestimmt ist, und

Fig. 4 eine Seitenansicht der gleichen Sicherungsfeder

gemäss Fig. 3.

In allen Figuren sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Zur besseren Klarheit der Zeichnung sind zudem die auf Teile der Mutter weisenden Bezugszeichen auf Fig. 1 und 2 verteilt, d.h. es sind nicht

alle Bezugszeichen auf den beiden Fig. 1 und 2 angegeben.

In der nachstehend und im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 beschriebenen Ausbildung sind alle wesentlichen Teile aus geeignetem Stahl. Es ist jedoch zu verstehen, dass eine Ausführung in anderen, funktionell äquivalenten Materialien durchaus im Rahmen der Erfindung bleibt.

In Fig. 1 ist eine längliche Spindel 1 dargestellt, deren Längsachse mit A bezeichnet ist. Auf der Spindel 1 ist eine Mutter 2 drehbar aufgesetzt. Die Spindel 1 und die Mutter 2 weisen je eine um die Längsachse A schraubenförmige Gewindenut 3 und 4 auf. Diese Gewindenuten 3 und 4 entsprechen einander auf solche Weise, dass sie zusammen einen Gewindekanal 5 bilden. In einem Kugellaufabschnitt 6 des Gewindekanals 5 sind Kugeln 7 eingesetzt.

Somit wird zwischen der Mutter 2 und der Spindel 1 ein Kugelumlaufgewinde 8 gebildet.

Beim Drehen der Mutter 2 relativ zur Spindel 1 wird eine Längsbewegung der Mutter 2 entlang der Spindel 1 um die gemeinsame Längsachse A herbeigeführt. Dabei rollen die Kugeln 7 zwischen den Gewindenuten 3 und 4, was den Kugeln 7 die Tendenz gibt, entlang dem Gewindekanal 5 in einem der relativen Drehrichtung der Mutter 2 entgegengesetzten Sinn zu wandern. Um dieser Tendenz Rechnung zu tragen bzw. einer Stauung der Kugeln 7 entgegenzuwirken, ist für die Kugeln 7 ein Kreislauf 9 vorgesehen, in welchem die Kugeln 7 beim Drehen der Mutter 2 relativ zur Spindel 1 endlos umlaufen.

Zur Bildung des Kreislaufs 9 weist die Mutter 2 einen Rücklaufkanal 10 auf, der im dargestellten Ausbildungsbeispiel als gebogenes Rohr ausgebildet ist, in einer Ausnehmung 11 der Mutter 2 eingesetzt ist und an seinen beiden Enden 12 und 13 in die Gewindenut 4 der Mutter 2 einmündet. Zwischen diesen beiden Einmündungen oder Enden 12 und 13 ist der Kugellaufabschnitt 6 des Gewindekanals 5 definiert. Somit wird den Kugeln 7 ermöglicht, am einen genannten Ende 12 vom Gewindekanal 5 in den Rücklaufkanal 10 und am anderen genannten Ende 13 vom Rücklaufkanal 10 in den Gewindekanal 5 zu aelan-

gen.

Um die Kugeln 7 im Kugellaufabschnitt 6 zurückzuhalten, d.h. am Verlassen des Kreislaufs 9 und insbesondere am Herausfallen aus dem Kugelumlaufgewinde 8 zu hindern, sind im dargestellten Ausbildungsbeispiel am Rohr des Rücklaufkanals 10 im Bereich seiner beiden Enden 12 und 13 Umlenklaschen 14 angeformt. Als Varianten davon könnten auch andere an sich bekannte, funktionell äquivalente Rückhalteteile in den Gewindekanal 5 eingesetzt werden.

Wenn aber diese Umlenklaschen oder Rückhalteteile abbrechen oder weggedrückt werden, entweichen die Kugeln 7 aus dem Kugellaufabschnitt 6, worauf das Kugelumlaufgewinde 8 nicht mehr funktionstüchtig ist und, wenn alle Kugeln entwichen sind, die Spindel 1 durch die Mutter 2 durchfällt. Aus den bereits erwähnten Sicherheitsgründen ist dies aber zu verhindern.

Zu diesem Zweck ist, wie auch in Fig. 2 erkennbar ist, an der Gewindenut 4 der Mutter 2 bzw. am Gewindekanal 5 (bei auf der Spindel 1 aufgesetzter Mutter 2) ein Sicherungsabschnitt 15 vorgesehen, der separat und im Abstand vom Kugellaufabschnitt 6 des Gewindekanals 5, also ausserhalb desselben gelegen ist. Im Bereich des Sicherungsabschnitts 15 ist in der Gewindenut 4 der Mutter 2 eine Sicherungsfeder 16 eingesetzt, die in Fig. 3 und 4 mehr in ihren Einzelheiten dargestellt ist. Die Sicherungsfeder 16 ist im wesentlichen schraubenförmig ausgebildet und deren Steigung entspricht genau derjenigen des Gewindekanals 5, d.h. die Seelenlinien des Gewindekanals 5 und der Sicherungsfeder 16 stimmen mit gleichem Schraubendurchmesser und gleicher Steigung präzis überein.

Die in Fig. 3 und 4 dargestellte Sicherungsfeder 16 ist im wesentlichen eine klassische zylindrische Schraubenfeder mit einem kreisförmigen Querschnitt 17. Es ist aber zu verstehen, dass andere Querschnittsformen, beispielsweise ein vieleckiger Querschnitt, durchaus möglich sind. Erfindungswesentlich ist, dass sich die Sicherungsfeder 16 (insbesondere

bei deren Betrachtung in einer durch die Längsachse A gehenden Schnittebene der Fig. 1 und 2) zum Teil innerhalb und zum Teil ausserhalb der Gewindenut 4 der Mutter 2 befindet. Die Sicherungsfeder 16 bildet dabei, relativ zu einer zylindrisehen inneren Mantelfläche 18 der Mutter 2, einen radial nach innen d.h. zur Längsachse A hin gerichteten Vorsprung, der jegliches Gleiten der Spindel 1 durch die Mutter 2 in Richtung der Längsachse A verhindert, wenn es passieren sollte, dass im Kugelumlaufgewinde 8 die Kugeln fehlen.

Im Normalfall/ wenn sich im Kugelumlaufgewinde 8 die erforderlichen Kugeln 7 befinden, ist vorzusehen, dass die Sicherungsfeder 16 das Kugelumlaufgewinde 8 in seiner Funktion nicht beeinträchtigt und insbesondere keine Störung durch Reibung verursacht. Zu diesem Zweck ist das Profil der Sicherungsfeder 16, d.h. in der dargestellten Ausbildung der Durchmesser des kreisförmigen Querschnitts 17 der Sicherungsfeder 16, etwas kleiner bemessen als der Durchmesser der Kugeln 7. Aufgrund der präzisen Formübereinstimmung der Seelenlinien des Gewindekanals 5 und der Sicherungsfeder 16 mit gleichem Schraubendurchmesser und gleicher Steigung liegt dann die Sicherungsfeder 16 mit Spiel im Gewindekanal 5 im Bereich des Sicherungsabschnitts 15. Dieses Spiel erlaubt, die Reibung der Gewindenuten 3 und 4 an der Sicherungsfeder 16 zu vermeiden.

Zudem ist vorzusehen, dass die Sicherungsfeder 16 stets im Sicherungsabschnitt 15 des Gewindekanals 5 positioniert bleibt. Um also zu verhindern, dass sich die Sicherungsfeder 16 durch Schraubbewegung entlang dem Gewindekanal 5 verstellt, wird die Sicherungsfeder 16 an der Mutter 2 verankert. Zu diesem Zweck ist, im Bereich eines Endes 19 des Sicherungsabschnitts 15, an der Gewindenut 4 der Mutter 2 eine Ausnehmung 20 vorgesehen, während die Sicherungsfeder 16 im Bereich eines Endes 21 davon mit einem Festhaltestift 22 versehen ist. Beim Einsetzen der Sicherungsfeder 16 in die Gewindenut 4 der Mutter 2 wird der Festhaltestift 22 der Sicherungsfeder 16 in die Ausnehmung 20 der Mutter 2 eingesetzt,

wodurch die Sicherungsfeder 16 an der Mutter 2 festgehalten wird.

In der dargestellten bevorzugten Ausbildung ist der Festhaltestift 22 ein an der Sicherungsfeder 16 angeformter im wesentlichen zylindrischer Vorsprung, der radial d.h. rechtwinklig zur Längsachse A nach aussen gerichtet ist und aus einem rechtwinklig zur Längsachse radial nach aussen gebogener Endabschnitt 23 der Sicherungsfeder 16 besteht.

Ebenfalls in der dargestellten bevorzugten Ausbildung ist die Ausnehmung 20 als im wesentlichen radial d.h. rechtwinklig zur Längsachse A nach aussen gerichtete zylindrische Bohrung ausgebildet, die zur Erleichterung der Fertigung der Mutter insbesondere als die Mutter rechtwinklig zur Längsachse radial nach aussen durchquerende Bohrung 24 vorgesehen sein kann.

Ein optimaler Kompromiss in bezug auf die Abmessungen der beschriebenen Teile und auf deren leichte Fertigung unter Wahrung der Sicherheitsanforderungen besteht darin, dass, wie in der bevorzugten Ausbildung dargestellt, die Ausnehmung 20 der Gewindenut 4 der Mutter 2 im Bereich des dem Kugellaufabschnitt benachbarten Endes 19 des Sicherungsabschnitts 15 angeordnet ist, und insbesondere darin, dass der Abstand zwischen dem Sicherungsabschnitt 15 und dem Kugellaufabschnitt in Richtung parallel zur Längsachse A im wesentlichen gleich einer Steigung des Gewindekanals 5 bzw. der gemeinsamen Seelenlinien des Gewindekanals 5 und der Sicherungsfeder 16 bemessen ist.

Die vorangehend beschriebene und in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Ausbildung des Festhaltestifts■22 der Sicherungsfeder 16 ist bevorzugt, weil sie besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist. Es ist jedoch zu verstehen, dass andere Ausbildungen durchaus möglich sind. Beispielsweise kann der Festhaltestift als an der Sicherungsfeder angeschweisster oder (bei anderen Materialien) angelöteter oder angeklebter Vorsprung ausgebildet sein, und/oder die entsprechende Ausnehmung der Mutter kann als Sackbohrung oder mit

• ·

einer noch anderen, beispielsweise prismatischen Form ausgebildet sein.

Claims

• · Schutzansprüche

1. Mutter für eine Spindel, wobei die Mutter (2) und die Spindel (1) einander entsprechende schraubenförmige Gewindenuten (3, 4) aufweisen, die bei auf der Spindel (1) aufgesetzter Mutter (2) zusammen einen Gewindekanal (5) bilden, in welchen Kugeln (7) einsetzbar sind, um zwischen der Mutter (2) und der Spindel (1) ein Kugelumlaufgewinde (8) zu bilden, das beim Drehen der Mutter (2) relativ zur Spindel (1) um eine der Mutter (2) und der Spindel (1) gemeinsame Längsachse (A) eine Längsbewegung der Mutter (2) entlang der Spindel (1) herbeiführt, wobei die Mutter einen Rücklaufkanal (10) aufweist, der an seinen beiden Enden (12, 13) in die Gewindenut (4) der Mutter (2) einmündet und zusammen mit einem zwischen den Enden (12, 13) des Rücklaufkanals (10) gelegenen Kugellaufabschnitt (6) des Gewindekanals (5) einen Kreislauf (9) für die Kugeln (7) bildet, in welchem die Kugeln (7) beim Drehen der Mutter (2) relativ zur Spindel (1) umlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass an der Gewindenut (4) der Mutter (2) ein Sicherungsabschnitt (15) vorgesehen ist, der ausserhalb des Kugellaufabschnitts (6) des bei auf der Spindel (1) aufgesetzter Mutter (2) gebildeten Gewindekanals (5) gelegen ist, die Mutter (2) mit einer im wesentlichen schraubenförmig ausgebildeten und im Bereich des Sicherungsabschnitts (15) in der Gewindenut (4) der Mutter (2) eingesetzten Sicherungsfeder (16) versehen ist, wobei sich die Sicherungsfeder (16) bei Betrachtung in einer durch die Längsachse (A) gehenden Schnittebene - zum einen Teil innerhalb und zum anderen Teil ausserhalb der Gewindenut (4) der Mutter (2) befindet,

die Gewindenut (4) der Mutter (2) im Bereich eines Endes (19) des Sicherungsabschnitts (15) eine Ausnehmung (20) aufweist,

die Sicherungsfeder (16) im Bereich eines Endes (21) davon einen in der Ausnehmung (20) der Gewindenut (4) der Mutter (2) eingesetzten Festhaltestift (22) aufweist, welcher

die Sicherungsfeder (16) an der Mutter (2) festhält,

und bei auf der Spindel (1) aufgesetzter Mutter (2) die Sicherungsfeder (16) im Bereich des Sicherungsabschnitts (15) mit Spiel im Gewindekanal (5) eingesetzt ist. 5

2. Mutter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ausbildung des Festhaltestifts (22) im wesentlichen als an der Sicherungsfeder (16) angeordneter, rechtwinklig zur Längsachse (A) radial nach aussen gerichteter zylindrischer Vorsprung und eine Ausbildung der Ausnehmung (20) der Gewindenut (4) der Mutter (2) im wesentlichen als rechtwinklig zur Längsachse (A) radial nach aussen gerichtete zylindrische Bohrung.

3. Mutter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Ausbildung des Festhaltestifts (22) im wesentlichen als rechtwinklig zur Längsachse (A) radial nach aussen gebogener Endabschnitt (23) der Sicherungsfeder (16).

4. Mutter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Ausbildung der Ausnehmung (20) der Gewindenut (4) der Mutter (2) als die Mutter (2) rechtwinklig zur Längsachse (A) radial nach aussen durchquerende Bohrung (24).

5. Mutter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsfeder (16) eine zylindrische Schraubenfeder mit kreisförmigem Querschnitt (17) ist.

6. Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die

Ausnehmung (20) der Gewindenut (4) der Mutter (2) im Bereich eines dem Kugellaufabschnitt (6) benachbarten Endes (19) des Sicherungsabschnitts (15) angeordnet ist.

7. Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Sicherungsabschnitt (15) und dem Kugellaufabschnitt (6) in Richtung parallel zur Längsachse (A) im

- tv-"

wesentlichen gleich einer Steigung des Gewindekanals (5) be messen ist.