DE1930399C - Kugel Schraubgetriebe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Kugel-Schrauhgetriebe mit zwei in eine gemeinsame Büchse eingesetzten und über diese in uxiuler Richtung gegeneinander auf der Kugelspindel verspannburen Muttern sowie Mitteln zur Herstellung losbarer formschlüssiger Drehverbindungen zwischen den Muttern und der Büchse.

Bei einem bekannten Kugel-Schraubgetriebe ist die Bohrung der Büchse im mittleren Bereich mit einem Bund versehen, an dessen Schulterflächen sich die inneren Enden der Muttern abstützen. Die äußeren Enden der Muttern tragen Keilflächen, die mit entsprechenden Gegenflächen im äußeren Bereich der Bohrung der Büchse zusammenwirken. Soll bei dieser bekannten Konstruktion das Spiel zwischen den Muttern, den Kugeln und der Spindel eingestellt werden, ist es notwendig, die Muttern von der Spindel abzunehmen. Erst danach kann der anzupassende Sitz der Keilflächen gelöst und nach Korrektur der relativen Winkelstellung der Muttern mit bezug auf die Büchse neu hergestellt werden. Die Spieleinstellung ist somit kompliziert und langwierig, abgesehen davon, daß die Muttern mehrere Male von der Spindel abgenommen und zur Probe wieder daraufgesetzt werden müssen, bis das gewünschte Spiel vorhanden ist. Als weiterer Nachteil der bekannten Einrichtung beeinflussen die auf die Büchse einwirkenden äußeren Kräfte in ungünstiger Weise die Laufbedingungen des Kugelschrau; getriebes.

Bei einem anderen bekannten Kugelschraubgetriebe der eingangs genannten Art tragen die Muttern an den gegeneinander weisenden verengten Enden Außenverzahnungen mit unterschiedlichen Zähnezahlen, die in einen mit zwei Reihen entsprechender Innenverzahnungen versehenen Kuppelring eingreifen. Durch entsprechende Wahl der Drehstellung des Kuppelringes im Verhältnis zu den Mutlern kann deren relative Winkellage und hierdurch auch die axiale Lage der Muttern zueinander eingestellt werden. Um die Muttern zum Zwecke dieser Einstellung außer Eingriff mit dem Kuppelring zu bringen, ist es erforderlich, die Kugelspindelzufuhr aus der einen Mutter herauszuschrauben, wobei die Kugeln herausfallen würden, wenn nicht besondere Maßnahmen zum Verhindern des Herausfallen getroffen werden. Dadurch wird die Einstellung weiterhin erschwert und kompliziert und ist zeitraubend, zumal die richtige Stellung des Kuppelringes gefühlsmäßig gefunden werden muß, was selten sofort beim ersten Versuch glückt. Auf eine schnelle und genaue Einstcllbarkeit kommt es aber entscheidend an. weil durch zu starkes Vorspannen ('ic Lebensdauer des Kugelschraubgetriebes erheblich herabgesetzt wird und bei zu losem Vorspannen das Kugclschraubgetriebe nicht die Forderungen erfüllt, die an einen Präzisionsgegenstand gestellt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kugel-Sdiraubgciriebc der eingangs genannten Art so auszubilden, daß einfach, schnell und zuverlässig eine bestimmte Vorspannung eingestellt werden kann und ebenso eine Verstellung vorgenommen werden kann, wenn sich die Vcrspaniuing der Muttern als unzureichend erweist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Herstellung der Drehverbindung bei wenigstens einer der beiden Muttern ein innen und außen verzahnter Zwischenring vorgesehen ist, dessen unterschiedliche Zahnczahleii aufweisende Verzahnungen in entsprechende Gegenverzahnungen di.'? Mutter bzw. der Büchse eingreifen.

Die Anwendung eines derartigen Zwischenringes ist auf einem anderen Gebiet, nämlich bei der Einstellung eines Nockens auf einer Welle, schon bekannt geworden. Dort ist jedoch das Verhältnis der äußeren zu den inneren Zähnezahlen derart unterschiedlich, d-jß ein bloßes Drehen des Zwischenringes zur Erzielung eines geringfügigen Versatzes des Nockens gegenüber der Welle in Umfangsrichtung nicht genügt, sondern nach einem bestimmten kom-

püzierten Schema vorgenommen werden muß. Beim Anmeldungsgegenstand hingegen ermöglicht der Zwischenring mit seinem bekannten Zähnezahlverhühnis auf einfachste Weise eine ganz bestimmte Änderung der Vorspannung, die sich durch entspre-

chende Drehung des Zwischenringes um eine beliebige Zähnezahl genau und schnell festlegen läßt.

Zweckmäßig weisen die beiden Verzahnungen denselben Zahnmodul auf. Dies vereinfacht die Herstellung und stellt darüber hinaus sicher, daß die

Zähnezahlen nicht sehr stark voneinander abweichen, was die leichte Einstellbarkeit und die Möglichkeit der Feineinstellung begünstigt.

Nach einem anderen Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung der Fxfindung sind die Gegenverzahnungen an gesonderten Ringscheiben angeordnet, die sich an einer Stirnseite der Büchse bzw. der äußeren Stirnseite der Mutter befinden und mit der Büchse bzw. Mutter drehfest verbindbar sind. Dabei sind die Ringscheibe der Zwischenringe vorzugsweise

durch eine mit der Mutter verschraubte Abdeckplatte in Eingriffsstellung der Verzahnungen axial gehalten. Weiterhin ist es hierbei zweckmäßig, die drehfesten Verbindungen zwischen den Ringscheiben und der Büchse bzw. Mutter durch ineinandergreifende axiale Vorsprünge und Ausnehmungen herzustellen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erzielung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig.! eine Stirnansicht eines Ausführungsbeispiels des Kugelschraubgetriebes gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 entlang der dort eingetragenen Schnittlinie

Das Kugelschraubgetriebe nach Fig. 1 und 2 besteht aus einer Kugelspindel 2 mit einer schraubenförmigen Nut 1, weiche die Laufbahn für eine Anzah¹ Kugeln 3 bildet, auf denen zwei Muttern 4 rollen. Die Kugelrückführung ist nicht Teil dieser Erfindung und deshalb auch nicht im einzelnen dargestellt. Die zvei Muttern 4 sitzen in einer gemeinsamen Büchse 5, die an beiden Enden Erweiterungen 6 mit radial gerichteten Schulterflächen 7 am Grunde aufweist.

Jede der Muttern 4 ist am nach außen weisenden Ende ihres Hauptkörpers 4 α mit einem Umfangsflansch 9 versehen, der jeweils genau radial in die Erweiterung 6 paßt, während seine axiale Erstreckung geringer ist als diese. Der Außendurchmesser des

Hauptkörpers 4 α jeder Büchse ist im mittleren Bereich hingegen kleiner als der Innendurchmesser der Büchse 5.

Zum Einstellmechanismus des Xugclschraubgetricbes gehört eine an der Büchse S festlegbare äußere Ringscheibe 16 mit einer Innenverzahnung 17. Das Festlegen der Ringscheibe 16 an der Büchse 5 erfolgt über in Ausnehmungen 14 an der Stirnseite der Büchse 5 eingreifende, an der Ringscheibe 16 anset-

ze η dc Vorsprünge 13, wobei ein gewisses axiales Spiel vorgesehen ist. In entsprechender Weise ist mit radialem Zwischenabstand an wenigstens einer der Muttern 4 eine innere Ringscheibe 18 mit einer Aulienverzahnung 19 über Keile 24 und Nuten 25 festgelegt, und zwar ebenfalls mit einem gewissen axialen Spiel. Radial zwischen der äußeren Ringscheibe 16 und der inneren Ringscheibe 18 ist ein innen und außen verzahnter Zwischenring 20 eingesetzt, der sowohl mit der Innenverzahnung 17 der äußeren Ringscheibe 16 als auch mit der Außenverzahnung 19 der inneren Ringscheibe 18 als Gegenverzahnungen im Eingriff steht. Die Ringscheiben 16, 18 und der Zwischenring 20 sind durch eine Abdeckplatte 21, welche, mittels Schrauben 12 an der Mutter 4 befestigt ist, gegen axiales Verschieben gehalten. Zur Erleichterung der Montage und Einpassung ist die innere Ringscheibe 18 mit zwei Zentrierbolzen 22 versehen, die in entsprechende Bohrungen der Mutter 4 passen. ao

Um außergewöhnliche Belastungen, z. B. tangential gerichtete Stoßkräfte auf die Büchse 5, in ihrer Wirkung auf das Kugelschraubgetriebe abzuschwächen durch Übertragung der Stoßkräfte von der Büchse auf die Muttern über in gewissem Maße elastische Zwischenglieder, ist vorgesehen, daß die ineinandergreifenden Vorsprünge und Ausnehmungen ¹³Iu und ²⁴/25 vorzugsweise um 90° im Winkel versetzt zueinander angeordnet sind (in Fig. 2 sind sie nur aus Gründen der Vereinfachung der zeichnerischen Darstellung fluchtend gezeichnet; die bevorzugte Anordnung ergibt sich aus Fig. 1).

Die Verzahnungen 17 und 19 sind vorzugsweise mit demselben McJuI hergestellt. Da beide Verzahnungen auf verschiedenem Umfang liegen, ist die Zähnezahl veschieden, und die inneren und die äußeren Zähne sind von Zahn zu Zahn zunehmend gegeneinander versetzt. Durch entsprechende Drehung des Zwischenrings 20 vor dem Einsetzen läßt sich stets eine Zahnstellung finden, welche die gewählte Einstellung der Mutter 4 zur Kugelspindel 2 genau fixiert. Der Grad der Genauigkeit läßt sich durch die Wahl der Gewindesteigung der Kugelspindel 2, der Durchmesser der Verzahnungen 17 und 19 sowie des Zahnmoduls beeinflussen.

Im einzelnen wird die Spieleinstellung zwischen Muttern und Spindel wie folgt vorgenommen:

Nachdem die Schrauben 12 der Abdeckscheibc 21 gelöst und mit der letzteren abgenommen worden sind, sind die Ringscheiben 16,18 und der Zwischenring 20 zugänglich. Die gegenseitige Lage von Büchse 5 und Mutter 4 läßt sich durch an den Ringscheiben 16 und 18 angebrachte Markierungen (s. die Pfeile in F i g. 1) leicht erkennen. Zum Einstellen des Getriebcspiels werden der Zwischenring 20 und eventuell auch die äußere Ringscheibe 16 abgenommen, so daß nunmehr eine Relativdrehbewegung der Mutter 4 gegenüber .'er Büchse 5 möglich ist. In dem in der Zeichnung dargestellten Beispielsfall ist um die Breite von vier Zähnen nachgestellt worden (s. den Abstand zwischen den Markierungspfeilcn). Mit der relativen Drehbewegung verbunden ist eine axiale Einstellbewegung, durch welche die axiale Verschiebung der als Kugellaufbahncn dienenden Scnrauhungänge in Kugelspindel 2 und Mutter 4 entsprechend der Gewindesteigung verändert wird. Wird dieses Maß vergrößert, wird das Spiel im Kugel-Schreibgetriebe zunehmend verkleinert und umgekehrt

In Abwandlung des beschriebenen Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung kann die äußere Ringscneihe auch einstückig mit der Büchse 5 und die innere Ringscheibe 18 einstückig mit der Mutter 4 ausgeführt sein.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kugel-Schraubgetriebe mit zwei in eine gemeinsame Büchse eingesetzten und über diese in axialer Richtung gegeneinander auf der Kugelspindel verspannbaren Muttern sowie Mitteln zur Herstellung lösbarer formschlüssiger Drehverbindungen zwischen den Muttern und der Büchse, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstei'rung der Drehverbindung bei wenigstens einer der beiden Muttern (4) ein innen und außen verzahnter Zwischenring (20) vorgesehen ist, dessen unterschiedliche Zähnezahlen aufweisende Verzahnungen in entsprechende Gegenverzahnungen (17,19) der Mutter (4) bzw. der Büchse (5) eingreifen.

2. Kugel-Schraubgetriebe nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verzahnungen denselben Zahnmodul aufweisen.

3. Kugel-Schraubgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenverzahnungen (17, 19) an gesonderten Ringscheiben (16, 18) angeordnet sind, die sich an einer Stirnseite der Büchse (5) bzw. der äußeren Stirnseite der Mutter (4) befinden und mit der Büchse (5) bzw. Mutter (4) drehfest verbindbar sind.

4. Kugel-Schraubgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (16, 18) und der Zwischenring (20) durch eine mit der Mutter verschraubte Abdeckplatte in Eingriffsstellung der Verzahnungen (17,19) axial gehalten sind.

5. Kugel-Schraubgetriebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die drehfesten Verbindungen zwischen den Ringscheiben (16, 18) und der Büchse (5) bzw. Mutter (4) durch ineinandergreifende axiale Vorsprüngc (13, 24) und Ausnehmungen (14, 25) hergestellt sind.

6. Kugel Schraubgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (13) und die Ausnehmung (14) zur drehfesten Verbindung der einen Ringscheibe (16) mit cer Büchse (S) gegenüber dem Vorsprung (24) und der Ausnehmung (25) zur drehfesten Verbindung der anderen Ringscheibe (18) mit der Mutter (4) im verspannten Zustand der Muttern im Winkel versetzt zueinander angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen