DE2222493A1

DE2222493A1 - Kugelumlenkung bei kugelumlaufmutter

Info

Publication number: DE2222493A1
Application number: DE19722222493
Authority: DE
Inventors: Erich Geiger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-05-08
Filing date: 1972-05-08
Publication date: 1973-11-22

Description

Kugelumlenkung bei Kugelumlaufmutter zur Patent anmeldung Linearer Reibantrieb, Aktenzeichen P 21 53 023.4 Beschreibung: Bei allen seither in der technik angewendeten Kugelumlaufmuttern ist es erforderlich, daß die Kugeln sich in einem Kreislauf befinden um so zu gewährleisten, daß eine praktisch endlose Bewegung mittels Kugelumlaufspindel und Kugelumlaufmutter erzielt werden kann. Um diesen Kreislauf der Kugeln innerhalb der Mutter zu gewährleisten, sind die verschiedensten Lösungen bekannt. Alle diese Lösungen haben gemeinsam, daß die Dransportkraft auf die Kugeln im Bereich der Umlenkung und Rückführung durch die Kugeln erzeugt wird, die sich in der Gewinderille zwischen Mutter und Spindel befindet.
Wie aus der Praxis bekannt ist, hat dies beträchtliche Nachteile zur Folge. Zum Beispiel bei höheren Drehzahlen sind die Fliehkräfte, die auf die Kugeln im Bereich der Umlenkung einwirken, beträchtlich und der Rollwiderstand der Kugeln ist sehr groß, weil sich die einzelnen Kugeln berühren bzw0 durch die Fliehkräfte aneinandergepreßt werden. Die erforderliche Dransportkraft kann so groß werden, daß es zu einem Stau der Kugeln innerhalb der Mutter kommen kann. Diese Erscheinung tritt bei allen Kugelumlaufmuttern und Gewindespindeln, ebenso bei dem unter Aktenzeichen P 21 53 023.4 zum Patent angemeldeten Linearen Reibantrieb, auf. Durch die Erfindung ist es nunmehr möglich, die in der Gewinderille sich befindenden Kugeln zwischen Mutter und Welle bzw. Feder und Welle oder Hülse, von der erforderlichen Transportkraft völlig zu entlasten. Erfindungsgemäß wurde dies dadurch erreicht, daß bei drehender Mutter in die Kugelrückführung ein stillstehendes Deil eingebaut wurde, welches die Kugeln gegen die sich drehende Mutter preßt. Diese Anpressung kann sowohl in axialer als auch in radialer Richtung erfolgen.
Steht die Mutter still und wird nur die Gewindespindel gedreht, muß ein sich drehendes Teil im Kugelkreislauf vorgesehen werden welches wiederum die Kugeln gegen die Mutter preßt.
An Hand von Fig. 1 wird das Prinzip der Erfindung nachfolgend erläutert. Für die Darstellung wurde der Lineare Reibantrieb P 21 53 023.4 verwendet. Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei den normalen Kugelumlaufspindeln mit Mutter verwendet werden.
Die Doppelfeder 1 preßt die Kugeln 2 gegen die Welle 3. Wird die Mutter in Drehung versetzt, bewirkt dies eine lineare Bewegung der Welle 3. Am Ende der Feder 4 werden die Kugeln durch die Bohrung 5 nach außen geführt und gelangen in die Rille 6, die sich an der Mutter befindet. Die feststehende Scheibe 7, welche durch die Tellerfeder 8 sich an dem feststehenden Ring 9 abstütz; preßt die Kugeln gegen die Mutter.
Da die Umfangsgeschwindigkeit im Berührungspunkt 10 wesentlich größer ist als im Berührungspunkt 11, bewegen sich die Kugeln auf der Kreisbahn 12 wesentlich schneller als innerhalb der Feder. Das hat zur Folge, daß es in der Bohrung 5 nie zu einem Kugelstau kommt, zwischen den einzelnen Kugeln auf der Kreisbahn immer ein Absatnd vorhanden ist und beim Austritt der Kugeln aus dieser Kreisbahn im Punkt 13 zu keiner Reibung zwischen den einzelnen Kugeln innerhalb der Kreisbahn kommt, weil nur eine einzelne Kugel auf die anderen Kugeln, welche sich im Umlenkrohr 14 befinden, drückt. Mit welcher Kraft die Kugeln auf die Kugeln im Umlenkrohr drückt, kann durch Einstellen der Federvorspannung der Tellerfeder 8 festgelegt werden.
Bei der in Fig. ? dargestellten Lösung ist ersichtlich, daß nur eine Drehrichtung der Mutter möglich ist und zwar in der eingezeichneten Richtung. Wird die andere Drehrichtung gewählt, treten die Kugeln am Ausgang 15 aus und die eingangs ergebenden Schwierigkeiten bei höheren Drehzahlen ergeben sich wiederum. Werden also beide Drehrichtungen benötigt, so muß die Einheit bestehend aus Scheibe 7, Tellerfeder 8 und Ring 9 an beiden Enden der Mutter vorhanden sein. Sollte die Mutter im Einsatzfalle aber stillstehen und die Bewegung durch Drehen der Wellen 3 erzeugt werden ist es nur erforderlich, die Teile 9, 8 und 7 mit derselben Drehzahl der Welle umlaufen zu lassen, damit die Transportkraft durch die rollende Reibung auf dem Rollkreis 12 ebenfalls erzeugt wird. Auch hier ist es bei wechselnder Drehrichtung erforderlich, die Einheit an beiden Seiten der Mutter anzubringen. Die für den Transport der Kugeln erforderliche Kraft wird also durch ein sich bei drehender Mutter stillstehendes Teil, bei einer stillstehenden Mutter durch ein sich drehendes Teil, welches die Kugeln gegen die Mutter preßt, und so die notwendige Kraft ergibt, erzeugt. Die Anpressung der Kugeln gegen die Mutter kann durch das feststehende Teil,sowohl in axialer als in radialer Richtung erfolgen.
Zeichnerisch dargestellt ist nur die Lösung der Anpressung in axialer Richtung. Diese Lösung scheint konstruktiv auf Grund der gemachten Erfahrungen einfacher zu sein. Eine Anpressung in radialer Richtung hätte jedoch den Vorteil, daß die Anpresskraft mit steigender Drehzahl auf Grund der auf die Kugeln wirkender Fliehkräfte, größer wird.

Claims

Zusatz-Patentansprüche.

1. Kugelrückführung bei Kugelumlaufmutter und Gewindespindel, sowie bei Linearem Reibantrieb mittels Kugelumlaufmutter nach Patentanmeldung Nr. P 21 53 023.4 d a d u r c h g ek e n n z e i c h-n e t, daß sich bei drehender Mutter im Bereich der Kugelrückführung ein fest stehendes und mit -der Mutter nicht mitdrehendes Teil befindet,daß die Kugeln gegen die sich drehende Mutter gepreßt und so für die Kugelrückführung erforderliche Transportkraft erzeugt oder bei stillstehender Mutter, daß sich im Bereich der Kugelrückführung ein sich drehendes Teil befindet, welches die Kugeln gegen die Mutter preßt und so die notwendige Transportkraft erzeugt.

2. Kugelumlenkung nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß sich eine solche Einrichtung am Kugelaustritt der Mutter befindet.

3. Kugelrückführung d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sich eine solche Einrichtung am Ein- und Austritt der Kugeln befindet.

4. Kugelrückführung nach Anspruch 1 bis 3 d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß die Anpressung der Kugeln in axialer Richtung erfolgt.

5. Kugelrückführung nach Anspruch 5 d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Anpressung zum Teil oder auch ganz durch die Fliehkraft erzeugt wird.

7. Reibantrieb nach Anspruch 1 bis 17 der Patentanmeldung Nr. P 21 53 023.4 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,daß eine Einrichtung vorhanden ist, die es ermöglicht auf die als Mutter wirkende Feder eine zusätzliche axiale Kraft einwirken zu lassen, um somit den Anpreßdruck der Kugeln auf die Welle einstellbar zu machen.

8. Reibantrieb nach Anspruch 1 bis 17 der Patentanmeldung Nr.P 21 53 023.4, und 20 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e daß eine Einrichtung vorhanden ist, die es erlaubt eine axiale Kraft auf die als Mutter wirkende Feder in der Form einwirken zu lassen, daß die Feder entspannt wird und somit der Anpreßdruck der Feder gegen die Kugeln und somit gegen die Wellen, aufgehoben wird.

9. Reibantrieb nach Anspruch 1 der Patentanmeldung Nr.P 21 53 023.4 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine einfach oder mehrfach geteilte Mutter verwendet wird und deren einzelne Teile mittels federnder Elemente zusammengepreßt werden und so den Anpreßdruck der Kugeln gegen die glatte Welle erzeugen.

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