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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technischer Bereich
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Die vorliegende Erfindung betrifft Kugelgewindetriebe und insbesondere eine staubgeschützte Vorrichtung für einen Kugelgewindetrieb.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Wenn ein Kugelgewindetrieb betrieben wird, führt der Bewegungskontakt zwischen der Gewindestange, der Mutter und den Kugeln zu Abnutzungen und somit zur Erzeugung von Ablagerungen und Staub. Sollten die Ablagerungen in der Lücke zwischen der Gewindestange und der Mutter nicht entfernt werden, leiden darunter die Genauigkeit der Übertragung und die Laufruhe des Kugelgewindetriebs wird beeinträchtigt, was zu einer Verkürzung der Lebensdauer des Kugelgewindetriebs führt.
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Das
US Patent Nr. 5,231,888 offenbart ein Absaugen der innen erzeugten Ablagerungen mittels einer Absaugvorrichtung, jedoch führt die Absaugvorrichtung zu einem komplizierteren Aufbau und zu erhöhten Herstellungskosten. Das
japanische Patent Nr. 4967809 verwendet einen Magneten, um den Abstand zwischen der Lippe einer staubgeschützten Vorrichtung und einer Gewindestange weiter zu verringern, jedoch neigen die Ablagerungen dazu, von der Gewindenut der Gewindestange angezogen zu werden und sich darin abzulagern. Das bedeutet, dass der Magnet, wenngleich er zu einer erhöhten Abdichtwirkung beiträgt, indirekt den Widerstand beim Betrieb der Vorrichtung erhöht.
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Die
DE 36 41 682 A1 offenbart eine Dichtung für einen Kugelgewindetrieb zur Anwendung in Fahrzeugen, die auch bei besonderen Betriebsverhältnissen in Form von Schmiermitteln und starken Temperaturschwankungen funktionsfähig bleibt. Die
DE 36 41 682 A1 offenbart jedoch keinen ringförmigen Körper mit innerer ringförmiger Oberfläche, die mit einer staubgeschützten Lippe bereitgestellt ist, sowie keine elastische Ventilplatte, die mit dem ringförmigen Körper verbunden ist un sich an einem gegenständigen Ende eines Ablagerungsausgangs des ringförmigen Körpers befindet. Ferner wird für die im Stand der Technik erwähnte Abdichtung eine Vielzahl an Dichtringen benötigt.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine staubgeschützte Vorrichtung bereitzustellen, die in einem Kugelgewindetrieb Anwendung findet und einen einfachen Aufbau und eine gute Abdichtwirkung aufweist, und die Ablagerungen zwischen der Mutter und der Gewindestange eines Kugelgewindetriebs wirksam entfernen kann, um so die Lebensdauer des Kugelgewindetriebs zu erhöhen. Die Gewindestange weist dabei einen Umfang auf, der mit einer äußeren Gewindenut bereitgestellt ist. Die Mutter weist eine dazu passende innere Gewindenut auf, so dass beide eine gewindeförmige Passage bilden.
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Die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte erste staubgeschützte Vorrichtung beinhaltet einen ringförmigen Körper und eine elastische Ventilplatte. Der ringförmige Körper ist an einem Ende der Mutter bereitgestellt und wird von der Gewindestange durchdrungen. Der ringförmige Körper weist eine innere ringförmige Oberfläche auf, die mit einer staubgeschützten Lippe bereitgestellt ist, die gegen den Umfang der Gewindestange anstößt. Der ringförmige Körper weist ferner eine äußere ringförmige Oberfläche auf, die mit wenigstens einem Ablagerungsausgang bereitgestellt ist. Ein Ende des Ablagerungsausgangs steht mit der gewindeförmigen Passage in Verbindung, die zwischen der Mutter und der Gewindestange gebildet ist. Die elastische Ventilplatte ist mit dem ringförmigen Körper verbunden und befindet sich an dem gegenständigen Ende des Ablagerungsausgangs des ringförmigen Körpers.
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Wenn sie dem Druck eines Fluids ausgesetzt ist, öffnet sich die elastische Ventilplatte des Ablagerungsausgangs, was es Ablagerungen ermöglicht, zusammen mit dem Fluid durch den Ablagerungsausgang nach außen zu fließen. Sobald der Druck des Fluids nachlässt, schließt die elastische Ventilplatte den Ablagerungsausgang aufgrund der elastischen Rückstellkraft der Ventilplatte selbst.
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Die zweite durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte staubgeschützte Vorrichtung ist aus einem elastischen Material hergestellt und weist einen Ablagerungsausgang auf der Seite auf, die von der Mutter weg weist, und der Ablagerungsausgang steht über wenigstens eine Pore mit der gewindegewindeförmigen Passage in Verbindung. Wenn ein Fluid die staubgeschützte Vorrichtung über die gewindeförmige Passage erreicht, drückt der Druck des Fluids die Pore auf, so dass Ablagerungen aus dem Ablagerungsausgang durch die Pore zusammen mit dem Fluid nach außen fließen können. Sobald der Druck des Fluids nachlässt, nimmt die Pore wieder ihre ursprüngliche Form oder ihren ursprünglichen Durchmesser an.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in einem Kugelgewindetrieb verwendet wird;
- 3 ist eine Schnittansicht der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in einem Kugelgewindetrieb verwendet wird, und zeigt insbesondere den Ablagerungsausgang im geschlossenen Zustand;
- 4 ist eine Schnittansicht der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in einem Kugelgewindetrieb verwendet wird, und zeigt insbesondere den Ablagerungsausgang im geöffneten Zustand;
- 5 ist eine perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 6 ist eine perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die an einer Mutter verwendet wird;
- 7 ist eine Schnittansicht der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die an einer Mutter verwendet wird, und zeigt insbesondere den Ablagerungsausgang im geschlossenen Zustand;
- 8 ist eine Schnittansicht der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die an einer Mutter verwendet wird, und zeigt insbesondere den Ablagerungsausgang im geöffneten Zustand;
- 9 ist eine perspektivische Ansicht der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 10 ist eine Frontalansicht der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 11 ist eine Schnittansicht der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in einem Kugelgewindetrieb verwendet wird;
- 12 ist eine perspektivische Ansicht der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 13 ist eine Frontalansicht der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 14 ist eine Schnittansicht der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in einem Kugelgewindetrieb verwendet wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bezogen auf die 2 und 3 beinhaltet der Kugelgewindetrieb 10 in den Zeichnungen eine Gewindestange 12, eine Mutter 14, die um die Gewindestange 12 herum angeordnet ist, sowie mehrere Kugeln (nicht gezeigt), die zwischen der Gewindestange 12 und der Mutter 14 angeordnet sind. Die Gewindestange 12 ist an ihrem Umfang mit einer äußeren Gewindenut 122 bereitgestellt. Die Mutter 14 weist einen Innenumfang mit einer inneren Gewindenut 142 auf. Die äußere Gewindenut 122 der Gewindestange 12 und die innere Gewindenut 142 der Mutter 14 passen zueinander und bilden zusammen eine gewindeförmige Passage 16 in der und entlang der die Kugeln rollen und zirkulieren können. Bezogen auf 1 beinhaltet die staubgeschützte Vorrichtung 18 der vorliegenden Erfindung einen ringförmigen Körper 20 und drei elastische Ventilplatten 30.
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Der ringförmige Körper 20 weist zwei entsprechende Positionierungsflansche 21 an seiner äußeren ringförmigen Oberfläche und zwei entsprechende staubgeschützte Lippen 22 an seiner inneren ringförmigen Oberfläche auf. Zum Zusammenbau wird die Gewindestange 12 durch den ringförmigen Körper 20 geführt, bis die Positionierungsflansche 21 in die Positionierungsrille 144 in dem inneren Umfang der Mutter 14 eingreifen. Nach dem Zusammenbau stoßen die staubgeschützten Lippen 22 des ringförmigen Körpers 20 gegen den Umfang der Gewindestange 12, um eine Dichtwirkung zu erzielen, was Fremdobjekte an einem Eindringen in den Spalt zwischen der Gewindestange 12 und der Mutter 14 hindert. Zusätzlich sind drei Ablagerungsausgänge 23 im gleichen Abstand entlang der äußeren ringförmigen Oberfläche des ringförmigen Körpers 20 angeordnet. Jeder Ablagerungsausgang 23 weist ein Ende auf, das nach dem Zusammenbau zur Mutter 14 weist und mit der gewindeförmigen Passage 16 in Verbindung steht.
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An einem Ablagerungsausgang 23 des ringförmigen Körpers 20 ist eine elastische Ventilplatte 30 bereitgestellt, oder insbesondere an dem Ende des Ablagerungsausgangs 23, das von der Mutter 14 weg weist. In dieser Ausführungsform weist der innere Umfang der Mutter 14 drei Ventilplattenrillen 146 auf, die an die Positionierungsrille 144 angrenzen. Nach dem Zusammenbau befinden sich die elastischen Ventilplatten 30, von denen jede ein Ende aufweist, das mit der äußeren ringförmigen Oberfläche des ringförmigen Körpers 20 verbunden ist, entsprechend in den Ventilplattenrillen 146 der Mutter 14 und dichten die Ablagerungsausgänge 23 entsprechend ab.
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Entsprechend den vorstehenden Ausführungen kann ein Fluid (beispielsweise Schmieröl), das in die Mutter 14 eingebracht wurde, die Ablagerungen entlang der gewindeförmigen Passage 16 zu den Ablagerungsausgängen 23 führen, an denen das Fluid gegen die elastischen Ventilplatten 30 eine mit einer nach außen drückenden Kraft wirkt. Der Druck des Fluids drückt die elastischen Ventilplatten 30 auf und somit auch die Ablagerungsausgänge 23, wie in 4 gezeigt, so dass die Ablagerungen zusammen mit dem Fluid durch die Ablagerungsausgänge 23 entfernt werden. Sobald das Einführen des Fluids unterbrochen wird, lässt die durch das Fluid auf die elastischen Ventilplatten 30 wirkende Druckkraft nach, und die elastischen Ventilplatten 30 werden durch ihre eigene elastische Rückstellkraft dazu gebracht, die Ablagerungsausgänge 23 entsprechend zu schließen, was in 3 gezeigt ist.
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Bezogen auf 5 weist in einer staubgeschützten Vorrichtung 40 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, jede elastische Ventilplatte 44 ein Ende auf, das mit der inneren ringförmigen Oberfläche des ringförmigen Körpers 42 verbunden ist, und das gegenständige Ende erstreckt sich von der staubgeschützten Lippe 46 weg und stößt gegen eine Endoberfläche der Mutter 14, wie in 6 gezeigt. Somit öffnen, bezogen auf die 7 und 8, die elastischen Ventilplatten 44 die Ablagerungsausgänge 48 entsprechend, wenn sie dem Druck eines Fluids ausgesetzt sind, was es ermöglicht, die Ablagerungen zusammen mit dem Fluid aus den Ablagerungsausgängen 48 zu spülen. Wenn der Druck des Fluids nachlässt, schließen die elastischen Ventilplatten 44 die Ablagerungsausgänge 48 entsprechend als Ergebnis der elastischen Rückstellkraft der elastischen Ventilplatten 44.
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Es wird angemerkt, dass die elastischen Ventilplatten für die staubgeschützte Vorrichtung nicht essenziell sind. Bezogen auf die 9 und 10, die eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, ist die staubgeschützte Vorrichtung 50 aus einem elastischen Material wie beispielsweise Gummi hergestellt, und weist eine Seite auf, die von der Mutter 14 weg weist und mit vier Ablagerungsausgängen 52 bereitgestellt ist. Die Ablagerungsausgänge 52 sind derart angeordnet, dass der Winkelabstand zwischen jeweils zwei Ablagerungsausgängen gleich ist. Jeder Ablagerungsausgang 52 steht mit der gewindeförmigen Passage 16 durch vier runde Poren 54 in Verbindung. Bezogen auf 11 kann der Druck eines Fluids alle runden Poren 54 aufdrücken, wenn ein Fluid, das entlang der gewindeförmigen Passage 16 fließt, die staubgeschützte Vorrichtung 50 erreicht, was es Ablagerungen ermöglicht, zusammen mit dem Fluid aus den Ablagerungsausgängen 52 durch die runden Poren 54 zu fließen, deren Durchmesser jetzt vergrößert sind. Sobald der Fluiddruck nachlässt, ziehen sich die Wandungen der runden Poren 54 aufgrund der Elastizität des Materials der staubgeschützten Vorrichtung 50 zusammen und bringen dabei die runden Poren 54 in ihren ursprünglichen Durchmesser. In anderen Ausführungsformen, in denen dasselbe Prinzip verwendet wird, kann jeder Ablagerungsausgang der staubgeschützten Vorrichtung anstelle der mehreren runden Löcher eine äquivalente Vorrichtung aufweisen. Beispielsweise mit Bezug auf die 12 bis 14 beinhaltet jeder Ablagerungsausgang 62 der staubgeschützten Vorrichtung 60 lediglich eine einzelne kreuzförmige Pore 64. Die kreuzförmigen Poren 64 können durch den Drucke eines Fluids aufgedrückt werden, um das Entfernen von Ablagerungen durch die Ablagerungsausgänge 62 zu ermöglichen. Wenn der Druck des Fluids nachlässt, begeben sich die kreuzförmigen Poren 64 in ihre Ausgangsform.
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Gemäß den vorstehenden Ausführungen stellt die staubgeschützte Vorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht nur eine gute Dichtwirkung bereit, sondern sie weist auch einen einfachen Aufbau auf und kann die Ablagerungen in der Lücke zwischen der Gewindestange und der Mutter eines Kugelgewindetriebs wirksamer entfernen, als die Gegenstücke aus dem Stand der Technik, um so die Lebensdauer des Kugelgewindetriebs zu erhöhen.
