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Kennwort: dichtender abstreifer Dichtung für Kucrelschraubtriebe Die
Erfindunq bezieht sich auf eine schmutzabstreifwirksame Dichtung für Kuselschraubtriebe
mit einem vor dem Stirnende der Gewindemutter in die Nuten des Gewindeganas an der
Gewindespindel eingreifenden Dichtungskörper, der stirnseitia an der Gewindemutter
angeordnet ist.
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Bei diesen Kugelschraubtrieben bewegt sich im Bereich des von der
Gewindemutter überdeckten Abschnitts der Gewindespindel eine in sich geschlossene
Reihe von Kugeln, die zwischen den Gewindegängen der Mutter einerseits und der Spindel
andererseits geführt sind. In dem Laufgang der Kugeln befindet sich ein Schmiermittel,
wie z.B. Oel. Die Dichtungen vor dem Stirnende der Gewindemutter haben die Aufgabe,
sowohl das Schmiermittel im Raum innerhalb der Gewindemutter zuriickzuhalten als
auch Schmutzteilchen auf den außerhalb der Gewindemutter liegenden Längenbereichen
der Gewindespindel abzustreifen, bevor diese Bereiche im Inneren der-GewindeTrutter
als Laufgang für die Kuaeln aenutzt werden. Man verwendet hierzu axial federnde
Dichtungsrinqe, die mit einem schraubenförmigen Kamm versehen sind. Dieser Kamm
stützt sich mit der von der Mutter weqweisenden Flanke in der Nut ab und läßt auf
der der Mutter zugekehrten Seite einen Spalt entstehen, der nach augen miindet.
Hierdurch kann das Schmiermittel aus dem Laufgang für die Kugeln i Bereich der Gewindemutter
nach außen treten. Der huber ein solches Leck entstehende Schmiermittelverlust
kann
schließlich zu einem unzulässigen Trockenlauf des Kugelschraubtriebs führen. Dies
tritt nach längeren Stillstandzeiten ein, insbesondere wenn der Kugelschraubtrieb
vertikal, in Richtung der Schwerkraft angeordnet ist.
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Das Profil des Gewindeganqs vom Kuqelschraubtrieb ist selbst bei Vorrichtungen
gleicher Bauart unterschiedlich. Es ergeben sich Abweichungen in der Form der Flanken,
der Gewindenuten und der Steghöhe zwischen den Nuten. Es ist sehr kostenaufwendig
und nicht in jedem Fall möglich, der Dichtung eine Form zu geben, die zuverlässig
jeder Gewindespindel angepaßt ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
einfach herzustellende Dichtung für Kugelschraubtriebe der eingangs genannten Art
zu entwickeln, die hinsichtlich ihrer Abdichtungsfunktion zuverlSssig arbeitet.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Dichtungskörper
unmittelbar auf die von den jeweiligen Nuten und dazwischenliegenden Stegen des
Gewindegangs bestimmte Profilfläche der einzelnen Gewindespindel aufgeformt ist.
Da somit der Dicht;ngskörper auf der jeweils zugehörigen Gewindespindel selbst hergestellt
wird, ist seine abdichtende Fläche exakt dem Profil der Gewindespindel angepaßt.
Damit ist eine sichere Abdichtung gegeben. Die Herstellung des Dichtungskörpers
ist dabei einfach und kostensparend.
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Man verwendet als Werkstoff für den Dichtungskörper vorzugsweise einen
gießfähigen, aushärtbaren Kunststoff, der sich zugleich durch gute Gleiteigenschaften
auszeichnet. Für die Herstellung der Dichtung verwendet man einen ringförmigen Formungskörper,
wie eine Hülse, der die Gewindespindel mit einem Gießhohlraum in einem Längenteilstück
umschließt. Eine Begrenzungswand dieses
Gießhohlraums ist von der
Profilfläche der Gewindespindel aebildet. Das innerhalb des Formungskörpers liegende
Teilstück der Gewindespindel bestimmt den Gießraum mit. Der Kunststoff wird in gießfähigem
Zustand in den auf diese Weise entstehenden Gießhohlraum eingeführt und härtet in
ttbereinstimmung mit der Profilfläche der Gewindespindel aus. Die weitere Montage
des Dichtungskörpers kann in verschiedener Weise erfolgen, wobei jede Ausführung
ihre besonderen Vorteile mit sich bringt.
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Im einfachsten Falle wird der fertig gegossene Dichtunqskörper nachbehandelt,
z.B. mit Bohrungen versehen, und dann unmittelbar an der Stirnseite der Gewindemutter
durch Schraubbolzen od.dgl.
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befestigt. Dies brinqt den Vorteil weniger Bauteile. Fiir eine größere
Festigkeit ist es vorteilhaft, den Dichtungskörper mittelbar durch eine ihn umqebende
ringförmige Hülse an der Gewindemutter zu befestigen. Die ringförmige Hülse kann
dabei von dem vorerwähnten Formungskörper selbst gebildet werden, in welchem die
Dichtung über dem Profil der Gewindespindel hergestellt wurde. In diesem Falle dient
der Formungskörper zuqleich als Befestigungshülse. Damit es nicht zu Verspannungen
kommt, wird der Dichtungskörper unverdrehbar im Hohlraum der Befestigungshülse bzw.
des Formungskörpers angeordnet, was durch eingesetzte Niete oder unrunde Ausbildungen
des Hohlraumes erreicht werden kann.
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Der Werkstoff des Dichtungskörpers könnte aber auch aus einer knetbaren
Weichmasse bestehen, die in einem die Gewindespindel ringförmig umschließenden,
zur Umfangsfläche der Gewindespindel hin offenen Hohlraum einer Hülse eingebracht
ist.
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Zur Steigerung der Bchmutzabstreifwirksamen Wirkung der Dichtung kann
die BefestiguncshUlse bzw. der Formunskörper auf der der
Gewindemutter
abgekehrten Seite mit zusätzlichen Schmutzabstreifern versehen sein, die in die
vorausgehenden Windungen eingreifen. Zweckmäßigerweise verwendet man hierfür federnde
Arme, die entweder am Formunaskörper bzw. der Befestigungshülse angeformt sind oder
aber einstückig mit dem Werkstoff des Dichtungskörpers ausgebildet sind, wenn dieser
durch Gießen od.dal. über der Gewindespindel hergestellt wird.
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In der Zeichnung ist die Erfindunq in zwei Ausfflhrungsbeispielan
dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Kugelschraubtrieb mit
einer Dichtung nach der Erfindung, Fig. 2 einen Lngsschnitt durch ein Teilstueck
einer anderen Ausführung der Dichtung am Kugelschraubtrieb.
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Der Kugelschraubtrieb besteht aus einer Gewindespindel 10 und einer
Gewindemutter 11, die bei einer Relativverschiebung zueinander eine Schar von dazwischenbefindlichen
Kugeln 15 endlos umlaufen lassen. Die Kugeln bilden eine in sich geschlossene Kugelkette.
Die Gewindespindel lo trägt geeignet profilierte Gewindenuten 12, die halbkreisförmig
in Fig. 1 und 2 dargestellt sind. Die Nuten 12 umfassen Flanken 17 und einen Nutenboden
18 geeigneter Tiefe. Zwischen den einzelnen Windungen, also zwischen benachbarten
Nuten 12, des Gewindeganges befindet sich ein den Abstand zwischen den Nuten bestimmender
Steg 19. Der Mutternkörper 11 ist mit entsprechend gestalteten inneren Gewindenuten
13 versehen. Beide Nuten 12, 13 bilden qemeinsam den schraubenförmigen Kugellaufkanal,
der für den überwiegenden Teil der Kugeln 15 zur Aufnahme dient. Über die darin
befindlichen
Kugeln 15 stützt sich der Mutternkörper 11 in radialer
und axialer Richtung auf der Spindel 1o ab.
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Damit die Kugeln 15 die oben erwähnte geschlossene Kugelkette bilden
können, ist im Mutternkörper, wie durch einen Ausbruch in Fig. 1 zu erkennen ist,
ein axial verlaufender wiickftihrkanal 14 vorgesehen, durch welchen die Kegeln 15
bei einer Relativbewiegung zwischen der Spindel 1o und der Mutter 11 von einem Ende
des vorerwähnten schraubenförmigen Kuaellaufkanals zum gegenüberliegenden Ende zurückgeführt
werden können. An der tTherganqsstelle zwischen dem axialen Riickfiihrkanal 14 und
dem schraubenförmig gestalteten Kugellaufkanal sind Umlenkstücke-2o vorgesehen.
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Bei den Stirnenden 21 der Gewindemutter 11 sind bei der Erfindung
besondere Dichtungskörper 26 anqeordnet. Sie bestehen, beim Ausführungsbeispiel
von Fia. 1, werkstoffmäßig aus einem ausgehärteten Kunststoff. Seine Herstellung
und Anordnung am erfindungsgemäßen Kugelschraubtrieb vollzieht sich in folgender
Weise Über ein Längenstück der Gewindespindel 10 wird ein Formungskörper 22 angeordnet,
der ringförmig ausgebildet ist und das aus Fig. 1 ersichtliche Profil aufweist.
Der Formungskörper 22 besteht praktisch aus einer mit stirnseitigen Endwandungen
versehenen Hülse. Dieser Formungskörper umschließt einen Hohlraum 23, der mit einer
Gießöffnung 24 nach außen mündet. Durch die Gießöffnung 24 wird in übergeschobenem
Zustand des Formungskörpers 22 auf der Spindel lo der gießfähige Kunststoff in flüssiger
Form eingefüllt. Die nach innen weisende Begrenzungswand dieses Gießhohlraums 23
besteht, wie in Fig. 1 verdeutlich ist,
aus einem Teilstück 25 der
Profilfläche. Diese Profilfläche umfaßt die bereits oben erwähnten Nuten 12 und
die dazwischenliegenden Stege 19. Der in den Gießhohlraum 23 einströmende Kunststoff
füllt alle Hohlräume aus und paßt sich damit exakt der individuellen Form der Profilfläche
25 der Spindel 10 an. Nach dem Aushärten des eingebrachten Kunststoffs ist der Dichtungskörper
26 fertiggestellt. Er ist dem Profilverlauf 25 der Gewindespindel exakt angepaßt,
womit eine ideale Abdichtung auf einfache und schnelle Weise erreicht ist.
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Der Formkörper 22 könnte an sich aus mehreren voneinander lösbaren
Formhälften bestehen, die nach dem Aushärten des Kunststoffes 27 entfernt werden
können. Nach Fertigstellung des Dichtungskörpers 26 mit Bohrungen od.dgl. könnte
dieser unmittelbar vor die Stirnfläche 21 der Mutter 11 mit Schrauben od.dgl. befestigt
werden. Im vorliegenden Falle ist jedoch der Formungskörper 22 selbst als eine Haltehülse
zur Befestigung des darin befindlichen Dichtungskörpers 26 dienlich. Die Formungshülse
besitzt Bohrungen 28, durch welche Bolzen 29 durchgesteckt und in entsprechenden
Gewinden der Mutter 11 festgeschraubt werden können. Zur besseren Abdichtung kann
zwischen die Stirnflächen der Mutter 11 und den Formungskörper 22 eine Dichtung
30 eingelegt werden.
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Im vorliegenden Falle ist der Formungskörper 22 mit axial verlaufenden
Armen 31 versehen, welche Schmutzabstreifer bilden, die mit Vorsprüngen 32 in die
vorausgehenden Windungen der Nut 12 in der Spindel 10 einragen.und durch einen über
ihre freien Enden gelegten, gemeinsamen Federring 16 radial gegeneinander gespannt
sind.
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Bei der oben erwähnten Verwendung des Formungskörpers lediglich zur
Herstellung der Dichtung 26 über der Gewindespindel 10 läßt sich auch ein Formungskörper
verwenden, der solche Arme einstückig mit dem Kunststoff 27 des Dichtungsrings 26
herstellt und womit Schmutzabstreifer
entstehen, welche die gleiche
Funktion haben wie die oben erwähnten Arme 31 mit den Vorsprüngen 32. In diesem
Fall erhalten die Vorsprünge 32 auch ein der Nutenform exakt angepaßtes Profil.
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Es versteht sich, daß bei dem Kugelschraubtrieb auf der gegenüberliegenden
Stirnseite der Nut 11 ein ähnlicher Dichtungskörper und zugehörige Dichtungsmittel
vorgesehen sind. Man kann aber auf die zusätzlichen Schmutzabstreifer verzichten,
wie aus dem linken Ende des Kugelschraubtriebs von Fig. 1 zu ersehen ist.
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In diesem Fall wirkt der Dichtungskörper 26 zugleich als Schmutzabstreifer.
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Im Ausführungsbeispiel von Fig. 2 ist in Vergrößerung gegenüber der
Darstellung von Fig. 1 ein Teilstück der Spindel 10 mit einem Formungskörper 22
gezeigt, der natürlich in entsprechender Weise vor das Stirnende einer nicht näher
gezeigten Schraubspindel befestigt ist. Auch hier ist der Dichtungskörper 26 in
einem ähnlichen Hohlraum 23 über den Profilflächen der Spindel 10 erzeugt unter
Ausnutzung des plastischen Zustands des Werkstoffs. Hier besteht der Werkstoff allerdings
aus einer knetbaren, plastischen Weichmasse 33. Diese ist nicht nur während der
Herstellung des Dichtungskörpers 26 plastisch, sondern bleibt es auch nachher. Der
Hohlraum 23, der durch eine öffnung 24 gefüllt wird, wirkt wie eine Stopfbuchse.
Durch eine Schraube 34 od.dgl. wird die Masse 33 in der gewünschten Form über dem
Profil der Spindel 10 nachstellbar unter Druck gehalten, In übriger Hinsicht gelten
auch bei dieser Ausführung die gleichen Maßnahmen und Anordnungen wie im vorausgehenden
Ausführungsbeispiel.
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Bezogen auf die Steigungshöhe des schraubenförmigen Kanals 12 beträgt
die Breite des Hohlraums 23 mindestens 1 1/2 Windungen.