Opis patentowy opublikowano: 15.04.1982 114089 Int. CL* F16H 25/22 B62D 3/08 Twórca wynalazku: Uprawniony z patentu: Richard Wilke, Schwehn; Helmut Korthaus Wuppertal (Republika Federalna Niemiec) Kulkowy mechanizm srubowy Wynalazek dotyczy kulkowego mechanizmu sru¬ bowego o duzej dokladnosci skokowej z kulkami znajdujacymi sie. pomiedzy trzpieniem a nakretka, które przebiegaja w prowadnikach srubowych o tym samym skoku, wyszlifowanych w hartowanym korpusie trzpienia i hartowanym korpusie nakretki i sa oibracalne za pomoca srodków do przeprowa¬ dzania lub cofania kulek.W znanym z polskiego opisu patentowego nr $4 250 tego rodzaju kulkowym mechanizmiie pro¬ wadnice srubowe dla kulek sa wyprofilowane w przyblizeniu w ksztalcie pólkolistych rowków.Oprócz tego profile prowadnic srubowych trzplieni siegaja od profili wierzcholkowych poprzez gwint trapezowy az do tak zwanego profilu gotyckiego o okreslonej linii nosnej dUa kulek. Profil gotycki znajduje zastosowanie szczególnie w bardzo do¬ kladnych kulkowych mechanizmach srubowych. ' Rodzaj ksztaltu profilu zarysu gwintu jak rów¬ niez twardosc- biezni kulkowych wewnatrz pro¬ wadnic kulkowych stanowi bardzo wazne zalozenie dla duzej trwalosci, a glównie dla utrzymania po¬ czatkowej dokladnosci kulkowego mechanizmu irulbowego. Dla praktyki wynikaja szczególnie ko¬ rzystne zalozenia wtedy, kiedy z jednej strony istnieje dokladny pozostajacy niezmienny ksztalt profilu na calej dlugosci trzpienia, przy czym prowadnica srubowa obciazona jest mozliwie naj- ' mniejszymi wadami skoku gwintu, a z drugiej strony równiez isitnieje stala wysoka twardosc — 10 15 20 25 30 62—64 HN powierzchni nosnych gwintu, jak : wystarczajaca glebokosc utwardzania dla utrzy¬ mania odpowiedniej sztywnosci.Te szczególnie korzystne wlasciwosci — moga zostac osiagniete przy bardzo dokladnych kulko¬ wych mechanizmach srubowych, wspomnianego wyzej rodzaju poprzez bardzo kosztowne wyko¬ nanie z duza liczba operacji, przy czym w pier¬ wszej operacji wymagane jest przeprowadzenie próbnego hartowania gladkiego cylindrycznego preta z tego samego wsadu co material na trzpien, by mozna bylo stwierdzic wartosci skrzywienia wzdluznego. Przy uwzglednieniu ustalonego skrzy¬ wienia wzdluznego nastepuje wtedy w drugiej operacji skorygowane toczenie wstepne lub wstep¬ ne frezowanie gwintu na odcinku trzpienia, aby przez to uniknac czasochlonnego szlifowania gwin¬ tu w pelnym malteriale zahartowanego preta z uwzgledniajacymi sie przy tym napieciami i skrzy¬ wieniami trzpienia. Po zakonczeniu tych prac trzpien poddawany jest w trzeciej operacji pro¬ cesowi hartowania, w którym jest on hartowany przewaznie plomieniowo luib indukcyjnie. W czwartej operacji trzpien jest w dalszym ciagu hartowany, czyszczony i poddawany badaniu, w którym przystepuje sie równiez do wykrywania pekniec, jesli stwierdza sie skrzywienie wzdluzne.Piata operacja polega wtedy na tym, ze trzpien jest ustawiany we wlasciwym polozeniu.W nastepnej szóstej operacji trzpien jest z ze- 114 089114 089 3 4 wnatrz na okraglo szlifowany, natomiast w siód¬ mej operacji zostaje szlifowany profil gwin/tu, przy czym, w przypadku gdy to jest wymagane, musza byc przeprowadizane korektury w nastepstwie skrzywienia wzdluznego przy hartowaniu.W trzeciej wspomnianej operacji nalezy szcze¬ gólnie z duza dokladnoscia przeprowadzac harto¬ wanie trzpienia, poniewaz wstepnie hartowany trzpien nie ma juz z zewnatrz ksztailtu cylindrycz¬ nego. Ponadto profile gwintu z uwagi na rózne nieraz srednice trzpieni maja inna glebokosc srubowych rowków stad istniejace niebezpieczen¬ stwo powstania róznic twardosci w powierzchniach nosnych gwintu, które prowadza do rys na skutek naprezen. Z tego wzgledu ostatnia operacija, w której szlifuje sie zarys gwintu nastrecza wiele trudnosci wówczas gdy hartowanie i glebokosc utwardzania nie sa równomierne, tak, ze przy szlifowaniu wykonczeniowym moga wystapic nie¬ kontrolowane naprezenia. Powoduje to odchylenia w dokladnosci skoku gwintu, z kolei wplywa to ujemnie na dokladny ruch obrotowy trzpienia. Na¬ wet dodatkowo przeprowadzane prace prostujace trzpienia nie moga wyeliminowac niedogodnosci, - poniewaz wystepuja tu od nowa naprezenia.Znane z polskiego opisu patentowego nr 94 25$ kulkowe mechanizmy srubowe z gleboko wyzlo¬ bionymi srubowymi prowadnicami dla kulek sa wytwarzane przy' duzym udziale obróbki skrawa¬ niem* Celem osiagniecia duzej wytrzymalosci tych prowadnic wymagane sa przy tym wzglednie duze glebokosci utwardzania. Oprócz tego przy wlasci¬ wej precyzji wymagana jest szczególna uwaga podczas kazdego poszczególnego procesu roboczego.Poniewaz nie moze ona regularnie byó przestrze¬ gana, ten stan rzeczy prowadzi do znacznych -trud¬ nosci, szczególnie do powstawania wysokiej liczby braków.Zadaniem wynalazku jest wykonanie kulkowego mechanizmu srubowego rodzaju omówionego w polskim opisie patentowym, nr 94 2i59, który przy poprawionych wlasciwosciach eksploatacyjnych wymagaliby znacznie bardiziej ograniczonych na- lcladów wytwarzania niz dotychczas. Zadanie. to zgodnie z wynalazkiem zostalo rozwiazane dzieki temu, ze prowadnice srubowe dla kulek w trzpie¬ niu i nakretce odnosnie ich geometrycznego uksztaltowania w swoim przekroju poprzecznym maja rowkowa bieznie do biegu kulek w postaci bardzo dokladnych osiowych lozysk kulkowych tego rodzaiju, ze stosunek glebokosci rowków do srednicy kulek wynosi zasadniczo od 1:4 do 1:7, a glebokosc rowka wyzlobionego w nakretce z uwagi na jeij wysoki stopien ziuzywainia przewyzsza glebokosc rowka w trzpieniu, przy czym glebokosc utwardzania trzpienia i nakretki jest co najmniej równa lub wieksza od srednicy kulek.W przypadku takiego uksztaltowania zapewnione jest to, ze strefa rdzeniowa zachowuije potrzebna ciagliwosc.Dzieki malej glebokosci rowków w biezni p!ia kulek w zgodnym z wynalazkiem kulkowym, me¬ chanizmie srubowymi, ksztalt biezni' prowadnicy srubowej dla kulek z. wymaganymi dokladnym skokiem gwintu mozna doszlifowac bezposrednio w zahartowane) gladkiej powierzchni! trzpienia jak i nakretki. Przez to mimo zachowania wyma¬ ganej wysokiej- dokladnosci osiaga sie znaczne uproszczenie wytwarzania, poniewaz ilosc materia¬ lu zuzyta przez szlifowanie pierscieniowych row¬ ków jest stosunkowo niewielka, wynalazek dzieki nieznacznej predkosci obwodowej narzedzi scier¬ nych umozliwia mimo to d'obra sprawnosc ich wykonania. Przy wytwarzaniu zgodnego z wy¬ nalazkiem- kulkowego mechanizmu srubowego od¬ padaja wspomniane wyzej operacje stosowane przy wytwarzaniu znanego tego rodzaju mecha¬ nizmu, mianowicie próbne hartowanie, wstepne toczenie lub wstepne 'frezowanie; Dalsza zaleta wystepujaca w zwiazku z bezposrednim doszli¬ fowaniem ksztaltu biezni prowadnicy w harto¬ wanej powierzchni polega na tym, ze odpadaija nieuniknione naklady pracy stosowane przy wy¬ konywaniu znanych tego rodzaju kulkowych me¬ chanizmach srubowych, jak kontrola skrzywienia wzdluznego, oczyszczanie zahartowanego i odpu¬ szczonego trzpienia wstepnie obtoczonego, a na¬ wet takze korygujace szlifowanie profilu gwintu, które przeprowadza sie dotychczas w wspomnianej; wyzej ostatniej operacji.Dalsza zaleta wynalazku: polega równiez na tym,, ze jest wykluczone powstawanie wolnych na¬ prezen przy szlifowaniu kulistych rowków z po¬ wodu duzej glebokosci utwardzania w porównaniu do glebokosci tych rowków. Osiagalna dokladnosc skoku gwintu zalezna jest stad tylko jeszcze od dokladnosci szlifiarki, a wiec bez dodatkowego nakladu moga byc szlifowane pary trzpieni' z jed¬ nakowa dokladnoscia.Ponadto przeniesienie znanych tolerancji przy wykonaniu lozysk kulkowych zwyklych na szli¬ fowanie rowków powoduje minimalne obciazenie promieniowe rowków i kulek i obciazenie to zmniejsza sie jeszcze znacznie w sposób zaskaku¬ jacy, poniewaz w przeciwienstwie do plaskiego lo¬ zyska kulkowego zwyklego, kulki moga sie toczyc wewnatrz skoku gwintu. Przynosi, to równiez ko¬ rzysc, polegajaca na zwiekszeniu zywotnosci tego rodzaju ukladów. Ponadto wynalazek proponuje, zeby stosunek glebokosci rowków do srednicy ku¬ lek wynosil 1:4 do 1:7. Przy tym: glebokosc row¬ ków w nakretce, odpowiednio do jej wyzszego stopnia zuzycia, przewyzsza glebokosc rowków w trzpieniu. Na przyklad, glebokosc rowków w sto¬ sunku do srednicy kulek wynosi w przyblizeniu 1:5, a glebokosc rowków w nakretce w stosunku do srednicy kulek wynosi w przyblizeniu jak 1:4,5.Wynalazek nastepnie pozwala na stosowanie cienkich lekkich nakrejtek. Scianka zgodnej z wy¬ nalazkiem nakretki musi tylko byc mocna, zeby zachowana zostala wymagana sztywnosc ukladu trzpien nakretka.Zgodny z wynalazkiem kulkowy mechanizm sru¬ bowy jest cichy w pracy, bezawaryjny i niezuzy- wajacy sie.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony przy¬ kladowo na rysunku na którym, fig. 1 przedstawia kulkowy mechanizm, srubowy, w przekroju pod¬ luznym; fig. 2 — szczegól „x" z fig. 1, w powiek¬ szeniu. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60114089 5 6 Na obwodzie przedstawionego na rysunku trzpienia 1 sa wykonane przez szlifowanie koliste rowki 2 na wzór zwoju gwintu*. W ten sam sposób przez szlifowanie sa wykonane koliste rowki 4 w nakretce 5, wskutek czego rowki 2 trzpiemiia 1 i rowki 4 nakretki 5 posiada*ja taki sam skok gwintu, na przyklad- 6 mm. Kulki 3 tocza sie mie¬ dzy rowkami 2 trzpienia 1 i rowkami 4 nakretki 5. Pomiedzy trzpieniem 1 i nakretka 5 znajduje sie wolna przestrzen pierscieniowa 6, która moze byc wykorzystana jako przestrzen smarowa i któ¬ ra od zewnatrz jest uszczelniona osiowo za po¬ moca przymakretkowego zgarniacza1 7.(Przy niniejsze} postaci wykonania, wysokosc nierównosci kolistych rowków 2i4 jest równa lub mniejsza od 1 mikrona. Ponadto rowki 2 i 4 powinny na calej swej rozciaglosci az do krawedzi korytkowych 2a i 4a miec twaridtosc nie przekra¬ czajaca 612 do 64 HRC. Wymaganie to przy stoso¬ waniu stali lozyska kulkowe jest nietrudne do spelnienia. Ponadto glebokosc utwardzania trzpie¬ nia 1 i nakrelki 5, dla osiagniecia duzej sztyw¬ nosci ukladaj nakretka — trzpien powinna byc co najmniej równa hilb wieksza od1 srednicy kulek 3» Stosunek glebokosci rowków 2 i 4 do srednicy kulek 3 jest szczególnie widoczny na fig. 2 przefli- stawiajacej szczegól w powiekszeniu.Jesli glebokosc rowka 2 w trzpieniu 1 wynosi wedlug przykladu wykonania 0,6 mm, to kulki po- winny miec wtedy srednice 3-4715 mm, i stosunek ten wynosi w przybLilzeniu okolo 1:5. W przeci¬ wienstwie do tego glebokosc rowka 4 w nakretce 5 zostala podana okolo 0,7 mm,, tak, ze istnieje tu nieco wieksza glebokosc. Glebokosc 0,7 mm w stosunku do przekroju kul^i odipowiada wartosci okolo 1:4,5. Gdy trzptien posiada wfiejksza dlugosc, to wówczas glebokosc moze byc takze wieksza, moze na przyklad' wynosic 0,8 mm, wtedy stosu¬ nek ten wynosi jak 1:4.We wszystkich przypadkach wybranych glebo¬ kosci 'rowków nalezy dobrac wspólczynnik skosu odpowiednio do wzorca stosowanego w osiowych lozyskach kulkowych.Nalezy jeszcze nadmienic, ze dla zapewnienia niezaklóconego c/biegu kulek w nakretce 5 prze¬ widziane sa nieprzedstawione tu srodki, które po¬ zwalaja na .prowadzenie kulek w przód1 i w tyl, na przyklad znane wkladki pojedynczo przesuwa¬ jace sie lub podolbne elementy, umozMwiajace beztarcicowe wychylenie kulek. PL PL PL