DE2736050A1

DE2736050A1 - Gewindedichtung

Info

Publication number: DE2736050A1
Application number: DE19772736050
Authority: DE
Inventors: Jerry George Jelinek
Original assignee: Parker Hannifin Corp
Current assignee: Parker Hannifin Corp
Priority date: 1976-10-18
Filing date: 1977-08-10
Publication date: 1978-04-27
Also published as: GB1550498A; CA1072779A; DE2736050C2; US4053167A

Description

Parker Hannifin Corporation, Cleveland, Ohio (USA)

Gewindedichtung

Die Erfindung betrifft eine Gewindedichtung für einen Schraubentrieb mit einer Mutter und einer Schraube, deren Gewinde derart miteinander zusammenwirken, das eine Relativdrehung dieser beiden Teile in eine axiale Relativbewegung derselben umgesetzt wird.

Die beispielsweise in den US-PSen 2 706 656, 2 982 573 und 3 009 722 angegebenen Gewindedichtungen sind nur als stationäre Dichtungen verwendbar, weil der elastomere Dichtring an einem Schraubengewinde unter hohem Druck und mit starker Reibung angreift. Die US-PS 3 259 404 gibt eine Gewindedichtung mit drei in gleichen Abständen voneinander angeordneten Vorsprüngen an, die so ausgebildet sind, daß sie an den Gewindeflanken und am Gewindefuß angreifen, so daß die Bohrung des Ringes in den Kopfbereich des Gewindes nur teilweise einzutreten braucht. Aber selbst wenn ein Vorsprung mit der Gewindenut korrespondiert, werden auf die beiden anderen Vorspringe über die Gewindeflanken starke axiale Schubkräfte ausgeübt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun in der Schaffung einer Gewindedichtung, die unabhängig von dem Steigungswinkel des Gewindes mit den Wandungen der Gewindenut längs einer Linie oder einer in der Umfangsrichtung schmalen Fläche von einem

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Gewindekopf zum anderen und mit dem Gewindekopf vom einen Ende der genannten Fläche zur anderen in reibungsarmer, abdichtender Gleitberührung steht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Mutter ein aus elastischem Material bestehender Ring gegen eine Axial- und Winkelbewegung festgelegt ist, daß der Ring innen eine Wendelrippe besitzt, die sich über eine Windung erstreckt und mit dem Kopf des Schraubengewindes in abdichtender Gleitberührung steht und deren Endteile mit dem Gewindekopf in abdichtender Gleitberührung stehen, daß siel) die Endteile bis zu den Übergangsstellen zwischen dem Gewindekopf und der von dem Gewindekopf begrenzten Gewindenut erstrecken und daß der Ring zwischen den Endteilen der Rippe einen radial einwärtsgerichteten Vorsprung besitzt, der mit den Wandungen der Gewindenut von Gewindekopf zu Gewindekopf in dichtender Gleitberührung steht.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

Fig. 1 in einer Stirnansicht eine Gewindedichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt im wesentlichen längs der Linie 2-2 in Fig. 1 und

Fig. 3 in einem Mittellängsschnitt die in

einer Mutter eines Kugellager-Schraubentriebes eingebaute Dichtung gemäß den Figuren 1 und 2.

Die in der Zeichnung dargestellte Gewindedichtung 1 ist in einem Kugellager-Schraubentrieb 2 eingebaut. Dieser besitzt eine Gewindespindel 3 mit einer halbkreisprofilförmigen

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Gewindenut 4 und einem relativ breiten, zylindrischen Gewindekopf 5, sowie eine Mutter 6 mit einer entsprechenden halbkreisprofilförmigen Gewindenut 7. In den Nuten 4 und 7 sind mehrere Kugeln 8 geführt. In an sich bekannter Weise ist durch nicht gezeigte Einrichtungen dafür gesorgt, daß die Kugeln 8 vom einen Ende der Gewindenut 7 der Mutter zum anderen umlaufen. In einem Kugellager-Schraubentrieb 2 der dargestellten Art bewirkt eine Relativdrehung der Spindel 3 und der Mutter 6, daß sich diese Teile axial relativ zueinander bewegen.

Die Gewindedichtung 1 des Kugellager-Schraubentriebes 2 besteht aus einem Ring 9 aus elastischem oder elastomerem Material. Dieser Ring 9 ist beispielsweise durch Kleben an einem Ringhalter 10 befestigt. Der Ringhalter 10 hat einen Radialflansch 11 mit Löchern 12 (Fig. 1 und 2) zur Aufnahme von Schrauben 13 (Fig. 3), die den Ring 9 koaxial in der Mutter 6 in einer vorherbestimmten axialen und Hinkelstellung halten. Diese axiale und Winkelstellung des Ringes 9 ist eo gewählt, daß ein kreisprofilförmiger, vorzugsweise halbkreisprofilförmiger, innerer Vorsprung 14 des Ringes 9 mit der Gewindenut 4 fluchtet und auf einer in der Umfangsrichtung schmalen Fläche mit den Wandungen der Gewindenut von Gewindekopf zu Gewindekopf in reibungsarmer, abdichtender Gleitberührung steht.

Die Mutter 6 hat eine Flachsenkung 15, deren axiale Tiefe im wesentlichen ebensogroß ist wie die Länge des Ringes 9 von dessen axial innerem Ende zu dem Flansch 11 des Ringhalters 10. Wenn sich die Dichtung 1 in der in der Zeichnung dargestellten, richtigen axialen und Winkelstellung befindet, liegt der Vorsprung 14 unabhängig von dem Steigungswinkel der Gewindenut 4 an deren Wandungen von Gewindekopf zu Gewindekopf unter im wesentlichen einheitlichem Druck an.

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Der Ring 9 besitzt innen eine schmale Wendelrippe 16, die sich über eine Windung erstreckt und mit dem Gewindekopf 5 der Spindel 3 zwischen den Rändern dieses Gewindekopfes, vorzugsweise in der Mitte desselben, in reibungsarmer, abdichtender Gleitberührung steht. Die Rippe 16 besitzt Endteile 17, die sich zueinander und zu den Übergangsstellen zwischen dem Gewindekopf 5 und der von ihm begrenzten Gewindenut 4 hin erstrecken. Zum Abdichten an diesen Übergangsstellen sind die Endteile 17 der Rippen seitlich mit entgegengesetzten Seiten des einwärts gerichteten Vorsprunges 14 dicht verbunden. (Fig. 2).

Der Ring 9 ist auf seiner Außenseite zwischen seinen Stirnflächen vorzugsweise mit einer schmalen Ringrippe 18 versehen, die bei gemäß Fig. 3 eingebauter Dichtung 1 mit den Wandungen der Flachsenkung 15 in abdichtender Berührung steht.

Wenn die Dichtung nur mit einem niedrigen Druck beaufschlagt ist, beispielsweise wenn sie in erster Linie die Aufgabe hat, ein Lecken von Kugellager-Schmiermittel und einen Eintritt von Staub und Fremdkörpern zu den Kugeln zu verhindern, kann man den Ringhalter weglassen.

Die hier dargestellte Dichtung 1 bewirkt eine einwandfreie Abdichtung unter hohen Flüssigkeitsdrücken von 175 atü und mehr. Dabei verhindert der Ringhalter 10 eine Verformung des Ringes 9, selbst wenn die Rippe 16 und der Vorsprung 14 mit hohem Druck beaufschlagt werden. Bei Beaufschlagung mit niedrigen Drücken kann der Ringhalter 10 entfallen, wie vorstehend angegeben wurde. Es versteht sich ferner, daß die Dichtung 1 auch mit anderen Mitteln als dem dargestellten Flansch 11 und den dargestellten Schrauben 13 in der richtigen Winkelstellung gehalten werden kann, beispielsweise mit Hilfe eines an der Dichtung 1 angeformten Keils, der in eine Keilnut der Mutter 6 eingreift.

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Vorstehend und in den Zeichnungen wurde die Erfindung anhand eines Kugellager-Schraubentriebes 2 erläutert. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung auch in einer Anordnung mit einer Schraube und einer Mutter verwendet werden kann, die beispielsweise mit Trapezgewinden, Spitzgewinden oder Flachgewinden ineinandergreifen. Bei Trapez- und Spitzgewinden ist der einwärtsgerichtete Vorsprung 14 kegelstumpfförmig, damit er an den Wandungen der Gewindenut von Gewindekopf zu Gewindekopf anliegt. Bei Flachgewinden ist der einwärtsgerichtete Vorsprung 14 zylindrisch, damit er an den Wandungen der flachen Gewindenut von Gewindekopf zu Gewindekopf anliegt.

Für den Fachmann versteht es sich, daß in manchen Anwendungs-. fällen ein geringes Lecken an der Dichtung 1 erwünscht ist. In. diesem. Fall kann man den Vorsprung 14, die Wendelrippe 16 und deren Endteile 17 so ausbilden, daß sie in einem kleinen Abstand von den Wandungen der Gewindenut 4 und von dem Gewindekopf 5 zu liegen kommen, so daß das geringfügige, gewünschte Lecken erzielt wird.

Während die bekannten Gewindedichtungen nur als stationäre Dichtungen verwendet werden können, kann man die vorstehend beschriebene Dichtung mit befriedigendem Erfolg als reibungsarme, bewegliche Dichtung in einem kugelgelagerten Schraubentrieb und dergleichen Anordnungen verwenden, in denen eine Relativdrehung der Schraube und Mutter in eine axiale Relativbewegung dieser Teile umgesetzt wird. Man erkennt, daß die Dichtung unabhängig von dem Steigungswinkel des Gewindes mit den Wandungen der Gewindenut an einer Linie oder auf einer in der ümfangsrichtung schmalen Fläche von Gewindekopf zu Gewindekopf und mit dem Gewindekopf vom einen Ende der genannten Fläche zum anderen in reibungsarmer, abdichtender Gleitberührung steht.

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AÖ Leerseite

Claims

21 894

10. 8. 1977

2736Q50

Parker Hannifin Corporation, Cleveland, Ohio (USA)

Gewindedichtung

Patentansprüche ;

Schraubentrieb mit einer Mutter und einer Schraube, deren Gewinde so miteinander zusammenwirken, daß eine Relativdrehung der beiden Teile in eine axiale Relativbewegung derselben umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mutter (6) ein aus elastischem Material bestehender Ring (9) gegen eine axiale und eine Winkelbewegung festgelegt ist, daß dieser Ring (9) innen eine Wendelrippe (16) besitzt, die sich übar eine Windung erstreckt und mit dem Gewindekopf (5) der Schraube (3) in abdichtender Gleitberührung steht, daß Endteile (17) der Rippe mit dem Gewindekopf (5) in abdichtender Gleitberührung stehen, daß sich die Endteile (17) bis zu den Obergangsstellen zwischen dem Gewindekopf (5) und der von ihm begrenzten Gewindenut (4) erstrecken und daß der Ring (9) zwischen den Endteilen (17) einen radial einwärtsgerichteten Vorsprung (14) besitzt, der mit den Wandungen der Gewindenut (4) von Gewindekopf zu Gewindekopf in abdichtender Gleitberührung steht.

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ORIGINAL INSPECTED

2. Schraubentrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radial einwärts gerichtete Vorsprung (14) kreisprofilförmig ist, so daß er unabhängig von dem Steigungswinkel des Gewindes (4, 5) mit den Wandungen der Gewindenut (4) in abdichtender Gleitberührung steht.

3. Schraubentrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindekopf (5) der Schraube (3) eine beträchtliche axiale Breite besitzt, daß die Wendelrippe (16) an dem Gewindekopf (5) im Abstand von seinen beiden Rändern angreift und daß sich die Endteile (17) zueinander und zu den genannten Übergangsstellen und zu dem genannten Vorsprung hin erstrecken.

4. Schraubentrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in Form eines Kugellager-Schraubentriebes, in dessen miteinander korrespondierenden, im wesentlichen halbkreisprofilförmigen Gewindenuten der Mutter und der Spindel Lagerkugeln angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der radial einwärtsgerichtete Vorsprung (14) im wesentlichen haIbkreisprofilförmig ist.

5. Schraubentrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (9) an einem Ringhalter (10) befestigt ist, der selbst bei einer Beaufschlagung der Rippe (16) und des Vorsprunges (14) mit einem hohen Druckmitteldruck eine Verformung des Ringes (9) verhindert.

6. Schraubentrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (6) eine Flachsenkung (15) besitzt, welche den Ring (9) hermetisch dicht aufnimmt,

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und daß die Mutter (6) und der Ring (9) miteinander korrespondierende Flächen haben, die den Ring (9) in der Flachsenkung (15) axial festlegen und eine Drehung des Ringes (9) in der Flachsenkung (15) verhindern, so daß der Vorsprung (14) in einer mit der Gewindenut (4) korrespondierenden Lage festgelegt ist.

7. Schraubentrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (9) zwischen seinen Enden eine ihn umgebende, radial auswärts vorstehende Rippe (18) besitzt, die mit den Wandungen der Aussenkung (15) abdichtend in Berührung steht.

8. Dichtung für einen Schraubentrieb mit einer Mutter und einer Schraube, deren Gewinde so miteinander zusammenwirken, daß eine Relativdrehung der beiden Teile in eine axiale Relativdrehung derselben umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (1) einen aus elastischem Material bestehenden Ring (9) besitzt, der an der Mutter (6) derartig befestigbar ist, daß er die Schraube (3) koaxial umgibt und gegen eine axiale und Winkelbewegung festgelegt ist, daß dieser Ring (9) innen eine Wendelrippe (16) besitzt, die sich über eine Windung erstreckt und geeignet ist, mit dem Gewindekopf (5) der Schraube (3) in abdichtende Gleitberührung zu treten, daß der Ring (9) ferner einen zwischen den Endteilen (17) der Wendelrippe (16) angeordneten, einwärtsgerichteten Vorsprung (14) besitzt, der geeignet ist, zwischen den Rippenendteilen (17) mit den Wandungen der Gewindenut (4) der Schraube (3) von Gewindekopf zu Gewindekopf (5) in abdichtende Gleitberührung zu treten, und daß die Rippenendteile (17) mit

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entgegengesetzten Seiten des Vorsprunges (14) einstückig verbunden sind, um die Übergangsstellen zwischen den Wandungen der Gewindenut (4) und dem Gewindekopf (5) abzudichten.

9. Dichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (14) kreisprofilförmig ist, so daß er sich unabhängig von dem Steigungswinkel des Gewindes (4, 5) abdichtend an die Wandungen der Gewindenut (4) anlegen kann.

10. Dichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (14) im wesentlichen halbkreisprofilförmig ist, so daß er mit den Wandungen der Gewindenut (4) der Schraube (3) eines Kugellager-Schraubentriebes in abdichtende Gleitberührung treten kann.

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