DE102010025589A1 - Kugelgewindetrieb - Google Patents
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb. Mit derartigen Kugelgewindetrieben kann eine Relativdrehung zwischen Spindelmutter und Gewindespindel in eine translatorische Bewegung umgewandelt werden. Die Erfindung betrifft insbesondere Kugelgewindetriebe für den Automobilbereich, und dort beispielsweise als Bauelement einer elektromechanischen Bremse.
- Aus
EP 1 830 106 A1 bspw. ist ein Kugelgewindetrieb mit so genannter Außenumlenkung bekannt geworden. Eine Spindelmutter ist auf einer Gewindespindel angeordnet. Kugeln wälzen in einem endlosen Kugelkanal um, wobei dieser Kugelkanal einen Lastabschnitt aufweist, sowie einen Umlenkabschnitt, in dem die Kugeln von einem Anfang zu einem Ende des Lastabschnitts umgelenkt werden. Der Lastabschnitt wird gebildet durch schraubenförmig um eine Spindelachse herum gewundene Kugelrillen, die am Innenumfang der Spindelmutter und am Außenumfang der Gewindespindel ausgebildet sind. Am Außenumfang der Spindelmutter ist ein mit dem Umlenkabschnitt versehenes Umlenkelement angeordnet. Dieses Umlenkelement weist ein Rohr auf, dessen Rohrenden die Wand der Spindelmutter an zwei axial beabstandet zueinander angeordneten Stellen durchdringen. Diese Rohrenden ragen in den Lastabschnitt hinein. Diese Rohrenden sind so gestaltet, dass sie die Kugeln zwischen dem Lastabschnitt und dem Umlenkabschnitt umlenken. Bei der aus derEP 1 830 106 A1 bekannten Außenumlenkung sind die Rohrenden in den Abbildungen plan ausgeführt. - Die Außenumlenkung hat den Vorteil, dass der Lastabschnitt über mehrere Windungen um die Spindelachse herum gewunden sein kann, wobei sich die Außenumlenkung in axialer Richtung entsprechend lang erstrecken muss.
- Damit das Rohr der Außenumlenkung einwandfrei an der Spindelmutter gehaltert ist, ist ein Deckel vorgesehen, der auf das Rohr aufgesetzt und an die Spindelmutter angeschraubt ist. Dieser Deckel hat eine dem Umlenkrohr zugewandte Kontur, die gerade der Außenkontur des Umlenkrohres für dessen einwandfreie Halterung angepasst ist.
- Diese als Umlenkrohre eingesetzten einteiligen Rohre sind fertigungstechnisch nur schwierig herzustellen, insbesondere dann, wenn die Enden der Rohre mit Umlenkschaufeln versehen sein sollen, die in die Kugelrille der Gewindespindel eingreifen können, um die Kugeln von der Kugelrille der Gewindespindel anzuheben und in das Rohr hinein umzulenken. Zwar können Rohre als solche problemlos hergestellt wer den, jedoch erfordert die Herstellung der Umlenkschaufeln weitere Bearbeitungsschritte. Derartige Umlenkschaufeln könnten in einem Spritzgussverfahren in einem geeigneten Werkzeug gespritzt werden. Jedoch ist die Herstellung des Rohres als solches im Spritzgussverfahren nur schwierig zu beherrschen, insbesondere dann, wenn – wie es bei Umlenkrohren regelmäßig der Fall ist – diese Rohre mehrfach gekrümmt sind.
- Aus der
WO 2010/013706 A1 - Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen Kugelgewindetrieb gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, der einfach herzustellen ist.
- Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch den Kugelgewindetrieb gemäß Anspruch 1 gelöst. Dadurch, dass das Umlenkelement ein radial innen angeordnetes Innenteil sowie eine radial außen angeordnetes Außenteil aufweist, wobei das Innenteil und das Außenteil gemeinsam den Umlenkabschnitt bilden, ist die Herstellung deutlich vereinfacht. Das Außenteil sowie das Innenteil können beide bspw. jeweils in einem Spritzgießverfahren hergestellt werden. Der Umlenkabschnitt ist Teil des endlosen Kugelkanals und ist vorzugsweise durch Kugelrillen begrenzt, die sowohl an dem Innenteil als auch an dem Außenteil ausgebildet sind. Diese Kugelrillen können im Spritzgießverfahren problemlos bereitgestellt werden.
- Als weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Kugelgewindetriebes kann dessen vereinfachte Montage angesehen werden. Bei bestimmten Anwendungen kann die Montage der. Spindelmutter auf die Gewindespindel nur ohne Kugeln erfolgen. Die Kugeln können erst zu einem späteren Zeitpunkt eingefüllt werden.
- Im Fall des eingangs genannten Standes der Technik ist eine spätere Befüllung mit Kugeln nicht oder nur sehr schwer möglich. Zwar ist denkbar, dass die Kugeln über die für die Aufnahme der Umlenkenden des Umlenkelementes vorgesehenen Öffnungen der Spindelmutter eingefüllt werden, und das Umlenkrohr anschließend aufzusetzen. Jedoch besteht hier ein erhebliches Risiko, dass die Rohrenden beim Einsetzen des Rohres auf eingefüllte Kugeln stoßen, so dass die an die Rohrenden angeformten Umlenkschaufeln beschädigt werden oder sogar abbrechen. Ferner ist das Rohr ungefüllt, also ohne Kugeln. Es ist somit fraglich, ob der so mit Kugeln befüllte Kugelgewindetrieb mit ausreichend Kugeln bestückt ist.
- Bei der vorliegenden Erfindung kann eine nachträgliche Befüllung mit Kugeln ohne die geschilderten Risiken erfolgen. Die Spindelmutter kann auf die Gewindespindel aufgeschoben werden. Dann kann das Innenteil des Umlenkelementes auf die Spindelmutter aufgesetzt werden. Im Bereich des Umlenkabschnittes ist der Kugelkanal zu diesem Zeitpunkt geöffnet, so dass der Kugelgewindetrieb mit den Kugeln befüllt werden kann. Wenn das Innenteil mit einer Kugelrille versehen ist, können die Kugeln sogar in die Kugelrille des Innenteils des Umlenkelementes eingesetzt werden. Schließlich kann das Außenteil des Umlenkelementes komplettiert werden. Der so hergestellte erfindungsgemäße Kugelgewindetrieb ermöglicht demzufolge auch das nachträgliche Befüllung mit Kugeln.
- Eine erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, dass die beiden Umlenkenden des Umlenkelementes durch Rohrstutzen gebildet sind, die an dem Innenteil angeordnet sind. Ein Rohrstutzen im Sinn der Erfindung ist ein ringförmig geschlossener Hohlkörper. Der besondere Vorteil dieser Weiterbildung besteht darin, dass dieses Innenteil im Spritzgießverfahren bereitgestellt werden kann. Denn die Rohrstutzen bauen sehr kurz; sie durchdringen lediglich die Wand der Spindelmutter und ragen in den Lastabschnitt des Kugelkanals hinein. Diese kurzen Rohrstutzen können in einem geeigneten Werkzeug gespritzt werden, ohne dass ein Öffnen des Werkzeuges besonderen Schwierigkeiten begegnen würde. Diese Rohrstutzen können einstückig an das Innenteil angeformt sein. Das Innenteil kann mit der einstückig angeformten Kugelrille versehen sein, die nahtlos und kantenfrei mit einem Umlenkradius an den Rohrstutzen anschließen kann. Auf diese Weise ist zugleich ein ruhiger Lauf der Kugeln gewährleistet, wenn diese bspw. von der Kugelrille des Innenteils in den Rohrstutzen umgelenkt werden.
- Ein weiterer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung besteht darin, dass die Umlenkelemente auch für Kugelgewindetriebe mit sehr kleinen Kugelndurchmessern bereitgestellt werden können. Die bei sehr kleinen Kugeldurchmessern filigranen Rohrstutzen mit den ebenso filigran ausfallenden Umlenkschaufeln können ebenfalls problemlos im Spritzverfahren bereitgestellt werden.
- Das Innenteil kann als vorzugsweise bogenförmig ausgebildete Platte ausgeführt sein, die im Randbereich mit den vorzugsweise einstückig angeformten Rohrstutzen versehen ist. Sowohl die Bogenform als auch die Anformung der Rohrstutzen im Randbereich können in günstiger Weise in einem Spritzwerkzeug bereitgestellt werden. Die Bogenform ist dabei vorzugsweise an die Außenkontur der Spindelmutter angepasst, so dass eine einwandfreie Positionierung des Umlenkelementes auf der Spindelmutter deutlich vereinfacht ist.
- Diese Platte kann an ihrer dem Außenteil zugewandten, vorzugsweise konvex geformten Seite mit einer den Umlenkabschnitt begrenzenden Kugelrille versehen sein, die an die beiden rohrförmigen Stutzen angeschlossen ist. Bei einer einstückigen Herstellung kann nun problemlos gewährleistet werden, dass die Kugelrille nahtlos und kantenfrei an den Rohrstutzen anschließt, so dass die Kugeln einwandfrei in dem Umlenkelementes umgelenkt werden, ohne Geräusche zu verursachen, wie sie entstehen könnten, wenn die Kugeln im Übergang von dem Rohrstutzen zu dem Innenteil über eine Kante rollen würden.
- In bekannter Weise kann der Rohrstutzen in die Kugelrille der Gewindespindel eingreifen, um die Kugeln zwischen dem Lastabschnitt und dem Umlenkabschnitt umzulenken. In anderen Worten ausgedrückt, die freien Enden der Rohrstutzen können mit Umlenkschaufeln versehen sein, die in die Kugelrille der Gewindespindel eingreifen, um die Kugeln von der Kugelrille der Gewindespindel anzuheben.
- Bei Kugelgewindetrieben mit sehr kleinen Kugeldurchmessern und geringer Steigung kann eine erfindungsgemäße Weiterbildung zweckmäßig sein, bei der der Rohrstutzen einen kleineren Außendurchmesser in Richtung parallel zu der Spindelachse und einen größeren Außendurchmesser quer zur Spindelachse aufweist. Der Innendurchmesser kann bei dieser Ausführung rund sein. Die Wanddickenreduzierung kann aus den nachstehend geschilderten Gründen zweckmäßig sein: der Rohrstutzen durchstößt die Wand der Spindelmutter, und zwar in eine Kugelrille der Spindelmutter hinein, wobei von den beiden der Kugelrille benachbarten Schultern Material entfernt wird, um Platz für den Rohrstutzen zu schaffen: Das bedeutet jedoch, dass diese Schultern geschwächt sind. Die erfindungsgemäße Weiterbildung bietet hier den Vorteil, dass weniger Material von den Schultern entfernt werden muss, und stattdessen der Außendurchmesser des Rohrstutzens in den axialen Richtungen in der beschriebenen Weise reduziert wird.
- Das Außenteil kann an seiner dem Innenteil zugewandten, vorzugsweise konkav geformten Seite mit einer den Umlenkabschnitt begrenzenden Kugelrille versehen sein. Die Kugelrillen des Innenteils und des Außenteils bilden dann gemeinsam mit den beiden vorzugsweise einstückig angeformten Rohrstutzen den Umlenkabschnitt des endlosen Kugelkanals.
- Das Außenteil ist bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform bogenförmig um die Spindelachse des Kugelgewindetriebes herum angeordnet, und zwar über einen Winkel, der größer als 180° ist, gemessen an der Spindelachse. Das bedeutet, dass das so angeordnete Außenteil in den radialen Richtungen verliersicher auf der Spindelmutter gehalten ist. Lediglich eine Sicherung gegen Verschieben in den axialen Richtungen kann hier erforderlich sein. Alternativ oder zusätzlich können das Innenteil und das Außenteil mittels einer Schnapp- oder Rastverbindung miteinander verbunden sein.
- Bei einer derartigen erfindungsgemäßen Weiterbildung kann ein lichter Abstand zwischen freien Enden des etwa ringförmig gebogenen Außenteils kleiner als der Außendurchmesser der Spindelmutter ausgeführt sein. Dieses Außenteil kann dann in axialer Richtung auf die Spindelmutter aufgeschoben werden, es ist jedoch auch denkbar, das Außenteil so flexibel zu gestalten, das ein Aufschnappen in radialer Richtung auf die Spindelmutter ermöglicht ist.
- Eine erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, dass das Außenteil an seiner der Spindelmutter zugewandten Seite mit einer Ausnehmung zur Aufnahme des Innenteils versehen ist. Wenn das Innenteil und das Außenteil zusammengesetzt sind, entspricht die Innenkontur des zusammengesetzten Umlenkelementes der Außenkontur der Spindelmutter.
- Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in insgesamt 10 Figuren abgebildeten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Kugelgewindetriebes in perspektivischer Darstellung, -
2 ein Umlenkelement des erfindungsgemäßen Kugelgewindetriebes aus1 in einer Seitenansicht, jedoch ohne Gewindespindel -
3 einen Längsschnitt durch die Spindelmutter des erfindungsgemäßen Kugelgewindetriebes aus1 mit montiertem Umlenkelement, -
4 ein Außenteil des Umlenkelementes in perspektivischer Darstellung, -
5 ein Innenteil des Umlenkelementes in perspektivischer Darstellung, -
6 das Innenteil aus5 , jedoch um 180° gedreht, -
7 das Innenteil aus5 , in einer Draufsicht, -
8 das Innenteil aus5 in einer Seitenansicht, -
9 das Umlenkelement, gebildet aus dem Innenteil und dem Außenteil in einer Ansicht und -
10 einen Längsschnitt durch das Umlenkelement aus9 . -
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb in einem Teilschnitt. Eine Spindelmutter1 ist auf einer Gewindespindel2 angeordnet. Zwischen der Spindelmutter1 und der Gewindespindel2 sind Kugeln3 angeordnet, die an einer Kugelrille4 der Spindelmutter1 sowie an einer Kugelrille5 der Gewindespindel2 abwälzen. Die Kugelrillen4 ,5 sind schraubenförmig um die Spindelachse des Kugelgewindetriebes gewunden. - Die Kugeln
3 wälzen in einem endlosen Kugelkanal6 um. In der1 ist die Mittellinie des endlosen Kugelkanals6 angedeutet. Dieser endlose Kugelkanal6 weist einen Lastabschnitt7 auf, der von den Kugelrillen4 ,5 gebildet ist. In diesem Lastabschnitt7 können die Kugeln3 unter Last abwälzen. Ferner weist der Kugelkanal6 einen Umlenkabschnitt8 auf, der einen Anfang und ein Ende des Lastabschnitts7 endlos miteinander verbindet. Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Lastabschnitt7 über mehrere Windungen. Beide Enden dieses Lastabschnittes7 sind an den Umlenkabschnitt8 angeschlossen. Unter einem Anschluss wird verstanden, das die Kugeln3 von der Kugelrille5 der Gewindespindel2 angehoben und in den Umlenkabschnitt8 umgelenkt werden, oder aus den Umlenkabschnitt8 heraus in den Lastabschnitt7 hinein umgelenkt werden, und somit wieder in Wälzkontakt mit der Kugelrille der Gewindespindel2 sowie der Kugelrille4 der Spindelmutter1 gebracht werden. - Der Umlenkabschnitt
8 ist an einem Umlenkelement9 ausgebildet. Das Umlenkelement9 durchdringt mit seinen Umlenkenden10 eine Wand der Spindelmutter1 . Zu diesem Zweck ist die Spindelmutter1 an ihren beiden axialen Endabschnitten jeweils mit einer Bohrung11 versehen, durch die das jeweils zugeordnete Umlenkende10 hindurchgeführt ist. -
2 zeigt das auf die Spindelmutter1 montierte Umlenkelement9 in einer Seitenansicht entlang der Spindelachse. Das Umlenkelement9 weist ein radial innen angeordnetes Innenteil12 auf, sowie ein radial außen angeordnetes Außenteil13 . Das Innenteil12 und das Außenteil13 bilden gemeinsam den Umlenkabschnitt8 . Deutlich sind die Umlenkenden10 zu erkennen, die als Rohrstutzen14 ausgebildet und durch die tangential zur Kreisbahn der Kugeln auf der Gewindespindel2 Bohrungen11 der Spindelmutter1 durchgeführt sind. Die Rohrstutzen14 sind an ihren freien Enden jeweils mit einer Umlenkschaufel15 versehen, die in die Kugelrille der hier nicht abgebildeten Gewindespindel eingreift, um die Kugeln von der Gewindespindel anzuheben. -
3 zeigt im Längsschnitt die Spindelmutter1 mit dem montiertem Umlenkelement9 , von dem hier lediglich die geschnittenen Rohrstutzen14 zu erkennen sind. Diesem Schnitt ist zu entnehmen, dass die Wanddicke der Rohrstutzen14 über den Umfang gesehen variiert. Gemessen in Richtung parallel zur Spindelachse ist der Außendurchmesser des Rohrstutzens14 kleiner als der quer zur Spindelachse gemessene Außendurchmesser. Der Rohrstutzen14 durchdringt die Spindelmutter1 an einer Stelle, die mittig in der Gewinderille5 angeordnet ist. - Der
3 ist zu entnehmen, dass aufgrund der Lage des Rohrstutzens14 die benachbarten Schultern16 der Kugelrille5 angeschnitten werden. Das bedeutet, dass die Schultern16 an dieser Stelle geschwächt sind. Die erwähnte Durchmesserreduzierung des Rohrstutzens14 hat jedoch vorteilhaft zur Folge, dass ausreichend Material der Schultern16 verbleibt, so dass die auftretenden Kräfte einwandfrei aufgefangen werden können. Die Schwächung der Wanddicke des Rohrstutzens14 ist jedoch unkritisch, da der Rohrstutzen14 in diesem geschwächten Bereich außen durch die benachbarten Schultern16 gestützt bleibt. - Die Bohrungen
11 in der Spindelmutter1 für die Rohrstutzen14 führen – wie bereits ausgeführt wurde – zu einer Reduzierung der ohnehin geringen Wandstärken der Schultern16 , die die Kugelrillen5 der Kugelgewindemutter begrenzen. Um diese Reduzierung so gering wie möglich zu halten sind entsprechend dünne Wandstärken am Rohrstutzen14 erforderlich. Erfindungsgemäß sind die Rohrstutzen14 einstückig an das Innenteil12 angeformt; das Innenteil12 ist vorzugsweise aus Kunststoff im Spritzgießverfahren hergestellt. - Die kurzen Rohrstutzen
14 können in der Werkzeugformeinwandfrei bereit gestellt werden. Der Rohrstutzen14 bleibt erfindungsgemäß in sich geschlossen. Eine axiale Teilung der Rohrstutzen14 – wie sie bei langen Umlenkrohren entlang ihrer Rohrachse bekannterweise vorgenommen wird – entfällt. Gerade bei sehr klein bauenden Kugelgewindetrieben mit kleinen Kugeldurchmessern und einer geringen Steigung des Kugelgewindetriebes bietet die erfindungsgemäße Ausführung des Innenteils12 den Vorteil, dass der ohnehin schon dünnwandige und filigrane Rohrstutzen14 aufgrund der in sich geschlossenen Bauweise stabil bleibt. Durch die erfindungsgemäße radiale Teilung des Umlenkelementes9 kann am Rohrstutzen14 ein geschlossener Querschnitt erhalten bleiben. Die zusätzlich Erhöhung der Wandstärke in radialer Richtung verstärkt den Rohrstutzen14 zusätzlich. Zusätzlich wird der Bereich, in dem die Wandstärke der Spindelmutter1 durch die Bohrung11 reduziert wird, verkürzt. Der2 kann entnommen werden, dass die Bohrung11 für den Rohrstutzen14 nicht durchgehend ausgeführt ist. Vielmehr ist ein radialer Absatz11a gebildet, gegen den das freie Ende des Rohrstutzens14 anschlägt. In dieser Anschlagsituation ragt das freie Ende des Rohrstutzens14 in vorbestimmter Weise gerade so weit radial in die Spindelmutter1 hinein, dass deren Umlenkschaufel15 die Kugeln3 einwandfrei anheben kann. -
3 zeigt ferner eine weitere Bohrung17 , die die Spindelmutter1 durchdringt. Diese Bohrung17 dient der Aufnahme eines Zapfens oder einer Schraube, mit der das Umlenkelement9 an der Spindelmutter1 in den axialen Richtungen fixiert werden kann. -
4 zeigt in perspektivischer Darstellung das Außenteil13 des Umlenkelementes9 mit Blick auf die dem Innenteil zugewandte Umfangsseite. Das Außenteil13 hat etwa die Form eines offenen Ringes. Das Außenteil13 erstreckt sich in den Umfangsrichtungen soweit, dass die hier nicht abgebildete Spindelmutter über deutlich mehr als 180° umgriffen wird, so dass das Außenteil13 in den radialen Richtungen verliersicher auf der Spindelmutter1 gehalten ist. - Deutlich zeigt
4 eine Kugelrille18 , die sich diagonal zwischen den beiden Stirnseiten des ringförmigen Außenteils13 erstreckt. Diese Kugelrille18 begrenzt den Umlenkabschnitt8 . Das Außenteil13 ist in einem mittleren Bereich an seiner inneren Umfangsseite mit einer Ausnehmung19 zur Aufnahme des weiter unten näher beschriebenen Innenteils12 des Umlenkelementes9 versehen. - An dem einen stirnseitigen Ende ist das Außenteil
13 mit einer Bohrung20 versehen, die mit der oben erwähnten Bohrung17 der Spindelmutter korrespondiert, wobei eine Schraube oder ein Zapfen in beide Bohrungen17 ,20 eingesetzt oder eingeschraubt ist. Ferner ist das Außenteil13 an seinem Innenumfang mit einem Sockel21 für eine einwandfreie Ausrichtung des Innenteils an dem Außenteil13 versehen. -
5 zeigt das Innenteil12 in perspektivischer Darstellung mit Blick auf die der Spindelmutter zugewandten Umfangsseite. Das Innenteil12 ist hier als bogenförmige Platte22 ausgebildet, die im Ausführungsbeispiel etwa eine rechteckförmige Außenkontur hat, wobei an den diagonal einander gegenüberliegenden Enden die einstückig an die Platte22 angeformten Rohrstutzen14 zu erkennen sind. In günstiger Weise ist das Innenteil12 aus Kunststoff im Spritzverfahren hergestellt, wobei das zu Grunde liegende Spritzwerkzeug auch die hier vorgesehenen Rohrstutzen14 problemlos und hinterschnittfrei bereitstellen kann. An ihren voneinander weg weisenden Umfangsseiten sind die Rohrstutzen14 abgeschrägt, und zwar in der Weise, dass sie an die Innenkontur des Außenteils13 angepasst sind. - Die erfindungsgemäß vorgesehene Teilung des Umlenkelementes
9 in zwei Teile – ein radial äußeres sowie ein radial inneres Teil – ermöglicht die Ausbildung der ringförmig geschlossenen Rohrstutzen, während bei anderen, bekannten Teilungen des Umlenkelementes entweder vergleichbare Rohrstutzen längsgeteilt sind, oder als separate Stutzen an Anbauteile des Umlenkelementes angebaut werden müssen. - Deutlich zeigt
5 eine stufenförmige Absetzung der Rohrstutzen14 , wobei ein deutlich verjüngter Abschnitt am freien Ende des Rohrstutzens gebildet ist. Diese Verjüngung dient dem Zweck, dass die Rohrstutzen14 mit ihren freien Enden einwandfrei in die Kugelrille der Gewindespindel eingreifen, so dass die Umlenkschaufeln die Kugeln einwandfrei von der Gewindespindel anheben können. - Ferner zeigt
5 eine an einer Stirnseite der Platte22 vorgesehene Ausnehmung23 , die mit dem erhabenen Sockel21 des Außenteils13 korrespondiert. Wenn das Innenteil12 und das Außenteil13 miteinander montiert sind, greift der Sockel21 in diese Ausnehmung23 ein, so dass das Innenteil12 einwandfrei gegenüber dem Außenteil13 positioniert ist. -
6 zeigt das Innenteil12 in einer perspektivischen Darstellung, jedoch mit Blick auf dessen äußere Umfangsfläche. Deutlich sind die einstückig an die Platte22 angeformten Rohrstutzen14 zu erkennen. Ferner ist am Außenumfang der Platte22 eine Kugelrille24 ausgebildet, die gemeinsam mit der Kugelrille18 des Außenteils13 den Umlenkabschnitt8 begrenzt. Diese Kugelrille24 schließt kantenfrei mit einer geeigneten Krümmung an den Innendurchmesser der Rohrstutzen14 an, so dass die Kugeln einwandfrei von den Kugelrillen18 ,24 in die Rohrstutzen14 umgelenkt werden. -
7 zeigt das Innenteil12 in einer Draufsicht. Deutlich ist zu erkennen, dass die beiden Rohrstutzen14 über etwa ihren halben Umfang in den Umfangsrichtungen von der Platte22 vorstehen. -
8 zeigt das aus dem Innenteil12 und dem Außenteil13 zusammengesetzte Umlenkelement9 . Deutlich zu erkennen, dass das Innenteil12 einwandfrei in die Ausnehmung19 des Außenteils13 eingefügt ist, so dass der Innenumfang des Umlenkelementes9 an die Außenkontur der hier nicht abgebildeten Spindelmutter angepasst ist. Ferner ist deutlich zu erkennen, dass der lichte Abstand zwischen den freien Enden des Außenteils13 kleiner als der Außendurchmesser der hier nicht abgebildeten Spindelmutter ausgeführt ist, so dass die weiter oben erwähnte verliersichere Anordnung des Umlenkelementes9 auf der Spindelmutter in den radialen Richtungen gegeben ist. - Das Innenteil
12 und das Außenteil13 können mittels einer hier nicht weiter abgebildeten Schnappverbindung oder Rastverbindung verliersicher miteinander verbunden sein, wobei das Einrasten in einer vorgesehenen Lage des Innenteils12 und des Außenteils13 zueinander erfolgt, in der die beiden Umlenkrillen24 ,18 einwandfrei zueinander ausgerichtet sind. -
9 zeigt das Umlenkelement in einer Ansicht mit Blick auf den Innenumfang. Deutlich ist hier zu erkennen, dass der Sockel21 des Außenteils13 in die Ausnehmung23 des Innenteils12 eingreift. -
10 zeigt einen teilweisen Längsschnitt des Umlenkelementes9 . Deutlich ist hier zu erkennen, dass die beiden Kugelrillen18 ,24 des Außenteils13 sowie des Innenteils12 gemeinsam den Umlenkabschnitt8 des endlosen Kugelkanals6 begrenzen. In dieser Darstellung ist aufgrund der Schnittführung lediglich einer der beiden Rohrstutzen14 zu erkennen. - Die Halterung des Umlenkelementes an der Spindelmutter ist nicht beschränkt auf die hier beschriebene Schrauben- oder Bolzenverbindung. Vielmehr sind auch Varianten denkbar, bei denen das Umlenkelement über eine Schnappverbindung mit der Spindelmutter einwandfrei verbunden ist, so dass das Umlenkelement in allen Richtungen einwandfrei an der Spindelmutter gehaltert ist.
- Mit dem erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb können problemlos geringe Steigungen des Schraubengewindes und kleine Kugeldurchmesser realisiert werden. Insbesondere die durch den Rohrstutzen gewährleistete, ringförmig geschlossene Ausführung der Umlenkenden des Umlenkelementes ermöglicht auch bei dünnwandigen Ausführungen eine hinreichende Führung der Kugeln, wenn diese zwischen dem Lastabschnitt und dem Umlenkabschnitt umgelenkt werden.
- Die Erfindung bietet auch den Vorteil, dass die radiale Höhe des Innenteils
12 des Umlenkelementes9 so bemessen werden kann, dass ein Umlenkradius als Verbindung zwischen der Kugelrille24 des Innenteils12 mit dem einstückig angeschlossenen Rohrstutzen14 hinreichend groß bemessen ist. Je größer der Umlenkradius ausgeführt ist, desto leichtgängiger können die Kugeln den Umlenkabschnitt passieren, wobei zusätzlich eine unerwünschte Geräuschentwicklung reduziert wird. - Der hier beschriebene Kugelgewindetrieb eignet sich in günstiger Weise für den Einsatz in einem Bremskraftverstärker einer elektromechanischen Bremse. In diesen Anwendungen kann eine an sich bekannte Pumpe zur Erzeugung eines hydraulischen Drucks zur Verstärkung der Bremskraft ersetzt werden durch den erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb.
- Der hier beschriebene Kugelgewindetrieb kann eine Steigung von etwa 3–4 mm aufweisen, wobei ein Kugeldurchmesser von 2 mm bis 3 mm vorgesehen ist. Der Durchmesser der Spindelmutter kann kleiner als 30 mm ausgeführt sein.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Spindelmutter
- 2
- Gewindespindel
- 3
- Kugel
- 4
- Kugelrille
- 5
- Kugelrille
- 6
- Kugelkanal
- 7
- Lastabschnitt
- 8
- Umlenkabschnitt
- 9
- Umlenkelement
- 10
- Umlenkenden
- 11
- Bohrung
- 11a
- Absatz
- 12
- Innenteil
- 13
- Außenteil
- 14
- Rohrstutzen
- 15
- Umlenkschaufeln
- 16
- Schulter
- 17
- Bohrung
- 18
- Kugelrille
- 19
- Ausnehmung
- 20
- Bohrung
- 21
- Sockel
- 22
- Platte
- 23
- Ausnehmung
- 24
- Kugelrille
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 1830106 A1 [0002, 0002]
- WO 2010/013706 A1 [0006]
Claims (10)
- Kugelgewindetrieb, mit einer auf einer Gewindespindel (
2 ) angeordneten Spindelmutter (1 ), und mit einem endlosen Kugelkanal (6 ) für den Umlauf von Kugeln (3 ), wobei der Kugelkanal (6 ) einen Lastabschnitt (7 ) sowie einen, einen Anfang und ein Ende des Lastabschnitts (7 ) endlos verbindenden Umlenkabschnitt (8 ) aufweist, wobei am Außenumfang der Gewindespindel (2 ) und am Innenumfang der Spindelmutter (1 ) angeordnete, schraubenförmig um eine Spindelachse gewundene Kugelrillen (4 ,5 ) den Lastabschnitt (7 ) bilden, und wobei ein am Außenumfang der Spindelmutter (1 ) angeordnetes, mit dem Umlenkabschnitt (8 ) versehenes Umlenkelement (9 ) mit seinen beiden Umlenkenden (10 ) eine Wand der Spindelmutter (1 ) durchdringt, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement (9 ) ein radial innen angeordnetes Innenteil (12 ) sowie ein radial außen angeordnetes Außenteil (13 ) aufweist, wobei das Innenteil (12 ) und das Außenteil (13 ) gemeinsam den Umlenkabschnitt (8 ) bilden. - Kugelgewindetrieb nach Anspruch 1, bei dem die beiden Umlenkenden (
10 ) des Umlenkelementes (9 ) durch Rohrstutzen (14 ) gebildet sind, die an dem Innenteil (12 ) angeordnet sind. - Kugelgewindetrieb nach Anspruch 2, bei dem das Innenteil (
12 ) als vorzugsweise bogenförmig ausgebildete Platte (22 ) ausgebildet ist, die mit den vorzugsweise einstückig angeformten Rohrstutzen (14 ) versehen ist. - Kugelgewindetrieb nach Anspruch 3, bei dem die Platte (
22 ) an ihrer dem Außenteil (13 ) zugewandten Seite mit einer den Umlenkabschnitt (8 ) begrenzenden Kugelrille (24 ) versehen ist, die an die beiden Rohrstutzen (14 ) angeschlossen ist. - Kugelgewindetrieb nach Anspruch 2, bei dem der Rohrstutzen (
14 ) in die Kugelrille (5 ) der Gewindespindel (2 ) eingreift, um die Kugeln zwischen dem Lastabschnitt (7 ) und dem Umlenkabschnitt (8 ) umzulenken. - Kugelgewindetrieb nach Anspruch 2, bei dem der Rohrstutzen (
14 ) einen kleineren Außendurchmesser in Richtung parallel zu der Spindelachse und einen größeren Außendurchmesser Richtung quer zur Spindelachse aufweist. - Kugelgewindetrieb nach Anspruch 2, bei dem das Außenteil (
13 ) an seiner dem Innenteil (12 ) zugewandten Seite mit einer den Umlenkabschnitt (8 ) begrenzenden Kugelrille (18 ) versehen ist. - Kugelgewindetrieb nach Anspruch 7, bei dem das bogenförmig um die Spindelachse herum angeordnete Außenteil (
13 ) die Spindelmutter (1 ) über mehr als 180 Grad, gemessen an der Spindelachse, umgreift. - Kugelgewindetrieb nach Anspruch 8, bei dem ein lichter Abstand zwischen freien Enden des Außenteils (
13 ) kleiner als der Außendurchmesser der Spindelmutter (1 ) ist. - Kugelgewindetrieb nach Anspruch 2, bei dem das Außenteil (
13 ) an seiner der Spindelmutter (1 ) zugewandten Seite mit einer Ausnehmung (19 ) zur Aufnahme des Innenteils (12 ) versehen ist.
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