DE1808328B2

DE1808328B2 - Mutter fuer ein kugelumlaufschraubenspindelgetriebe

Info

Publication number: DE1808328B2
Application number: DE19681808328
Authority: DE
Inventors: Sven Walter Sävedalen Nilsson (Schweden)
Original assignee: Aktiebolaget Svenska KuUagerfabriken, Göteborg (Schweden)
Priority date: 1967-11-13
Filing date: 1968-11-12
Publication date: 1973-07-19
Also published as: FR1604637A; GB1198876A; US3532004A; NL6816112A; CH482949A; DE1808328C3; DE1808328A1; SE310582B

Description

(20, 21) und die Bolzen (18) überdeckt und si- Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bei einer

chert. Mutter mit sehr kompliziert geformten Umlenkein-

sätzen auch bereits bekannt, den Verbindungskanal

65 für die Kugeln zwischen den Umlenkeinsätzen nicht

Die Erfindung betrifft eine Mutter für ein Schrau- als axial gerichtete Bohrung oder Nut auszubilden,

benspindelgetriebe, bei dem die Mutter und die sondern in Form einer im Gegensinne schraubenför-

Schraubenspindel Gewinderillen aufweisen, die sich mig verlaufenden Nut an der Peripherie des Muttern-

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körpers die durch eine Hüke abgedeckt ist (französi- Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Mutter ge-

Ä sehe Patentschrift 1 436 798) Dadurch werden zwar maß der Erfindung

scharfe Krümmungen vermieden; die dafür erforder- Fig.2 die Mutter nach Fig. 1 in Seitenansicht

ϊ. liehen umfangreichen Frasarbeiten vergrößern je- und zum Teil aufgebrochen mit Blick auf den Rück-

^dOChu?T HersteUungsaufwand erheblich, und die 5 fühiungskanal aus anderer Richtung,

; Anzahl der fur eine geschlossene Kette notwendigen Fig 3 einen Schnitt nach Linie ΙΠ-ΙΠ in Fig. 1,

- Kugeln steig* beträchtlich. _Fi| ₄ ^ _vereinfadlte perspektivische Ansicht

Es ist auch bereits eine Mutter der eingangs ge- der «fen Rückführungskanal bildenden Umlenkein-

naimten Art vorgeschlagen worden (deutsche Patent- sätze in der Stellung zueinander, die sie in der Mutter

schnft 1625 526), deren Umlenkeinsätze mit Zwi- io einnehmen

schenatnf and m Schlitze eingesetzt sind, welche, aus- F i g. 5 die Mutter in Seitenansicht, um 90° gegen-

geher.d von der zylindrischen Mantelfläche der Mut- über F i g. 2 gedreht, und

% ter, als einzelne rechteckige Ausnehmungen heraus- Fig 6 einen Ausschnitt aus Fig.3 in größerem

gearbeitet sind. Diese lassen sich jedoch nur sehr Maßstab

schwierig mit der erforderlichen guten Paßgenauig- 15 Das in Fig. 1 im Axialschnitt dargestellte Schraukeit herstellen. benspindelgetriebe, beispielsweise einer Werkzeug-Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mutter der ein- rnaschhie besteht aus einer Kugelspindel 10 und gangs genannten Art zu schaffen, deren Rückfüh- einer mit dieser zusammenwirkenden Mutter 11. In _v rungskanal keine scharfen Knicke oder engen Kriim- bekannter Weise trägt die Kugelspindel 10 eine äumungen aufweist und sich dennoch in sehr einfacher ao ßere Gewinderille 12, während die Mutter innen mit Weise herstellen läßt, wobei die. Anzahl der Kugeln einer entsprechenden Gewinderille 13 versehen ist. auf ein Mindestmaß beschränkt ist. Erfindungsgemäß Die Gewinderillen 12 und 13 werden zusammen im wird diese Aufgabe durch folgende Merkmale gelöst: Querschnitt kreisförmige Laufbahnen für Kugeln 14, Jeder der beiden scheibenförmigen Umlenkeinsätze über welche sich die Mutter 11 in axialer Richtung hat im wesentlichen die Grundform eines rechtwink- 25 auf der Kugelspindel 10 abstützt. Damit bei Relativligen Dreiecks, dessen Hypothenuse ersetzt ist durch bewegung dieser beiden Teile zueinander ein in sich einen Viertelkreis mit etwa rechtwinklig abgekröpf- geschlossener Kugelumlauf erhalten wird, ist ein ten geradlinigen Verbindungen zu den beiden Käthe- axialer Rückführungskanal vorgesehen, dessen weiter ten; die dem Vierteilkreis folgende Kantenfläche je- unten beschriebene Ausbildung Gegenstand der vordes scheibenförmigen Umlenkeinsatzes weist eine im 30 liegenden Erfindung ist.

Querschnitt halbkreisförmige Kugellaufrille auf; die Der Mutternkörper weist an seinem mit Bezug auf

in der Mutter eingefrästen Schlitze sind beide koaxial F i g. 1 linken Ende eine Ausdrehung auf, in die eine

verlaufend, jedoch derart gegensinnig schräg an- der Abschirmung gegen Schmutz dienende Dichtung

geordnet, daß sie am Anfang und am Ende der Mut- 15 eingesetzt ist. Außen ist die Mutter mit einem

ter tangential in eine Gewinderille der Mutter mün- 35 Flansch 16 versehen, der eine Verzahnung 17 tragen

den; an den Einmündungen der eingefrästen Schlitze kann, um z. B. zwei nebeneinander auf derselben Ku-

• in eine Gtwinderille der Mutter befindet sich je ein gelspindel laufende Muttern, deren Flanschenden ge-

in die Gewinderille eingreifendes Abweiselement in geneinander gerichtet sind, miteinander zu koppeln

Gestalt eines zylindnschen Bolzens mit schräg ange- und zu verspannen.

schärfter Stirnfläche, wobei diese Bolzen derart in 40 Die Kugeln 14 werden durch Bolzen 18 aus der windschief zur Symmetrieachse der Mutter angeord- schraubenförmigen Laufbahn zwischen Kugelspindel nete Bohrungen der Mutter eingesetzt sind, daß ihre 10 und Mutter 11 in den vorerwähnten Rückfühangeschärften Stirnflächen die Kugeln aus dem Ku- rungskanal bzw. am anderen Ende der Mutter aus gellaufkanal tangential in die am ersten scheibenför- letzterem wieder in die Laufbahn übergeleitet. Wie migen Umlenkeinsatz ausgebildete Rille lenken bzw. 45 am besten aus F i g. 6 ersichtlich, sind die tangential aus der Rille des zweiten scheibenförmigen Umlenk- liegenden Kugelspindel gerichteten Bolzen 18 an ih-ί einsatzes tangential in den schraubenförmigen Ku- rem radial inneren Ende zungenförmig angeschärft gellaufkanal zurücklenken. und reichen mit dieser angeschärften Stirnfläche 19 ί Abweiselemente in Gestalt von Bolzen, die in bis etwa auf den Grund der Gewinderille 12. Je nach Γ windschief zur Symmetrieachse der Mutter angeord- 50 der Drehrichtung der Teile 10 und 11 gegeneinander i: nete Bohrungen eingesetzt sind, und mit ihren ange- wird einer der beiden Bolzen 18 als die Kugeln in schärften Stirnflächen die Kugeln leiten, sind zwar den Rückführungskanal leitendes Abweiselement, bei Muttern für Schraubenspindelgetriebe nicht mehr während der andere Bolzen 18 die Kugeln in gleichneu, (deutsche Auslegeschrift 1035 416, britische förmigem Lauf wieder in die von den Gewinderillen Patentschrift 246 987, USA.-Patentschrift 55 12,13 gebildete Kugellaufbahn zurückführt.
2 959 978); sie sind jedoch bisher nur in Verbindung Wesentlicher Teil des Rückführungskanals gemäß mit wesentlich aufwendigeren Konstruktionen für der Erfindung sind besonders geformte Umlenkeinden Kugelumlauf verwendet worden. sätze 20 und 21, deren Gestalt aus F ig. 4 hervor-In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die zy- geht. Je nach Drehrichtung der Kugelspindel bzw. lindrische Mantelfläche der Mutter derart bearbeitet, 60 der Mutter dient einer der Umlenkeinsätze 20 bzw. daß die Umlenkeinsätze und die Bolzen an ihren au- 21 als Kugelführung am Eingang und der andere ßeren Enden dem Verlauf der Mantelfläche der Mut- Umlenkeinsatz als Kugelführung am Ausgang des ter folgen, sowie eine auf die Mutter aufgeschobene Rückführungskanals. Jeder Umlenkeinsatz bestellt Hülse, die die Umlenkeinsätze und die Bolzen über- aus einer Scheibe mit im wesentlichen der orunadeckt und sichert. 6_S form eines gleichschenkligen Drehecks, dessen Hy-

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in pothenuse durch einen Viertelkreis ^{24 m}'. .

der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels rechtwinklig abgekröpften geradlinigen vermn -

näher erläutert. Es zeigt gen zu den beiden Katheten 22 und 23 ersetzt isi.

Die dem Viertelkreis folgende Kantenfläche weist lenkeinsätze 20 und 21 können diese Formteile bei

eine im Querschnitt halbkreisförmige Kugellaufrille langen Muttern auch axial voneinander getrennt He-

25 auf, die mit einer entsprechend ausgefrästen Ge- gen. In diesem Falle kann in einfacher Weise im

genfläche im Mutternkörper den Rückführungskanal Mutternkörper ein geradliniger Verbindungskanal

bildet. 5 hergestellt werden.

Aus Fig.6 wird deutlich, daß die scheibenförmi- Es ist zweckmäßig, sowohl die Bolzen 18 als auch

gen Umlenkeinsätze 20 und 21 in sich schneidenden die Umlenkeinsätze 20 und 21 an ihren parallel zur

ebenen Schlitzen 26 und 27 in den Mutternkörper Spindelachse verlaufenden Seitenkanten so zu bear-

eingesetzt sind. Die Schlitze 26 und 27 sind tangen- beiten, daß sie mit der äußeren Mantelfläche des

tial zur schraubenförmigen Bahn der Kugeln auf der io Mutternkörpers abschließen (vgl. F i g. 3). Auch die

Kugelspindel gerichtet. Dabei liegen die der geradli- der Kathete 23 entsprechenden Seitenflächen werden

nigen Verbindung am Ende der Kathete 23 entspre- bevorzugt nicht wie in Fig.4 gezeigt eben, sondern

chenden Stirnflächen der Umlenkeinsätze 20, 21, an im Querschnitt halbkreisbogenförmig ausgeführt, um

denen sich der Beginn der Kugellaufrille 25 befindet, sich genau der Ausfräsung im Mutternkörper anzu-

dicht neben den angeschärften Stirnflächen 19 der 15 passen (s. F i g. 5).

Bolzen 18, so daß die von diesen abgelenkten Kugeln Die maschinelle Bearbeitung des Mutternkörpers

14 glatt in den Kugelrückführungskanal einlaufen gemäß der Erfindung ist sehr einfach. Benötigt wer-

bzw. aus diesem wieder herauslaufen können. Die den lediglich zwei tangentiale Bohrungen fur die BoI-

anderen beiden geraden Seitenkanten der Umlenk- zen 18 und sodann (vgl. F i g. 5 und 6) eine im Ouer-

einsätze, die der Kathete 22 entsprechen, weisen im *o schnitt im wesentlichen dreieckige Ausfräsung (30)

wesentlichen in dieselbe Richtung. Bei dem darge- zunächst in der einen und dann in der anderen tan-

stellten Ausführungsbeispiel stoßen die Umlenkein- gentialen Richtung, wobei die Ebenen dieser Ausfrä-

sätze 20 und 21 am Ende dieser Seitenkanten unmit- sungen einen spitzen Winkel mit der Achse der Boh-

telbar aneinander, so daß die Kugeln unmittelbar rung für den zugehörigen Bolzen 18 bilden. Dabei

von der Laufrille 25 des einen Einsatzes in die Lauf- as wird man zweckmäßig an den Enden der Ausfräsun-

rille 25 des anderen Einsatzes übergehen. gen mit Bohrungen beginnen und dann durch Fräsen

Für einen möglichst reibungslosen Lauf der Mut- zur axialen Mitte der Mutter hin fortfahren und dater 11 ist es wichtig, daß die Kugellaufrillen 25 in bei entsprechend geformte Gegenflächen zu den Kuden Umlenkeinsätzen 20 und 21, in Projektion auf gellaufrillen 25 in den Umlenkeinsätzen 20, 21 eine senkrecht dazu gerichtete Axialebene betrachtet, 30 hierzu herstellen. Aus F i g. 6 geht sehr gut die untereine Erstreckung über wenigstens zwei Gewinde- schiedliche tangentiale Lage zwischen den Bohrungänge der Kugelspindel aufweisen. Dann wird der gen einerseits und den Ausfräsungen andererseits an Krümmungsradius des Rückführungskanals im Ver- den beiden Enden des Rückführungskanals hervor,
hältnis zum Durchmesser der Kugeln genügend groß, Um die Umlenkeinsätze 20 und 21 sowie die BoI-um eine Bremsung des Kugelumlaufs weitgehend zu 35 zen 18 in ihrer Lage zu sichern, ist auf den Mutternvenneiden. körper eine Hülse 28 aufgeschoben, der mittels eines

Im Gegensatz zu der in Fig.4 dargestellten un- Sprengringes 29 zwischen diesem und dem Flansch

mittelbar aneinandergrenzenden Anordnung der Um- 16 gehalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

zu einem schraubenförmigen Kugellaufkanai von Patentansprüche: Kreisquerschnitten ergänzen, in der Mutter ein Ku- gelrückführkanal ausgebildet ist, der in seinem Mit-

1. Mutter für ein Schraubenspindelgetriebe, bei telabschnitt axial verläuft und an den beiden überdem die Mutter und die Schraubenspindel Ge- 5 »angsstellen vom schraubenförmigen Kugellaufkanal winderillen aufweisen, die sich zu einem schrau- zum axialen Mittelabschnitt durch scheibenförmige benförmigen Kugellaufkanal von Kreisque»- Umlenkeinsätze gebildet ist, welches in eingefräste schnitten ergänzen, in der Mutter ein Kugelrück- Schlitze der Mutter eingesetzt sind, und im schrauföhrkanal ausgebildet ist, der in seinem Mittelab- bc^förmigen Kugellaufkanal und im Rückführkanal schnitt axial verläuft und an den beiden Über- io Kugeln in Form einer in sich lückenlos geschlossenen gangssteilen vom schraubenförmigen Kugellauf- Kette angeordnet sind, wobei jeder der beiden scheikanal zum axialen Mittelabschnitt durch schei- benförmigen Umlenkeinsätze im wesentlichen die benförmige Umlenkeinsätze gebildet ist, welche Grundform eines rechtwinkligen Dreiecks hat, dessen in eingefräste Schlitze der Mutter eingesetzt sind, Hypothenuse ersetzt ist durch einen Viertelkreis mit und im schraubenförmigen Kugellaufkanal und 15 etwa rechtwinklig abgekröpften geradlinigen Verbinim Rückführkanal Kugela in Form einer in sich düngen zu den beiden Katheten, die dem Viertelkreis lückenlos geschlossenen Kette angeordnet sind, folgende Kantenfläche jedes scheibenförmigen Umwobei jeder der beiden scheibenförmigen Um- lenkeinsatzes eine im Querschnitt halbkreisförmige lenkeinsätze im wesentlichen die Grundform Kugellaufrille aufweist, die in der Mutter eingefräeines rechtwinkligen Dreiecks hat, dessen Hypo- ao sten Schlitze beide koaxial verlaufend, jedoch derart thenuse ersetzt ist durch einen Viertelkreis mit gegensinnig schräg angeordnet sind, daß sie am Anetwa rechtwinklig abgekröpften geradlinigen Ver- fang und am Ende der Mutter tangential in eine Gebindungen zu den beiden Katheten, die dem winderille der Mutter münden, sich an den Einmün-Viertelkreis folgende Kantenflächen jedes schei- düngen der eingefrästen Schlitze in eine Gewinderille benförmigen Umlenkeinsatzes eine im Quer- 35 der Mutter je ein in die Gewinderille eingreifendes schnitt halbkreisförmige Kugellaufrille aufweist, Abweiselement in Gestalt eines zylindrischen BoI-die in der Mutter eingefrästen Schlitze beide ko- zens init schräg angeschärfter Stirnfläche befindet axial verlaufend, jedoch derart gegensinnig und diese Bolzen in derart schräg zur Symmetrieschräg angeordnet sind, daß sie an Anfang und achse der Mutter angeordnete Bohrungen der Mutter am Ende der Mutter tangential in eine Gewinde- 30 eingesetzt sind, daß ihre angeschärften Stirnflächen rille der Mutter münden, sich an den Einmün- die Kugdn aus dem Kugellaufkanal tagential in die düngen der eingefrästen Schlitze in eine Ge- am ersten scheibenförmigen Umlenkeinsatz ausgebilwinderille der Mutter je ein in die Gewinderille dete Rille lenken bzw. aus der Rille des zweiten eingreifendes Abweiselement in Gestalt eines zy- scheibenförmigen Umlenkeinsatzes tagential in den lindrischen Bolzens mit schräg angeschärfter 35 schraubenförmigen Kugellaufkanal zurücklenken.
Stirnfläche befindet und diese Bolzen in derart Bei Muttern für Kugelumlauf-Schraubenspindelge-

schräg zur Symmetrieachse der Mutter angeord- triebe stellt die Ausbildung des Rückführungskanals nete Bohrungen der Mutter eingesetzt sind, daß für die Kugeln die größte Schwierigkeit dar, die insihre angeschärfte Stirnflächen die Kugeln aus besondere daraus resultiert, daß der Rückführungsdem Kugellaufkanal tangential in die am ersten 40 kanal notwendigerweise mehrfach seine Richtung änscheibenförmigen Umlenkeinsatz ausgebildete dem muß. Zu diesem Zweck ist es bekannt, mit Ein-Rille lenken bzw. aus der Rille des zweiten schei- sätzen im Mutterkörper zu arbeiten, mittels welcher benförmigen Umlenkeinsatzes tangential in den die Richtungsänderung der Kugeln gesteuert wird,
schraubenförmigen Kugellaufkanal zurücklenken, i_m Bestreben, hierfür möglichst einfache Formen

dadurch gekennzeichnet, daß sich die 45 zu entwickeln, die sich ohne allzu großen Arbeitsauf beiden Umlenkeinsätze (20, 21) an ihren gegen- wand herstellen und in entsprechend einfach herzueinander weisenden Enden berühren und die ein- stellende Ausnehmungen des Mutternkörpers einsetgefrästen Schlitze (26, 27) von einer gemeinsa- _zen lassen, ist es bekannt, die Umlenkeinsätze scheimen, im wesentlichen dreieckigen Nut (30) in der·, benförmig auszubilden und in eingefräste Schlitze in Oberfläche der Mutter ausgehen. 50 den Mutternkörper einzusetzen, die in Radialebenen

2. Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zur Mutter- bzw. Spindelachsu verlaufen (britische zeichnet, daß die axial äußeren Enden der einge- Patentschriften 687 634 und 957 330). Durch diese frästen Schlitze (26, 27) durch Bohrungen gebil- Umlenkeinsätze werden die Kugeln im wesentlichen det sind. tangential aus der von den Gewinderillen der Spindel

3. Mutter nach Anspruch 1 oder 2, gekenn- 55 und der Mutter gebildeten Laufbahn heraus bzw. in zeichnet durch eine Bearbeitung ihrer zylin- diese zurückgeführt, während die Umlenkung der drischen Mantelfläche derart, daß die Umlenk- Kugeln in die Axialrichtung erst am radial äußeren einsätze (20, 21) und die Bolzen (18) an ihren Ende der Einsätze und dort zwangläufig mit erhebliäußeren Enden dem Verlauf der Mantelfläche dien Bahnkrümmungen erfolgt, durch welche der der Mutter folgen, sowie eine auf die Mutter auf- 60 Lauf der Kugeln gehemmt und damit die Reibung ergeschobene Hülse (28), die die Umlenkeinsätze höht wird.