DE2941565C2 - Kugelgewindetrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb mit zwischen Mutter νπά Spindel vorgesehenen Kugeln, die in mutter- und spindelseitigen Gewindegängen gleicher Steigung aufgenommen Sinti, wobei zur Kugelrückführung zwischen äußeren Gewindeilanken zweier benachbarter Gewindegänge eine Ausnehmujg vorgesehen ist, welche gemeinsam mit gegenüberliegenden Leitflächen jeweils eines auf der Spindel befestigten Ablenkstückes einen Kugelrückführungskanal begrenzt, wobei die Ausnehmung zwischen den Gewindeflanken von einer ebenen Räche gebildet ist, auf welcher das Ablenkstück angeordnet ist

Ein bekannter Kugelgewindetrieb der eingangs genannten Gattung (US-PS 24 86 055) weist zur Kugelrijckführung ein Einsatzstück auf, welches paßfederartig ausgebildet und in eine spindelkörperseitige, radial nach außen offene axiale Längsnut rechteckigen Querschnitts eingesetzt ist Jeder Kugelrückführungskanal ist zwischen dem ebenen Boden der axialen Längsnut und einer radial nach außen geschlossenen U-förmigen Abdeckung des Einsatzstückes gebildet. Zur Überbrückung des jeweiligen stufenförmigen Absatzes zwischen der Längsnut und den angrenzenden spindelseitigen Gewindegängen sind in die zwischen den Nutflächen gebildeten beiden axialen Längskehlen gesonderte dreieckförmig profilierte Längsstäbe eingesetzt. Zudem weist das bekannte Einsatzstück radial außenseitig über einem jeden Kugelrückführungskanal eine in den jeweiligen mutterseitigen Gewindegang eingreifenden, die Reibung erhöhenden kordelgewindeartigen Wulst auf, der den ohnehin großen Herstellungsaufwand der bekannten Anordnung zusätzlich erhöht.

Im Bewußtsein der Nachteile des Bekannten (US-PS 24 86 055) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die umständlich herzustellenden bekannten Kugelrückführungskanäle mit ihren erheblichen Reibungswiderständen durch reibungsarme, sehr einfach herzustellende spindelseitige Rückführungen zu ersetzen.

Diese Aufgabe wird entsprechend der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ausnehmung durchgehend eben ist, daß das Ablenkstück aus zwei gleichen, einander zugewandten Teilen besteht, deren Leitflächen im wesentlichen eben und geradlinig ausgebildet und senkrecht auf der Ausnehmung angeordnet sind, um ein radial nach außen offenes U zu bilden, und daß die Ausnehmung jeweils eine Abschrägung zu den Gewindegängen für den hemmungsfreien Ein- bzw. Austritt der Kugeln aufweist

ίο Neben einer äußerst einfachen Herstellungsweise und einem reibungsarmen Lauf gestattet der erfindungsgemäße Kugelgewindetrieb eine leichte Anpassung an unterschiedliche Kugelgrößen, Steigungen und Spindeldurchmesser.

Ablenkstücke, die nicht zur engeren erfindungsgemäßen Gattung gehören, sind von einem Kugelgewindetrieb mit mutterseitiger Kugelrückführung an sich bekannt (GB-PS 58 35 32). Hierbei weist die Mutter zwei Ablenkstücke auf, die etwa in demselben Umfangsbereich der Mutter in zwei benachbarte Gewinderillen eingelassen und befestigt sind. Hierzu ist es erforderlich, daß die Form der Ablenkstücke in aufwendiger Weise an die Gewinderillen-Form angepaßt wird. Damit die Kugeln bei ihrer Rückführung in der Lage sind, die spindelseitigen Gewindekämme zu überklettern, wird in komplizierter Herstellungsweise von der Mutteraußer. ;eite her ein Überführungskanal eingearbeitet Die durch diese Einarbeitung entstandene Öffnung an der Mutteraußenseite muß später durch zusätzliche Bauteile verschlossen werden. Die komplizierte Bauweise des der vorliegenden Gattung nicht entsprechenden bekannten Kugelgewindetriebs (GB-PS 58 35 32 S. 4 Zeilen 90-130, S. 5 Zeilen 1-17) konnte daher keine Anregung zur Schaffung des Erfindungsgegenstandes vermitteln.

Im übrigen sind nachfolgend bevorzugte vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch e»^;r>en erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb,

F i g. 2 eine Draufsicht auf ein Ablerskstück,

Fig.2a eine Ansicht des Ablenkstücks gemäß dem Ansichtspfeil Ha in F i g. 2,

Fig.3 einen Teilquerschnitt gemäß der Schnittlinie lll-IIIin Fig. 1,

F i g. 4 einen Längsschnitt durch einen gegen

Verschmutzung abgedichteten, mit Dauerschmierung versehenen Kurzhub-Schub-Zug-Zylinder, mit einem Kugelgewindetrieb, wie er im wesentlichen in den F i g. I — 3 gezeigt ist.

Fig. 1 und 3 zeigen die Kugelgewindemutter 1 mit ihren Gewindegängen 13 und ihren Gewindeflanken la sowie die Kugelgewindespindel 2 mit ihren Gewindegängen 12 und ihren Gewindeflanken 2a.
Zwischen zwei äußeren Gewindeflanken 2a der Spindel 2 ist eine ebene Fläche 5 - z. B. durch Fräsen hergestellt Die in Axialrichtung der Spindel 2 gemessene Breite dieser Fläche 5 wird vom axialen Abstand zwischen den beiden äußeren Gewindeflanken la bestimmt. Die etwa quer zur Axialrichtung der Spindel 2 gemessene Länge der Fläche 5 ergibt sich aus der Bedingung, daß die Kugeln 3 aus den Gewindegängen bzw. Kugelführungen 13 der Kugelgewindemutter 1 auf die Fläche 5 hiniintertauchen müssen und dabei die mutterseitigen Gewindeflanken 1 α nicht mehr berühren. Hieraus resultiert der Abstand d in F i g. 3, der noch ein wenig dadurch verringert werden könnte, daß maii die Fläche 5 entlang dem Spindelumfang schwach gewölbt

ausführt.

Der Winkel χ (zwischen Leitfläche 4 und Gewindeflanke 2a), unter dem die Kugeln 3 zurückgeführt werden, ergibt sich konstruktiv aus F i g. 1 und 3, wenn die Abschrägungen 6, die den Kugeln 3 das Verlassen ihrer Traglinie in den Gewindeflanken hemmungsfrei ermöglichen, berücksichtigt sind. In Fig. 1 sind mit Strichlinien zwei etwa im axialen Parallelabstand zueinander angeordnete Leitelemente, und zwar im wesentlichen ebene Leitflächen 4, angedeutet, die gemeinsam mit einer Teilfläche von 5 — im axialen Längsschnitt durch die Spindel 2 betrachtet — einen U-förmigen Kugelrückführungskanal 18 begrenzen. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, hat der Kugelrückführungskanal 18 seitlich endseitig (im Übergang zu den Gewindegängen 12) einen leicht abgeknickten Verlauf.

Fig.2 und 2a zeigen die so ermittelte Form der Ablenkstücke 14, die mittels in Bohrungen 15 aufgenommener Senkschrauben (ni :ht dargestellt) auf der Fläche 5 aufgeschraubt werden, die hierzu mit Gewindelöchern 7 versehen ist

F i g. 4 veranschaulicht anhand eines Kurzhub-Schub-Zug-Zylinders noch einmal den Rückführungsvorgang mit Kugeln 3. Statt nur eines Kugelumlaufs können beliebig viele auf dem Umfang der Kugelgewindespindel 2 angebracht werden.

Die Kugelgewindespindel 2 ist als Hohlspindel ausgebildet Die beiden Hohlwellen-Enden der Kugelgewindespindel 2 sind in Kopfstücken 8 der Kugelgewindemutter 1, z. B. in selbstschmierenden Sinterbronze-Lagern 9, geführt und durch Dichtungen 10 gegen Fettaustritt sowie Schmutz und Wassereintritt abgedichtet. Bohrungen 31 ermöglichen den Fettausgleich bei hin- und hergehender JCugelgewindemutter 1.

Ein Vierkant 16 und ein AnschluBstück 17 ermöglichen den An- und Abtrieb der Vorrichtung.

Das für die Umlenkungsstücke 14 verwendete

Material sollte bei hohen Drehzahlen und großen zu übertragenden Kräften aus demselben Material wie Kugelgewindespindel 2 und Mutter 1 bestehen, d. h. die gleiche Härte und Zähigkeit aufweisen.

Bei niedrigen Drehzahlen und geringen Kräften kann für die Umlenkungsstücke 14 Kunststoff verwendet ίο werden, der den Vorteil der Geräuschlosigkeit beim Überlaufen der Kugeln bringt

Der Kugelgewindetrieb gemäß F i g. 1 — 4 wandelt die Rotation der Spindel 2 in eine translatorische Bewegung der Mutter 1 entsprechend dem Doppelpfeil χ um. Eine kinematische Umkehrung bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist grundsätzlich selbstverständlich möglich.

Kugelrückführungen sind üblicherweise gehärtet Die Härtung der Kugelrückführungen bereitet jedoch bei den eingangs beschriebenen bekannten Kugelgewindetrieben erhebliche Schwierigkeiten. W.gen der komplizierten Ausgestaltung der bekannten Kugcirückführungen ergeben sich nämlich uneinheitliche Härtetiefen, die wegen der hiermit einhergehenden Gefügespannungen zu Ausschußstücken oder zu Oberflächenbeschädigungen während des Betriebs führen. Im Gegensatz hierzu stellt die beschriebene Ausgestaltung durch die ebene Fläche 5 mit den Abschrägungen 6 eine unkomplizierte, einheitliche Oberfläche dar, die eine problemlose, gleichmäßige Härtung gestattet

Ergänzend sei noch erwähnt, daß in F i g. 1 die Kugeln 3 aus Gründen einer Zeichnungsvereinfachung nicht dargestellt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kugelgewindetrieb mit zwischen Mutter und Spindel vorgesehenen Kugeln, die in mutter- und spindelseitigen Gewindegängen gleicher Steigung aufgenommen sind, wobei zur Kugelrückführung zwischen äußeren Gewindeflanken zweier benachbarter Gewindegänge eine Ausnehmung vorgesehen ist, welche gemeinsam mit gegenüberliegenden Leitflächen jeweils eines auf der Spindel befestigten Ablenkstückes einen Kugelrückführungskanal begrenzt, wobei die Ausnehmung zwischen den Gewindeflanken von einer ebenen Fläche gebildet ist, auf welcher das Ablenkstück angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (5) durchgehend eben ist, daß das Ablenkstück aus zwei gleichen, einander zugewandten Teilen (14) besteht, deren Leitflächen (4) im wesentlichen eben und geradlicig ausgebildet und senkrecht auf der Ausnehmung angeordnet sind, um ein radial nach außen offenes U zu bilden, und daß die Ausnehmung jeweils eine Abschrägung (6) zu den Gewindegängen (12) für den hemmungsfreien Ein- bzw. Austritt der Kugeln (3) aufweist