DE2608693C3 - - Google Patents

Description

In einer aus der DE-OS 23 28 651 bekannten 5 Vorrichtung dieser Art ist im Körper der Umkehrmutter ein axial feststehender Stift angebracht, der als Halteeinrichtung dient Die um 90° versetzten und zueinander diametral gegenüberliegenden Stifte dienen zur axialen Bewegung des Mutternkörpers, wobei die ίο Verstellung dieser verschiebbaren Stifte unter Überwindung der Reibungskraft erfolgen solL Diese Vorrichtung bedingt, daß bei der Kraftübertragung von der Umkehnnutter auf einen hin und her zu bewegenden Maschinenteil erhebliche Reaktionskräfte durch diesen 15 Reibungsschluß aufgenommen werden müssen, wodurch einmal solche zu übertragenden Kräfte stark beschränkt sind und zum anderen die gewollte Verschiebung erhebliche Steuerkräfte und Stellkräfte nötig macht Außerdem bedingt dieser Reibungsschluß Festhalten in der einen oder anderen der beiden 20 einen Stick-SIick-Effekt, der ein ruckartiges Hin- und Lagen ausgebildet ist Herbewegen des Mutternkörpers bewirkt

2. Umkehrmutter nach Anspruch 1, dadurch in einer anderen bekannten Vorrichtung dieser Art

gekennzeichnet, daß der Mutternkörper (30) aus (FR-PS 4 94 347) sind axial unbewegliche Mitnehmer, einem Gehäuse (46) besteht und einen ringförmigen die unter anderem die Form von Kugeln haben können. Käfig (44) umschließt, der eine radial verlaufende, 25 Die als Kugel vorgesehenen Mitnehmer befinden sich schlitzartige öffnung (72,74) aufweist, wobei ein Teil jedoch in einer Art von Käfig, der wiederum in dem

hohlen Fortsatz der Motorwelle über ein Radiallager befestigt ist Durch diese Anordnung ist der Reibungsschluß wesentlich reduziert jedoch ist dieser Aufbau konstruktiv aufwendig und nur für eine endlose Rille auf der Spindel geeignet

Eine weitere bekannte Vorrichtung (FR-PS 22 16 622) hat ebenfalls wie die DE-OS 23 28 651 Stifte als Führungsmittel vorgesehen, die in sich axial verschieb-

um seine Peripherie herum verlaufenden ersten Nut 35 bar sind und in endlosen Rillen einer Spindel laufen. Die (68) aufweist, daß die nachgiebigen Haltceinrichtun- Lagerung der Spindel erfolgt über radiale Nadelrollengen einen in der Nut aufgenommenen Federring (75) lager, die einen direkten Oberflächenkontakt mit der aufweisen, der mit der verschiebbaren Kugel (36,38) Welle haben, wobei die Länge der Nadeln auf die Breite in Eingriff bringbar ist, um sie in einer Endlage der Rille entsprechend abgestimmt ist, so daß auch beim festzuhalten, daß der Käfig eine zusätzliche, im 40 Überfahren einer Rille immer noch ein Umfangs-Konwesentlichen ringförmig ausgebildete zweite Nut takt von 360° erhalten bleibt. Diese Art von Lagerung (70) aufweist, die um seine Peripherie herum verläuft ist jedoch sehr aufwendig im Hinblick auf die Montage und von der ersten Nut axialen Abstand hat, und daß und Demontage der Welle. Die Mitnehmer, die in Form die Halteeinrichtungen einen zweiten, von der von Stiften ausgebildet sind, weisen dieselben Nachteile zweiten Nut aufgenommenen Federring (76) aufwei- 45 auf, wie die Vorrichtung in der bereits erwähnten

der Wandung des Gehäuses als Fassung für die verschiebbare Kugel (36,38) dient und Mittel (42,46, 50,52,54,56,58) zur Sicherung des Käfigs innerhalb des Gehäuses vorgesehen sind.

3. Umkehrmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mutternkörper (30) ein Gehäuse (46) und einen teleskopisch verschiebbaren Käfig (44) mit einer im wesentlichen ringförmigen,

sen, der mit der verschiebbaren Kugel in Eingriff bringbar ist, um diese in einer zweiten Endlage festzuhalten.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Umkehrmutter zur Verwendung in Verbindung mit einer Kreuzgewindespindel, wobei in dem die Spindel umgebenden Mutterkörper mindestens ein in das Kreuzgewinde greifender Wälzkörper als Mitnehmer axial unbeweglich und mindestens ein ebenfalls in das Kreuzgewinde greifender Wälzkörper als Mitnehmer axial verschieb-

DE-OS 23 28 651.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Verbesserungen an reibungsarmen Mutternkonstruktionen der oben beschriebenen Art zu schaffen, insbesondere im

so Hinblick auf Kostenreduzierung und Montagezeitverkürzung, im Verein mit stark vereinfachten Gebilden, durch die die Herstellungs- und Zusammenbaukosten verringert werden.

Demgemäß sollen die obigen Nachteile bisher bekannter Umkehrmutter-Vorrichtungen durch die Erfindung dadurch beseitigt werden, daß eine verbesserte Umkehrmutter für mit Rechts- und Linksgewinde versehene Schrauben geschaffen wird, die einfach und billig hergestellt und zusammengebaut werden kann und

bar bezüglich des Mutternkörpers angebracht sind und 60 eine Mindestzahl an Einzelteilen erfordert. Die Vorrich-

eme Halteeinrichtung zum Festhalten bezüglich des Mutternkörpers in dessen inneren Führungen axial verschiebbar angebrachten Wälzkörper als Mitnehmer in einer von zwei voneinander getrennt gelegenen vorbestimmten Lagen vorgesehen ist.

In der Vergangenheit sind eine Anzahl von Mechanismen vorgeschlagen und konstruiert worden, bei welchen die Laufrichtung einer von einer mit

tung soll zuverlässig im Betrieb sein und die Anfälligkeit zum Verklemmen und zu Fehlfunktionen soll vermindert werden. Die Multerfolgevorrichtung soll in Verbindung mit Schrauben verwendbar werden, die einfache, wellenförmige, leichter als die bisher benutzten Gewindeformen herstellbare Nutenformen aufweisen.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß

die Halteeinrichtungen nachgiebig als Widerlager für die als Kugel ausgebildeten Mitnehmer innerhalb der Führung zu nachgiebig auflösbarem Festhalten in der einen oder anderen der beiden Lagen ausgebildet ist

Befindet sich tue verschiebbare Kug^l in einer der beiden Endlagen, so kann sie entweder die rechtsgängige Nut einnehmen oder aber die linksgängige Nut, wenn sich die Kugel in der anderen Endlage befindet Auf diese Weise können also beide Kugeln dazu veranlaßt werden, die eine oder die andere Nut einzunehmen, ig wodurch eine wahlweise Bewegung der Mutter in entgegengesetzten Axialrichtungen für einen gegebenen Sinn relativer Drehbewegung zwischen Mutter und Schraube ermöglicht wird.

In besonders vorteilhafter Weise kann der Mutterkörper aus einem Gehäuse bestehen und einen ringförmigen Käfig umschließen, der eine radial verlaufende, schlitzartige öffnung aufweist, wobei ein Teil der Wandung des Gehäuses als Fassung für die verschiebbare Kugel dient und Mittel zur Sicherung des Käfigs innerhalb des Gehäuses vorgesehen sind.

In einer weiteren vorteilhaften Weise kann der Mutternkörper ein Gehäuse und einen teleskopisch verschiebbaren Käfig mit einer im wesentlichen ringförmigen, um seine Peripherie herum verlaufenden ersten Nut aufweisen, ebenso können die nachgiebigen Halteeinrichtungen einen in der Nut aufgenommenen Federring aufweisen, der mit der verschiebbaren Kugel in Eingriff bringbar ist, um sie in einer Endlage festzuhalten, daß der Käfig eine zusätzliche, im wesentlichen ringförmig ausgebildete zweite Nut aufweist, die um seine Peripherie herum verläuft und von der ersten Nut axialen Abstand hat, und daß die Halteeinrichtungen einen zweiten, von der zweiten Nut aufgenommenen Federring aufweisen können, der mit der verschiebbaren Kugel in Eingriff bringbar ist, um diese in einer zweiten Endlage festzuhalten.

Dabei kann die Mutter zwischen den Enden der Schraube in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt werdsn, wobei die Umkehr der axialen Bewegungsrichtung der Mutter (oder der Schraube) automatisch bewerkstelligt wird.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. I eine Ansicht des Traversiermechanismus unter Anwendung der gemäß der Erfindung verbesserten Umkehrmutter;

F i g. 2 ein Schnitt entlang der Linie 2-2 der F i g. 1;

Fig. 3 eine Ansicht nach der Linie 3-3 der Fig. 1, die zwei verschiebbare, das Gewinde erfassende Kugeln zeigt;

F i g. 4 eine der F i g. 3 entsprechende Ansicht, bei der sich die beiden verschiebbaren Kugeln in ihren jeweiligen entgegengesetzten Endstellungen befinden;

Fig. 5 eine Abwicklung der in Fig. 1 gezeigten Mutter und Schraube mit Rechts- und Linksgewinde;

Fig.6 einen Teilschnitt durch die in Fig. 1 bis 4 gezeigte Umkehrmutter in vergrößertem Maßstab;

F i g. 7 eine Draufsicht auf einen von zwei in der Umkehrmutter gemäß der vorliegenden Erfindung benutzten, ringförmigen Fedi: >gen;

F i g. 8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 der F i g. 7;

Fig. 9 einen Aufriß des linken Endes des Käfigteils der in F i g. 1 bis 4 gezeigten Umkehrmutter;

Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie 10-10 der Fig. 9;

Fig. 11 einen Schnitt entlang der Linie 11-11 der Fig. 9;

Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie 12-12 der Fig. 9;

Fig. 13 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Schraubenspindel mit Rechts- und Linksgewinde und in der Nähe der entgegengesetzt gelegenen Schraubenenden angeordnete Umkehrnuten;

Fig. 14 einen Vertikalschnitt durch das Gehäuseteil der in F i g. 1 bis 4 gezeigten Umkehrmutter;

F i g. 15 einen Aufriß des rechten Endes des in F i g. 14 gezeigten Gehäuseteils;

F i g. 16 eine Abwicklung der in F i g. 1 gezeigten Schraube mit Rechts- und Linksgewinde und die Stellungen der drei der Mutter zugeordneten Kugeln während der axialen Bewegung der Mutter nach links relativ zu einer sich drehenden Schraube;

Fig. 17 eine der Fig. 16 entsprechende Ansicht mit einer die Vorlaufstellung einnehmenden Kugel, die mit derjenigen Umkehrnute in Eingriff steht, die die vorlaufende Kugel nach rechts bezüglich der Mutter verschiebt;

Fig. 18 eine den Fig. 16 und 17 entsprechende Ansicht und die vorlaufende Kugel, die völlig in ihre äußerste rechts bezüglich der Mutter durch die fortgesetzte Bewegung der letzteren nach links bezüglich der Schraube verschoben ist;

Fig. 19 eine den Fig. 16 bis 18 entsprechende Ansicht und die nachlaufende Kugel, die nach links bezüglich der Mutter verschoben ist, nachdem die letztere ihre Bewegung nach rechts bezüglich der Schraube begonnen hat;

Fig. 20 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht und eine modifizierte Umkehrmutter mit das Gewinde erfassender Kugel, die umfangsmäßig ungleiche Abstände voneinander haben;

Fig. 21 eine Abwicklung der in Fig. 20 gezeigten Umkehrmutter und Schraubenspindel mit Rechts- und Linksgewinde;

Fig. 22 eine Ansicht einer modifizierten Schraubenspindel mit Rechts- und Linksgewinde, deren Steigungsverhältnis von Linksgewinde zu Rechtsgewinde gleich 3 zu 1 ist, sowie einer Umkehrmutter, die zu einer Hin- und Herbewegung darauf geeignet ist;

Fig. 23 einen Schnitt entlang der Linie 23-23 der Fig. 22;

F i g. 24 eine Abwicklung des Katigteils der in F i g. 22 und 23 gezeigten Umkehrmutter und Schraube mit Rechts- und Linksgewinde;

Fig. 25 eine Abwicklung der in Fig. 22 und 23 gezeigten Schraube mit Rechts- und Linksgewinde für sich alleine;

F i g. 26 eine der F i g. 25 entsprechende Ansicht und die Stellungen der mit dem Gewinde in Eingriff stehenden Kugeln einer modifizierten Umkehrmutter;

Fig.27 einen vertikalen Teilschnitt durch eine modifizierte Konstruktion, die verbesserte Befestigungsmittel zur Verbindung eines Gehäuseteiles der Umkehrmutter mit einem zugeordneten Käfigteil aufweist;

Fig. 28 einen Schnitt entlang der Linie 28-28 der Fig. 27;

Fig. 29 eine Ansicht einer Schraubenspindel mit Rechts- und Linksgewinde und einer weiter modifizierten Umkehrmutter, die gegen Axialbewegung gesichert ist, während sie drehbar angetrieben wird;

Fig. 30 eine Abwicklung einer Schraube mit Rechtsund Linksgewinde, die eine durch Nullsteigung gekennzeichnete Umkehrnut aufweist;

Fig.31 einen Endaufriß der in Fig.30 gezeigten Schraube.

In F i g. 1 wird ein Traversiermechanismus 10 gezeigt, der ein Fußteil 12 mit senkrecht darauf stehenden Stützen oder Lagern 14,16 für eine Schraubenspindel 18 mit Rechts- und Linksgewinde enthält. Die letztere trägt ein von einer K raftquelle angetriebenes Zahnrad 20. Die Schraubenspindel 18 weist Gewindeformen 22 auf, die sich kreuzweise überschneidende rechts- und linksgängige Nuten 24, 26 wellenförmigen Querschnitts begrenzen.

Eine Umkehrmutter 28 besteht aus einem Mutternkörper 30 mit einer durchgehenden Bohrung 32 zur Aufnahme der Schraubenspindel 18 und aus mit dem Gewinde in Eingriff stehenden Kugeln 34,36 und 38, die in die Ausbohrung hineinragen und mit den Gewindenuten 24 oder 26 in Eingriff bringbar sind. Zur Verminderung der Reibung sind Nadellager 40, 42 den breiten Seitenflächen der Schraube 18 zugeordnet. Diese Nadellager sind herkömmlicher Konstruktion, besitzen innere und äußere Laufbahnen und sind in den Mutternkörper 30 eingepreßt.

Die in F i g. 1 bis 4 und 6 gezeigte Umkehrmutter weist einen in Fig.9 bis 12 dargestellten Käfig 44 und ein in F i g. 14 und 15 veranschaulichtes Gehäuse 46 auf. Der Käfig 44 wird teleskopisch vom Gehäuse 46 aufgenommen, wie in Fig. 1, 3 und 4 gezeigt ist. Das innere Ende 48 des Käfigs 44 stößt an eine entsprechende, ringförmige Innenschulter 50 (Fig. 14) des Gehäuses 46 an, wenn diese beiden Teile zusammengebaut sind. Ein sichernder Sprengring 52 ist in eine ringförmige Nut 54 des Gehäuses 46 so einbringbar, daß er den Käfig 44 permanent festhält. Madenschrauben 56 sind in radial verlaufende, mit Gewinde versehene Bohrungen 58 des Gehäuses eingeschraubt und werden von entsprechend kleinen Vertiefungen 60 des Käfigs 44 aufgenommen, wodurch der letztere innerhalb des Gehäuses festgehalten wird.

Aus den F i g. 9 bis 12 ist ersichtlich, daß der Käfig 44 einen Querdurchlaß 62 durch seine ringförmige Wandung besitzt, um die Kugel 34 aufzunehmen, wodurch der Kugel jegliche axiale Bewegungsmögüchkeit relativ zum Käfig genommen, ihr jedoch volle Rotierbewegungsfreiheit belassen wird. Ferner sind zwei sich diametral gegenüberliegende, längliche Schlitze 72, 74 (Fig. 12 bzw. 11) vorgesehen, deren jeweilige Breite etwas größer als der Durchmesser der Kugeln 36, 38 ist und die sich völlig durch die ringförmige Wandung des Käfigs 44 hindurch erstrekken.

Wie aus F i g. 1,3 und 4 hervorgeht, sind nachgiebige, mit der Kugel 36 in Eingriff bringbare Festhaltemittel vorgesehen, um die Kugei in einer von zwei entgegengesetzt gelegenen Endstellungen zu halten, wobei die Festhaltemittel aus Federrir.gen 75, 76 bestehen, von denen eine in F i g. 7 und 8 veranschaulicht ist

Der Käfig 44 besitzt zwei Nuten 68, 70, die sich um seine Peripherie herum erstrecken und axialen Abstand voneinander haben, wie in F i g. 10 bis 12 gezeigt ist. Die Nuten überschneiden die Schlitze 72, 74 senkrecht und stellen jeweils Sitze für die Federringe 75, 76 dar. Jeder Ring kann in die entsprechende Nut eingerastet werden, ehe der Käfig 44 in das Gehäuse 46 hineingeschoben wird. Aus Fig. 14 ist ersichtlich, daß entsprechende ringförmige Luftnuten 64,66 im Gehäuse 46 vorgesehen sind. Diese Luftnuten sorgen für eine beschränkte Spielpassung für die Federringe 75 bzw. 76, wenn die letzteren von einer der verschiebbaren Kugeln 36, 31 radial nach außen gedrängt werden, wie weiter untei noch erläutert wird.

In Fig.3 ist eine Kugel 38 in einer ihrer Endlager dargestellt, während ihre andere Endlage in Fig.' gezeigt ist. F i g. 3 zeigt auch die Kugel 36 in der einei Endlage, während ihre andere Endlage in Fig.' dargestellt ist. Alle drei Kugeln 34,36,38 sind fluchtem ausgerichtet und befinden sich zur Einnahme der in de

ίο F i g. 3 gezeigten Stellungen in der Nut 26, wogegen siel alle drei Kugeln in der F i g. 4 in der entgegengesetz gerichteten Nut 24 befinden.

Die Schraubenspindel 18 besitzt gekrümmte Umkehr nuten 82, 84, die in Fig. 13 gezeigt sind und dit anfängliche Verschiebung der vorlaufenden Kuge verursachen, was anschließend zur Umkehr der axialer Bewegungsrichtung der Mutter führt. In F i g. 3 steht de Federring 75 mit der Kugel 36 in deren linken Endlagi und der Ring 76 mit der Kugel 38 in deren rechter Endlage in Eingriff. Andererseits steht der Ring 75 mi der Kugel 38 in deren linken Endlage und der Ring 7< mit der Kugel 36 in deren rechten Endlage in Eingrifl Wird die verschiebbare Kugel 36 durch die Umkehrnu 82 von einem Ende ihres Schlitzes 72 zum anderen End' des Schlitzes bewegt, so wird dadurch der Federring 7! (und danach der Federring 76) dazu veranlaßt, so wei radial nach außen nachzugeben, daß er die entsprechen de Luftnut 64 einnimmt. Bei der Verschiebung der Kuge 48 handelt es sich dann um die Umgehung beide Federringe 75, 76 nacheinander in umgekehrte Reihenfolge. Wie aus der F i g. 7 hervorgeht, hat die Nu 68 ein Widerlager 69, das eine Anstoßstelle bildet, die den Federring 75 daran hindert, sich in dem Schlitz zi drehen. Ein ähnliches (nicht gezeigtes) Widerlager kanr auch in der anderen Nut 70 vorgesehen sein.

Wie die F i g. 1 zeigt, wird die Schraubenspindel IJ mit Rechts- und Linksgewinde drehbar angetrieben, um die Mutter 28 wird durch eine der Schraube 18 paralle angeordnete und gleichlange Gleitschiene 86 geger Rotation gesichert und trägt einen Gleitschienenfolgei 88.

Die Arbeitsweise wird durch Bezugnahme auf Fig.; und 16 bis 19 verständlich. Angenommen, daß sich die Kugel 38 in ihrer rechten, in Fig. 1, 3 und 5 gezeigter Endlage befindet und die Schraube sich in der in F i g. 1 angedeuteten Richtung dreht, so nehmen alle Kugeln 34 36, 38 die linke Nut 26 ein und veranlassen die Umkehrmutter 30 dazu, sich mit Bezug auf die F i g. 1 und 5 nach links zu bewegen. Die Fig. 16 bis 19 geber eine Abwicklung der Schraube wieder, wobei die Stellungen der Kugeln in ausgezogenen und die entgegengesetzt gelegenen Endlagen der Kugeln 36,3i in gcsii iCncitcii

gczciCimci Sinu. dci

tender Bewegung der Umkehrmutter 30 nach links ir der Fig. 16 wird die Umkehr der axialen Bewegungsrichtung dadurch herbeigeführt, daß die vorlaufende Kugel 36 mit der linken Umkehrnut 82 in Eingriff trifft wie in Fig. 17 dargestellt ist Diese vorlaufende Kuge 36 wird relativ zur Mutter nach rechts verschoben während die Mutter ihre Bewegung nach links aufgrüne des Eingriffs der feststehenden Kugel 34 mit der Wandung der Nut 26 fortsetzt Bei der weiterer Bewegung der Mutter nach links nehmen die feststehen de Kugel 34 und die verschiebbaren Kugeln 36, 3i schließlich die in der Fig. 18 gezeigten Stellungen ein und die axiale Bewegungsrichtung der Mutter kehrt sich um, da die Kugel 36 ihre entgegengesetzte Endlage erreicht hat und die Mutter nach rechts trägt In F i g. 19

bewegt sich die Mutter nach rechts und verschiebt dabei die nachlaufende Kugel 38 nach links bezüglich der Mutter 30. Die Mutter setzt ihre Bewegung nach rechts so lange fort, bis sie an der rechten Umkehrnut 84 (Fig. 13) ankommt Bei ihrer Ankunft dort steht die vorlaufende Kugel 36 mit der Umkehrnut 84 in Eingriff und wird von dieser nach links verschoben, wodurch eine zweite Umkehr der axialen Bewegungsrichtung relativ zur Schraubenspindel herbeigeführt wird. Auf diese Weise wird die Muttor also in eine einfache, durch die Lage der Umkehrnuten 82, 84 bestimmte hin- und hergehende Bewegung versetzt.

Eine andere Ausgestaltung ist in den Fig. 20 und 21 dargestellt, bei der die umfangsmäßige Lage einer verschiebbaren Kugel unter einem kleineren Winkel bezüglich der umfangsmäöigen Lage der feststehenden Kugel angeordnet ist als bei der oben beschriebenen 90gradigen Anordnung. Die Mutter 28a besteht aus dem Mutternkörper 30a mit einer durchgehenden Ausbohrung 32a zur Aufnahme einer Schraubenspindel 18 mit Rechts- und Linksgewinde. In die Ausbohrung 32a ragt eine das Gewinde ergreifende Kugel 34 hinein, die mit den axial verschiebbaren Kugeln 36,38 zusammenwirkt. Die Mutter 28a trägt einen Gleitschienenfolger 88a.

Die Kugel 34, 38 sind unter einem Winkel von 60° angeordnet. Eine Abwicklung der Anordnung gemäß der Fig.20 ist in der Fig.21 wiedergegeben. Der Abstand zwischen den entgegengesetzt gelegenen Endstellungen der Kugel 18 ist durch die Dimension »X« angedeutet und ist deshalb kleiner als der durch die Dimension »Y« angedeutete Abstand zwischen den entgegengesetzt gelegenen Endstellungen der Kugel 36, weil die Kugel 38 bei ihrer Verschiebung von einer Nut in die andere eine geringere axiale Verlagerung erfordert. Diese Anordnung erhöht die Flexibilität, da durch sie zusätzlicher Raum um die Peripherie der Mutter herum zum Anbau an andere Geräte verfügbar gemacht wird. Andere Orientierungen (außer 60°) zwischen den umfangsmäßigen Lagen der verschiedenen Kugeln wären ohne weiteres möglich.

In den F i g. 22 bis 25 ist eine weitere Ausgestaltungsform dargestellt, die eine Umkehrmutter 286 und eine modifizierte Schraubenspindel 186 mit aus sich kreuzweise überschneidenden Nuten 246 und 266 gebildetem Rechts- und Linksgewinde umfaßt, wobei die Steigung der Nut 266 dreimal so groß ist wie die der Nut 246. Die Mutter 286 besteht aus einem ringförmigen Mutternkörper 306 mit einer durchgehenden Ausbohrung 326. Eine mit dem Gewinde in Eingriff stehende Kugel 34 ragt in die Ausbohrung 326 hinein und ist so gelagert, daß sie an einer Bewegung in axialer Richtung relativ zur Mutter gehindert ist jedoch frei rotieren oder rollen kann. Verschiebbare Kugeln 36, 38 ragen in die Ausbohrung 326 hinein, damit sie mit den Nutenwänden in Eingriff treten können. Die Kugel 34 wird in einer radial verlaufenden Ausnehmung im Käfigteil 446 des Mutternkörpers gehalten. Die Kugeln 36, 38 sind axial zum Mutternkörper verschiebbar und werden in einer ihrer entgegengesetzt gelegenen Endstellungen von (nicht gezeigten) Federringen festgehalten, die den in der Ausgestaltung gemäß F i g. 1 gezeigten Federringen ähnlich sind. Der Mutternkörper weist ein das Käfigteil teleskopisch aufnehmendes Gehäuseteil 466 auf.

In der Fig.24 sind die Kugeln 36, 38 zwischen entgegengesetzt gelegenen Endstellungen verschiebbar, um es den drei Kugeln 34, 36, 38 zu ermöglichen, entweder die Nut 246 mit der kleineren Steigung oder die Nut 266 mit der größeren Steigung einzunehmen.

Die Arbeitsweise geht aus der F i g. 25 hervor. Befinden sich die Kugeln in der Nut 246 und dreht sich die Schraube in der in der F i g. 22 angedeuteten Drehrichtung, so bewegt sich die Mutter axial nach links, und die von der Mutter getragene Last (in der F i g. 25 nach rechts gerichtet) wird von den Kugeln 34, 38 dann gemeinsam aufgenommen, wenn sich nicht eine von ihnen in einem Nutenkreuzungspunkt befindet. Überquert eine der Kugeln 34,38 gerade eine Kreuzung, so

to befindet sich die andere außerhalb einer Kreuzung. Folglich steht eine der beiden Kugeln stets zur Aufnahme der Last zur Verfügung.

Durch die in der F i g. 22 gezeigten Umkehrnuten 826 und 846 wird die Umkehr der axialen Bewegungsrichtung der Mutter bewerkstelligt Bei sich mit Bezug auf die F i g. 25 nach links bewegender Mutter wird die vorlaufende Kugel 38 bei ihrer Ankunft an der Nut 826 nach rechts bezüglich der Mutter verschoben. Während des Durchlaufs der Kugel 34 durch die Nut treibt sie die Mutter nach links, wobei die nachlaufende Kugel 36 axial nach links bezüglich der Mutter verschoben wird, sobald die letztere die Nut 826 verläßt, wodurch es der Mutter ermöglicht wird, ihren Lauf nach rechts in der F i g. 22 zu beginnen, wobei alle drei Kugeln 34,36,38 in der entgegengesetzt gerichteten Nut 266 laufen. Für eine gegebene Drehzahl der Schraubenspindel findet die Bewegung nach rechts mit einer etwa dreimal so großen Geschwindigkeit statt, wie die Bewegung nach links. Die Umkehr der Bewegungsrichtung an der rechten Umkehrnut 840 ist der im Zusammenhang mit der Nut 826 besprochenen analog. Statt des gezeigten Verhältnisses von 3:1 könnten in der Vorrichtung gemäß F i g. 22 auch andere Gewindesteigungsverhältnisse eingesetzt werden.

Die F i g. 26 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform und gibt eine Abwicklung einer Schraubenspindel 18c mit Rechts- und Linksgewinde wieder, wobei die Stellungen der drei mit dem Gewinde in Eingriff stehenden, von einer weiter modifizierten (nicht gezeigten) Umkehrmutter getragenen Kugeln 34, 36 und 38 eingezeichnet sind. Umfangsmäßig sind die Kugeln 36, 38 bezüglich der Lage der Kugel 34 unter einem Winkel von etwa 30° positioniert anstatt des in den Fig.24 bis 25 gezeigten Abstandes von 45°. Die Kugel 34 ist gegen eine Axialbewegung relativ zum Mutterkörper gesichert und die Kugeln 36, 38 sind zu einer diesbezüglichen axialen Verschiebung befähigt. Der enge Winkelabstand beseitigt die Möglichkeit, daß eine Kugel an den Nutenkreuzungspunkten von einer Nut in die andere springt da zwei benachbarte Kugeln niemals benachbarte Nutenkreuzungen gleichzeitig durchlaufen können.

Eine weitere Ausgestaltung ist in den F i g. 27 und 28 veranschaulicht in denen eine Umkehrmutter 28t/ mit einem inneren Käfigteil 44</ und einem äußeren Gehäuseteil 46ddie Mutter 28 gemäß der F i g. 1 ersetzt. Endlager 40, 42 sind zur Zentralisierung der Schraube und zur Minimalisierung der Gleitreibung vorgesehen. Die Innenfläche des Gehäuses 46d weist eine längliche, muldenartige Vertiefung oder Furche 90 auf, und eine entsprechende muldenartige Vertiefung oder Furche 92 ist am äußeren Teil des Käfigs 44<f ausgebildet Ein zylindrischer Paßstift 94 ist in die zylindrische, von den Furchen gebildete Ausnehmung zur Vermeidung einer relativen Drehbewegung zwischen Käfig und Gehäuse eingesetzt Der Paßstift wird von einer gespaltenen, federnden Unterlegscheibe 52 an Ort und Stelle gehalten. Er eliminiert die Madenschrauben-Anordnung

gemäß der Fig. 1 und reduziert dadurch eine geringfügige Deformation, die beim Festdrehen der Madenschraube 56 im Käfigteil 44 aufzutreten geneigt war, auf ein Minimum. Die übrigen Einzelheiten der Konstruktion gemäß F i g. 27 ähneln denjenigen der F i g. 1.

Eine weitere Ausgestaltung ist in der F i g. 29 dargestellt, die eine zur Rotation in jeweils von aufrechtstehenden Stützen 102, 104 getragenen Endlagern 98, 100 gelagerte Umkehrmutter 28e zeigt. Die Stützen sind auf einem Fußteil 106 befestigt. Über ein Ritzel 110 treibt ein Elektromotor 108 ein Zahnrad 112 an. Eine Schraubenspindel 114 mit Rechts- und Linksgewinde erstreckt sich durch die durchgehende Ausbohrung 32e der Mutter 28e hindurch. Ein Teil der Schraubenspindel 114 wird von einem Zylinder 116 aufgenommen, der einen Stößel oder Kolben 118 aufweist, wobei der Zylinder an (nicht gezeigte) Klappenventile angeschlossene Einlaß- und Auslaßöffnungen 120, 122 besitzt Die Konstruktion der Mutter 28e ist die gleiche wie die der in der F i g. 1 gezeigten Mutter 28, nur ist die in der F i g. 1 enthaltene Gleitschiene 88 weggelassen, und ein Zahnrad 112 sowie Lager 98, 100 sind hinzugefügt worden, damit sich die Mutter drehen und mit Kraftantrieb betrieben werden kann. Dabei rotiert die Schraube 114 mit Rechts- und Linksgewinde nicht, sondern bewegt sich zwischen Endgrenzlagen hin und her, die von den Lagerorten auf ihr angebrachter Umkehrmiten bestimmt werden, die denen in der Fig. 13 mit 82, 84 bezeichneten ähnlich sind.

Die F i g. 30 und 31 geben eine weitere Ausbildungsform wieder, die eine Schraubenspindel 124 mit Rechtsund Linksgewinde aus sich kreuzweise überschneidenden Nuten 126, 128 und eine zum Eingriff mit Kugeln einer Umkehrmutter, wie z. B. in der Fig. 1 dargestellt ist, geeignete End- oder Umkehrnut 130 in sich einschließt, die durch einen Abschnitt der Steigung null gekennzeichnet ist Das gibt zu einem momentanen Verweilen der Umkehrmutter an einem Ende ihres hin- und hergehenden Hubes Anlaß. Nimmt die Kugel 34 den geradlinig ausgebildeten Teil dieser Nut ein, so führt die Mutter keinerlei Axialbewegung aus, wodurch Anlaß zu dem 180gradigen Verweilen gegeben ist Nach Ablauf der Verweilzeit hat sich die Kugel 36 völlig in ihre linke Endlage bezüglich der Mutter verschoben, wobei sich die Kugel 38 teilweise zu ihrer rechten Endlage hin bezüglich der Mutter verschoben hat. Zur Zeit der Ankunft der Kugel 34 an der nächsten Kreuzungsstelle

ίο der Nuten 126 und 128 hat sich die Kugel 38 völlig in ihre rechte Endlage bezüglich der Mutter verschoben. Durch diese Anordnung ist also eine Umkehr zustande gekommen, die ein 180gradiges Verweilen der Mutter am rechten Ende ihres hin- und hergehenden Hubes in sich einschließt.

Die Mutter 28 gemäß der F i g. 1 kann die Schraubenspindel 18 von einem Ende zum anderen überqueren und dann automatisch ihre Richtung umkehren, um zum ersten Ende zurückzulaufen, ohne dafür eine Umkehr der Drehbewegung der Schraubenspindel zu erfordern. Während des Hubes wird die Last von mindestens einer Kugel getragen. Für einen gegebenen Drehsinn der Schraube bzgl. der Mutter bedarf es nur zweier Kugeln zur Erzielung einer arbeitsfähigen Vorrichtung. Für die in der F i g. 1 aufgezeigten Bedingungen sind die Kugeln 34, 36 lasttragend, und die nachlaufende Kugel 38 könnte weggelassen werden. Würde jedoch die Drehrichtung der Schraube umgekehrt, so würden die Kugeln 34 und 38 lasttragend, und die übrige Kugel 36 könnte weggelassen werden.

Trotz des Vorhandenseins von Kreuzungspunkten in dem diamantartigen Gewindemuster der Schraube geht die Bewegung, in die die Mutter 28 versetzt wird, jederzeit glatt vonstatten. Das Verschieben der richtungsumkehrenden Kugeln erfordert nur eine geringe Kraft zur Überwindung der nachgiebigen Festhaltewirkung der Ringe.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Umkehnnutter zur Verwendung in Verbindung mit einer Kreuzgewindespindel, wobei in dem die Spindel umgebenden Mutterkörper mindestens ein in das Kreuzgewinde greifender Wälzkörper als Mitnehmer axial unbeweglich und mindestens ein ebenfalls in das Kreuzgewinde greifender Wälzkörper als Mitnehmer axial verschiebbar bezüglich des Mutternkörpers angebracht sind und eine Halteeinrichtung zum Festhalten des bezüglich des Mutternkörpers in dessen inneren Führungen axial verschiebbar angebrachten Wälzkörper als Mitnehmer in einer von zwei voneinander getrennt gelegenen Vorbestimmten Lagen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (75, 76) nachgiebig als Widerlager für die als Kugel (36, 38) ausgebildeten Mitnehmer innerhalb der Führung (72, 74) zu nachgiebig ausiösbarem

Rechts- und Linksgewinde versehenen Schraube getragenen Mutter bei der Ankunft der Mutter an einem Ende des Schraubengewindes umgekehrt wird.