CH685513A5 - Low=friction nut travelling along rotating threaded spindle - Google Patents

Abstract

The linear drive mechanism incorporates a nut (2) which moves along the axis of a threaded spindle when the spindle is rotated. The friction between the spindle and the nut is reduced by a large number of small balls (6) which engage the thread and recirculate through a groove (8) in the cylindrical casing (3) of the nut. The thread in the nut is formed by the inside surface of a coil spring (5), with adjacent turns touching, fitting snugly inside the casing of the nut. The nut has end caps (7) with projecting portions (10) designed to guide the balls round the ends of the spring and into the return groove. There is a countersunk portion (14) on the outside of each end cap, surrounding the bores through which the spindle passes, to accommodate seals for cleaning off excess oil and grease, dirt etc.

Description

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Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kugelumlauf-Schraubgetriebe mit einer Spindel und mit einer Wandermutter, die durch eine relative Drehbewegung zwischen der Spindel und der darauf sitzenden Wandermutter auf der Spindel axial verschiebbar ist und mit mehreren in einem durch die einander gegenüberliegenden Gewinderilien der Spindel und der Wandermutter gebildeten Kugelumlaufkanal und in einem den Anfang und das Ende des Kugelumlaufkanals über zwei Umlenkstücke miteinander verbindenden Rückführkanal geführten, beweglichen, aneinanderstossenden Kugeln. The present invention relates to a screw ball screw mechanism with a spindle and with a traveling nut, which is axially displaceable on the spindle by a relative rotary movement between the spindle and the traveling nut sitting thereon, and with several in one by the opposing thread lines of the spindle and the traveling nut formed ball recirculation channel and in a returnable channel which connects the beginning and the end of the ball recirculation channel via two deflecting pieces, movable, abutting balls.

Aus der DE-PS 1 129 792 ist ein Kugelumlauf-Schraubgetriebe der eingangs erwähnten Art bekannt. Dieses Kugelumlauf-Schraubgetriebe besteht aus einem einstückigen zylindrischen Körper mit einer Axialbohrung, an deren Innenseite eine schrau-benlinienförmige Rille in Gestalt einer Laufbahnhälfte vorgesehen ist, die mit einer entsprechenden, an der in der Bohrung befindlichen Spindel angeordneten zweiten Laufbahnhälfte einen schraubenförmigen Kugelumlaufkanal für die zwischen Mutter- und Spindelteil beweglichen Kugeln bildet. Dieser Kugelumlaufkanal steht an seinen Enden durch tangential zur Spindel angeordnete seitliche Durchlassöffnungen mit einem geradlinigen, in radialer Entfernung von der Achse des Schraubgetriebes und parallel hierzu verlaufenden Rückführkanal für die Kugeln in Verbindung. Der zylindrische Körper hat an seinen Enden einen geringeren Aussendurchmesser. Der verjüngte Teil ist auf einem Teil seines Umfangs und seiner Höhe in Achsrichtung mit einem Ausschnitt versehen, den eine an der Stirnseite des verjüngten Endteils anliegende Kugelablenkungsvorrichtung mit einem Radialansatz mit Ausnahme einer radialen Durchlassöffnung zum Rückführkanal ausfüllt. Die Kugelablenkungsvorrichtung ihrerseits ist von einem den verjüngten Endteil übergreifenden Endstück gehalten, an dessen Innenseite eine Ringnut für die in den Rückführkanal eintretenden bzw. aus ihn austretenden Kugeln ausgebildet ist. Ein wesentlicher Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass die Wandermutter aus zu vielen, mit hoher Präzision bearbeiteten Teilen, nämlich aus dem zylindrischen Körper, aus zwei Kugelablenkungsvorrichtungen und aus zwei Endstücken besteht, was zu einem verhältnismässig teuren Schraubgetriebe führt. Ausserdem ist die Herstellung der schraubenförmig ausgestalteten, die Präzision des Schraubgetriebes bestimmenden Rille an der Innenseite des zylindrischen Körpers aufwendig und mit verhältnismässig hohen Herstellungskosten verbunden. Die beiden Endbereiche dieses zylindrischen Körpers müssen besonders bearbeitet werden, um den auf einem Teil seines Umfangs und seiner Höhe in Achsrichtung vorgesehenen Ausschnitt anzubringen. Die beiden Endbereiche dieses zylindrischen Körpers weisen einen geringeren Aussendurchmesser auf, was die mechanische Festigkeit dieser Bereiche vermindert. Deshalb muss dieses Kugelumlauf-Schraubgetriebe auch eine längere Wandermutter tragen, als es bei voller Belastbarkeit der gesamten Wandermutter-Gewindelänge erforderlich wäre. Bei dieser Anordnung muss der ganze, den Hauptteil 10 der Wandermutter bildende zylindrische Körper aus einem für die Ausbildung der Begrenzungsflächen des Kugelumlaufkanals geeigneten Material hergestellt sein. From DE-PS 1 129 792 a ball screw gear of the type mentioned is known. This screw-type ball screw mechanism consists of a one-piece cylindrical body with an axial bore, on the inside of which a screw-shaped groove is provided in the form of a half of the raceway, which, with a corresponding second raceway half located on the spindle in the bore, provides a screw-type ball-screw channel for the between The nut and spindle part forms movable balls. This ball recirculation channel is connected at its ends through lateral passage openings arranged tangentially to the spindle with a rectilinear return channel for the balls running at a radial distance from the axis of the screw gear and parallel to it. The cylindrical body has a smaller outer diameter at its ends. The tapered part is provided on a part of its circumference and its height in the axial direction with a cutout which a ball deflection device bearing against the end face of the tapered end part fills with a radial approach with the exception of a radial passage opening to the return channel. The ball deflection device in turn is held by an end piece which overlaps the tapered end part and on the inside of which an annular groove is formed for the balls entering or exiting the return channel. A major disadvantage of this arrangement is that the traveling nut consists of too many parts machined with high precision, namely the cylindrical body, two ball deflection devices and two end pieces, which leads to a relatively expensive screw gear. In addition, the manufacture of the screw-shaped groove on the inside of the cylindrical body, which determines the precision of the screw mechanism, is complex and involves relatively high manufacturing costs. The two end regions of this cylindrical body have to be specially processed in order to make the cutout provided on part of its circumference and its height in the axial direction. The two end regions of this cylindrical body have a smaller outside diameter, which reduces the mechanical strength of these regions. For this reason, this screw-type ball screw gearbox must also carry a longer traveling nut than would be necessary if the entire traveling nut thread length were fully resilient. In this arrangement, the entire cylindrical body forming the main part 10 of the traveling nut must be made of a material suitable for forming the boundary surfaces of the ball circulation channel.

Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es, ein wirtschaftlich vorteilhaftes Kugelumlauf-Schraubgetriebe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das kleine Abmessungen aufweist, einfach, mit verhältnismässig niedrigen Kosten herstellbar aber trotzdem für höchste Präzisionsanforderungen geeignet ist. The object of the present invention is to provide an economically advantageous ball screw gearbox of the type mentioned at the outset, which has small dimensions, is simple, can be produced at relatively low cost, but is nevertheless suitable for the highest precision requirements.

Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, dass die Wandermutter einen Tragkörper mit einer darin in einer zylindrischen Bohrung befestigten, die schraubenlinienförmige Gewinderille der Wandermutter bildenden Schraubenfeder aufweist, wobei die beiden Enden der Schraubenfeder in den die beiden Enden der Bohrung des Tragkörpers abschliessenden und den Kugelumlaufkanal mit dem Rückführkanal verbindenden Umlenkstücken münden. Die die eine Hälfte des Kugelumlaufkanals bildende Schraubenfeder ist aus einem geeigneten Material in einem einfachen Verfahrensschritt mit hoher Präzision herstellbar. Nachdem der Tragkörper auch aus einem verhältnismässig weichen Material hergestellt werden kann, weil für die Begrenzungsfläche des Kugelumlaufkanals das Material der Schraubenfeder und nicht das Material des Tragkörpers massgebend ist, ist dieses Kugelumlauf-Schraubgetriebe nicht nur wirtschaftlich vorteilhaft, sondern kann auch für die Lösung von Spezi-alaufgaben eingesetzt werden. Dadurch, dass die Schraubenfeder in den Umlenkstücken endet, kann eine einfach ausgebildete Feder in die Bohrung geschoben und darin befestigt werden. Nur die beiden Umlenkstücke weisen eine besondere Form auf. Deshalb erlaubt diese Anordnung die Herstellung eines kostengünstigen Kugelumlauf-Schraubgetriebes. Die eingelegte Schraubenfeder ist auf der ganzen Länge voll belastbar, wodurch die Länge der Wandermutter verhältnismässig klein gehalten werden kann. The object is achieved in that the traveling nut has a supporting body with a helical spring fastened therein in a cylindrical bore, which forms the helical thread groove of the traveling nut, the two ends of the helical spring in the two ends of the bore of the supporting body and the ball circulation channel deflecting pieces connecting the return duct open. The helical spring forming one half of the ball circulation channel can be produced from a suitable material in a simple process step with high precision. Since the support body can also be made of a relatively soft material, because the material of the coil spring and not the material of the support body is decisive for the boundary surface of the ball circulation channel, this ball screw system is not only economically advantageous, but can also be used for the solution of speci -al tasks are used. Because the coil spring ends in the deflection pieces, a simply designed spring can be pushed into the bore and fastened therein. Only the two deflection pieces have a special shape. Therefore, this arrangement allows the production of an inexpensive ball screw drive. The inserted coil spring can be fully loaded over its entire length, which means that the length of the traveling nut can be kept relatively small.

Aus der CH-PS 251 484 ist zwar bekannt, eine Schraubenmutter herzustellen, deren Innengewinde aus einem schraubenlinienförmig gewundenen Draht besteht. Aus dieser Druckschrift sind jedoch keine Hinweise für die Ausbildung eines kostengünstigen Kugelumlauf-Schraubgetriebes zu entnehmen. From CH-PS 251 484 it is known to produce a screw nut, the internal thread of which consists of a helically wound wire. From this publication, however, there are no indications for the formation of an inexpensive ball screw screw drive.

Die beiden Endbereiche der Schraubenfeder können vorteilhafterweise auf mindestens einer Teilstrecke zwischen dem Kugelumlaufkanal und dem Rückführkanal für die teilweise Führung der Kugeln vorgesehen sein. Die für die Führung der Kugeln bestimmten Endbereiche der Schraubenfeder können bei der Herstellung der Schraubenfeder, vorteilhafterweise bereits beim Zuschneiden des Materials berücksichtigt werden. The two end regions of the helical spring can advantageously be provided on at least one section between the ball circulation channel and the return channel for the partial guidance of the balls. The end regions of the helical spring intended for guiding the balls can be taken into account in the manufacture of the helical spring, advantageously already when the material is being cut.

Der Rückführkanal kann aus einer zwischen den einander axial abgekehrten Enden des Tragkörpers in der Wandung der Bohrung untergebrachten, durch die äussere Begrenzungsfläche der eingesetzten Schraubenfeder verschlossenen Nut bestehen. Die in der zylindrischen Bohrung des Tragkör- The return channel can consist of a groove, which is accommodated in the wall of the bore between the axially facing ends of the support body and is closed by the outer boundary surface of the helical spring used. The in the cylindrical bore of the support

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pers in einem einfachen Verfahrensschritt angebrachte Nut, die in Radialrichtung durch die eingesetzte Schraubenfeder verschlossen ist, ergibt einen für alle Präzisionsanforderungen ausreichenden Rückführkanal. The groove, which is made in a simple process step and which is closed in the radial direction by the helical spring used, results in a return channel which is sufficient for all precision requirements.

Die beiden Enden der Nut können je einen die Kugeln aus dem Kugellaufkanal in den Rückführkanal oder umgekehrt mindestens teilweise führenden Fortsatz des Umlenkstückes aufnehmen. Dieser Fortsatz sichert zugleich das Umlenkstück gegen Verdrehung in bezug auf den Tragkörper. The two ends of the groove can each receive the balls from the ball race channel into the return channel or vice versa at least partially leading extension of the deflection piece. This extension also secures the deflection piece against rotation with respect to the support body.

Der Tragkörper kann an seinen beiden Enden je eine auf die Achse der Bohrung senkrechte Abschlussfläche aufweisen. Der Tragkörper kann bei dieser Anordnung aus einer einfachen zylindrischen Hülse mit auf deren Achse senkrechten Abschlussflächen bestehen. Eine solche Hülse kann aus einem langen Rohr einfach abgetrennt sein. The support body can have an end surface perpendicular to the axis of the bore at its two ends. In this arrangement, the support body can consist of a simple cylindrical sleeve with end faces perpendicular to its axis. Such a sleeve can simply be separated from a long tube.

Der Rückführkanal kann auch aus einer in der Wandung des Tragkörpers angebrachten Rückführbohrung bestehen. Die Herstellung einer Rückführbohrung ergibt bei Bedarf eine vorteilhafte Gestaltung des Rückführkanals. Das schraubenlinienför-mig verlaufende Material der Schraubenfeder kann dabei in seinem vor der Mündung des Rückführkanals liegenden Endbereich in Axialrichtung der Bohrung eine im Bereich der Hälfte der Gewindesteigung der Spindel liegende Höhe aufweisen, wobei im Umlenkstück eine quer über diesen Endbereich geführte, eine im Umlenkstück schraubenlinienför-mig angeformte Verlängerung des Kugelumlaufkanals mit der Mündung des Rückführkanals verbindende, zur Verlängerung des Kugelumlaufkanals tangential ausgerichtete Führungsrinne vorgesehen ist. Die abgeflachten Endbereiche der Schraubenfeder dienen bei dieser Anordnung als Führungsfläche für die Kugeln. The return duct can also consist of a return hole made in the wall of the supporting body. If necessary, the production of a return hole results in an advantageous design of the return channel. The helical spring material of the helical spring can have a height in the axial direction of the bore in the axial direction of the bore in the end region before the mouth of the return channel, with a height in the deflection piece that runs across this end area and one in the deflection piece that is helical -mig integrally formed extension of the ball recirculation channel connecting the mouth of the return channel, tangentially aligned to extend the ball recirculation channel is provided. In this arrangement, the flattened end regions of the coil spring serve as a guide surface for the balls.

Das Umlenkstück kann mit einem in die Gewinderille der Spindel eingreifenden Fett- und Schmutzabstreifer in Drehrichtung formschlüssig gekuppelt sein. Durch diese Anordnung kann die Wandermutter gegen Fettverlust und gegen Eindringen von Schmutz einfach geschützt werden. The deflection piece can be coupled in a form-fitting manner in the direction of rotation with a grease and dirt scraper engaging in the threaded groove of the spindle. With this arrangement, the traveling nut can be easily protected against fat loss and against the ingress of dirt.

Im folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen: Two exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt und Fig. 2 die Vorderansicht der Aktivteile eines Ku-gelumlauf-Schraubgetriebes, 1 shows a longitudinal section and FIG. 2 shows the front view of the active parts of a screw-type screw mechanism,

Fig. 3 den Tragkörper dieses Kugelumlauf-Schraubgetriebes allein in perspektivischer Darstellung, 3 is the perspective view of the supporting body of this recirculating ball screw drive alone,

Fig. 4 die Schraubenfeder allein perspektivisch, Fig. 5 das Umlenkstück allein in perspektivischer Darstellung von der der Wandermutter zugekehrten Seite her gesehen und Fig. 4 the helical spring alone in perspective, Fig. 5 seen the deflection piece alone in perspective from the side facing the traveling nut and

Fig. 6 von der der Wandermutter abgekehrten Seite her gesehen, 6 seen from the side facing away from the traveling mother,

Fig. 7 einen Fett- und Schmutzabstreifer in perspektivischer Darstellung, 7 is a perspective view of a grease and dirt scraper,

Fig. 8 einen Längsschnitt und Fig. 9 eine Vorderansicht der Aktivteile eines zweiten Kugelumlauf-Schraubgetriebes, 8 shows a longitudinal section and FIG. 9 shows a front view of the active parts of a second ball screw mechanism,

Fig. 10 den Tragkörper dieses Kugelumlauf- 10 the support body of this recirculating ball

Schraubgetriebes allein in perspektivischer Darstellung, Screw gear alone in perspective,

Fig. 11 die darin einsetzbare Schraubenfeder allein perspektivisch und 11 the helical spring which can be used therein alone in perspective and

Fig. 12 das dazugehörende Umlenkstück allein perspektivisch. Fig. 12 the associated deflection piece alone in perspective.

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt und Fig. 2 die Vorderansicht der Aktivteile eines Kugelumlauf-Schraubgetriebes mit einer Spindel 1 und mit einer darauf drehbaren Wandermutter 2. Die Spindel 1 ist mit einem 90° Dreieck-Gewinde versehen. Die Wandermutter 2 weist einen zylindrischen Tragkörper 3 mit einer zur Spindel 1 koaxialen, glatten, zylindrischen Bohrung 4 auf, wie es auch aus der Fig. 3 hervorgeht. In dieser Bohrung 4 ist eine die schraubenlinienförmige Gewinderille der Wandermutter 2 bildende Schraubenfeder 5 befestigt. Die Schraubenfeder 5 ist in Fig. 4 allein, perspektivisch gezeichnet. Die Befestigung der Schraubenfeder 5 in der Bohrung 4 erfolgt durch einen härtbaren Kunststoff, kann aber bei Bedarf durch ein anderes, bekanntes, mechanisches Befestigungsmittel bewerkstelligt sein. Fig. 1 shows the longitudinal section and Fig. 2 shows the front view of the active parts of a screw ball screw mechanism with a spindle 1 and with a rotating nut 2 rotatable thereon. The spindle 1 is provided with a 90 ° triangular thread. The traveling nut 2 has a cylindrical support body 3 with a smooth, cylindrical bore 4 coaxial with the spindle 1, as can also be seen in FIG. 3. A helical spring 5 forming the helical thread groove of the traveling nut 2 is fastened in this bore 4. The helical spring 5 is drawn in perspective in FIG. 4 alone. The helical spring 5 is fastened in the bore 4 by a hardenable plastic, but can, if necessary, be accomplished by another known mechanical fastener.

Zwischen der Gewinderille der Spindel 1 und der durch die Schraubenfeder 5 gebildeten Gewinderille der Wandermutter 2 liegt ein mit Kugeln 6 gefüllter Kugelumlaufkanal. Dieser Kugelumlaufkanal mündet über zwei Umlenkstücke 7 in einen durch eine Nut 8 im Tragkörper 3 gebildeten Rückführkanal für die Kugeln 6. Die Nut 8 liegt zwischen den einander axial abgekehrten Enden des Tragkörpers 3 in der Wandung der Bohrung 4 und ist mit ihrer Mündung in Richtung der Achse der Bohrung 4 gerichtet. Die Mündung der Nut 8 ist durch die äussere Begrenzungsfläche der in die Bohrung 4 eingesetzten Schraubenfeder 5 verschlossen. Der so gebildete Rückführkanal führt bei einer Relativbewegung zwischen der Spindel 1 und der Wandermutter 2 die Kugeln 6 vom Ende zum Anfang des Kugelumlaufkanals. Bei einer Drehbewegung der Spindel 1 verschiebt sich die unverdrehbar gelagerte Wandermutter 2 auf der Spindel 1 in axialer Richtung. Das Kugelumlauf-Schraubgetriebe ist geeignet, eine Drehbewegung in eine Linearbewegung umzuwandeln oder umgekehrt. Between the thread groove of the spindle 1 and the thread groove of the traveling nut 2 formed by the helical spring 5 there is a ball circulation channel filled with balls 6. This ball circulation channel opens via two deflection pieces 7 into a return channel formed by a groove 8 in the support body 3 for the balls 6. The groove 8 lies between the axially facing ends of the support body 3 in the wall of the bore 4 and is with its mouth in the direction of Axis of the bore 4 directed. The mouth of the groove 8 is closed by the outer boundary surface of the helical spring 5 inserted into the bore 4. The return channel formed in this way guides the balls 6 from the end to the beginning of the ball circulation channel during a relative movement between the spindle 1 and the traveling nut 2. When the spindle 1 rotates, the non-rotatably mounted traveling nut 2 moves on the spindle 1 in the axial direction. The recirculating ball screw gearbox is suitable for converting a rotary movement into a linear movement or vice versa.

Die beiden Enden 9 der Schraubenfeder 5 münden in zwei die beiden Enden der Bohrung 4 des Tragkörpers 3 abschliessende Umlenkstücke 7. In Fig. 2 ist die Wandermutter 2 in der Vorderansicht ohne dieses Umlenkstück 7 dargestellt. In dieser Fig. 2 ist gut sichtbar, dass das Ende 9 der Schraubenfeder 5 einen Teil der Kugelumlenkfläche bildet. The two ends 9 of the helical spring 5 open into two deflecting pieces 7 that close off the two ends of the bore 4 of the supporting body 3. In FIG. 2, the traveling nut 2 is shown in front view without this deflecting piece 7. 2 that the end 9 of the coil spring 5 forms part of the ball deflecting surface.

Das in den Fig. 1 und 5 gezeigte Umlenkstück 7 weist einen in die Nut 8 ragende, die Kugeln 6 aus dem Kugelumlaufkanal in den Rückführkanal und umgekehrt führenden Fortsatz 10 auf. Dieser Fortsatz 10 und das Ende 9 der Schraubenfeder 5 lenken die Kugeln 6 bei einer Drehbewegung der Spindel 1 in der Wandermutter 2 an beiden Enden der Wandermutter 2 gemeinsam um. Das in Fig. 5 allein gezeigte Umlenkstück 7 ist flanschartig, einstückig ausgebildet und mit einem zum Eindringen in die Bohrung 4 des Tragkörpers vorgesehenen, zylindrischen Zentrierabsatz 11 versehen. The deflection piece 7 shown in FIGS. 1 and 5 has an extension 10 projecting into the groove 8 and guiding the balls 6 from the ball circulation channel into the return channel and vice versa. This extension 10 and the end 9 of the helical spring 5 deflect the balls 6 together when the spindle 1 rotates in the traveling nut 2 at both ends of the traveling nut 2. The deflection piece 7 shown in FIG. 5 alone is flange-like, formed in one piece and provided with a cylindrical centering shoulder 11 provided for penetration into the bore 4 of the supporting body.

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Der in Fig. 3 gezeigte Tragkörper 3 weist an seinen beiden Enden je eine auf die Achse der Bohrung 4 senkrechte Abschlussfläche 12 auf. Die Umlenkstücke 7 sind an diesen Abschlussflächen 12 angeschraubt. Diese Ausbildung des Tragkörpers 3 erlaubt eine einfache Anpassung des Kugelumlauf-Schraubgetriebes an die zu übertragende Kraft. Lediglich die Länge des aus einer einfachen zylindrischen Hülse bestehenden Tragkörpers 3 und die Länge der darin eingesetzten Schraubenfeder 5 müssen für die geänderten zu übertragenden Kräfte geändert werden. Die Spindel 1, die beiden Umlenkstücke 7 und die Kugein 6 bleiben dabei unverändert. Diese Herstellungsweise ermöglicht eine erhebliche Kostensenkung des Kugelumlauf-Schraub-getriebes in bezug auf die vorbekannte. The support body 3 shown in FIG. 3 has an end surface 12 perpendicular to the axis of the bore 4 at each of its two ends. The deflection pieces 7 are screwed onto these end faces 12. This design of the support body 3 allows easy adjustment of the screw ball screw mechanism to the force to be transmitted. Only the length of the support body 3 consisting of a simple cylindrical sleeve and the length of the helical spring 5 inserted therein have to be changed for the changed forces to be transmitted. The spindle 1, the two deflection pieces 7 and the ball 6 remain unchanged. This method of manufacture enables a considerable reduction in the cost of the ball screw-type gearbox in relation to the known one.

In Fig. 6 ist das Umlenkstück 7 von der in dieser Figur nicht dargestellten Tragkörper 3 abgekehrten Seite her perspektivisch gezeigt. In dieser Darstellung erkennt man eine mit zwei radialen Armen 13 ergänzte, koaxiale, zylindrische Vertiefung 14. In diese Vertiefung 14 passt ein in Fig. 7 sichtbarer, mit radialen Flügeln 15 ausgerüstete Fett- und Schmutzabstreifer 16 formschlüssig hinein und wird in Drehrichtung darin mitgenommen. Der Fett- und Schmutzabstreifer 16 ist mit einer auf die Spindel 1 passenden Gewindebohrung 17 versehen und wird bei Drehung der Spindel 1 darin als Mutter verschoben. Um einen Gegenmutter-Effekt zu verhindern, besteht zwischen dem Umlenkstück 7 und dem Fett- und Schmutzabstreifer 16 in Achsialrich-tung keine Verbindung. 6, the deflection piece 7 is shown in perspective from the side facing away from the support body 3, not shown in this figure. This illustration shows a coaxial, cylindrical recess 14 supplemented with two radial arms 13. A grease and dirt scraper 16, which is visible in FIG. 7 and is equipped with radial wings 15, fits into this recess 14 in a form-fitting manner and is carried in the direction of rotation. The grease and dirt scraper 16 is provided with a threaded bore 17 which fits onto the spindle 1 and is displaced therein as a nut when the spindle 1 rotates. In order to prevent a lock nut effect, there is no connection between the deflection piece 7 and the grease and dirt scraper 16 in the axial direction.

Fig. 8 zeigt eine zweite Ausführungsform des Kugelumlauf-Schraubgetriebes. Dieses besteht auch aus einer Spindel 1 und aus einer darauf drehbar angebrachten Wandermutter 18. Die Wandermutter 18 weist einen in Fig. 10 allein dargestellten Tragkörper 19 mit einer zylindrischen Bohrung 20 auf. In dieser Bohrung 20 ist eine Schraubenfeder 21 mittels eines härtbaren Kunststoffes befestigt. Die Schraubenfeder 21 ist in Fig. 11 allein gezeigt und bildet die Gewinderilie der Wandermutter 18. Zwischen den gegenüberliegenden Gewinderillen der Spindel 1 und der Wandermutter 18 liegt ein mit Kugeln 6 gefüllter Kugelumlaufkanal, wie dies auch aus der Fig. 9 hervorgeht. In dieser Fig. 9 ist die Vorderansicht des in Fig. 8 dargestellten Schraubgetriebes bei entferntem Umlenkstück 22 gezeigt. Fig. 8 shows a second embodiment of the ball screw mechanism. This also consists of a spindle 1 and of a traveling nut 18 rotatably mounted thereon. The traveling nut 18 has a support body 19 with a cylindrical bore 20 shown in FIG. 10 alone. A coil spring 21 is fastened in this bore 20 by means of a hardenable plastic. The helical spring 21 is shown in FIG. 11 alone and forms the thread line of the traveling nut 18. Between the opposite threaded grooves of the spindle 1 and the traveling nut 18 there is a ball circulation channel filled with balls 6, as can also be seen in FIG. 9. 9 shows the front view of the screw transmission shown in FIG. 8 with the deflection piece 22 removed.

Die Schraubenfeder 21 mündet in den beiden Umlenkstücken 22, die die beiden Enden der Bohrung 20 abschliessen und die die bei einer relativen Drehbewegung zwischen der Spindel 1 und der Wandermutter 18 im Kugelumlaufkanal laufenden Kugeln 6 in den und aus dem Rückführkanal umlenken. Der Rückführkanal besteht aus einer in der Wandung des Tragkörpers 19 angebrachten, spin-delachsparallelen Rückführbohrung 23. The helical spring 21 opens into the two deflection pieces 22, which close off the two ends of the bore 20 and which deflect the balls 6 running in the ball circulation channel during a relative rotary movement between the spindle 1 and the traveling nut 18 into and out of the return channel. The return duct consists of a return bore 23 parallel to the spinelach parallel to the wall of the supporting body 19.

In den vor den Mündungen des Rückführkanals liegenden Endbereichen ist das aus Rundstahl bestehende Material der Schraubenfeder 21 in Ach-sialrichtung der Bohrung 20 auf die halbe Höhe der Gewindesteigung der Spindel 1 zurückgeschliffen. Ein Teil dieser geschliffenen Fläche 24 ist für die teilweise Führung der Kugeln 6 zwischen dem Kugelumlaufkanal und der Rückführbohrung 23 vorgesehen. Über die geschliffene Fläche 24 liegt eine im Umlenkstück 22 angeordnete, quer über die Fläche 24 geführte, eine im Umlenkstück 22 angeformte Verlängerung des Kugelumlaufkanals mit der Mündung der Rückführbohrung 23 verbindende Führungsrinne 25. Die Führungsrinne 25 ist zur Verlängerung des Kugelumlaufkanals zwischen der Spindel 1 und der Wandermutter 18 tangential ausgerichtet und in Fig. 12 gut sichtbar. Die Führungsrinne 25 übernimmt mit ihrem U-förmigen Querschnitt den grössten Teil der Führung der Kugeln 6 über der geschliffenen Fläche 24. Das Umlenkstück 22 ist mit einem Zentrierabsatz 27 versehen, der das Umlenkstück in der Bohrung 20 zentriert. Die Mündung der Rückführbohrung 23 ist in einem radialen Ausschnitt des Tragkörpers 19 angeordnet. Das Umlenkstück 22 greift mit einem radialen, die Führungsrinne 25 tragenden Fortsatz 26 in diesen radialen Ausschnitt ein und sichert das Umlenkstück 22 in der richtigen Position gegen Verdrehung. In the end regions lying in front of the mouths of the return channel, the material of the coil spring 21 made of round steel is ground back in the axial direction of the bore 20 to half the height of the thread pitch of the spindle 1. A part of this ground surface 24 is provided for the partial guidance of the balls 6 between the ball circulation channel and the return bore 23. Over the ground surface 24 there is a guide trough 25, which is arranged in the deflection piece 22 and runs across the surface 24 and connects an extension of the ball circulation channel formed in the deflection piece 22 to the mouth of the return bore 23. The guide trough 25 is for extending the ball circulation channel between the spindle 1 and the traveling nut 18 is oriented tangentially and is clearly visible in FIG. 12. The guide trough 25, with its U-shaped cross section, takes over most of the guidance of the balls 6 over the ground surface 24. The deflection piece 22 is provided with a centering shoulder 27 which centers the deflection piece in the bore 20. The mouth of the return bore 23 is arranged in a radial section of the support body 19. The deflection piece 22 engages in this radial cutout with a radial extension 26 carrying the guide trough 25 and secures the deflection piece 22 in the correct position against rotation.

Die beschriebenen Kugelumlauf-Schraubgetriebe bestehen aus verhältnismässig wenigen, einfach und kostengünstig herstellbaren Einzelteilen und können mit wenig Aufwand der gewünschten zu übertragenden Kraft angepasst werden. Das Material des den Hauptteil der Wandermutter 2 bildenden Tragkörpers 3 ist unabhängig von der Lauffläche der Kugeln 6 und kann daher frei gewählt werden. Ausserdem erfüllt dieses Kugelumlauf-Schraubge-triebe höchste Präzisionsanforderungen. The ball screw screw gears described consist of relatively few, simple and inexpensive to produce individual parts and can be adapted to the desired force to be transmitted with little effort. The material of the supporting body 3 forming the main part of the traveling nut 2 is independent of the running surface of the balls 6 and can therefore be chosen freely. In addition, this recirculating ball screw gearbox meets the highest precision requirements.

Claims (8)

PatentansprücheClaims 1. Kugelumlauf-Schraubgetriebe mit einer Spindel (1) und mit einer Wandermutter (2, 18), die durch eine relative Drehbewegung zwischen der Spindel (1) und der darauf sitzenden Wandermutter (2, 18) auf der Spindel (1) axial verschiebbar ist und mit mehreren in einem durch die einander gegenüberliegenden Gewinderillen der Spindel (1) und der Wandermutter (2, 18) gebildeten Kugelumlaufkanal und in einem den Anfang und das Ende des Kugelumlaufkanals über zwei Umlenkstücke (7, 22) miteinander verbindenden Rückführkanal geführten, beweglichen, aneinanderstossenden Kugeln (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Wandermutter (2, 18) einen Tragkörper (3, 19) mit einer darin in einer zylindrischen Bohrung (4, 20) befestigten, die schraubenlinienförmige Gewinderille der Wandermutter (2, 18) bildenden Schraubenfeder (5, 21) aufweist, wobei die beiden Enden der Schraubenfeder (5, 21) in den die beiden Enden der Bohrung (4, 20) des Tragkörpers (3, 19) abschliessenden und den Kugelumlaufkanal mit dem Rückführkanal verbindenden Umlenkstücken (7, 22) münden.1. Ball screw drive with a spindle (1) and with a traveling nut (2, 18), which is axially displaceable on the spindle (1) by a relative rotary movement between the spindle (1) and the traveling nut (2, 18) sitting on it and with several movable, guided in a recirculating channel formed by the opposing thread grooves of the spindle (1) and the traveling nut (2, 18) and in a return channel connecting the beginning and the end of the recirculating ball channel via two deflection pieces (7, 22) , abutting balls (6), characterized in that the traveling nut (2, 18) fastens a supporting body (3, 19) with a therein in a cylindrical bore (4, 20) forming the helical thread groove of the traveling nut (2, 18) Helical spring (5, 21), the two ends of the helical spring (5, 21) in the two ends of the bore (4, 20) of the support body (3, 19) and the ball circulation channel with the return duct connecting deflector pieces (7, 22) open. 2. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Endbereiche der Schraubenfeder (5, 21) auf mindestens einer Teilstrecke zwischen dem Kugelumlaufkanal und dem Rückführkanal für die teilweise Führung der Kugeln (6) vorgesehen sind.2. Ball screw drive according to claim 1, characterized in that the two end regions of the helical spring (5, 21) are provided on at least one section between the ball circulation channel and the return channel for the partial guidance of the balls (6). 3. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführkanal aus einer zwischen den einander3. Ball screw drive according to one of claims 1 to 2, characterized in that the return channel from one between the other 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 44th 77 CH 685 513 A5CH 685 513 A5 axial abgekehrten Enden des Tragkörpers (3) in der Wandung der Bohrung (4) untergebrachten, durch die äussere Begrenzungsfläche der eingesetzten Schraubenfeder (5) verschlossenen Nut (8) besteht.axially facing ends of the support body (3) housed in the wall of the bore (4), through the outer boundary surface of the coil spring (5) closed groove (8). 4. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden der Nut (8) je einen die Kugeln (6) aus dem Kugelumlaufkanal in den Rückführkanal oder umgekehrt mindestens teilweise führenden Fortsatz (10) des Umlenkstückes aufnehmen.4. Ball screw drive according to claim 3, characterized in that the two ends of the groove (8) each receive the balls (6) from the ball channel in the return channel or vice versa at least partially leading extension (10) of the deflection piece. 5. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (3) an seinen beiden Enden je eine auf die Achse der Bohrung (4) senkrechte Abschlussfläche (12) aufweist.5. Ball screw drive according to one of claims 1 to 4, characterized in that the support body (3) at its two ends each has a perpendicular to the axis of the bore (4) end surface (12). 6. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführkanal aus einer in der Wandung des Tragkörpers angebrachten Rückführbohrung (23) besteht.6. Ball screw drive according to one of claims 1 to 2, characterized in that the return duct consists of a return bore (23) provided in the wall of the supporting body. 7. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das schraubenlini-enförmig verlaufende Material der Schraubenfeder (21) in seinem vor der Mündung des Rückführkanals liegenden Endbereich in Achsialrichtung der Bohrung (20) eine im Bereich der Hälfte der Gewindesteigung der Spindel (1) liegende Höhe aufweist, wobei im Umlenkstück (22) eine quer über diesen Endbereich geführte, eine im Umlenkstück (22) schraubenlinienförmig angeformte Verlängerung des Kugelumlaufkanals mit der Mündung des Rückführkanals verbindende, zur Verlängerung des Kugelumlaufkanals tangential ausgerichtete Führungsrinne (25) vorgesehen ist.7. Ball screw drive according to claim 6, characterized in that the helical-linear material of the coil spring (21) in its end region lying in front of the mouth of the return channel in the axial direction of the bore (20) in the region of half the thread pitch of the spindle ( 1) has a lying height, wherein in the deflection piece (22) a guide groove (25) is provided, which extends transversely over this end region and connects an extension of the ball circulation channel, which is formed in a helical manner in the deflection piece (22), with the mouth of the return channel, and is oriented tangentially to extend the ball circulation channel. 8. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkstück (7, 22) mit einem in die Gewinderille der Spindel (1) eingreifenden Fett- und Schmutzabstreifer (16) in Drehrichtung formschlüssig gekuppelt ist.8. Ball screw drive according to one of claims 1 to 7, characterized in that the deflection piece (7, 22) with a in the threaded groove of the spindle (1) engaging grease and dirt wiper (16) is positively coupled in the direction of rotation. 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 55