DE2835551C2

DE2835551C2 - Schmutzabweiser für einen Gewindebetrieb, insbesondere Eisbrecher für einen Kugelgewindetrieb

Info

Publication number: DE2835551C2
Application number: DE2835551A
Authority: DE
Inventors: Helmut 7000 Stuttgart Ploss; Alfons 7440 Nürtingen Remensperger
Original assignee: Warner Electric Brake & Clutch Co South Beloit Ill Us; Warner Electric Brake and Clutch Co
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1978-08-14
Filing date: 1978-08-14
Publication date: 1986-09-04
Also published as: CH631248A5; FR2433685B1; IT1122300B; US4286793A; FR2433685A1; DE2835551A1; JPS6159412B2; GB2033999B; GB2033999A; JPS5527585A; IT7924604A0

Description

Die Erfindung betrifft einen Schmutzabweiser gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

tin gattungsgemäßer Schmutzabweiser ist in der US-PS 27 57 548 beschrieben. Bei dem bekannten Schmutzabweiser ist ein metallischer Gehäusering vorgesehen, an den in seiner öffnung eine Eisbrecherrippe angeformt ist, die sich über einen Spindelumfangswinkel von ca. 45° erstreckt, deren Kontur dem Negativ der Spindelgewindegang-Kontur entspricht und deren endseitige Stirnflächen zur Achsrichtung so geneigt sind, daß sie bei jeder Drehung der Spindel Eis und andere Fremdkörper von der Mutter wegzuschieben bestrebt sind. In axialer Richtung hinter dem Eisbrecher ist in die öffnung des Gehäuserings ein Gumir'.-Formkörper eingesetzt, welcher eine sich über etwas mehr als 360° erstreckende Abstreifrippe bildet deren Kontur gleichfalls dem Negativ der Spindelgewindegang-Kontur entspricht An dieses Gummi-Formteil sind in radialer Richtung nach außen vorspringende Zapfen angeformt die in entsprechende Ausnehmungen des Gehäuseringes eingreifen und so das Gummi-Formteil im Gehäusering sichern. Die dem Eisbrecher benachbarte Stirnseite des Gehäuserings definiert eine senkrecht zur Spindelachse verlaufende Ebene, und an diese Stirnseite schließt sich ein Innenkonus an, über den der Eisbrecher nach innen vorspringt

Dieser bekannte Schmutzabweiser hat mehrere gravierende Nachteile: die Abstreifrippe muß einerseits von Anfang an an den Gewindegangflächen der Spindel satt anliegen; das Gummi-Formteil quillt aber unter dem Einfluß der Schmieröle und Schmierfette, so daß im Laufe der Zeit die Reibung zwischen Gewindespindel und Schmutzabweiser, welcher in der Mutter drehfest gehalten wird, erheblich zunimmt Des weiteren führt ein stärkerer Eis- bzw. Schmutzansatz zu einem erheblichen Bremsinoment zwischen Schmutzabweiser und Gewindespindel, da das Eis bzw. der Schmutz auf die dem Eisbrecher benachbarte Stirnseite des Gehäuserings aufläuft und sich außerdem noch zwischen Gewindespindel und Innenkonus des Gehäuserings festkeilen kann.

Bei eine Gewindespindel und eine Mutter umfassenden Gewindetrieben und insbesondere bei sogenannten Kugelgewindetrieben, die ja besonders reibungsarm laufen sollen, muß jedoch zuverlässig vermieden werden, daß Schmutz und andere Fremdkörper zwischen die Gewindespindel und die auf ihr laufende Mutter gelangen. Bei im Flugzeugbau verwendeten Kugelumlaufspindeln, mit denen Steuerklappen und andere Tragflächensowie Höhen- und Seitenruderteile betätigt werden, aber z. B. auch bei Hebebühnen. Weichenantrieben usf. kommt noch das Problem hinzu, daß Eis, welches sich auf der Gewindespindel festgesetzt hat entfernt werden muß, ehe ee in dec. Bereich der Mutter gelangt

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Schmutzabweiser für Gewindetriebe zu schaffen, der eine dauerhaft gute Abstreiffunktion bei vernachlässigbarem Bremsmoment zwischen Schmutzabweiser und Gewindespindel aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Schmutzabweiser gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des

so Schmutzabweisers wird gewährleistet daß der vordere Teil der Abstreifrippe stets voll wirksam gegen die Gewindespindel anliegt, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich die Reibung zwischen Abstreifrippe und Gewindespindel im Laufe der Zeit erhöht und das den ersten Abschnitt der Abstreifrippe bildende Einsatzteil kann ohne weiteres aus einem Werkstoff gefertigt werden, der auf dem Material der Gewindespindel gute Gleiteigenschaften zeigt. Das den ersten Teil der Abstreifrippe bildende separate Einsatzteil wird man zweckmäßigerweise aus einem ölbeständigen Kunststoff herstellen, so daß es billig als Spritzgußteil erzeugt werden kann.

Da der zweite Rippenabschnitt in der Gewindegangnut keine Abstreif-, sondern nur noch eine Abdichtfunktion in axialer Richtung zu erfüllen hat, braucht er nicht in den Gewindegang der Spindel einzugreifen; es genügt vielmehr, wenn er am Spindelaußendurchmesser anliegt. Dadurch ergibt sich der besondere Vorteil, daß für Spindeln unterschiedlicher Gewindesteigung ein und

derselbe Schmutzabweiser verwendet werden kann, in den lediglich unterschiedliche, den ersten Abschnitt der Abstreifrippe bildende und an die jeweilige Gewindesteigung angepaßte Einsatzteile einzusetzen sind, was die Herstellungs- und Lagerhaltungskosten erheblich vermindert

Greift der zweite Rippenabschnitt aber gleichfalls in den Gewindegang der Spindel ein, so kann man ihn mit Vorteil dazu verwenden, den Schmutzabweiser in axialer Richtung auf der Gewindespindel zu positionieren.

Für den zweiten Abschnitt der Abstreifrippe kann jedes beliebige Material verwendet werden, bevorzugt wird ein textiles Material und insbesondere ein Filz, da dieses auf der Gewindespindel leicht gleitet und unter dem Einfluß von Ölen und Fetten nicht quillt

Damit von der Abstreifrippe erfaßter Schmutz und andere Fremdkörper in axialer Richtung nach außen befördert werden, wird die in Gewindegangrichtung äußere Stirnfläche des ersten Abschnitts der Abstreifrippe zweckmäßigerweise entsprechend schräg au: gebildet, d. h. diese vordere Stirnfläche ist gegenüber der Richtung der Gewindespindelachse um einen Winkel geneigt welcher sich nach außen öffnet und größer ist als derjenige Winkel, welchen die Senkrechte zur Gewindegangrichtung mit der Gewindespindelachse bildet

Besonders billig läßt sich der erfindungsgemäße Schmutzabweiser herstellen, wenn der zweite Abschnitt der Abstreifrippe von einem Materialstreifen gebildet wird, welcher an seiner einen Längskante in Abstand voneinander angeordnete Vorsprünge zum Eingriff in entsprechende Gehäuseringe aufweist. Ein solcher Materialstreifen läßt sich einfach zuschneiden, und es bedarf keiner besonderen Maßnahmen, ihn im Gehäusering zu befestigen und exakt zu positionieren, da dieser Materialstreifen lediglich umgebogen und mit seinen Vorsprüngen in die Ausnehmungen des Gehäuseringes eingesetzt zu werden braucht. Da es sich bei dem Gehäusering zweckmäßigerweise um ein Gußteil handeln wird, lassen sich aber auch die erwähnten Ausnehmungen ohne großen Fertigungsaufwand herstellen.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Schmutzabweisers angegeben.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schmutzabweisers für einen Kugelgewindeantrieb näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 einen Kugelgewindetrieb mit Mutter und in diese eingesetztem Schmuuabweiser in Schrägansicht;

F i g. 2 einen Schnitt durch den einen Endbereich der Mutter mit eingesetztem Schmutzabweiser;

F i g. 3 eine Stirnansicht des Schmutzabweisers, gesehen in Richtung des Pfeils A in F i g. 2, wobei der Schmutzabweiser jedoch etwas gedreht wurde;

F i g. 4 eine Abwicklung des Gehäuserings mit dem den vorderen Abschnitt der Abstreifrippe bildenden Einsatzteil, gesehen in Richtung des Pfeils Fin F i g. 3;

F i g. 5 eine Draufsicht auf einen Filzstreifen, aus dem der zweite Abschnitt der Abstreifrippe gebildet wird.

Die F i g. 1 zeigt eine Gewindespindel 10 mit einer für Kugelgewindetriebe, auch Kugelumlaufspindeln genannt, typischen Gewindeform mit einem Gewindegang 12 mit halbkreisförmiger Kontur. Auf der Gewindespindel 10 sitzt eine Kugelumlaufmutter 14 mit einem in F i g. 2 erkennbaren Gewindegang 16, welcher ebenfalls ein halbkreisförmiges PrcP.'i aufweist, so daß die Kraftübertragung zwischen Gewindespindel und Kugelumlaufmutter durch Kugeln erfolgen kann, die in den Gewindegängen 12 und 16 laufen und durch ein nicht dargestelltes KugelrückfChrstück, welches in der Mutter 14 untergebracht ist wieder zurückgeführt werden.

Im Bereich ihrer Stirnenden weist die Mutter 14 jeweils eine Ausdrehung 18 auf, in die ein Schmutzabweiser eingesetzt ist Dieser besteht im wesentlichen aus drei Teilen, nämlich einem Gehä:;sering 22, welcher als Metallgußteil ausgebildet wird, einem Einsatzteil 24, bei dem es sich um ein Kunststoff-Spritzgußteil handelt und einem Filzring 26. An den G-ehäusering 22 ist eine Nase 30 angeformt, die in einen Schlitz 32 der Mutter 14 eingreift und somit eine Drehsicherung des Schmutzabweisers 20 in der Mutter 14 bewirkt

Der Gehäusering 22 weist eine ebene, senkrecht zur Achse der Mutter 14 verlaufende innere Stirnfläche 36 und eine äußere oder vordere Stirnfläche 38 auf, welche — bis auf einen stufenförmigen Obergangsbereich 38a (siehe Fig.4) eine Schraubenfläche gleicher Steigung wie die Gewindegänge 12 und Iß bild';:. Dadurch wird

körper an der vorderen Stirnfläche 38 nicht stauen können, da die Bewegungsrichtung des mit der Gewindespindel in Richtung auf die Mutter 14 transportierten Schmutzes und dergleichen keine Komponente senkrecht zur Stirnfläche 38 aufweist Hierduch wird die Leichtgängigkeit der Mutter 14 auf der Gewindespindel 10 gewährleistet

Bei dem Schmutzabweiser ist an den Gehäusering 22 eine verhältnismäßig kurze Schmutzlöserippe 44 angeformt, deren Kontur dem Negativ der Kontur des Gewindegangs 12 (Gewindegangnuit sowie anschließende Gewindegangkämme) entspricht und deren vordere Stirnfläche 44a einen Eisbrechei: bildet. Um das von der Gewindespindel gelöste Eis in axiale Richtung vorschieben zu können, ist die vordere Rippenstirnfläche 44a gegenüber der Senkrechten zum Gewindegang geneigt, wie dies besonders deutlich die Fig.4 erkennen läßt. Außerdem bildet die vordere Rippenstirnfläche 44a zusammen mit einer Fläche 48 eine Stufe zwischen dem eine!· und dem anderen Ende der schraubenlinienförmigen vorderen Stirnfläche 38 des Gehäuserings 22.

Das Einsatzteil 24 ist in eine Ausinehmung 50 des Gehäuserings 22 eingesetzt und besitzt eine Abstreifrippe 52 mit einer schrägen vorderen Stirnfläche 52a, die ungefähr parallel zur vorderen Stirnfläche 44a der Schmutzlöserippe 44 verläuft und mit deren hinterer Stirnfläche 44b einen spitzen Winkel 2 χ bildet, wie dies deutlich die F i g. 4 erkennen läßt. Auf seiner in radialer Richtung außen liegenden Fläche besitzt das Einsatzteil 24 eine Vertiefung 56, in die eine Federscheibe 58 eingelegt werden kann, welche sich an der Mutter 14 abstützt und das Ersatzteil 24 so gegen die Fläche des Gewindegangs 12 der Gewindespindel drückt, daß sämtliche Fremdkörper mit Sirherheit von der vorderen Stirnriäehe 42a abgestreift werden, andererseits jedoch noch keine nennenswerte Friktion zwischen Schmutzabweiser 20 und Gewindespindel 10 erzeugt wird.

Auch die hintere Lftirnfläche 526 der Abstreifrippe 52 ist gegenüber der Gewindegangrichtung geneigt und zwar derart, daß vom Innern der Mutter 14 nach außen strebendes Schmiermittel wieder in das Innere der Mutter hinein verdrängt wird; dabei verläuft die Stirnfläche 52b parallel zur Stirnfläche 52a.

Hinzuweisen ist noefi auf Flächen 44c und 44c/sowie 52c und 52c/ zu beiden Seiten der Schmutzlöserrippe 44 bzw. der Abstreifrippe 52, welche gegen die Gewindegangkämme, d. h. gegen den Außendurchmesser der Gewindespindel 10, anliegen und dort Schmutzlöse-

bzw. Abstrsiffunktionen erfüllen.

Der Schmutzabweiser 20 wird schließlich durch den Filzring 26 verschlossen, der als flacher Materialstreifen z. B. ausgestanzt wird und im Abstand Vorsprünge 26a aufweist, die in entsprechende Ausnehmungen 60 des s Gehäuserings 22 eingesetzt werden können. Diese Ausnehmungen sind so angeordnet, daß der Filzring 26 bezüglich der Achsrichtung dieselbe Steigung aufweist wie der Gewindegang 12 und sich der Schmutzabweiser 20 rViit dem in den Gewindegang eingreifenden Filzring in to axialer Richtung positionieren läßt. Die Rippen 44 und 52 haben also keine Positionieraufgaben zu erfüllen, sondern können allein im Hinblick auf eine optimale Abstreiffunktion ausgebildet werden.

Um eine geschlossene Abdichtung gegenüber in axialer Richtung vordringendem Schmutz zu erzielen, empfiehlt es sich, den Schmutzabweiser so auszubilden, daß sich der zweite Abschnitt der Abstreifrippe unmittelbar an den ersten Rippenabschnitt anschließt, so daß die beiden Abschnitte der Abstreifrippe sich mindestens über einen Umfangswinkei von 360° erstrecken.

Ein stärkerer Ansatz von Eis oder anderen Fremdkörpern kann bei einem Schmutzabweiser dazu führen, daß sich das Eis an der vorderen Stirnseite des Gehäuserings staut. Um dies zu verhindern, wird vorgesehen, alle außeren Kanten des Schmutzabweisers parallel zum Spindelgewindegang verlaufen zu lassen und insbesondere die der Schmutzlöserippe benachbarte Stirnseite des Gehäuserings eines Schmutzabweisers so auszubilden, daß sich mit Ausnahme eines stufenartigen Übergangsbereichs bezüglich der Spindelachse dieselbe Steigung aufweist wie das Spindelgewinde. Mit der Spindelachse gegen den Schmutzabweiser vorgeschobenes Eis oder andere Fremdkörper können sich also niemals am Gehäusering stauen, sondern das Eis trifft, wie dies gewollt ist, immer auf die vordere Stirnseite der Schmutzlöserippe. Außerdem empfiehlt es sich, die vordere Stirnseite des Gehäuserings in radialer Richtung verlaufen zu lassen, um den Innenkonus des bekannten Schmutzabweisers zu vermeiden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Schmutzabweiser für einen eine Gewindespindel und eine Mutter aufweisenden Gewindetrieb, insbesondere Eisbrecher für einen Kugelgewindetrieb, mit einem Gehäusering, in dessen öffnung eine von einem Einsatz gebildete, zumindest abschnittsweise nachgiebige Abstreifrippe angeordnet ist weiche zum Eingreifen in einen Spindelgewindegang mindestens teilweise der Spindelgewindegangsteigung entsprechend verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifrippe einen in Gewindegangrichtung äußeren und von einem separaten Einsatzteil (24) gebildeten ersten Rippenabschnitt (52) sowie einen zweiten Rippenabschnitt (26) aufweist, der sich über einen wesentlich größeren Umfangswinkel erstreckt, als der relativ kurze erste Rippenabschnitt, daß eine Feder (58) vorgesehen ist, um das den er ilen Rippenabschnitt bildende Einsatzteil

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das Einsatzteil aus einem im wesentlichen unelastischen Material besteht

2. Schmutzabweiser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das separate Einsatzteil (24) aus einem ölbeständigen Kunststoff besteht

3. Schmutzabweiser nach Anspuch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Rippenabschnitt (26) aus einem Fasermaterial, insbesondere aus einem Filz, besteht

4. Schmu '-»abweiser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Rippenabschnitt (26) von einem Materialstreifen gebildet wird, welcher an seiner einen Längskante im Λbstand voneinander angeordnete Vorsprünge (26a/ zum Eingriff in entsprechende Ausnehmungen (60) im Gehäusering (22) aufweist

5. Schmutzabweiser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die in Gewindegangrichtung äußere Stirnfläche (52a,) gegenüber der Richtung der Gewindespindelachse um einen Winkel (λ) geneigt ist, welcher sich nach außen öffnet und größer ist «Is derjenige Winkel, welchen die Senkrechte zur Gewindegangrichtung mit der Gewindespindelachse bildet.

6. Schmutzabweiser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (24) an seiner Außenseite eine Vetiefung (56) zur Aufnahme der Feder (58) aufweist.