DE2240077A1

DE2240077A1 - Mutter fuer kugelumlaufspindeln

Info

Publication number: DE2240077A1
Application number: DE2240077A
Authority: DE
Inventors: Sven Walter Nilsson
Original assignee: SKF Industrial Trading and Development Co BV
Current assignee: SKF Industrial Trading and Development Co BV
Priority date: 1971-08-16
Filing date: 1972-08-16
Publication date: 1973-03-01
Also published as: FR2149859A5

Description

Dipl.-Inn. W. Beyer
Dipl.-Wirtsch.-Ing. B.Joehem

Frankfurt am Main Freiherr-vom-Stein-Str. 18

In Sachen:

SKF Industrial Trading and "

Development Comp. NV

Amsterdam / Niederlande .

Mutter für Kugelumlaufspindeln

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mutter für Kugelumlaufspindel^ Bei derartigen Kugelumlaufschraubgetrieben haben beide Teile schraubenförmige Nuten, in denen eine Kugelgruppe oder mehrere getrennte Kugelgruppen zirkulieren. Damit die Zirkulation erreicht wird, muß die Mutter einen Kugelrückführungskanal - bei mehreren getrennt zirkulierenden Kugelgruppen mehrere derartige Rückführungskanäle haben. Sind mehrere Kugelkreisläufe vorgesehen, so kann die Anordnung derart getroffen sein, daß jeder der mit axialem Zwischenabstand zirkulierenden Kugelkreisläufe nur einmal um die Spindel führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Kugelumlaufschraubgetriebe der zuletzt bezeichneten Art eine sehr einfach und billig herzustellende, dabei aber mit guter Präzision funktionierende Mutter zu schaffen. Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß .sich ein oder mehrere in sich geschlossene Zirkulationswege für Kugeln jeweils nur über eine Windung der schraubenförmigen Kugellaufbahn der Spindel erstrecken und durch eine in eine dünnwandige Büchse eingepreßte, San ihren

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fnnr: r.urüclcgoführte Vertiefung gebildet sind, welche nnΓ dem größeren, tragenden Teil ihror Länge schrn.ubenfSrnri.pj vorläuft und in dem zurückführenden Bereich so vertieft ist, daß die Kugeln über die Erhebung zwischen zwei benachbarten Laufbahnwindungen der Spindel führbar sind.

Die neu vorgeschlagene Mutter kann in sehr einfacher Weine durrh eine die Büchse aufnehmende Preßform, in deren innere Mantelfläche Vertiefungen entsprechend den herzustellenden Vertiefungen der Büchse eingearbeitet sind, und Druckbeaufschlngung des Innenraums der Büchse hergestellt werden.

Damit die Büchse über den gesamten Umfang trägt, werden praktische Ausführungen mit mehreren axial versetzt liegenden Kugelkreisläufen bevorzugt, deren zurückführende Bereiche über den Umfang der Mutter versetzt angeordnet sind.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Flanschbüchse, wie sie als Ausgangswerk- ·,stück für die Herstellung einer Mutter gemäß der Erfindung geeignet ist,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die in einer Preßform aufgenommene Büchse gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivisch dargestellte, axial aufgeschnittene, fertige Mutter gemäß der Erfindung,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Mutter in größerem Maßstab, .'·

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Fig, 5 einen Querschnitt durch die Mutter gemäß Piß· 4-,

Fig, 6 bis 11 verschiedene Längsschnitte durch die die Kugellaufbahn bildende Vertiefung in der Mutter in den in Fig. 5 eingetragenen Schnittebenen VI-XI,

Fig. 12 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung·

Die Kosten der Muttern für Kugelumlaufschraubgetriebe werden weitgehend von den Fertigungskosten der Kugellaufbahn und des Kugelrüokfiihrungskanals bestimmt. Um diese Kosten zu senken, besteht im Beispielsfall nach Fig. 3 der innere Teil der Mutter aus einer dünnwandigen Büchse 10 mit endseitigen Außenflansehen 11. In die dünnwandige Büchse 10 können die Kugellaufbahnen in geeigneter Weise eingepreßt werden, beispielsweise gemäß Fig. 2 mittels einer geteilten äußeren Preßform 12 und einom geeigneten Druckmittelanschluß, an den sich die Flanschen 11 dicht anschließen lassen. Der abgedichtete Innenraum der Büchse 10 wird dann mit hydraulischem Druckmittel beaufschlagt, und durch den Druck werden bestimmte Wsndbereiche der Büchse 10 in Hüten 13 in der inneren Oberfläche der Preßform 12 gedruckt und dabei plastisch verfomt. Diese Nuten 13 haben längs des größeren Teil des Umfangs einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt. In Längsrichtung folgen die Nuten 13 im wesentlichen der Steigung der Kugelumlaufspindel, und zwar nicht ganz einmal um den Umfang. Auf dem Rest des Umfangs wird der zurückführende Teil der durch die Nuten 13 herzustellenden Vertiefungen in der Büchse 10 angelegt, wozu jede Einzelwindung der in Fig. 2 gezeigten-beiden Nuten 13 durch einen Übergangsbereich 14 geschlossen wird.

Gemäß Fig. 3 wird nach der Formung der Büchse 10 mit schrau-

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benförmigen Vertiefungen 16, welche den tragenden Teil der Kugrllnufbnhnen der Büchse bilden, um dier.e herum ein verstärkender Mantel 34- angegossen, der gemäß Fig. J von einem End flansch 11 bis zum anderen reicht \md noch mit einer Drahtarmierung 15 versehen sein kann. In Fig. 3 ist von einem oberen Kühlkreislauf syst em auf der vorn liegenden Außenseite der Büchse 10 die schraubenförmige, tragende Kugellaufbahn gezeigt, während im Inneren der Büchse der axial zurückführende Bereich 17 dieser in sich geschlossenen Kugellaufbahn angedeutet ist. Bei dem in Fig. 3 auf der vorn liegenden Außenseite der Büchse 10 axial weiter unten angeordneten Kugelkreislaufsystem liegt, wie dargestellt, der zurückführende Bereich 17 dem entsprechenden Bereich des oberen Systems diametral gegenüber.

Die AnInge der Kugellaufbahnen in der Mutter geht noch deutlicher aus Fig. 4- hervor. Die Kugelumlaufspindel ist dort mit 1R bezeichnet. Ihr Gewindegang ist im Querschnitt im wesentlichen halbkreisförmig. Zwischen je zwei benachbarten Windungen des schraubenförmigen Ganges befindet sich eine Erhebung 19. Die Mutter ist mit zwei Vertiefungen ausgebildet, deren jede sich im wesentlichen über einen Umlauf des Gewindeganges der.Spindel erstreckt. Die mit 20 bezeichneten Kxigeln sind in Fig. 4 nur oben und unten angedeutet. In Wirklichkeit befinden sich über die gesamte Länge der Vertiefungen Kugeln.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die Mutter. Der eigentliche, Kräfte übertragende Teil der Kugellaufbahn reicht von A im Uhrzeigersinn bis B; das sind im Beispielsfall mehr als 270 . Dieser Winkel knnn schwanken. Der Querschnitt der Kugel laufbahn der Mutter ist in diese?m schraubenförmigen Bereich im wesentlichen ein Halbkreis und bildet eine gute Abstützung und Führung für die Kugeln.

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Den Anfang und dn.i End ο don nchraubonförmigon Borni. ohn 16 verbind ot:, wie ob on erwähnt, ein vom schraubenform·! gen Vorlauf abweichender, zurückführender Bereich 17· ^i ° i-^m Beispielsfall gezeigte Mutter führt., zwei getrennte Serien von Kugeln. Die Anordnung ist so getroffen, daß die beiden zurückführenden Bereiche der Kugellaufbahnen diametral gegenüberliegen, so daß durch die Kugeln 20 Axialkräfte über den gesamten Umfang übertragen werden. Bei großen .zu übertragenden Kräften ist es natürlich auch möglich, mehr als zwei in sich geschlossene Kugellaufbahnen zu benutzen. Man sollte in diesem Fall die zurückführenden Bereiche17 so gleichmäßig wie möglich über den Umfang der Mutter verteilen.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt in der Ebene VI in Fig. 5 und ist charakteristisch für den Querschnitt der Kugellaufbahn zwischen A und B (im Uhrzeigersinn). Die Kugeln haben in diesem Bereich der Laufbahn mit halbkreisförmigem Querschnitt eine gute Abstützung sowohl auf Seiten der Kugelumlaufspindel 18 als auch in der Vertiefung 16 der Mutter. Mit zunehmendem V/eiterschreiten über den Umfang von der Ebene VI zur Ebene VII und schließlich bis zur Ebene XI nimmt die !Tiefe der Rückführnut 17 kontinuierliche zu.

Die Fig. 6 bis 11 zeigen die Bewegung einer Kugel in der ersten Hälfte des rückführenden Nutbereichs 17· Am Ende befindet sich die Kugel gemäß Fig. 11 ganz oben auf der Erhebung 19 zwischen zwei Nutwi.ndungen des Gewindeganges. Von der Schnittebene XI bis zur Schnittebene A bewegt sich die Kugel dann auf der gegenüberliegenden Flanke der Erhebung wieder nach unten. Die dabei durchlaufenen Querschnitte der Kugellaufhnhn entsprechen den Querschnitten in den Schnittebenen XI-VI. Die Verhältnisse in der Schnittebene A gleichen an Ende wieder denen der Fig. 6.

.· Bei dem Ausführungnbeispiel nach Fig. 12 isb der Haupt-

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körper dor Mutter derselbe wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, und im Inneren befindet sich wiederum eine dünnwandige Büchse 10. Durch Pressen oder ein anderes geeignetes Formgebungsverfahren sind die beiden Kugellnufbahnen, bestehenc¹ jeweils aus einem schraubenförmigen Bereich 16 und einem der axialen Kugelrückführung dienenden Bereich mit größerer Tiefe, in die Büchse eingearbeitet' worden. Der aufgegossene oder in anderer geeigneter Weise aufgebrachte verstärkende Mantel um die dünnwandige Büchse ist m.i.t äußeren formschlüssig wirkenden Gliedern versehen, die dazu bestimmt sein können, die Mutter zu verriegeln oder auch mit einem Antrieb zusammenzuwirken. Im Boispielsfall sind es Zähne oder Keilz.ähne 21, mit deren Hilfe die Mutter z.B. durch ein nicht gezeigtes Zahnrad roti.erend angetrieben oder mit deren Hilfe sie undrehbar in ein anderes Maschinenteil eingepaßt werden könnte. Die Zähne 21 können entweder unmittelbar durch den Giei?Vorgang des verstärkenden Mantels geformt, öder es könnte auch erst nur eine äußere Erhebung auf demselben angegossen werden, in welcher danach die gewünschten Zähne oder Keilzähne spanend eingearbeitet werden. Statt der Zähne oder Längskeile kann der verstärkende Mantel auch mit Umfangskerben oder Querkeilen versehen sein. Die Endflanschen sind bei dem letzteren Ausführungsbeispiel durch nach außen gewölbte Umfangssicken 22 ersetzt. Ein Teil der Oberfläche dieser Sicken dient als Abstützung für den verstärkenden Mantel und ein anderer Teil 23 dient als innere Laufbahn für Kugeln 2^ZI-, die zwischen dieser Laufbahn und einer äußeren, durch 25 bezeichneten Laufbahn angeordnet sind. Auf diese Weise wird das Kugelumlaufscnrflubgetriebe vervollständigt durch ein zur Aufnahme axialer Kräfte geeignetes Wälzlager. Dieses ist in ein Gehäuse 26 eingesetzt und trägt die Mutter, bei deren Drehung die drehfest gehaltene Spindel axial bewegt wird.

Patentansprüche / 309809/0818

Claims

Pa t e nt an sp r üc h e

1.j Mutter für Kugelumlaufspindeln, ' d a d u r c h g e"k ennzeichnet , daß sich ein oder mehrere, in sich geschlossene Zirkulationswege (16, 17) für Kugeln (20) jeweils nur über eine Windung der schraubenförmigen Kugeilaufbahn der Spindel (18) erstrecken und durch eine in eine dünnwandige Büchse (10)eingepreßte, an ihren Anfang zurückgeführte Vertiefung gebildet sind, welche auf dem größeren, tragenden Teil (16) ihrer Länge schraubenförmig verläuft und in dem zurückführenden Bereich (17) so vertieft ist, daß die Kugeln (20) über die Erhebung (19) zwischen zwei benachbarten Laufbahnwindungen der Spindel (18) führbar sind.

2. Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich der zurückführende Bereich (17) über weniger als 90° erstreckt.

3. Mutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß bei zwei in sich geschlossenen Zirkulationswegen (16, 17) die zurückführenden Bereiche (17) diametral gegenüberliegen.

4. Mutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3> d a d u r ch gekennzeichnet , daß die Büchse mit endseitigen Außenflanschen (11) versehen ist.

5. Mutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch,, gekennzeichnet , daß die Büchse (10) mit endseitigen, sich im wesentlichen axial erstreckenden Kragen (23) ausgebildet ist, welche innere Laufbahnen eines die Ilutter in einem Gehäuse (26) abstützenden Wälzlagers bilden.

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6. Mutter nnch Anspruch 3 * dadurch gekennzeichnet , daß die Kragen (23) on kreisförmig umlaufenden Sicken (22) ansetzen.

7. Mutter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (10) von einem sie verstärkenden Mantel (14) umgeben ist.

8. Mutter nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet _T daß der Mantel (14) armiert (Armierung 15) ist,

9. Mutter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der äußere Bereich des Mantels (14) mit Holte- oder Antriebsmitteln (21) ausgebildet oder versehen ist.

10. Vorrichtung zur Herstellung einer Mutter nach einem der Ansprüche 1 bis 9» gekennzeichnet durch eine die Büchse (10) umgebende Preßform (12), in deren innere Mantelfläche Vertiefungen (13» 14) entsprechend den herzustellenden Vertiefungen (16, 17) der Büchse (10) eingearbeitet sind, und eine den abgedichteten Innenraum der Büchse (10) mit hydraulischem Druckmittel beaufschlagende Druckmittelquelle·

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