DE3423979C2 - Schrauben-Schraubenmutter-Kupplung mit Kugelumlauf und Verfahren zu ihrem Zusammenbau - Google Patents

Schrauben-Schraubenmutter-Kupplung mit Kugelumlauf und Verfahren zu ihrem Zusammenbau

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schrauben- Schraubenmutter-Kupplung mit Kugelumlauf und ein Verfahren zu ihrem Zusammenbau, wobei die Kupplung aus einer Schraube und einer Schraubenmutter besteht, die zwischen sich eine schrau­ benlinienförmige Abrollspur für eine Mehrzahl von zwischen ih­ nen angeordneten Kugeln bilden, und wobei wenigstens ein Über­ laufkanal für diese Kugeln vorgesehen ist, der aus einer in der Innenoberfläche der Schraubenmutter vorgesehenen Nut besteht, die zwei benachbarte Windungen der schraubenlinienförmigen Spur miteinander verbindet.
Kupplungen der vorerwähnten Gattung sind z. B. durch die DE-OS 19 24 058, die DE-AS 23 55 844, die DE-PS 31 38 913, die US-PS 42 72 476 und die GB-PS 920 649 bekannt. Sie werden übli­ cherweise überall dort verwendet, wo ihre durch den Kugelumlauf bedingten Vorteile sich mit verhältnismäßig niedrigen Herstel­ lungskosten verbinden lassen. Bei den meisten dieser bekannten Schrauben-Schraubenmutter-Kupplungen wird jeder Überlaufkanal von einer Nut gebildet, die am inneren Ende eines Blocks vorge­ sehen ist, der in einer entsprechenden radialen Bohrung in der Schraubenmutter vorgesehen ist und zwei benachbarte innere Ge­ windegänge davon umfaßt. Der Block ist dabei so positioniert, daß die Nut die beiden vorerwähnten Gewindegänge miteinander verbindet und es den Kugeln erlaubt, daß sie darüber von der einen in die andere Windung gelangen können. Bei der durch die GB-PS 920 649 bekannten Kupplung ist für jeden Überlaufkanal ein im wesentlichen zylindrischer, in einer entsprechenden Radi­ albohrung der Schraubenmutter sitzender Zapfen vorgesehen, der zwei benachbarte Gewindegänge der Schraubenmutter umschließt und der an seinem inneren Ende die diametral verlaufende Nut des Überlaufkanals aufweist.
Die Verwendung von verhältnismäßig wirtschaftlichen Mate­ rialien sowie der Fortschritt bei der Herstellung von Schrauben und Schraubenmuttern haben die Produktionskosten dieser Kupp­ lungen beträchtlich sinken lassen. Jedoch sind diese Kosten im­ merhin noch verhältnismäßig hoch, da - wie das z. B. die DE-AS 23 55 844 beschreibt - die mit dem Einführen der Kugeln zwi­ schen die Schraube und die Schraubenmutter verbundenen Arbeiten von Hand ausgeführt werden müssen, zusätzliche Hilfs- und Haft­ mittel für die vorübergehende Halterung der Kugeln erfordern und um so arbeitsschwieriger sind, je kleiner die Durchmesser der verwendeten Kugeln sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schrauben-Schraubenmutter-Kupplung der eingangs erwähnten Gat­ tung dahingehend zu verbessern und zu vervollkommen, daß sie die mit dem Einführen der Kugeln zwischen die Schrauben und Schraubenmuttern verbundenen Arbeiten wesentlich einfacher, insbesondere automatisch durchzuführen erlaubt.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Schrauben-Schrau­ benmutter-Kupplung der eingangs erwähnten Gattung erfindungsge­ mäß dadurch gelöst, daß für jeden Überlaufkanal in der Schrau­ benmutter eine bis zum Überlaufkanal radial durchgehende, zum Einführen der Kugeln dienende Füllbohrung von den Kugeln ent­ sprechendem Mindestdurchmesser vorgesehen ist, deren inneres Ende in eine Zwischenstelle der Nut des Überlaufkanals einmün­ det und deren äußeren Ende durch entfernbare Schließmittel ver­ schließbar ist. Auf diese Weise können die Kugeln nach dem Zu­ sammenbau der Kupplung über die Füllbohrung äußerst einfach, insbesondere auch vollautomatisch in den Überlaufkanal und da­ mit auch in die schraubenlinienförmig Abrollspur der Kupplung eingeführt werden.
Für den bevorzugten Fall, daß für jeden Überlaufkanal wie schon in der GB-PS 920 649 offenbart ein im wesentlichen zylin­ drischer, in einer entsprechenden Radialbohrung der Schrauben­ mutter sitzender Zapfen vorgesehen ist, der zwei benachbarte Gewindegänge der Schraubenmutter umschließt und an seinem inne­ ren Ende die diametral verlaufende Nut des Überlaufkanals auf­ weist, ist erfindungsgemäß die zum Einführen der Kugeln die­ nende Füllbohrung axial durch den Zapfen hin­ durchgeführt.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Zusammenbau der vorbeschriebenen Kupplung. Dieses besteht er­ findungsgemäß darin, daß zunächst die Schraube und die Schrau­ benmutter in gegenseitige koaxiale Lage gebracht werden, in der die Schraube in der Schraubenmutter liegt, danach die Schraube in bezug auf die Schraubenmutter in Drehung versetzt wird und schließlich die Kugeln über jede der radial verlaufenden Füll­ bohrungen in die Abroll-Spur eingeführt werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den weiteren Unteransprüchen sowie der nachstehenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele hervor. Dabei zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungs­ form einer Schrauben-Schraubenmutter-Kupplung mit Kugelumlauf,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Kupplung in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1,
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 1,
Fig. 6 eine Seitenansicht auf eine zweite Ausfüh­ rungsform einer Schrauben-Schraubenmutter- Kupplung mit Kugelumlauf gemäß der Erfindung,
Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6,
Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 6,
Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 7 und
Fig. 10 die schematische Darstellung einer Vorrich­ tung zum Zusammenbau der erfindungsgemäßen Kupplung, bei der das erfindungsgemäße Füll­ verfahren zur Anwendung gelangt.
Die Fig. 1 bis 5 zeigen eine Schrauben-Schrauben­ mutter-Kupplung mit Kugelumlauf, die insgesamt mit 1 bezeichnet ist und die aus einer Schraube 2 mit äußerer schraubenförmiger Gewindenut 3 und einer Schraubenmutter 4 besteht, die von einer zylindrischen Büchse 5 gebil­ det wird. Diese besteht vorzugsweise aus Plastikmaterial und ist an ihrer inneren Oberfläche mit einem schrauben­ förmigen Gewindegang 6 versehen. Letzterer arbeitet mit dem Gewindegang 3 zusammen, indem beide eine Ab­ rollspur 7 für eine Mehrzahl von Kugeln 8 bilden, die zwischen der Schraube 2 und der Schraubenmutter 4 ange­ ordnet sind.
Wie vor allem die Fig. 3 und 4 zeigen, sind in der Büchse 5 zwei radiale Durchgangsbohrungen 9 vorhanden, deren innere Enden ein entsprechendes Paar benachbarter Windungen 10 (Fig. 4) des schraubenförmigen Gewindegan­ ges 6 umfaßt.
In jeder der Bohrungen ist ein zylindrischer Zapfen 11 angeordnet, an dessen innerem Ende eine diametral ver­ laufende Nut 12 vorhanden ist, die so angeordnet ist, daß sie die Windungen 10 in gegenseitige Verbindung zu bringen erlaubt und die eine Tiefe hat, die größer als die des Gewindeganges 6 ist, und die auf diese Weise die Kugeln 8 in die Lage versetzt, die schraubenlinienförmige Zwischenrippe 13 zu überrollen, die die benachbarten Windungen der Gewindenut 3 voneinander trennt.
Die beiden Zapfen 11 sind miteinander durch eine Platte 14 verbunden, die in enger Berührung mit der Außenoberfläche der Büchse 5 steht. Diese besitzt zwei gezahnte Vorsprünge 15 (Fig. 5), die sich im wesentlichen radial erstrecken.
Jeder der Zapfen 11 enthält eine axiale Füllboh­ rung 16, deren Durchmesser mindestens so groß wie der der Kugeln 8 ist und deren äußeres Ende durch einen ent­ sprechenden zylindrischen Schließstopfen 17 geschlossen ist, der an der entfernbaren Deckplatte 18 sitzt, die auf der Platte 14 montiert ist. Zu diesme Zweck ist die Deckplatte 18 von im wesentlichen U-förmigem Querschnitt und mit zwei seitlichen Kanten 19 versehen, von denen jede mit einem nach innen vorspringenden Zahn 20 versehen ist, der mit dem entsprechend gezahnten Vorsprung 15 in Schnappverbindung steht, um die Deckplatte 18 an der Platte 14 mit dem Zapfen 11 dicht anliegend zu halten, wobei ihre Dichtstopfen 17 in die entsprechenden Füll­ bohrungen 16 hineinragen.
Die in den Fig. 6 bis 9 dargestellte Ausführungs­ form einer Schrauben-Schraubenmutter-Kupplung mit Kugel­ umlauf ist generell mit 21 bezeichnet und unterscheidet sich von der Kupplung 1 sowohl durch die Art, in der die Zapfen 11 miteinander verbunden sind, als auch durch das Schließsystem für die Füllbohrungen 16.
Wie insbesondere Fig. 7 zeigt, erstrecken sich die Zapfen 11 radial nach innen von der gekrümmten Platte 22, die mit der Außenoberfläche der Schrauben­ mutter 4 zusammenwirkt, die in diesem Fall von einer zylindrischen Büchse 23 gebildet wird, welche vorzugs­ weise von metallischer Beschaffenheit ist. Die Platte 22 wird in ihrer Lage durch die zu öffnende Manschette 24 gehalten, die aus Plastikmaterial besteht und ein Zwischenteil 25 sowie zwei Endteile 26 und 27 besitzt, die miteinander durch Filmscharniergelenke 28 mitein­ ander verbunden sind. Letztere werden von entsprechenden Axialnuten gebildet, die in der Außenoberfläche der Manschette vorgesehen sind.
An seinem freien Ende besitzt das Endteil 26 eine axial verlaufende Rippe 29, aus der seitlich ein Ansatz 30 vorspringt, dessen widerhakenartiges Ende 31 in eine Öffnung 32 eingeschnappt ist, die an einer axialen Rippe 33 des Endteils 27 vorgesehen ist.
Das Zwischenteil 25 trägt an seiner Innenoberfläche und fest damit verbunden die beiden Dichtstopfen 17, die von den radialen Ansätzen gebildet werden, die mit der Manschette 24 einstückig sind und die entsprechenden Füllbohrungen 16 verschließen.
Die Anwesenheit der Füllbohrungen 16, die gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel auch direkt durch die Büchse 5 oder 23 hindurchgehen können und die für diesen Fall an ihrer inneren Obefläche direkt die Nuten 12 trägt, ermöglicht es den Kugeln 8, daß sie selbsttätig in die Abrollspur 7 eingefüllt wer­ den können, und zwar mit Hilfe einer vergleichsweise einfachen Vorrichtung, die in Fig. 10 schematisch dar­ gestellt ist und generell mit dem Bezugszeichen 34 ver­ sehen ist. Die Vorrichtung 34 besitzt eine Antriebs­ spindel 35 und einen Reitstock 36, die drehbeweglich auf entsprechenden Supporten 37 bzw. 38 gelagert sind. Der Reitstock 36 kann durch die Betätigungseinrichtung 39 axial verschoben werden, um die Schraube 2 gegen die Antriebsspindel 35 zu drücken, während letztere mit einer Betätigungseinrichtung 40 versehen ist, mit deren Hilfe die Spindel 35 zusammen mit der Schraube 2 und dem Reitstock 36 um ihre Längsachsen zu drehen sind.
Die Vorrichtung 34 besitzt auch einen einstellbaren Support oder Sattel 41, der die Schraubenmutter 4 in fester Position im Raum zwischen der Spindel 35 und dem Reitstock 36 zu halten erlaubt, und zwar in einer Position, die zur Schraube 2 koaxial verläuft und die die Abrollspur 7 für die Kugeln bildet. Während des Zusammen­ baus wird die Schraubenmutter 4 auf dem Support 41 so an­ geordnet, daß ihre Füllbohrungen 16 nach oben zeigen und mit den unteren Enden der beiden Füllkanäle 42 fluchten, die in dem Füllkörper 43 vorgesehen sind. Dieser weist zwei Trichter 44 auf, von denen jeder mit dem oberen Ende des zugehörigen Füllkanals 42 in Verbindung steht. Oberhalb der Trichter 44 ist der Stoßkörper 45 mit den beiden an ihm vorhandenen Kolben 46 so angeordnet, daß letztere in die entsprechenden Füllkanäle 42 einfahren können. Nachdem man die Schraubenmutter 4 auf dem Sattel 41 und die Schraube 2 zwischen der Spindel 35 und dem Reitstock 36 und in der Schraubenmutter 4 liegend koaxial zueinander angeordnet hat, wird der Drehantrieb 40 betätigt, um die Schraube 2 gegenüber der Schraubenmutter 4 zu drehen. Gleichzeitig wird der Füllkörper 43 so bewegt, daß die unteren Enden seiner Füllkanäle 42 an den oberen Enden der Füllboh­ rungen 16 zur Anlage kommen. Daraufhin wird der Stoß­ körper 45, auf den gegebenenfalls auch verzichtet wer­ den kann, so bewegt, daß die Kugeln 8, die in vorbe­ stimmter Zahl in den Trichtern 44 liegen, in die Füll­ kanäle 42, die Füllbohrungen 16 und von dort schließ­ lich in die Abrollspuren 7 gelangen, wobei diese Be­ wegung der Kugeln durch die Drehbewegung der Schraube 2 noch entsprechend unterstützt wird.

Claims (7)

1. Schrauben-Schraubenmutter-Kupplung mit Kugelumlauf, beste­ hend aus einer Schraube und einer Schraubenmutter, die zwischen sich eine schraubenlinienförmige Abrollspur für eine Mehrzahl für zwischen von ihnen angeordneten Kugeln bilden, und wobei wenigstens ein Überlaufkanal für diese Kugeln vorgesehen ist, der aus einer in der Innenoberfläche der Schraubenmutter vorgesegenen Nut besteht, die zwei benachbarte Windungen der schrauben­ linienförmigen Spur miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Überlaufkanal in der Schraubenmutter (4) eine bis zum Überlaufkanal radial durchgehende, zum Einführen der Kugeln (8) dienende Füll­ bohrung (16) von den Kugeln (8) entsprechendem Mindest­ durchmesser vorgesehen ist, deren inneren Ende in eine Zwischenstelle der Nut (12) des Überlaufkanals einmündet und deren äußeres Ende durch entfernbare Schließ­ mittel (18, 24) verschließbar ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, bei der für jeden Überlaufkanal ein im wesentlichen zylindrischer, in einer entsprechenden Radialbohrung (9) der Schraubenmutter (4) sitzender Zapfen (11) vorgesehen ist, der zwei benachbarte Gewindegänge (10) der Schraubenmutter (4) umschließt und der an seinem inneren Ende die diametral verlaufende Nut (12) des Überlaufkanals aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Einführen der Kugeln (8) dienende Füllbohrung (16) axial durch den Zapfen (11) hindurchgeführt ist.
3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Zapfen (11) mit einer Platte (14, 22) fest verbunden ist, die mit der Außenoberfläche der Schraubenmutter (4) in Berührung steht.
4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das entfernbare Schließmittel aus einer Deckplatte (18) besteht, die auf der Platte (14) schnappbefestigt ist.
5. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Platte (22) ge­ krümmt ist und das entfernbare Schließmittel aus einer Manschette (24) besteht, die um die Platte (22) und die Schraubenmutter (4) herum angeordnet ist.
6. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das entfernbare Schließmittel (18, 24) für jede Füllbohrung (16) einen herausziehbaren Schließ­ stopfen (17) besitzt.
7. Verfahren zum Zusammenbau einer Schrauben-Schrauben­ mutter-Kupplung mit Kugelumlauf nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zunächst die Schraube (2) und die Schraubenmutter (4) in gegenseitige koaxiale Lage gebracht werden, in der die Schraube (2) in der Schraubenmutter (4) liegt, danach die Schraube (2) in bezug auf die Schraubenmutter (4) in Dre­ hung versetzt wird und schließlich die Kugeln (8) über jede der radial verlaufenden Füllbohrungen (16) in die Abroll-Spur (7) eingefüllt werden.
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