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