DE2901635A1 - Pindelpresse - Google Patents

Description

• Spindelpresse
• Die Erfindung betrifft eine Spindelpresse mit Spindel, zugeordneter Spindelmutter und Antrieb für Spindel und/oder Spindelmutter, die relativ zueinander axial verschieblich sind, wobei eines dieser Bauteile gehäusefest gehalten ist und das andere dazu verschieblich geführt ist, wobei ferner die Spindel und das andere Bauteil bzw. die Spindelmutter einander zugeordnete Gewindegänge für darin angeordnete, sich jeweils an der Spindel und dem anderen Bauteil bzw.
• der Spindelmutter abstützende Wälzelemente aufweisen. - Es kann sich dabei um eine fest installierte Spindelpresse handeln oder auch um ein tragbares Handgerät.
• Es sind sogenannte Kugelgewindespindeln bekannt, bei denen die an den Gewindegängen abgestützten und in diesen geführten Kugeln nach Durchlaufen einer bestimmten Gewindestrecke wieder zu ihrem Ausgangspunkt zurückgeführt werden. In diesem Zusammenhang kennt man das sogenannte Umlenkrohrsystem, bei dem die Kugeln über eine bestimmte axiale Länge des Gewindes geführt werden und dann über ein außerhalb des Gewindes liegendes Rohr wieder zum Gewindeanfang zurückgeführt werden.Außerdem kennt man das sogenannte Umlenkstücksystem, bei dem die Kugeln nach Durchlauf jeweils eines Gewindeganges unmittelbar in den vorangehenden Gewindegang zurückgeführt werden. Diese Systeme sind konstruktiv verhältnismäßig aufwendig und teuer. Nichtsdestoweniger werden sie auch bei Spindelpressen der eingangs beschriebenen Gattung verwendet. Bei großen Spindeldurchmessern oder hohen Beschleunigungen bzw. Geschwindigkeiten besteht jedoch die Gefahr, daß die Kugeln in den Gewindegängen nich mehr richtig spuren und deswegen zurückbleiben.
• Das beeinträchtigt das Tragverhalten der Spindel und den Wirkungsgrad der Presse. Schließlich muß auch in Kauf genommen werden, daß der in Umlauf befindliche Teil der Kugeln nicht zur Übertragung der Presskräfte beitragen kann. Allgemein gilt, daß derartige Systeme bei großen Geschwindigkeiten nicht mehr eingesetzt werden können. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, die Spindelführung konstruktiv zu vereinfachen und funktionell zu verbessern.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Gewindegänge im Überdeckungsbereich von Spindel und anderem Bauteil bzw.
• Spindelmutter nut teilweise mit Wälzelementen gefüllt sind und daß eine Einrichtung zum Ordnen der Wälzelemente vorgesehen ist Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß man bei Spindelpressen, deren Spindeln bzw. deren Spindelmuttern nur geringe Wege zurückzulegen haben, auf einen Umlauf der Wälzelemente, insbesondere der Kugeln verzichten kann, wenn man wie vorgeschlagen vorgeht und die Gewindeg9.nge nur teilweise mit Wälzelementen füllt, so daß gleichsam ein Paket von Wälzelementen gebildet wird, welches sich bei relativer Bewegung zwischen Spindel und anderem Bauteil bzw Spindelmutter mehr oder weniger geschlossen hin- und herbewegt.
• Die Übertragung der Presskräfte wird dadurch selbst bei großen Geschwindigkeiten nicht beeinträchtigt. Gleichzeitig ergibt sich eine wesentliche konstruktive Vereinfachung, weil jedes Umlenksystem für die Wälzelemente, insbesondere Kugeln, entfallen kann.
• Insbesondere kann die axiale Länge des Füllbereiches im wesentlichen der Differenz aus dem Überdeckungsbereich und der halben Relativverschiebung zwischen Spindel und anderem Bauteil bzw. Spindelmutter entsprechen. Die axiale Länge des Füllbereiches wird also so abgestimmt, daß der Füllbereich beim Arbeiten der Spindel innnerhalb des Überdeckungsbereiches hin und her wandert. Da die Wälzelemente nur die halbe Geschwindigkeit gegenüber der Spindel bzw. der Spindelmutter erreichen, kann der doppelte Weg durchfahren werden, d.h., wenn die Spindel relativ zur Mutter z.B. zehn Umdrehungen macht, machen die Wälzkörper nur fünf Umdrehungen und es müssen demnach nur fünf Gewindegänge frei bleiben.
• Als Anschläge können in die Gewindegänge ragende Vorsprünge an der Spindel bzw. am anderen Bauteil bzw. der Spindelmutter vorgesehen sein. Diese begrenzen den Weg der Wälzelemente, wobei ggf. jeweils das erste und das letzte Wälzelement aus einem Kunststoffmaterial bestehen kann, das elastische Eigenschaften aufweist und ein Verrutschen verhindern kann. Durch die Anschläge werden die Kugeln schonend beim Rückhub kurz vor dem oberen Totpunkt zusammengeschoben, weil in dieser Stellung praktisch keine Preßkraft vorhanden ist. Es hat sich gezeigt, daß die Wälzelemente während des Hubes selbst bei tragbaren Geräten, bei denen die Lage der Spindel sich ständig ändern kann, keine große relative Verschiebung erfahren. Einer Verschiebung kann man zudem dadurch entgegenwirken, daß man jeweils das erste und das letzte Wälzelement federnd ausbildet, z.B. aus einem Kunststoffmaterial herstellt, oder daß man in die Gewindegänge eine elastische Leiste als federnden Strang einbettet.
• Der Außendurchmesser der Spindel kann geringer sein als der lichte Innendurchmesser des anderen Bauteils bzw. der Spindelmutter. Dann überbrücken die Wälzelemente den ggf. zwischen diesen Bauteilen vorhandenen Ringspalt, wobei die Wälzelemente insbesondere in einem Käfig gehalten sein können, der im Ringspalt zwischen Spindel und anderem Bauteil bzw. Spindelmutter angeordnet ist.
• Der Außendurchmesser der Spindel kann aber auch größer als der lichte Innendurchmesser des anderen Bauteils bzw. der Spindelmutter sein, so daß die Gewindestege ineinander eingreifen.
• Dabei besteht die Möglichkeit, daß die Gewindestege beidseitig oder einseitig auf Wälzelementen abgestützt sind.
• Die Wälzelemente können, wie an sich bekannt, als Kugeln ausgebildet sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, Rollen als Wälzelemente zu verwenden.
• Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigen: Fig. 1 schematisch und teilweise geschnitten eine Spindelpresse, Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Teil des Gegenstandes nach Fig. 1, Fig. 3 den Gegenstand nach Figur 2 in anderer Funktionsstellung, Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 2, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes nach Figur 2.
• Fig. 6 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 2, Fig. 7 eine Variante der Ausführungsform nach Figur 6, Fig.8 teilweise eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes nach Figur 2, Fig. 9 teilweise eine Variante der Ausführungsform nach Figur 2, Fig.lo teilweise eine Variante der Ausführungsform nach Figur 7.
• Die in Figur 1 dargestellt Spindelpresse besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem Gestell 1 mit darin axial unverschieblich geführter, antreibbarer Spindel 2, der eine im Gestell axial verschieblich, jedoch drehfest gelagerte Spindelmutter 3 zugeordnet ist, die an ihrem unteren Ende ein Oberwerkzeug 4 trägt, das mit einem am Gestell 1 angeordneten Unterwerkzeug 5 zusammenwirkt. Spindel 2 und Spindelmutter 3 weisen jeweils einander zugeordnete Abschnitte mit Gewindegängen auf, in denen Wälzelemente geführt sind,die sich einerseits an der Spindel und andererseits an der Spindelmutter abstützen. Bei allen dargestellten Ausführungsformen sind die Gewindegänge im Überdeckungsbereich von Spindel 2 und Spindelmutter 3 nur teilweise mit Wälzelementen gefüllt, wobei insbesondere die axiale Länge des Füllbereiches im wesentlichen aus der Differenz aus dem Oberdeckungsbereich und der halben Relativverschiebung zwischen Spindel 2 und Spindelmutter 3 entspricht. Also kann der doppelte Weg des nicht gefüllten Raumes durchfahren werden.
• Bei dem in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser des Gewindeabschnitts 6 der Spindel 2 geringer als der lichte Innendurchmesser der Spindelmutter 3. Der dadurch entstandene Ringspalt 7 wird von Kugeln 8 als Wälzelementen überbrückt, die sich in den Gewindegängen 9 bzw. 1o einerseits der Spindel 2 und andererseits der Spindelmutter 3 abstützen. Die Gewindegänge 9 bzw. 1o besitzen ein dem Kugelprofil angepaßtes Profil am Gewindegrund. Die Spindelmutter 3 weist an ihrem unteren Ende einen bis in den Gewindegang lo vorstehenden Anschlag auf, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein radialer, in die Spindelmutter 3 eingedrehter Zapfen 11 ist. Einen entsprechenden Zapfen 12 weist auch die Spindel 2 auf. Der axiale Abstand der Zapfen 11 bzw. 12 in der in Figur 2 dargestellten Funktionsstellung bei angehobenem Oberwerkzeug 4 entspricht dem Füllbereich der Gewindegänge 9 bzw. lo. Die jeweils erste und letzte Kugel 8 besteht aus einem Kunststoffmaterial, damit das Kugelpaket beim Anschlag gegen einen oder beide Zapfen 11 bzw. 12 elastisch abgefedert wird.
• Am oberen Ende der Spindelmutter 3 ist mit einer Schraubbefestigung 13 noch ein Haltering 14 festgelegt, der in den Ringspalt 7 hineinragt und verhindert, daß die Kugeln bei der in Figur 3 dargestellten Funktionsstellung (bei abgesenktem Oberwerkzeug 4) aus ihrer durch die Gewindegänge 9, lo gebildeten Führung auslaufen. Dadurch wird insbesondere ein Auseinanderrutschen der Wälzelemente vermieden. Am oberen Ende der Spindelmutter 3 ist mit einer Schraubbefestigung 13 noch ein Haltering 14 festgelegt, der in den Ringspalt 7 hineinragt und verhindert, daß die Kugeln bei der in Figur 3 dargestellten Funktionsstellung (bei abgesenktem Oberwerkzeug 4) aus ihrer durch die Gewindegänge 9,lo gebildeten Führung auslaufen, sofern ein größerer Hub als zulässig gefahren wird. Man erkennt, daß das Kugelpaket beim Arbeiten der Spindelpresse sich innerhalb der Spindelmutter 3 in axialer Richtung hin und her bewegt, wobei gleichzeitig eine hinreichende Führung und Abstützung der Spindel 2 bzw. der Spindelmutter 3 gewährleistet ist.
• Das in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2 und 3, mit der Maßgabe, daß als Wälzelemente Rollen 15 verwendet sind, 0 deren Rollachsen 16 etwa unter einem Winkel von ca. 45° zur Spindelachse angeordnet sind, wobei die Gewindegänge 9,lo von Spindel 2 und Spindelmutter 3 ein Dreieckprofil besitzen.
• Das in Figur 5 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht wiederum im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2 und 3, mit der Maßgabe, daß im Ringspalt 7 zwischen Spindel 2 und Spindelmutter 3 ein Käfig 17 angeordnet ist, der die Kugeln 8 zu einem Paket zusammenfaßt.
• Bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser der Spindel 2 bzw. ihresGewindeabschnittes 6 größer als der lichte Innendurchmesser der Spindelmutter 3, so daß die jeweiligen Gewindegänge ineinanderpassen. Die Gewindegänge 9 bzw. lo werden von schraubenförmig angeordneten Radialstegen 18 bzw. 19 gebildet, die jeweils einseitig einander zugeordnete Laufbahnen 20 bzw. 21 für die Kugeln 8 aufweisen, so daß die Stützkräfte an den Kugeln ausschließlich in Richtung der Spindelachse gerichtet sind.
• Bei der in Figur 7 dargestellten Variante tragen die Radialstege 18 bzw. 19 jeweils beidseitig Laufbahnen 20 bzw. 21 für Kugeln 8, so daß jeder Radialsteg 18 bzw. 19 jeweils beidseitig auf Kugeln abgestützt ist.
• Bei dem in Figur 8dargestellten Ausführungsbeispiel fehlen obere Anschläge, dafür enden die Gewindegänge 1o der Spindelmutter 3 an einer zurückspringenden Stufe 23, an die eine zylindrische Ausnehmung 24 der Spindelmutter 3 anschließt, die zusammen mit den Gewindegängen 9 der Spindel 2 nach wie vor eine Führung für die Kugeln 8 bildet. Solange die Kugeln zwischen der Wandung der Ausnehmung 24 und dem Gewindegang 9 der Spindel 2, gehalten sind, bleibt die Führung der Kugeln erhalten. Gleichzeitig werden die Kugeln aber geordnet, d.h., sie laufen auf aufgrund der Schwerkraftwirkung aufeinander zu.
• In Figur 9 ist dargestellt, daß am Grund wenigstens eines der Gewindegänge, beim dargestellten Ausführungsbeispiel am Grund des Gewindegangs 9 der Spindel 2 eine Nut 25 vorgesehen ist, in die eine elastische Leiste 26 eingelegt ist, welche als Laufbahn für die Kugeln 8 dient. Die Leiste 26 übt einen leichten Andruck auf die Kugeln 8 aus und verbessert dadurch die Führung.
• Die Kugeln 8 können aber auch, wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1o dargestellt, in Führungsausnehmungen einer spiralig verlegten Leiste 26 gehalten sein, die praktisch wie ein Käfig funktioniert und die Kugeln 8 immer im gleichen Abstand führt.
• Es versteht sich, daß die Merkmale der dargestellten Ausführungsformen auch untereinander kombiniert werden können.

Claims (14)

1. Patentansprüche: 1 Spindelpresse mit Spindel, zugeordneter Spindelmutter und Antrieb für Spindel und/oder Spindelmutter, die relativ zueinander axial verschieblich sind, wobei eines dieser Bauteile gehäusefest gehalten und das andere dazu verschieblich geführt ist, wobei ferner die Spindel und die Spindelmutter einander zugeordnete Gewindegänge für darin angeordnete, sich jeweils an der Spindel bzw. der Spindelmutter abstiitzende Wälzelemente aufweisen, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Gewindegange (9,lo) im Überdeckungsbereich von Spindel (2) und anderem Bauteil bzw. Spindelmutter (3) nur teilweise mit Wälzelementen (8,15) gefüllt sind und daß eine Einrichtung (11,12;17;22) zum Ordnen der Wälzelemente (8,15) vorgesehen ist.
2. 2. Spindelpresse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die axiale Länge des Füllbereiches im wesentlichen der Differenz aus dem Oberdeekungsbereich und der halben Relativverschiebung zwischen Spindel (2) und anderen Bauteil bzw. Spindelmutter (3) entspricht.
3. 3. Spindelpresse nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß als Anschläge in die Gewingänge (9,lo) ragende Vorsprünge (11,12) an der Spindel (2) und dem anderen Bauteil bzw. der Spindelmutter (3) vorgesehen sind.
4. 4. Spindelpresse nach einem der Ansprüche 1 - 3, d adurch g e k e n n z e i c h n e t , daß jeweils das erste und das letzte Wälzelement (8) aus einem Kunststoffmaterial bestehen.
5. 5. Spindelpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Außendurchmesser der Spindel (2) geringer ist als der lichte Innendurchmesser des anderen Bauteils bzw. der Spindelmutter (3).
6. 6. Spindelpresse nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Wälzelemente (8) in einem Käfig (17) gehalten sind,der in einem Ringspalt (7) zwischen Spindel (2) und anderem Bauteil bzw. Spindelmutter (3) angeordnet ist.
7. 7. Spindelmutter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Außendurchmesser der Spindel (2) größer ist als der lichte Innendurchmesser des anderen Bauteils bzw. der Spindelmutter (3) und daß die Gewindestege (18,19) ineinander eingreifen.
8. 8. Spindelpresse nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e ich ne t , daß die Gewindestege (18,19) beidseitig auf Wälzelementen (8) abgestützt sind.
9. 9. Spindelpresse nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Gewindestege -<18,19) einseitig auf Wälzelementen (8) abgestützt sind.
10. lo. Spindelpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Wälzelemente Kugeln (8) sind.
11. 11. Spindelpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Walzelemente Rollen (15) sind.
12. 12. Spindelpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in den Gewindegängen (9,lo) von Spindel (2) und/oder Spindelmutter (3) Leisten (22) für die Wälzelemente (8,15) verlegt sind.
13. 13. Spindelpresse nach Anspruch 12, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß am Grund der Gewindegänge (9,wo) elastische Leisten (22) als Laufbahn für die Walzelemente (8,15) verlegt sind.
14. 14. Spindelpresse nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Leiste (22) eine sich durch die Gewindegänge (9,wo) erstreckende Spirale mit Führung ausnehmungen für die Wälzelemente (8,15) ist.