DE3138913C1 - Kugelrollspindel - Google Patents

Description

• Im folgenden werden die Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt F i g 1 eine erste Ausführungsform einer bei der erfindungsgemäßen Kugelrollspindel verwendeten Ku-
• gelumlaufmutter in teilgeschnittener Seitenansicht; F i g. 2 eine Seitenansicht auf ein Kugelrückführglied mit einer Stellschraube; Fig.3 eine Draufsicht auf das Kugelrückführglied und die Stellschraube nach F i g. 2; F i g. 4 eine andere Ausführungsform einer Kugelumlaufmutter; F i g. 5 die Positionierung eines Kugelrückführglieds mit Stellschraube in der radialen Öffnung einer Kugelumlaufmutter, und zwar im Längsschnitt des Kugelrückführglieds.
• Die in F i g. 1 dargestellte Kugelrollspindel besteht aus einer lediglich schematisch dargestellten Spindel 1 mit Rollgängen 2 von etwa halbzylindrischem Querschnitt sowie aus der Kugelumlaufmutter 3, in deren Innenwand ebenfalls schraubenlinienförmig verlaufende Rollgänge 4 von etwa halbzylindrischem Querschnitt ausgebildet sind. Die jeweils halbzylindrischen Rollgänge 2 und 4 in der Spindel und in der Kugelumlaufmutter ergänzen sich zu etwa zylindrischen Rollgängen, in denen eine Vielzahl von Kugeln 5 zu mehreren Reihen nebeneinander angeordnet sind. Die Überführung der Kugeln von einem Rollgang zum nächsten erfolgt mittels eines in F i g. 1 schematisch und kleinschraffiert dargestellten Kugelrückführglieds 6, welches in eine Radialöffnung von entsprechender Form in der Kugelumlaufmutter 3 hinsichtlich seiner Ausrichtung einstellbar festgelegt ist.
• Das in den F i g. 2, 3 im einzelnen dargestellte Kugelrückführglied 6 hat eine langgestreckte Form mit kreisförmig abgerundeten Enden, einer ebenen Oberseite 7 und bogenförmigen Unterkanten 8. In diesem Kugelrückführglied 6 ist ein nach unten offener Kugelrückführkanal 9 ausgearbeitet, der in Draufsicht die in F i g. 3 ersichtliche S-Form hat und im Kugelrückführglied 6 in Längsrichtung verläuft. Gemäß F i g. 2 nimmt die radiale Tiefe diese Kugelrückführkanals 9 zur Mitte hin ständig zu Auf der Oberfläche 7 dieses Kugelrückführglieds 6 stützt sich eine Stellschraube 10 ab, die als Stiftschraube mit Feingewinde ausgebildet ist. Der Durchmesser dieser Stiftschraube 10 ist größer als die Breite des Kugelrückführglieds 6, so daß jeweils zwei Gewindesegmente der Stiftschraube 10 über die beiden ebenen Seitenwandungen des Kugelrückführglieds hervorstehen. Die in der Kugelumlaufmutter 3 vorgesehene Radialöffnung hat die Form der Außenkontur der in Fig. 3 dargestellten Baugruppe aus Kugelrückführglied 6 und Stell- bzw. Stiftschraube 10.
• Die in Fig. 4 dargestellte Kugelumlaufmutter 11 entspricht hinsichtlich der Kugelrückführung von einem Rollgang 4 zum anderen der in Fig. 1 dargestellten Ausführung. Sie weist jedoch an einem Ende einen Flansch 12 zur Drehmomentübertragung und zusätzlich eine Einrichtung 13 zur Beseitigung des Spiels der Kugeln in den Rollgängen auf. Diese Einrichtung besteht aus einem geschliffenen Ring 13, der an den beiden Teilen 14, 15 der Kugelumlaufmutter mit seinen jeweiligen Stirnflächen befestigt ist und dessen Breite geringfügig kleiner als die Teilung bzw. die Ganghöhe eines Rollganges ist, so daß die Kugeln ständig an den Wänden des Rollganges spiellos abrollen. Wie ersichtlich, sind dieser Ring 13 und die beiden Teile 14, 15 durch eine Paßfeder 16 abgedeckt und gegen Verdrehung gesichert In F i g 5 ist die Lage der einzelnen Bauteile bei einer zusammengebauten Kugelrollspindel dargestellt. Insbesondere läßt sich in dieser Figur die radiale Überführung der Kugeln 5 von einem in Vollinien dargestellten Rollgang la, 4a in einen - gestrichelt eingezeichneten benachbarten Rollgang l b, 4b entnehmen. Um das Rückführglied 6 und auch die Stellschraube 10 in ihrer eingestellten Lage zu sichern, ist der Freiraum der Radialöffnung bündig mit der Außenwand der Kugelumlaufmutter 3; 11 mit einem Kunstharz 17 vollständig ausgegossen, was auch den Vorteil einer wirksamen Abdichtung der beiden Teile 6, 10 und der Kugeln 5 ergibt, was insbesondere im Hinblick auf einen wirksamen Korrosionsschutz von Bedeutung ist Diese Kunstharzfüllung 17 behindert den Ausbau der Stellschraube 10 und des Kugelrückführglieds 6 nicht, da sie vordem Ausbau herausgebrochen werden kann.
• Für jede gesonderte Reihe an Kugeln wird jeweils ein Kugelrückführglied 6 mit einer Stellmutter 10 verwendet, die in gleichmäßiger Winkelversetzung in entsprechenden radialen Öffnungen der Kugelumlaufmutter angeordnet sind. Die in F i g. 1 dargestellte Winkelversetzung der beiden Kugelrückführglieder ist aus Gründen einer klaren Darstellung zu gering gewählt Bei Verwendung von z.B. drei Kugelrückführungen sollte die Winkelversetzung jeweils 120° betragen.
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Claims (1)

1. Patentanspruch: Kugelrollspindel mit Kugelumlaufmutter und mindestens einem in einer radialen Öffnung der Kugelumlaufmutter verstellbaren und durch ein Klebemittel festlegbaren Kugelrückführglied zum Überführen der Kugeln von einem Rollgang zum anderen,dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelrückführglied (6) eine langgestreckte Form mit ebener Oberfläche (7) und einem dreidimensionalen S-förmigen Rückführkanal (9) an der Unterseite aufweist und mittels einer Stellschraube (10) in der radialen Öffnung der Kugelumlaufmutter (3; 11) festgelegt wird, deren Durchmesser größer als die Breite des Kugelrückführgliedes ist, und daß die Freiräume der radialen Öffnung in der Kugelumlaufmutter mit dem aushärtenden Klebemittel (17)dicht ausgefüllt sind.

   Die Erfindung betrifft eine Kugelrollspindel der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Gattung.

   Kugelmllspindeln werden im Maschinenbau, der Feinwerktechnik und Optik in ständig wachsender Anzahl eingesetzt, und zwar z. B. zur Umsetzung von Drehbewegungen in translatorische Bewegungen und umgekehrt. Ein besonderer Vorzug von Kugelrollspindeln gegenüber herkömmlichen - Spindeltrieben liegt in der besseren Leichtgängigkeit der beiden relativ bewegbaren Bauteile Diese ergibt sich durch die Rollbewegung einer Vielzahl von Kugeln, die in schraubengangförmig verlaufenden Rollgängen angeordnet sind, welche in der Spindel selbst sowie auch in der Kugelumlaufmutter zueinander fluchtend angeordnet sind und in der Regel je einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt haben. Eines der für den praktischen Einsatz von Kugelrollspindeln wesentlichen Kriterien liegt in der Art der Kugelüberführung von einem Rollgang zum anderen.

   Aus der DE-PS 2437 497 ist beispielsweise eine Kugelumführung bekannt, die aus einem in der Kugelumlaufmutter angeordneten zylindrischen Axialkanal besteht. Dieser sich in etwa über die gesamte Länge der Kugelumlaufmutter erstreckende Axialkanal ist an seinen beiden Enden durch angeschraubte - und damit auch lösbare - Kappen verschlossen, in denen zum Zu- bzw. Abführen der Kugeln zu den einzelnen Rollgängen bogenförmig verlaufende Kanäle eingearbeitet sind, die an einem Ende in den Axialkanal der Kugelumlaufmutter und am anderen Ende in einen der Rollgänge ausmünden. Diese Art der Kugelrückführung ist aufgrund der spanenden Bearbeitung der verschiedenen Einzelteile aufwendig in der Herstellung und wegen der gesonderten Anordnung des Axialkanals in der Kugelumlaufmutter vergleichsweise voluminös.

   Schließlich ist aus der DE-PS 21 49 392 eine Kugelrollspindel mit Kugelumlaufmutter der eingangs genannten Gattung bekannt, bei welcher das Kugelrückführglied zylindrisch ausgebildet ist und mittig zwischen zwei benachbarten Kugelgängen beispielsweise durch ein Klebemittel haftend in einer Radialbohrung der Kugelumlaufmutter sitzt. Um das Kugelrückführglied an verschiedene Spindeldurchmesser, Spindelsteigungen und Kugelgrößen anpassen zu können und einen kontinuierlichen störungsfreien Kugelumlauf zu ermöglichen, ist die die Last aufnehmende Traglinie im Muttergewinde im Übertrittsbereich der Kugeln in das Kugelrückführglied durch eine Unstetigkeitsstelle in Form einer Abschrägung unterbrochen. Der Kugelrückführkanal hat einen rechteckigen Querschnitt und verläuft abgewinkelt geradlinig an der Unterseite des Rückführgliedes. Aufgrund der zylindrischen Form und des Haftsitzes ist es schwierig, die genaue radiale Lage des Rückführgliedes in der Kugelumlaufmutter einzustellen und langfristig zu sichern. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, daß sich das zylindrische Rückführglied durch die von den Kugeln im Betrieb ausgeübten Kräfte in der Wandöffnung um seine Mittelachse verdreht, was den gleichmäßigen Einlauf und Auslauf der Kugeln in den Rückführungskanal behindert. Damit ergeben sich jedoch auch bei dieser Ausführung die bei anderen Kugelrollspindeln bekannten Probleme, daß aufgrund der relativ abrupten dreidimensionalen Richtungsänderung der die Rückführkanäle durchlaufenden Kugeln sowie des entsprechenden Andruckes der Kugeln an die Kanalwände im Ein- und Auslaufbereich der Rückführgänge Schlagbeanspruchungen auftreten, die nach längeren Betriebszeiten zu bleibenden Verformungen der Überlaufbereiche führen können. Durch eine ungenaue oder sich nach längeren Betriebszeiten verändernde Tiefenanordnung der jeweiligen Rückführglieder vergrößern sich diese Probleme.

   Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kugelrollspindel der angegebenen Gattung zu schaffen, die bei konstruktiv einfachem Aufbau uber lange Betriebszeiten hinweg eine weiche und gleichförmige Rückführung der Kugeln von einem Rollgang zum anderen ermöglicht und bei der die radiale Tiefenanordnung des Kugelrückführgliedes auf einfache Weise eingestellt werden-kann.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst Das erfindungsgemäß ausgebildete Kugelrückführglied läßt sich von radial außen in die- entsprechend geformte Ausnehmung der Kugelumlaufmutter ohne Schwierigkeiten einsetzen. Es weist eine geringere Höhe als die Wandstärke der Kugelumlaufmutter auf, so daß noch ein ausreichend dicker Wandteil zum Einschrauben der Stellschraube zur Verfügung steht.

   Damit kann die radiale Zustellung des Kugelrückführglieds durch Verdrehen der Schraube feinfühlig an die jeweilige Höhe der Rollgänge angepaßt werden.

   Zweckmäßig hat das Kugelrückführglied eine langgestreckte Form mit einer ebenen Oberfläche und einer profilierten Unterfläche, in welcher eine dreidimensional S-förmige Nut von teilweise zylindrischem Querschnitt ausgebildet ist, welche den Kugelrückführkanal bildet. Um einen Eingriff der Stellschraube an den Seitenwänden der langegestreckten Öffnung in der Kugelumlaufmutter zu ermöglichen, ist der Durchmesser der Stellschraube größer als die Breite des Kugelrückführglieds, wobei die radiale Öffnung in der Kugelumlaufmutter einen verbreiterten zylindrischen Mittelteil aufweist, in dessen seitlichen Wandungen Gewindesegmente eingeschnitten sind.