-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb.
-
Aus
US5937700 beispielsweise war ein Kugelgewindetrieb nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen alternativen Kugelgewindetrieb anzugeben. Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch den Kugelgewindetrieb gemäß Anspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Kugelgewindetrieb ist mit einer auf einer Gewindespindel angeordneten Spindelmutter versehen. Zwischen der Spindelmutter und der Gewindespindel sind Kugeln angeordnet, die in wenigstens einem endlosen Kugelkanal angeordnet sind. Der Kugelkanal weist einen schraubenförmig um die Spindelachse gewundenen Lastabschnitt sowie einen Umlenkabschnitt auf, wobei der Lastabschnitt von an der Gewindespindel sowie an der Spindelmutter angeordneten, schraubenförmig um die Spindelachse gewundenen Kugelrillen gebildet ist. Der Umlenkabschnitt verbindet einen Anfang und ein Ende des schraubenförmigen Lastabschnitts endlos miteinander. Die Kugeln wälzen im Lastabschnitt an den Kugelrillen der Gewindespindel und der Spindelmutter ab. Im Bereich des Umlenkabschnitts werden die Kugeln aus der Kugelrille der Spindelmutter heraus und über die Gewindeflanke der Kugelrille herausgehoben und somit von dem Ende des Lastabschnitts wieder an den Anfang des Lastabschnitts in die Kugelrille hinein verlagert. Der Umlenkabschnitt ist an einem an der Spindelmutter angeordneten Umlenkelement ausgebildet. Die Spindelmutter des erfindungsgemäßen Kugelgewindetriebes weist an ihrem Innenumfang eine zu der Gewindespindel hin geöffnete kalottenförmige Tasche sowie eine an die kalottenförmige Tasche in radialer Richtung anschließende Stufenbohrung auf, wobei das Umlenkelement mit seiner Lagerfläche an der kalottenförmigen Tasche abgestützt und mit einem Dom in die Stufenbohrung eingreift und an einer Stufe der Stufenbohrung einrastet.
-
Einerseits ist bei dem erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb sichergestellt, dass das Umlenkelement verliersicher an der Spindelmutter gehalten ist; diese Verliersicherung ist dadurch gebildet, dass der Dom des Umlenkelementes in die Stufenbohrung eingreift und an der Stufe der Stufenbohrung einrastet.
-
Andererseits ist durch den erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb sichergestellt, dass das Umlenkelement einwandfrei an der Spindelmutter positioniert ist. Dies ist möglich durch die kalottenförmige Ausbildung der Tasche an der Spindelmutter und durch die an dem Umlenkelement ausgebildete Lagerfläche. Das Umlenkelement kann sich an der kalottenförmigen Tasche so einschwimmen, dass sein Umlenkabschnitt einwandfrei an den Lastabschnitt angeschlossen ist.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein zylindrischer Dom durch mehrere, um eine Domachse herum angeordnete Zungen gebildet, an deren freien Enden Schnapphaken ausgebildet sind. Wenn das Umlenkelement in die kalottenförmige Tasche eingesetzt wird, schnappen diese federelastisch ausgelenkten Zungen in die Stufenbohrung ein.
-
Vorzugsweise ist das Umlenkelement einteilig ausgebildet und an seinem Außenumfang mit der kalottenförmigen Lagerfläche versehen, wobei an der der Gewindespindel zugewandten Seite des Umlenkelementes eine Umlenkrille des Umlenkabschnitts angeformt ist, und wobei an der der Spindelmutter zugewandten Seite des Umlenkelementes der Dom angeformt ist. Diese räumliche Trennung ermöglicht unterschiedliche Funktionen des Umlenkelementes: Die an der der Gewindespindel zugewandten Seite des Umlenkelementes angeformte Umlenkrille ermöglicht ein einwandfreies Umlenken der Kugeln von einem Ende zu einem Anfang des endlosen Kugelkanals. Die an dem Außenumfang des Umlenkelementes gebildete kalottenförmige Lagerfläche ermöglicht ein einwandfreies Ausrichten des Umlenkelementes in dem Kugelgewindetrieb. Der Dom, der an der der Spindelmutter zugewandten Seite des Umlenkelementes ausgebildet ist, ermöglicht eine einwandfreie verliersichere Halterung des Umlenkelementes an der Spindelmutter.
-
Bei dieser zuletzt beschriebenen Weiterbildung kann beispielsweise der Dom als separates Teil hergestellt sein, und an das die kalottenförmige Tasche aufweisende Teil des Umlenkelementes befestigt sein. Bevorzugt ist jedoch eine einstückige Ausbildung des Umlenkelementes, sodass der Dom einstückig angeformt ist.
-
Vorzugsweise sind an das Umlenkelement einstückig angeformte Vorsprünge als Verdrehsicherung für das Umlenkelement vorgesehen, wobei die Vorsprünge in einen Totgangabschnitt der an der Spindelmutter ausgebildeten Kugelrille eingreifen. Als Totgangabschnitt wird derjenige Abschnitt, der an der Spindelmutter ausgebildeten Kugelrille bezeichnet, der nicht von den Kugeln durchlaufen wird. In günstiger Weise nutzt die Erfindung diesen Abschnitt für die Verdrehsicherung.
-
Vorzugsweise ist das Umlenkelement an seinem radial inneren Abschnitt mit den Vorsprüngen und an seinem radial äußeren Abschnitt mit dem Dom und an seinem radial zwischen dem inneren und dem äußeren Abschnitt gelegenen Mittelabschnitt mit der kalottenförmigen Lagerfläche versehen. Diese drei Abschnitte ermöglichen eine funktionale Trennung verschiedener Aufgaben des Umlenkelementes: Der radial innere Abschnitt mit den Vorsprüngen gewährleistet eine einwandfreie Verdrehsicherung, der radial äußere Abschnitt mit dem Dom gewährleistet die bereits beschriebene einwandfreie verliersichere Halterung des Umlenkelementes, und der Mittelabschnitt gewährleistet eine einwandfreie Lagerung des Umlenkelementes an der Spindelmutter. Im Bereich des Mittelabschnitts ist dann vorzugsweise die Umlenkrille des Umlenkabschnitts angeformt.
-
Erfindungsgemäße Kugelgewindetriebe weisen bei einer besonderen Weiterbildung mehrere, entlang der Spindelachse hintereinander angeordnete endlose Kugelkanäle auf, wobei jeder Kugelkanal durch eine einzige Windung um die Spindelachse herum gebildet ist. In diesem Fall werden die Umlenkelemente auch als Umlenkstücke bezeichnet.
-
Wirtschaftlich besonders günstig ist es, wenn das einstückig ausgebildete Umlenkelement aus Kunststoff gespritzt wird.
-
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in insgesamt acht Figuren abgebildeten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb ohne Gewindespindel in perspektivischer Darstellung,
-
1a eine Ausschnittsvergrößerung des quer geschnittenen Kugelgewindetriebes aus 1, jedoch mit angedeuteter
-
Gewindespindel
-
2 den erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb wie in 1, jedoch aus einer anderen Perspektive,
-
3 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb aus 1,
-
4 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb,
-
5 einen Schnitt wie in 3, jedoch mit freigestelltem Umlenkelement,
-
6 eine Ausschnittsvergrößerung der 5,
-
7 das Umlenkelement des erfindungsgemäßen Kugelgewindetriebes in perspektivischer Darstellung und
-
8 das Umlenkelement wie in 7, jedoch aus einer anderen Perspektive.
-
Die 1 bis 4 zeigen den erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb. Eine Spindelmutter 1 ist auf einer Gewindespindel 2 drehbar angeordnet. Zwischen der Spindelmutter 1 und der Gewindespindel 2 sind in einer Reihe angeordnete Kugeln 3 in einem endlosen Kugelkanal 4 angeordnet (1a).
-
Den 1a, 2 und 4 kann entnommen werden, dass dieser endlose Kugelkanal 4 einen schraubenförmig um die Spindelachse gewundenen Lastabschnitt 5 sowie einen Umlenkabschnitt 6 aufweist, wobei der Lastabschnitt 5 von an der Gewindespindel 2 sowie an der Spindelmutter 1 angeordneten, schraubenförmig um die Spindelachse gewundenen Kugelrillen 7, 8 gebildet ist. Der Umlenkabschnitt 6 verbindet einen Anfang und ein Ende des schraubenförmigen Lastabschnitts 5 endlos miteinander.
-
Der Umlenkabschnitt 6 ist an einem an der Spindelmutter 1 angeordneten Umlenkelement 9 ausgebildet. 3 zeigt deutlich das in einer Tasche 10 der Spindelmutter 1 von radial innen eingesetzte Umlenkelement 9.
-
Die 1 und 3 zeigen deutlich, dass mehrere am Umfang der Spindelmutter 1 verteilt angeordnete Taschen 10 ausgebildet sind, in denen jeweils ein Umlenkelement 9 angeordnet ist. Die Tasche 10 ist kalottenförmig geformt, wie den 3 und 5 entnommen werden kann. Die Tasche 10 ist zu der in 3 nicht abgebildeten Gewindespindel hin geöffnet und weist an ihrem radial außen gelegenen Boden eine den Außenumfang der Spindelmutter 1 durchdringende Stufenbohrung 11 auf.
-
6 zeigt in einer Ausschnittsvergrößerung deutlich die kalottenförmige Tasche 10 mit der anschließenden Stufenbohrung 11. Diese Stufenbohrung 11 weist einen im Durchmesser engeren Bohrungsabschnitt 12 auf, der bis zu dem Boden der Tasche 10 reicht. An seinem von der Tasche 10 abgewandtem Ende schließt an den engeren Bohrungsabschnitt ein im Durchmesser größerer Bohrungsabschnitt 13 an, der im Ausführungsbeispiel bis zur äußeren Mantelfläche der Spindelmutter 1 reicht. Der Übergang von dem engeren Bohrungsabschnitt 12 zu dem radial größeren Bohrungsabschnitt 13 bildet eine Stufe 14.
-
1a zeigt schematisch den Aufbau der Spindelmutter, wobei 1 im Wesentlichen dem Zweck dient, den Lauf der Kugeln 3 im endlosen Kugelkanal 4 zu veranschaulichen.
-
Die 7 und 8 zeigen das Umlenkelement in zwei unterschiedlichen perspektivischen Darstellungen. Dieses Umlenkelement 9 ist einstückig aus Kunststoff gebildet und im Spritzverfahren hergestellt. Dieses Umlenkelement 9 weist an seinem der Gewindespindel zugewandten Ende einen radial inneren Abschnitt 15 auf, an dem Vorsprünge 16 angeformt sind. An seinem der Spindelmutter zugewandten radialen Ende weist das Umlenkelement 9 einen radial äußeren Abschnitt 17 auf, an dem ein Dom 18 vorgesehen ist. An seinem radial zwischen dem inneren und dem äußeren Abschnitt 15, 16 gelegenen Mittelabschnitt 19 ist eine kalottenförmige Lagerfläche 20 angeformt, die ringförmig geschlossen ist. An seiner der Gewindespindel zugewandten Unterseite ist an dem Umlenkelement 9 der Umlenkabschnitt 6 ausgebildet, der im Ausführungsbeispiel kugelrillenförmig ausgeformt ist.
-
Der Dom 18 ist im Ausführungsbeispiel aus 3 einstückig miteinander verbundenen Zungen 21 gebildet, die um eine Domachse herum angeordnet sind. An ihren freien Enden sind diese federelastisch auslenkbaren Zungen 21 jeweils mit einem Haken 22 versehen.
-
5 zeigt die Spindelmutter 1 im Querschnitt und das in der Spindelmutter 1 angeordnete Umlenkelement 9 vor Einsetzen in die Tasche 10. Die kugelförmige Mantelfläche 23 der Tasche 10 und die kalottenförmige Lagerfläche 20 des Umlenkelementes 9 sind derart aufeinander abgestimmt, dass das Umlenkelement 9 in der Tasche 10 einwandfrei positioniert werden kann. Das bedeutet, dass das Umlenkelement 9 leicht kippbeweglich in der kalottenförmigen Tasche 10 aufgenommen ist.
-
3 zeigt das in die Tasche 10 eingesetzte Umlenkelement 9. Die Zungen 21 federn nach Durchtritt der Haken 22 durch den engeren Bohrungsabschnitt 12 der Stufenbohrung 11 derart aus, dass sie in den größeren Bohrungsabschnitt 13 eingreifen und somit in der Stufe 14 verrasten. Nun ist das Umlenkelement 9 verliersicher an der Spindelmutter 1 gehalten.
-
Die 2 und 4 zeigen deutlich, dass die Umlenkelemente 9 mit ihren Vorsprüngen 16 in einen Totgangabschnitt 24 der Kugelrille 8 eingreifen. Dieser Totgangabschnitt 24 kennzeichnet einen Abschnitt der Kugelrille 8, in den keine Kugeln während ihres Umlaufs durch den endlosen Kugelkanal gelangen können. Durch diesen Eingriff der Vorsprünge 16 in die Kugelrille 8 sind die Umlenkelemente 9 gegen Verdrehen in der Tasche 10 gesichert.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Spindelmutter
- 2
- Gewindespindel
- 3
- Kugel
- 4
- Kugelkanal
- 5
- Lastabschnitt
- 6
- Umlenkabschnitt
- 6a
- Umlenkrille
- 7
- Kugelrille
- 8
- Kugelrille
- 9
- Umlenkelement
- 10
- Tasche
- 11
- Stufenbohrung
- 12
- enger Bohrungsabschnitt
- 13
- größerer Bohrungsabschnitt
- 14
- Stufe
- 15
- radial innerer Abschnitt
- 16
- Vorsprung
- 17
- radial äußerer Abschnitt
- 18
- Dom
- 19
- Mittelabschnitt
- 20
- kalottenförmige Lagerfläche
- 21
- Zunge
- 22
- Haken
- 23
- kugelförmige Mantelfläche
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
