DE2412606A1

DE2412606A1 - Kugelspindel

Info

Publication number: DE2412606A1
Application number: DE2412606A
Authority: DE
Inventors: Richard Harper Sheppard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-09-06
Filing date: 1974-03-15
Publication date: 1975-09-18
Also published as: FR2264227A1; GB1406974A; US3826153A; FR2264227B3

Description

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PATENTANWÄLTE HENKEL— KERN — FEILER — HÄNZEL— MÜLLER

DR. PHIL. DIPL.-ING. DR. RER. NAT. DIPL.-ING. DIPL.-ING.

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£ ELUPsöm München D-8OOO MÜNCHEN 90 Postscheck: mchn mi 47-809

Richard Harper Sheppard
Hanover, Pennsylvania, V*St.A.

Kugelspindel

Die" Erfindung bezieht sich auf eine Kugelspindel und insbesondere auf eine verbesserte Kugelspindel, die leicht maschinell hergestellt werden kann und die einen kompakten Aufbau hat.

Bei den bekannten Kugelspindeln besteht der Kugelrücklauf aus einem Kugelkäfig- oder Kuge!führungsrohr, welches die Kugeln von einem Ende der Kugellaufbahn zurück zum anderen Ende führt. Die Rohre sind außen angeordnet und sind mit dem Kugelspindelmechanismus mittels Klammern oder Klemmen und Schrauben verbunden. Dieser äußere Bauteil kann offensichtlich leicht aus einer Vielzahl von Gründen beschädigt werden und ist in der Herstellung relativ teuer. Die zusätzlichen Bauteile, die erforderlich sind, um dieses Rohr- zu tragen oder zu halten, ermöglichen nicht die Kompaktheit, die erforderlich sein ka^n_; beispielsweise bei einer Verwendung in integralen Servolenkungen. Das äußere Rückiaufrohr bringt dadurch weitere Probleme

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mit sich, daß es möglich ist, eine Übergangsrampe zu beschädigen oder zu zerstören, die erforderlich ist, um die Kugeln von der Kugellaufbahn in das Rohr hineinzubewegen, üblicherweise wird diese übergangsrampe aus einem dünnen Metallblech hergestellt, welches integral am Rücklaufrohr ausgebildet ist und welches deshalb leicht deformiert werden kann. Auch wenn diese Übergangsrampe nicht so weit deformiert ist, daß dBr Kugelfluß unterbrochen wird, beeinträchtigen leichte Deformationen den gesamten glatten und stoßfreien Lauf und beeinträchtigen dadurch den Betrieb der Kugelspindel.

Ein weiteres Problem, das bei rohrförmigen Kugelrücklaufvorrichtungen auftritt, besteht darin, daß die Laufrichtung der Kugeln abrupt geändert wird. Die abrupte Laufrichtungsänderung erhöht die Möglichkeit einer Beschädigung sowohl der Kugeln selbst als auch der Laufbahnen. Die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer derartiger Kugelspindeln wird durch den Verschleiß der Teile beeinträchtigt, der durch eine abrupte Laufrichtungsänderung bewirkt wird.

Durch die Erfindung werden diese Probleme dadurch ausgeschaltet, daß neuartige maschinell hergestellte Teile verwendet werden, die Endscheiben umfassen, mit denen die Kugeln in die Rücklaufbahn überführt werden. Diese Endseheiben weisen offene Nuten auf, die leicht maschinell hergestellt werden können. Da lediglich offene Nuten den Einwirkungen der Lagerkugeln ausgesetzt sind, können diese Endscheiben praktisch fast nicht durch die Lagerkugeln oder äußere Kräfte beschädigt oder zerstört werden.

Die erfindungsgemäßen Teile können in einer wirtschaftlicheren Weise maschinell hergestellt werden, wobei die erforderlichen engen Toleranzen aufrechterhalten werden können. Da alle die maschinell hergestellten Teile aneinander sitzen und durch eine einzige Schraubverriegelung gehalten werden, sind keine

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zusätzlichen Klammern und Schraubenbolzen erforderlich und dadurch wird als weiterer Vorteil der Zusammenbau erleichtert.

Da äußere Elemente nicht mehr erforderlich sind, weist die erfindungsgemäße Kugelspindel einen kompakten Aufbau auf. Durch diesen kompakten Aufbau ist die erfindungsgemäße Kugelspindel sehr gut für Lenkgetriebeschieber geeignet sowie in anderen Fällen, in denen der kompakte Aufbau und ein. glatter Betrieb zusammen mit einer großen Zuverlässigkeit erforderlich

sind. \ ■,

Die Erfindung betrifft ganz allgemein eine kompakte Kugelspindel, die in einem großen Bereich von Betriebszuständen glatt und stoßfrei/arbeiten kann und in diesem großen Bereich zuverlässig ist·.

Ein Hauptziel der Erfindung besteht darin, eine Kugelspindel zu schaffen, die einen kompakten Aufbau hat.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Kugelspindel zu schaffen, die keine äußeren Bauteile aufweist, die beschädigt oder zerstört werden können.

Weiterhin ist es Ziel der Erfindung, eine Kugelspindel zu schaffen, die glatt und stoßfrei arbeiten kann. Es ist auch Ziel der Erfindung, eine Kugelspindel zu schaffen, die neue Endscheiben aufweist, welche eine glatte und stoßfreie Laufrichtungsänderung der Lagerkugeln ermöglicht.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine leicht maschinell herzustellende Kugelspindel zu schaffen, die in einfacher.Weise zusammengebaut werden kann.

Durch die Erfindung wird eine kompakte Kugelspindel geschaffen, bei der alle maschinell hergestellten Teile einen kompakten Zusammenbau ermöglichen und einen glatten und stoßfreien Betrieb

f) sowie zuverlässig .509838/0210

sicherstellen. Eine rohrförmige Spindelmutter weist auf der inneren und äußeren Oberfläche ausgebildete Schraubennuten auf und ist zwischen einem äußeren abnehmbaren Gehäuse, welches die Spindelmutter umgibt, und einer Spindel eingeschlossen, welche eine schraubenförmige Nut aufweist. Die rohrförmige Spindelmutter weist zwei schrauben- oder spiralförmige Führungsbahnen auf und zwar eine in der inneren Umfangsoberflache, die der schraubenförmigen Nut gegenüberliegt, und eine in Rücklaufrichtung in der äußeren umfangsoberflache. Das Gehäuse kann ein Schieberglied eines Hydraulikschiebers sein oder irgendein anderer Bauteil, der entlang einer Spindel bewegt werden soll.

Ein glatter und stoßfreier Betrieb der Kugelspindel wird durch zwei Kugelsätze sichergestellt. Ein erster Kugelsatz ist in der inneren schrauben- oder spiralförmigen Führungsbahn der Spindelmutter eingeschlossen und zwar durch die schrauben- oder spindelförmige Nut und ein zweiter Kugelsatz ist in der äußeren schraubenförmigen Rücklaufbahn der Nut eingeschlossen und zwar durch die rohrförmige Spindelmutter und das Gehäuse.

Die äußere schraubenförmige Rücklaufbahn kann die gleiche Steigung haben, wie die erste innere schraubenförmige Führungsbahn, und hat im wesentlichen die gleiche Tiefe wie die Querschnitt sab messung der Lagerkugeln. Die äußere schraubenförmige Rücklaufbahn verbessert den glatten und stoßfreien Betrieb der Schraubenspindel. Bei bekannten Vorrichtungen wurde die Rücklaufbahn durch eine mehr direkte Bahnführung verkürzt, jedoch können die Kosten der zusätzlichen erforderlichen Kugeln gegenüber der verbesserten Betriebsweise vernachlässigt werden. Die äußere schraubenförmige Lauf- oder Rücklaufbahn weist im wesentlichen eine Tiefe auf, die der Querschnittsabmessung der Lagerkugeln entspricht, und dadurch ist es möglich, daß das Gehäuse nicht mit Nuten versehen werden muß. Durch diesen Aufbau ist ein leichter Zusammenbau der Kugelspindel möglich, da

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die beschickte Spindelmutter direkt in den Gehäuseteil eingeschoben werden kann, nachdem diese Spindelmutter unter Verwendung einer Beschickungshülse beschickt ist.

Das Gehäuse weist einen Hohlraum auf, in welchem die rohrförmige Spindelmutter und die Endscheiben montiert sind. Ein Verriegelungsring ist an einem Ende dieses Hohlraums montiert und ist der einzige Bauteil, der erforderlich ist, um die Spindelmutter und die Endscheiben innerhalb dieses Hohlraums zu halten. Kein Teil des Mechanismus liegt außerhalb des Gehäuses oder der Umhüllung und dadurch wird die Gefahr einer Beschädigung oder Zerstörung von außen ausgeschaltet.

Getrennte Übergangsscheiben sind an jedem Ende der rohrförmigen Spindelmutter angeordnet und weisen eine offene, um 360° sich erstreckende, nutenförmig ausgebildete Rampe auf, die sich spiralförmig von einer Stelle, die mit der inneren Führung in Verbindung steht, bis zur äußeren Führungsbahn erstreckt, um Lagerkugeln aus dem ersten Satz zum zweiten Satz zu übertragen. Die genutete Rampe ermöglicht einen glatten, stoß- und störungsfreien Übergang. Die Tiefe der Rampe ist neben den beiden schraubenförmigen Laufbahnen minimal und im Mittelabschnitt zwischen diesen Laufbahnen maximal.

Die Möglichkeit einer Beschädigung durch eine Fehlausfluchtung wird dadurch verhindert, daß Stifte vorgesehen sind, die die Übergangsscheiben an der rohrförmigen Spindelmutter innerhalb des Gehäuses festhalten. Eine Fehlausfluchtung durch eine relative Bewegung der Baugruppe wird durch einen der Zapfen verhindert, der von einer Fixieröffnung aufgenommen wird, die im Boden des Hohlraumes des Gehäuses angeordnet ist.

Das Gehäuse ist auch derart ausgebildet, daß es eine Beschickungshülse für die Lagerkugeln aufnehmen kann. Die Hülse kann in das offene Ende des Hohlraumes eingesetzt werden, wenn der Verriegelungsring abgenommen ist. Wenn die innere Oberfläche der

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Hülse in Eingriff mit der äußeren Oberfläche der Spindelmutter steht, fluchtet eine Öffnung mit der äußeren.schraubenförmigen Laufbahn. Lagerkugeln können deshalb leicht in die Laufbahn der rohrförmigen Schraubenspindel eingegeben werden. Nachdem die Lagerkugeln in die äußere schraubenförmige Laufbahn eingegeben sind, hält die Hülse diese Lagerkugeln an ihrer Stelle, bis die Spindelmutter innerhalb des Hohlraumes des Gehäuses angeordnet ist.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung sollen in der folgengen Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen. Es sei bemerkt, daß die Erfindung auch in anderen und verschiedenen Ausführungsformen verwirklicht werden kann, die im Rahmen der Erfindung liegen. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schraubenspindel, die gemäß der Erfindung ausgebildet ist,

Fig. 2 eine Längsschnittansieht der in Fig. 1 dargestellten Schraubenspindel, wobei sich die Beschickungshülse in ihrer Betriebsstellung befindet,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene auseinandergezogene Darstellung der Schraubenspindel und der Endscheiben und

Fig. k bis 7 Ansichten, gesehen von de Linien 4-4 bis 7~7 der Fig. 3 aus.

Es sei nunmehr auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Die Vorrichtung kann ganz allgemein als Kugelspindel IO bezeichnet werden, die ein abnehmbares Gehäuse 11 aufweist, welches eine Spindel 12 einschließt, die eine Schraubennut 13 aufweist. Verriegelungsringe 14 sind an einem Ende des Gehäuses 11 angeordnet, um die inneren Teile in ihrer Stellung zu halten.

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Das Gehäuse kann eine Schieberhillse für den Steuerschieber eines Servo-Lenkgetriebes sein. Es sei jedoch bemerkt, daß die Kugelspindel 10 für jeden Anwendungsfall geeignet ist, in dem eine kompakte, zuverlässige Kugelspindel erforderlich ist.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die rohrförmige Spindelmutter 15 der Kugelspindel zwischen dem abnehmbaren Gehäuse 11 und der Spindel' 12 angeordnet. Die rohrförmige Spindelmutter 15 umgibt die Spindel 12 und weist eine innere Umfangsoberfläche 16 und eine äußere ümfangsoberfläche 17 auf. In der Umfangsoberfläche 16 ist maschinell eine schraubenförmige Führungsbahn 18 ausgebildet (Fig. 3) und in der Oberfläche 17 ist maschinell eine schraubenförmige Führungsbahn 19 ausgebildet.

Die schraubenförmige Führungsbahn 18 ist derart ausgebildet, daß sie mit der Nute 13 an der Spindel 12 zusammenarbeitet. Diese Zusammenarbeit bezieht sich sowohl auf die Steigung als auch auf die Tiefe. Wie Fig. 2 zeigt, ist ein erster Satz von Lagerkugeln 20 zwischen der Nute 13 und der Führung 1 Seingeschlossen, um eine Antriebsverbindung zwischen der Spindel 12 und der Spindelmutter 15 aufrechtzuerhalten. Die Führungsbahn 18 ist bis zu einer solchen Tiefe ausgebildet, daß diese Führungsbahn die Lagerkugeln 20 aufnehmen kann, wenn diese Lagerkugeln 20 in der schraubenförmigen Nut 13 angeordnet sind. Wie Fig. 2 zeigt, ist der gesamte freie Raum zwischen der Führungsbahn 18 und der Nute 13 im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Kugeln 20.

Die schraubenförmige Rücklaufbahn 19 ist derart ausgebildet, daß sie mit dem Hohlraum des Gehäuses 11 zusammenarbeitet. Wie Fig. 2 zeigt, wird ein zweiter Satz von Lagerkugeln 20' durch die schraubenförmige Führungsbahn 19 gehalten. Die maschinelle Ausbildung der Führungsbahn 19 derart, daß diese Führungsbahn mit dem Gehäuse 11 zusammenarbeiten kann, macht

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es erforderlich, daß die Führungsbahn bis zu einer Tiefe ausgebildet wird, die ausreicht, um die volle Höhe der Lagerkugeln aufnehmen zu können. Wie dargestellt, ist diese Tiefe im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Lagerkugeln 20'. Das Gehäuse 11 ist nicht genutet. Dieses Gehäuse 11 kann maschinell leicht durch Bohren und Schleifen hergestellt werden. Die Führungsbahn 19 ist derart ausgebildet, daß die Lagerkugeln 20' in einer Richtung geführt werden, entgegengesetzt zu der, in der die Lagerkugeln 20 in der Nute 13 laufen, und die Führungsbahnen 18, 19 und die Nute 13 weisen eine Steigung auf, obwohl es möglich ist, Gewinde mit doppelter Steigung zu verwenden. Die Führungsbahn 19 ist eine offene Nute und kann deshalb leicht maschinell hergestellt werden.

Wie Fig. 2 zeigt, sind getrennte Übergangsscheiben 21 an jedem Ende der Spindelmutter 15 vorgesehen. Diese Scheiben 21 dienen dazu, die Lagerkugeln zwischen dem ersten Satz 20 und dem zweiten Satz 20! zu übertragen. Diese Scheiben sollen im einzelnen noch erläutert werden.

Beim Zusammenbau werden die rohrförmige Spindelmutter 15 und die Endscheiben 21 innerhalb des Hohlraumes des Gehäuses 11 montiert. Der Verriegelungsring 14 wird am offenen Ende des Hohlraumes 22 angebracht, um die Spindelrautter 15 und die Scheiben im zusammengebauten Zustand innerhalb des Gehäusehohlraumes zu halten. Das offene Ende des Gehäusehohlraumes ist so ausgebildet, daß eine Beschickungshülse S eingesetzt werden kann, wenn der Ring entfernt ist (Fig. 2). Diese Beschickungshülse S soll ebenfalls noch näher erläutert werden.

Wenn das Gehäuse 11 entfernt ist, können alle Teile der Kugelspindel 10 leicht auseinandergenommen werden, wie es Fig. 2 zeigt. Es sind keine zusätzlichen Muttern oder Schrauben für den Rücklauf erforderlich.

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Das Gehäuse 11 dient als integraler Mantel, der den übrigen Teil der Kugelspindel 10 gegen eine Beschädigung schützt. Das Gehäuse 11 besteht aus irgendeinem harten Material, wie beispielsweise Stahl o.dgl. Falls eine Leichtbauweise erwünscht ist, kann ein harter Kunststoff verwendet werden. Durch das Einschließen des Mechanismus und durch den dadurch erzielten Schutz der Lagerglieder gegen eine Beschädigung kann eine Vielzahl von Materialien für die Lagerglieder oder Lagerkugeln ausgewählt werden. Materialien, wie Nylon oder Kunststoff, können ohne Gefahr einer Deformation verwendet werden, wobei diese Deformation durch Stoßen oder Schlagen während des Betriebes sonst auftreten könnte.

Die Abschirmung, die durch das Gehäuse 11 erzielt wird, erhöht die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer, wodurch die Kugelspindel verbessert wird. Durch diese Eigenschaften können die tatsächlichen Kosten der Kugelspindel auf ein Minimum herabgesetzt werden, da eine Kugelspindel für eine lange Betriebsdauer verwendet werden kann. Die Reparaturkosten können ebenfalls wegen der vergrößerten Zuverlässigkeit verringert werden. Der leichte Zusammenbau trägt auch zur Verminderung der Reparaturkosten bei, weil die Anzahl der Arbeitsstunden, die für die Wartung erforderlich sind, herabgesetzt wird.

Die Steigung der Nuten der schraubenförmigen Führungsbahn ist im wesentlichen die gleiche wie die Steigung der Nuten der Führungsbahn 19. Wie Fig. 2 zeigt, sind jedoch die Nuten der Führungsbahn 18 und 19 um etwa eine halbe Steigung gegeneinander versetzt, und die beiden Führungsbahnen laufen mit einem minimalen Spielraum übereinander hinweg. Dadurch wird eine kompakte Gestaltung erzielt.

Wie Fig. 3 zeigt, halten die Stifte 24 und 25 die Endscheiben 21 und 21' an der Spindelmutter 15 fest, wodurch die innere Baugruppe ausgebildet wird. Die Stifte erstrecken sich durch Bohrungen 26 und 27 und werden in Bohrungen 26' und 27' durch

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einen festen Reibungssitz gehalten (Fig. 2). Zusätzlich ist der Stift 25 noch in einer Bohrung 28 des Gehäuses 11 angeordnet (Fig. 2). Durch den Stift 25 wird eine Bewegung der Baugruppe innerhalb des Hohlraumes 22 relativ zum Gehäuse verhindert. Die Stifte 25 und 26 können leicht in die fluchtenden Bohrungen eingesetzt werden, und dies trägt zum erleichterten Zusammenbau bei.

Die Endscheiben 21 und 21' sollen nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. % bis 7 im einzelnen beschrieben werden. Jede Scheibe 21 weist eine offene, genutete Rampe 30 auf, die sich spiralförmig von einer Betriebsstelle neben der ersten Führungsbahn 18 bis zur zweiten Führungsbahn 19 erstreckt (s. Fig. 4 und5 und 6 und 7). Wie dargestellt, erstreckt sich bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die spiralförmige Rampe über einen Bogen von 360°.

Die Tiefe der Rampe 30 verändert sich allmählich von einer minimalen Tiefe neben der Führungsbahn 18 bis zu einer maximalen Tiefe und dann wieder zurück bis zu einer minimalen Tiefe neben der Führungsbahn 19. Die Tiefe der Rampe im mittleren Abschnitt ist, wie Fig. 4 zeigt, annähernd gleich dem Durchmesser eines Lagergliedes oder einer Lagerkugel. Als Beispiel für die Unterteilung der Rampe 30 sei gesagt, daß die Tiefe der Rampe sich in einem ersten Bogen von 180° von einem minimalen Wert bis zu einem maximalen Wert verändert und daß sie sich dann von einem maximalen Wert zurück bis zu einem minimalen Wert verändert und zwar in den letzten 135 Bogengraden, wobei sich der zentrale Abschnitt mit maximaler Tiefe über einen mittleren Bogen von ^5° erstreckt.

Dadurch, daß offen ausgebildete Nuten bei den Übergangsscheiben 21 verwendet werden, werden verschiedene Vorteile erzielt. Zuerst können die offenen Nuten leicht maschinell hergestellt werden und die Kosten der Herstellung der Kugel-

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spindel werden dadurch vermindert. Ferner wird die Festigkeit der Ausbildung der Endscheiben 21 verbessert, da keine nicht abgestützten dünnen Metallteile den Einwirkungen der Lagerkugeln 20 oder 20' ausgesetzt sind.

Wie die Fig. 4 und 7 zeigen, berühren die Lagerkugeln 20 und 21' die Endscheiben 21 an der Rampe 30. Stöße werden gleichmäßig über eine relativ große Fläche verteilt und dadurch werden auf die Scheibe 21 übertragene Spannungen vermindert. Die Möglichkeit einer Verformung der Scheiben 21 oder der Lagerkugeln 20 und 20' wird auf ein Minimum herabgesetzt.

Durch einen Vergleich der Fig. 4 und5 wird die Arbeitsweise der Endscheiben 21 deutlich. Eine Lagerkugel 20 tritt in die Rampe 30, und zwar im ersten Abschnitt minimaler Tiefe, neben der Führungsbahn 18 ein und gelangt dann in den mittleren Abschnitt maximaler Tiefe und zwar innerhalb des Bahnbogens von 18O°. Die Kugeln verbleiben dann im Abschnitt maximaler Tiefe entlang einer Bahn von 45° und werden dann in die Führungsbahn 19 eingegeben, nachdem sie wieder auf den Rampenabschnitt 30 minimaler Tiefe innerhalb der letzten 135° der Bewegungsbahn angehoben werden. Der umgekehrte Vorgang findet am entgegengesetzten Ende der Spindelmutter 15 (Fig. 2) statt, wo die Kugeln 20· nacheinander in die schraubenförmige Führungsbahn 18 zurückgeführt werden. Es ist klar, daß die Funktion der Scheiben 21 und 21! umgekehrt wird, wenn die Spindel 12 in entgegengesetzter Richtung gedreht wird.

Die allmähliche Tiefenänderung der Rampe 30 ermöglicht eine glatte und stoßfreie übertragung der Lagerkugeln zwischen den Führungen 18 und 19. Diese glatte und stoßfreie übertragung trägt zum gesamten glatten und stoßfreien Betrieb der Kugelspindel 10 bei. Durch den glatten und stoßfreien Betrieb ist die Kugelspindel ideal für Lenkgetriebeschieber geeignet, bei

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denen ein minimaler Lenkwiderstand erzielt werden soll. Die Verwendung der Kugelspindel 10 ist jedoch, wie bereits ausgeführt, nicht auf diesen Anwendungsfall begrenzt, unddie Kugel.spindel kann überall dort verwendet werden, wo Kompaktheit, Zuverlässigkeit und glatter und stoßfreier Betrieb erwünscht sind.

Die Hülse S wird verwendet, um die Lagerkugeln in die Spindelmutter 15 einzugeben. Die Hülse S ist an einem Ende der Kugelspindel 10 angeordnet und zwar,nachdem der Ring 1*1 entfernt wurde, in der Gewindeöffnung. Die Hülse S weist eine innere Oberfläche 40 auf, die mit der äußeren Oberfläche 17 der Spindelmutter 15 neben der Endscheibe 21 zusammenpaßt, wenn die Hülse S in die Öffnung eingesetzt ist. Die Hülse S weist eine seitliche Öffnung 41 auf, die mit einem ausgewählten Abschnitt der äußeren schraubenförmigen Führung 19 fluchtet, so daß die Lagerkugeln dadurch in einfacher Weise eingegeben werden können, daß das Gehäuse 11 entlang der Spindelmutter 15 verschoben und zwar bei der Betrachtung in Fig. 2 nach links und, falls erforderlich, gedreht wird, während die Hülse S sich in ihrer fluchtenden Stellung befindet. Die Lagerkugeln fallen durch die Öffnung 41 in die Führungsbahn 19 und werden in die Führungsbahn 18 übertragen, bis die gesamte Kugelspindel beschickt ist. Die Hülse S hält die Lagerkugeln des zweiten Satzes in der äußeren Führungsbahn 19 in ihrer Lage, bis die Spindelmutter und die Endscheiben 21 in den Hohlraum 22 eingesetzt sind und zwar dadurch, daß das Gehäuse 11 nach rechts zurückgeschoben wird. Wenn einmal die Spindelmutter und die Endscheiben in den Hohlraum 22 eingesetzt sind, wird die Hülse S abgenommen und der Ring 14 wird wieder auf das offene Ende 23 aufgesetzt, um die Baugruppe zu verriegeln. Die Hülse S erleichtert zusammen mit dem Gehäuse 11 und den Stiften 25 und 26 den leichten Zusammenbau und das Auseinandernehmen der Kugelspindel.

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Im Betrieb werden die Lagerkugeln des ersten Satzes durch die Nute 13 und die innere Führungsbahn 18 gehalten, wobei diese Teile das Betriebsgewinde des Mechanismus bilden. Es sei eine Drehung der Spindel in Richtung des Uhrzeigerdrehsinns angenommen. Die Kugeln 20 durchlaufen nacheinander die Nute 13 und gelangen zur Rampe 30 der Endscheibe 21', wobei die Kugeln 20 in die äußere schraubenförmige Rücklaufbahn 19 am Umfang der Spindelmutter 15 übertragen werden. Die übertragung erfolgt, wie oben beschrieben, glatt und stoßfrei. Die Kugeln 20» in der Rücklaufbahn 19 können zur Endscheibe 21 gelangen, die am gegenüberlxegenden Ende der Spindelmutter 15 angeordnet ist. Diese Endscheibe überträgt die Kugeln 21' an diesem Ende in die Schraubennut 18. Wenn die Spindel in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, bewegen sich die Kugeln in der entgegengesetzten Richtung.

Durch die Erfindung wird.ein robuster, dauerhafter, kompakter Kugelspindelmechanismus 10 geschaffen, der leicht hergestellt und zusammengebaut werden kann. Diese Kugelspindel weist eine rohrförmige Spindelmutter 15 auf, die zwischen einem äußeren abnehmbaren Gehäuse 11, welches diese Mutter umgibt, und einer Spindel 12 eingeschlossen ist. Eine schraubenförmige Nute oder ein Gewinde 13 an der Spindel arbeitet mit einer schraubenförmigen Führungsbahn 18 am inneren Umfang der Spindelmutter zusammen, um einen ersten Satz von Lagerkugeln 20 zu tragen. Die Spindelmutter 15 weist eine schraubenförmige Rücklaufbahn 19 am äußeren Umfang auf. Die Lagerkugeln halten eine Antriebsbeziehung zwischen der Spindelmutter 15 und der Spindel 12 aufrecht. Die Lagerkugeln 20 werden zwischen der schraubenförmigen Führungsbahn 18 und der schraubenförmigen Rücklaufbahn 19 (zweiter Satz) übertragen und zwar mittels Endübertragungsscheiben 21, die an jedem Ende der Spindelmutter 15 angeordnet sind. Diese Übertragungsscheiben weisen offene, genutete Rampen 30 auf. Die Rampen erstrecken sich spiralförmig von

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einer Stelle neben der Führungsbahn 18 zur Führungsbahn 19. Eine Hülse S kann verwendet werden, um die Lagerkugeln in die schraubenförmige Führungsbahn 19 einzugeben.

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Claims

- 15 Patent a ri s ρ r ü ehe

(λ.) Kugelspindel mit einer Spindel, die eine schraubenförmige Nut aufweist, einer rohrförmigen Spindelmutter, die innere und äußere Umfangsoberflachen aufweist, von denen eine eine erste offene schraubenförmige Führungsbahn trägt, die der Nute gegenüberliegt und mit einem ersten Lagerkugeisatz, der zwischen der Nute und der Führungsbahn gehalten wird, um eine relative Antriebs verbindung zwischen der Spindel und der Spindelmutter auszubilden, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite offene Führungsbahn in der äußeren Oberfläche der Spindelmutter in Rücklaufrichtung ausgebildet ist, daß ein zweiter Lagerkugelsatz in der Rücklaufführungsbahn angeordnet ist, daß ein abnehmbares Gehäuse die äußere Oberfläche berührt und gegen den zweiten Kugelsatz anliegt, um diesen festzuhalten, daß getrennte Übertragungsscheiben an jedem Ende der Spindelmutter angeordnet sind, daß jede Scheibe eine offene genutete Rampe aufweist, die sich von einer Stelle neben der ersten Führungsbahn sur zweiten Führungsbahn erstreckt, um die Lagerkugeln zwischen dem ersten und dem zweiten Satz zu übertragen, wobei die Teile leicht maschinell mit offenen Nuten hergestellt werden können und der Gesamtaufbau kompakt ist.
2. Kugelspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Spiralrampe über einen Bogen von 360° erstreckt, daß die Tiefe der Rampe allmählich sich von einem Minimum bis zu einem Maximum verändert und dann wieder zurück bis zu einem Minimum, daß die Rampe einen Mittelabschnitt maximaler Tiefe aufweist, der sich über einen Bogen von etwa 45° erstreckt, daß der übrige Teil der 36O°-Erstreckung der Rampe in einen radial inneren und einen radial äußeren Abschnitt unterteilt ist, daß sich der innere Abschnitt über einen Bogen von etwa 180° erstreckt und daß sich der äußere Teil über einen Bogen von etwa 135° erstreckt.

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Kugelspindel nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Spindelmutter und die Endscheiben innerhalb eines Hohlraumes des Gehäuses montiert sind, daß ein Ring am offenen Ende des Hohlraums angeordnet ist, um die Spindelmutter und die Scheiben in dem Hohlraum zusammenzuhalten, daß eine Beschickungshülse für die Lagerkugeln vorgesehen ist, daß diese Hülse in das offene Ende des Hohlraumes einsetzbar ist, wobei die innere Oberfläche an die äußere Oberfläche der Spindelmutter und der benachbarten Scheibe angepaßt ist, daß eine seitliche öffnung in der Hülse angeordnet ist, die mit irgendeinem ausgewählten Abschnitt der zweiten Führungsbahn ausgefluchtet werden kann, um Lagerkugeln einzugeben, daß diese Hülse die Lagerkugeln in ihrer Lage hält, bis die Spindelmutter und die Endscheibe in ihre Lage im Hohlraum hineingedrückt ist.

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