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DE4208126C2 - Kugelumlaufspindel - Google Patents

Kugelumlaufspindel

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Publication number
DE4208126C2
DE4208126C2 DE4208126A DE4208126A DE4208126C2 DE 4208126 C2 DE4208126 C2 DE 4208126C2 DE 4208126 A DE4208126 A DE 4208126A DE 4208126 A DE4208126 A DE 4208126A DE 4208126 C2 DE4208126 C2 DE 4208126C2
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DE
Germany
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ball
bearing
groove
nut
load
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DE4208126A
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DE4208126A1 (de
Inventor
Takeki Shirai
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THK Co Ltd
Original Assignee
THK Co Ltd
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Publication date
Application filed by THK Co Ltd filed Critical THK Co Ltd
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    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
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    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
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    • Y10T74/19902Screw and nut

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Kugelumlaufspindel, welche bei verschiedenen Industriemaschinen eingesetzt wird und die derart wirkt, daß eine geradlinige Bewegung in ei­ ne Drehbewegung oder umgekehrt umgewandelt wird.
Eine übliche Kugelumlaufspindel dieser gattungsgemäßen Art weist eine Gewindespindel und wenigstens eine Kugelmutter auf. Die Gewindespindel hat eine Kugelabwälznut, welche schraubenlinienförmig mit einer bestimmten Schrägung aus­ gebildet ist. Lagerkugeln sind so eingeschlossen, daß sie eine Abwälzbewegung in dieser Nut ausführen. Die Kugelmut­ ter hat eine lasttragende Kugelnut und einen Kugelrücklauf­ kanal. Die lasttragende Kugelnut ist schraubenlinienförmig ausgebildet und hat die gleiche Steigung wie die Kugelab­ wälznut. Der Kugelrücklaufkanal ermöglicht, daß die Lager­ kugeln von einem Ende der lasttragenden Kugelnut zu dem anderen Ende umlaufen bzw. zirkulieren. Es ist möglich, eine geradlinige Bewegung von der Gewindespindel oder der Kugel­ mutter dadurch abzunehmen, daß dem jeweils anderen Teil ei­ ne Drehbewegung erteilt wird.
Beim Einsatz dieser Kugelumlaufspindel ist es üblich, eine Vorbelastung auf die Kugelmutter aufzubringen, um Axial­ spiele zu eliminieren und die Steifigkeit gegenüber Axial­ belastungen zu erhöhen sowie einen Totgang zu vermeiden. Hierdurch läßt sich die Zustellgenauigkeit bei der gerad­ linigen Bewegung verbessern.
Ein übliches Verfahren zum Aufbringen einer Vorbelastung auf die Kugelumlaufspindel besteht darin, zwei Kugelmuttern vorzusehen, wodurch der Spindel eine Vorbelastung erteilt wird, während zugleich eine Zugkraft oder eine Druckkraft zwischen den beiden Kugelmuttern einwirkt. Hierbei handelt es sich um das sogenannte Doppelmutterverfahren. Dieses Ver­ fahren wird insbesondere in ein Konstantpositions-Vorbe­ lastungsverfahren unterteilt, bei dem ein Distanzstück mit einer Dicke entsprechend der Größe der Vorbelastung zwischen einem Paar von Kugelmuttern eingesetzt wird, und in ein Kon­ stantdruckkraft-Vorbelastungsverfahren unterteilt, bei dem eine Vorbelastung durch Nutzung der Federkraft einer Feder aufgebracht wird, welche zwischen einem Paar von Kugelmut­ tern angeordnet ist.
Bei dem vorstehend genannten Konstantpositions-Vorbelastungs­ verfahren werden die beiden Kugelmuttern über das Distanz­ stück starrer zusammen angezogen. Wenn daher die Steigung der Gewindespindel oder der Durchmesser der Spindel eine Ab­ weichung hat, dann werden die Lagerkugeln ungleichförmig elastisch verformt. Daher ist die Vorbelastung auf die Lager­ kugeln gleichmäßig. Als Folge hiervon sind die auf die Ku­ gelmuttern aufgebrachten Drehmomente unterschiedlich. Bei dem letztgenannten Konstantdruckkraft-Vorbelastungsverfah­ ren tritt eine derartige Schwierigkeit nicht auf, da die Größe der federnd nachgiebigen Verformung der Lagerkugeln im­ mer durch die Wirkung der Feder konstant ist. Jedoch ist eine Herabsetzung der Steifigkeit unvermeidbar. Ferner ist es schwierig, die Feder derart anzubringen, daß man eine ge­ eignete Vorbelastung erhält. Auch wird bei jedem vorste­ hend genannten Verfahren eine adäquate Vorbelastung nicht aufgebracht, wenn die Kugelmuttern relativ zueinander dreh­ bar sind. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, daß die beiden Kugelmuttern miteinander gekoppelt sind, ohne daß sie sich relativ zueinander drehen können. Hierdurch ver­ größert sich die Anzahl von Bauteilen. Auch wird die Anzahl der Montageschritte größer. Eine weitere Schwierigkeit ist darin zu sehen, daß eine gleichmäßige Drehbewegung nur dann erhalten werden kann, wenn die Achsen der beiden Kugelmut­ tern ganz genau übereinstimmen.
Unter diesen Umständen wurde ein sogenanntes Versetzungsvor­ belastungs-Verfahren vorgeschlagen, um eine Vorbelastung mittels einer einzigen Kugelmutter aufzubringen. Insbesonde­ re ist die Kugelmutter mit einer schraubenlinienförmig ver­ laufenden lasttragenden Nut versehen, welche die Lagerkugeln aufnimmt. Die Steigung dieser Nut ist an gewissen Stellen größer und kleiner gewählt, was von der Größe der Vorbela­ stung abhängt, so daß man eine Kugelkontaktkonstruktion er­ hält, welche ähnlich wie bei dem vorstehend angegebenen Kon­ standpositions-Vorbelastungsverfahren ist. Bei diesem Ver­ fahren wird die Vorbelastung mittels einer einzigen Kugel­ mutter aufgebracht. Die Gesamtlänge der Mutter ist im Ver­ gleich zu der Doppelmutterauslegung vermindert. Auch ist das Gewicht geringer. Ferner läßt sich eine Miniaturisierung verwirklichen. Zusätzlich ist weniger Arbeit zum Zusammen­ setzen der Kugelumlaufspindel erforderlich.
Wenn selbst aber bei diesem Versetzungsvorbelastungs-Ver­ fahren die Steigung der Gewindespindel oder der Durchmesser der Gewindespindel auf Grund von Bearbeitungstoleranzen Abweichungen hat, dann ist das auf die Kugelmutter aufgebrach­ te Drehmoment ungleichförmig, und zwar auf dieselbe Weise wie bei dem Konstantpositions-Vorbelastungsverfahren. Zu­ sätzlich führt jegliches Radialspiel zu einem Axialspiel. Hierdurch wird die Zustellgenauigkeit schlechter.
Aus der US-3 720 116 ist eine Kugelumlaufspindel bekannt, bei der ein federnd nachgiebiges Teil zwischen den ersten und zweiten lasttragenden Kugelnuten ausgebildet ist. Fehler beim Kugelumlauf werden nicht nur durch dieses Teil, sondern auch durch Nachstellung der Gewindehülse oder Einfügen eines Abstandsgliedes zwischen die Kugelmutterabstände korrigiert. Ein selbsttätiges Zusammenziehen des elastischen Teils während des Betriebs ist nicht vorgesehen, so dass Fehler beim Kugelumlauf nicht selbsttätig, sondern erst nachträglich korrigiert werden können. Außerdem erfolgt keine Vorbelastung auf die Lagerkugeln derart, dass der Abstand zwischen der ersten und der zweiten lasttragenden Kugelnut größer oder kleiner als ein ganzzahliges Vielfaches der Steigung der Kugelabwälznut ist.
Aus Bögelsack, G.: "Kugelrückführung und Gewindezentrierung in Kugelschraubgelenken" DE-Z. Feinwerktechnik 71. Jahrgang, 1967, Heft 7, Seiten 335 bis 339 ist eine Kugelumlaufspindel mit zwei Mutterstücken bekannt. Zwischen den beiden Mutterstücken ist eine Feder angeordnet. Zwar bewirkt die Feder zwischen den Mutterstücken eine Vorbelastung auf die Lagerkugeln, jedoch ist nicht vorgesehen, diese Vorbelastung durch den Abstand zwischen der ersten und der zweiten lasttragenden Kugelnut zu bewirken. Die Kugelnuten der ersten und zweiten Kugelmutterabschnitte weisen nicht dieselbe Steigung wie die Kugelabwälznut der Gewindespindel auf.
Die üblichen Vorbelastungsverfahren bringen Schwierig­ keiten im Hinblick auf die Herstellung der Kugelumlaufspin­ del und im Hinblick auf die Genauigkeit der Bewegung mit sich, und alle die von den Anwendern und Herstellern dieser Kugelumlaufspindel gesellten Erfordernisse können nicht er­ füllt werden.
Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine Kugelumlaufspin­ del bereitzustellen, welche sich leicht herstellen läßt und ausgezeichnet im Hinblick auf die Genauigkeit ist.
Nach der Erfindung wird hierzu eine Kugelumlaufspindel be­ reitgestellt, welche folgendes aufweist: Eine Gewindespin­ del, welche eine Kugelabwälznut hat, welche einen schrauben­ linienförmigen Verlauf mit einer vorbestimmten Steigung be­ sitzt; eine Kugelmutter; eine erste lasttragende Kugelnut, welche schraubenlinienförmig in der inneren Fläche der Ku­ gelmutter mit der gleichen Steigung wie die Kugelabwälznut ausgebildet ist; eine zweite lasttragende Kugelnut, welche schraubenlinienförmig in der inneren Fläche der Kugelmutter mit derselben Steigung wie die Kugelabwälznut ausgebildet ist; ein federnd nachgiebiges Teil, welches an der Kugelmut­ ter zwischen den ersten und zweiten lasttragenden Kugelnu­ ten ausgebildet ist; und eine Mehrzahl von Lagerkugeln, wel­ che jeweils zwischen der Kugelabwälznut in der Gewindespin­ del und der ersten oder zweiten lasttragenden Kugelnut der­ art angeordnet ist, daß die Lagerkugeln eine Abwälzbewegung ausführen. Das federnd nachgiebige Teil kann sich axial verschieben. Der Abstand zwischen den ersten und den zweiten lasttragenden Kugelnuten ist mit größer oder kleiner einem ganzzahligen Vielfachen der Steigung der Kugelabwälznut vorgegeben. Bei dieser Auslegung ist der Abstand zwischen den ersten und zweiten lasttragenden Kugelnuten größer oder kleiner als ein ganzzahliges Vielfaches der Steigung der Kugelabwälznut. Daher ist die Kugelkontaktauslegung ähnlich wie bei der Kugelkontaktauslegung der Zersetzungsvorbelastungs- Kugelumlaufspindel. Eine Vorbelastung wird der Kugelmutter er­ teilt. Zwischen den ersten und zweiten lasttragenden Kugel­ nuten ist das federnd nachgiebige Teil der Kugelmutter aus­ gebildet, welches sich axial verschieben läßt. Dieses fe­ dernd nachgiebige Teil dient zur Aufnahme von einer zu gros­ sen Vorbelastung, welche auf Toleranzen bei der Steigung der Gewindespindel oder auf Toleranzen zurückzuführen ist, wel­ che im Zusammenhang mit dem Durchmesser der Spindel stehen. Hierdurch wird sichergestellt, daß auf die Kugelmutter im­ mer eine konstante Vorbelastung wirkt. Hierdurch läßt sich die Bewegungsgenauigkeit dieser Kugelumlaufspindel verbes­ sern.
Da sowohl die erste als auch die zweite lasttragende Kugel­ nut in der einzigen Kugelmutter ausgebildet ist, um eine Vorbelastung aufzubringen, können umständliche Einstellar­ beiten und Montagearbeiten, welche bei einer Doppelmutter­ konstruktion erforderlich wären, entfallen. Hierdurch läßt sich die Produktivität wesentlich steigern.
Bei der Erfindung wird eine Vorbelastung durch eine Verknüpfung von zwei Einflußgrößen bereitgestellt. Eine Einflußgröße ist die geeignete Wahl des Abstandes zwwischen den ersten und zweiten lasttragenden Nuten, und die andere ist die Wahl einer Stärke der Federkraft des federnd nachgiebigen Teils.
Natürlich wird die Vorbelastung auf die Kugelumlaufspindel dadurch bereitgestellt, daß der Abstand zwischen der ersten und der zweiten lasttragenden Nut geringfügig größer oder kleiner als ein ganzzahliges Vielfaches der Steigung der Kugelabwälznut ist. Andererseits dehnt sich das federnd nachgiebige Teil oder zieht sich zusammen, um die Vorbelastung auf die Kugelum­ laufspindel herabzusetzen, woraus resultiert, daß die Feder­ kraft sicher am federnd nachgiebigen Teil vorhanden ist. Natürlich ist es ein selbstverständliches Element, daß der Abstand zwischen der ersten und der zweiten lasttragenden Nut geringfügig größer oder geringfügig kleiner als ein ganzzah­ liges Vielfaches der Steigung der Kugelabwälznut ist, um die Federkraft bereitzustellen.
Daher kann man bei der Erfindung auch davon ausgehen, daß die Vorbelastung durch die Federkraft des federnd nachgiebigen Teils bereitgestellt wird.
Wenn das federnd nachgiebige Teil sich dehnt oder zusammenzieht wird die entsprechend der Wahl des Abstandes zwischen der ersten und der zweiten lasttragenden Nut aufgebrachte Vorbela­ stung nach Maßgabe der Größe der Expansion oder Kontraktion geändert. Wenn aber das federnd nachgiebige Teil sich kaum dehnt und zusammenzieht, wird die der Wahl des Abstandes entsprechende Vorbelastung auf die Kugelumlaufspindel ohne jegliche Änderung aufgebracht. Vor allem ist die auf die Kugelumlaufspindel aufgebrachte Vorbelastung durch die Wahl der Stärke der Federkraft des federnd nachgiebigen Teils frei einstellbar.
Andererseits dient das federnd nachgiebige Teil dazu, die Größe der Vorbelastung auf einem festen Wert konstant zu halten. Wenn beispielsweise die Gewindespindel einen Steigungsfehler hat, wird eine auf die Kugelumlaufspindel wirkende Stoßbelastung zur Folge haben, daß die Vorbelastung zeitweilig zu hoch wird. Bei der Erfindung kann sich jedoch das federnd nachgiebige Teil dehnen oder zusammenziehen, um eine zu große Vorbelastung aufzuheben, so daß die auf die Kugelumlaufspindel aufgebrachte Vorbelastung immer konstant einen vorbestimmten Wert einnimmt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeich­ nung. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kugelumlaufspindel nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Kugelumlaufspindel, welche in Fig. 1 gezeigt ist, und zwar in Blickrichtung des Pfeils A,
Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht der Hauptteile der Kugelmutter, welche in Fig. 1 gezeigt ist,
Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht einer Ausfüh­ rungsvariante des federnd nachgiebigen Teils der Kugelmutter, welche in Fig. 1 gezeigt ist,
Fig. 6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungs­ form einer Kugelumlaufspindel nach der Erfin­ dung, und
Fig. 7 eine Seitenansicht einer weiteren Kugelumlauf­ spindel nach der Erfindung.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 ist eine Kugelumlauf­ spindel gezeigt, welche nach der Erfindung ausgelegt ist. Diese Kugelumlaufspindel weist eine Gewindespindel 1, eine Kugelmutter 2, welche einen wellenförmig ausgebildeten, fe­ dernd nachgiebigen Teil 3 hat, welcher im wesentlichen auf der axialen Mitte der Spindel 1 liegt, und eine Mehrzahl von Lagerkugeln 4 auf, welche zwischen der Spindel 1 und der Mut­ ter 2 angeordnet sind. Eine Nut 11 ist schraubenlinienförmig mit einer vorbestimmten Steigung in der äußeren Fläche der Spindel 1 ausgebildet. Die Lagerkugeln 4 können in der schrau­ benlinienförmig ausgebildeten Nut 11 eine Abwälzbewegung aus­ führen. Wenn sich die Spindel 1 dreht, führt die Kugelmutter 2 eine geradlinige Bewegung um die Spindel 1 aus. Die Lagerkugeln 4 dienen zur Aufnahme von Belastungen.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist die Kugelmutter 2 ein erstes Mutternteil 2a und ein zweites Mutternteil 2b auf, welche über das federnd nachgiebige Teil 3 miteinander verbunden sind. Eine erste, lasttragende Kugelnut 21 ist in der inneren Fläche des ersten Mutterteils 2a ausgebildet. In ähnlicher Weise ist eine zweite, lasttragende Kugelnut 22 in der inne­ ren Fläche des zweiten Mutterteils 2b ausgebildet. Drei Ab­ lenkeinrichtungen 5, welche in regelmäßigen Abständen von­ einander angeordnet sind, sind jeweils passend auf den er­ sten und zweiten Mutterteilen 2a, 2b vorgesehen. Die Lagerku­ geln 4, welche in den lasttragenden Kugelnuten 21 und 22 nach unten rollen, gehen durch die Rücklaufnuten, welche in den Ablenkeinrichtungen 5 ausgebildet sind und kehren zu dem Beginn der Windungsgänge der Nuten 21 und 22 zurück. Somit bewegen sich die Lagerkugeln 4 längs einer endlosen Bahn. Jede der Mutternteile 2a und 2b hat drei Reihen von Lagerku­ geln, welche endlos umlaufen. Dichtungsteile 23 verhindern, daß Staub und andere Fremdstoffe in den Hohlraum im Innern der Kugelumlaufspindel von den axialen Enden der Mutter 2 erindringen können. Schrauben (nicht gezeigt) verlaufen durch Befestigungsöffnungen 24 und sind in einen nicht montierten Teil (nicht gezeigt) geschraubt.
Das federnd nachgiebige Teil 3, welches das erste Muttern­ teil 2a und das zweite Mutternteil 2b miteinander koppelt, wird in der nachstehend angegebenen Abfolge ausgebildet, nach­ dem die lasttragenden Kugelnuten 21 und 22 geschliffen wurden.
  • 1. Die innere Fläche der Kugelmutter 2 wird mittels einer Drehmaschine zur Ausbildung einer Nut 31 drehbearbei­ tet.
  • 2. Nachdem die gesamte Kugelmutter 2 auf gekohlt ist, wird sie abgeschreckt. Die äußere Fläche des federnd nach­ giebigen Teils 3 wird mit einem Schutzteil überzogen, um ein Aufkohlen im Bereich des federnd nachgiebigen Teils zu verhindern.
  • 3. Die Schutzeinrichtung wird abgelöst. Die äußere Fläche der Kugelmutter 2 wird dann mittels einer Drehma­ schine zur Ausbildung der Nuten 32 und 33 drehbearbeitet.
Wenn man das federnd nachgiebige Teil mittels einer Drehbe­ arbeitung eines einzigen zylindrischen Teils auf die vor­ stehend beschriebene Weise ausbildet, erhält man die nach­ stehend angegebenen Vorteile:
  • a) Im vorstehend angegebenen Schritt (3) läßt sich die Zustellgröße der Drehbearbeitung sowie der Winkel zur Ausbildung der Nuten 32 und 33 einstellen, und daher läßt sich die Federkonstante des federnd nachgiebigen Teils auf einfache Weise einstellen.
  • b) Da die Achse des ersten Mutterteils 2a genau mit der Achse des zweiten Mutternteils 2b übereinstimmt, erhält man eine gleichmäßigere Drehbewegung als bei der üb­ lichen Doppelmutterkonstruktion, bei der zwei Kugelmuttern durch eine Feder miteinander verbunden sind.
  • c) Da das federnd nachgiebige Teil zur Aufnahme von zu großen Belastungen dient, wird verhindert, daß Riß­ bildungen bei der Kugelmutter auftreten, wenn Stoßbelastun­ gen einwirken.
Bei der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform wird eine Vorbelastung auf die Kugelmutter 2 auf die nachstehend beschriebene Weise aufgebracht. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist die Steigung der ersten und der zweiten lasttragenden Kugel­ nuten 21, 22 gleich wie die Steigung L der Nut 11, welche in der Gewindespindel 1 ausgebildet ist. Der Abstand zwi­ schen der ersten Nut 21 und der zweiten Nut 22, welche auf gegenüberliegenden Seiten des federnd nachgiebigen Teils 3 liegen, ist derart vorgegeben, daß er kleiner als ein ganz­ zahliges Vielfaches der Steigung L ist, und zwar um α (0 < α < 50 µm), d. h. dieser ist auf n L - α eingestellt, wobei n eine ganze Zahl ist. Nachdem dann die Kugelmutter 2 auf der Gewindespindel 1 angebracht ist, führen selbst dann, wenn keine äußere Kraft auf die Kugelmutter 2 einwirkt, die La­ gerkugeln eine Abwälzbewegung in der ersten Nut 21 aus, und die Lagerkugeln 4 führen ebenfalls eine Abwälzbewegung in der zweiten Nut 22 aus, und diese Teile werden mittels des federnd nachgiebigen Teils 3 aufeinander zu gezogen. Eine Vorbelastung mit einer Stärke, welche dem Wert α entspricht, wird auf die Kugelmutter 2 aufgebracht.
Bei der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform ist der Abstand zwischen den lasttragenden Kugelnuten 21 und 22 vor­ gegeben mit n L - α. Auch ist es möglich, den Abstand grös­ ser als ein ganzzahliges Vielfaches der Steigung zu machen, und zwar um α, d. h. n L + α. In diesem Fall wirkt eine Druckbelastung auf die Lagerkugeln 4 ein, welche in der er­ sten Nut 21 eine Abwälzbewegung ausführen und auch auf je­ ne Lagerkugeln 4, welche in der zweiten Nut 22 eine Abwälz­ bewegung ausführen, so daß alle diese Lagerkugeln 4 in Rich­ tung auf die axialen Enden der Spindel gedrückt werden. Wie­ derum erhält man eine Vorbelastung mit einer Größe, welche dem Wert α entspricht und die auf die Kugelmutter 2 aufge­ bracht wird.
Die Kugelmutter 2, welche auf diese Art und Weise ausgelegt ist, wird mittels Schrauben mit einem nicht angebrachten Teil, wie einem Tisch, über einen backenähnlichen Flansch 6 angeschraubt, welcher von der äußeren Fläche des ersten Mutternteils 2a vorsteht. Auf diese Weise wird die Kugel­ mutter 2 ihrem bestimmungsgemäßen Einsatz zugeführt.
In diesem Zustand wirkt das federnd nachgiebige Teil 3 auf die nunmehr beschriebene Weise. Wenn irgendein Spiel zwi­ schen den Lagerkugeln 4 und der lasttragenden Kugelnut 21 oder 22 auf Grund von Abweichungen vorhanden ist, welche auf die Steigung der Gewindespindel 1 oder auf Maßabweichun­ gen hinsichtlich des Durchmessers der Spindel zurückzufüh­ ren sind, oder wenn irgendeine zu große Druckkraft auf die Lagerkugeln 4 wirkt, expandiert sich das federnd nachgie­ bige Teil 3 oder es zieht sich zusammen, um das Spiel aus­ zugleichen oder die Druckkraft aufzunehmen. Zugleich wird eine Vorbelastung entsprechend der Federkraft des federnd nachgiebigen Teils 3 auf die Kugelmutter 2 aufgebracht. Folglich wird eine Vorbelastung entsprechend der Federkon­ stanten auf die Kugelmutter 2 aufgebracht.
Bei der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung erhält man daher eine im wesentlichen konstante Vorbelastung auf die Kugelmutter 2 vermittels des federnd nachgiebigen Teils 3, wenn die Steigung der Gewindespindel 1 oder der Durchmes­ ser der Spindel Maßabweichungen haben. Somit wird eine sta­ bile Bewegung sichergestellt.
Das federnd nachgiebige Teil 3 kann auch in anderer Weise ge­ staltet werden, wie dies beispielsweise in Fig. 5(A) und (B) gezeigt ist. In Fig. 5(A) sind zwei Nuten 34 und 35 in der inneren Fläche der Kugelmutter 2 ausgebildet. Eine Nut 36 ist in der äußeren Fläche ausgebildet. In Fig. 5(B) sind die inneren und äußeren Flächen mit Nuten 37 und 38 jeweils versehen. Somit kann man auch hierbei die vorstehend angege­ benen Vorteile unabhängig von der Formgebung des federnd nachgiebigen Teils 3 erhalten, vorausgesetzt, daß das wel­ lenförmig ausgebildete, federnd nachgiebige Teil 3 von Um­ fangsnuten in der inneren Fläche und der äußeren Fläche ab­ wechselnd bei der Kugelmutter 2 gebildet wird, und eine Drehbearbeitung vorgenommen wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist eine weitere Kugelumlaufspin­ del nach der Erfindung gezeigt. Diese Kugelumlaufspindel ist ähnlich wie die Kugelumlaufspindel beschaffen, welche bereits zuvor an Hand den Fig. 1 bis 4 erläutert wurde. Abweichend hiervon ist eine Mehrzahl von Schlitzen 39 und 40 vorgese­ hen, welche radial in der Kugelmutter 2 verlaufen und in der äußeren Fläche des federnd nachgiebigen Teils 3 ausgebil­ det sind. Dieses federnd nachgiebige Teil 3 wirkt in ähnli­ cher Weise wie das federnd nachgiebige Teil 3 der ersten be­ vorzugten Ausführungsform. Auch läßt sich die Federkonstan­ te des federnd nachgiebigen Teils 3 unter Veränderung des Abstandes zwischen den benachbarten Schlitzen 39 und 40 vari­ ieren. Zusätzlich ist es einfach, in die Kugelmutter über die Schlitze 39 und 40 Öl einzubringen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Kugelumlaufspindel verdeutlicht. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform umfaßt das erste Muttern­ teil 2a einen Zylinder 7. In ähnlicher Weise umfaßt das zwei­ te Mutternteil 2b einen Zylinder 8. Diese Kugelumlaufspin­ del wird auf die nachstehend beschriebene Weise hergestellt. Zwei Federscheiben 9 sind zwischen diesen Zylindern 7 und 8 gehalten. Diese Teile werden mittels Buckelschweißen ver­ bunden. Eine erste lasttragende Kugelnut 21 und eine zweite lasttragende Kugelnut 22 werden dann in den verschweißten Teilen zur Bildung einer Kugelmutter 2 ausgebildet. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind die Federscheiben 9, welche die beiden Zylinder 7 und 8 miteinander koppeln, derart ausgelegt, daß sie ähnlich wirken wie das federnd nachgiebige Teil gemäß den ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsformen. Die Federkonstante der Federn 9 läßt sich nach Belieben durch Modifizieren der Federkraft der Federn 9 einstellen.

Claims (4)

1. Kugelumlaufspindel, mit
  • a) einer Gewindespindel (1), welche eine Kugelabwälznut (11) hat, welche schraubenlinienförmig mit einer vorbestimmten Steigung (L) ausgebildet ist,
  • b) einer Kugelmutter (2) mit einem ersten und einem zweiten Kugelmutterabschnitt (2a bzw. 2b), mit
    • 1. einer ersten lasttragenden Kugelnut (21) in dem ersten Kugelmutterabschnitt (2a), welche schrau­ benlinienförmig in der inneren Fläche der Kugel­ mutter (2) mit derselben Steigung (L) wie die Kugelabwälznut (11) ausgebildet ist, und
    • 2. einer zweiten lasttragenden Kugelnut (22) in dem zweiten Kugelmutterabschnitt (2b), welche schrauben­ linienförmig in der inneren Fläche der Kugelmutter (2) mit der gleichen Steigung (L) wie die Ku­ gelabwälznut (11) ausgebildet ist,
  • c) einer Mehrzahl von Lagerkugeln (4), welche jeweils zwischen der Kugelabwälznut (11) in der Gewindespin­ del (1) und den ersten und zweiten lasttragenden Kugelnuten (21, 22) derart eingeschlossen sind, daß sie eine Abwälzbewegung ausführen, wobei der Abstand zwischen der ersten und der zweiten lasttragenden Kugelnut (21, 22) größer oder kleiner als ein ganz­ zahliges Vielfaches der Steigung (L) der Kugelab­ wälznut (11) beträgt, so daß eine Vorbelastung auf die Lagerkugeln (4), die in der ersten und zweiten lasttragenden Kugelnut (21 bzw. 22) abwälzen, aufge­ bracht wird, und
  • d) einem federnd nachgiebigen Teil (3; 9) zwischen dem ersten und dem zweiten Kugelmut­ terabschnitt (2a bzw. 2b), so daß die Kugelmutterab­ schnitte (2a, 2b) relativ zueinander in axialer Richtung verschiebbar sind, um die Vorbelastung der Lagerkugeln (4) auf einem im wesentlichen konstanten Wert zu halten.
2. Kugelumlaufspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Umfangsnuten in der äußeren Fläche und der inneren Fläche an der Kugelmutter (2) abwechselnd derart ausgebildet sind, daß sich das federnd nachgiebige Teil (3) bildet, welches wellenförmig ausgelegt ist.
3. Kugelumlaufspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von radial verlaufenden Schlitzen (39, 40) in der äußeren Fläche der Kugelmutter (2) zur Bildung des federnd nachgiebigen Teils (3) ausgebildet ist.
4. Kugelumlaufspindel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kugelmutter (2) aus zwei Zylindern (7, 8) und das federnd nachgiebige Teil aus zwei Federscheiben (9) zwischen den Zylindern (7, 8) besteht.
DE4208126A 1991-03-15 1992-03-13 Kugelumlaufspindel Expired - Lifetime DE4208126C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3074218A JP2650796B2 (ja) 1991-03-15 1991-03-15 ボールナットの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4208126A1 DE4208126A1 (de) 1992-09-17
DE4208126C2 true DE4208126C2 (de) 2001-11-29

Family

ID=13540833

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4208126A Expired - Lifetime DE4208126C2 (de) 1991-03-15 1992-03-13 Kugelumlaufspindel

Country Status (6)

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US (1) US5263381A (de)
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