DE19944875A1 - Kugelgewindetrieb - Google Patents
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Abstract
Bei einem Kugelgewindetrieb mit einer Spindel und einer diese umgebenden Mutter (2) sowie mit dazwischen angeordneten Kugeln (5), welche in einer an der äußeren Oberfläche der Spindel ausgebildeten Gewindenut und in einer entsprechenden, an der inneren Oberfläche der Mutter (2) ausgebildeten Gewindenut (4) abrollbar angeordnet sind, und mit radialen Durchgangsöffnungen (8) der Mutter (2), in welchen Umlenkstücke (6) für die Rückführung der Kugeln (5) jeweils von einem Auslaufende einer gemeinsamen Windung der Gewindenuten zu einem Einlaufende dieser Windung eingesetzt sind, ist erfindungsgemäß die Mutter (2) als einstückige Hülse mit einem kreiszylindrischen Außenmantel (9) ausgeführt und jedes eingesetzte Umlenkstück (6) ist in der zugehörigen Durchgangsöffnung (8) der Mutter (2) vollständig innerhalb des Außenmantels (9) angeordnet.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb mit einer Spindel und einer die
se umgebenden Mutter sowie mit dazwischen angeordneten Kugeln, welche in
einer an der äußeren Oberfläche der Spindel ausgebildeten Gewindenut und in
einer entsprechenden, an der inneren Oberfläche der Mutter ausgebildeten
Gewindenut abrollbar angeordnet sind, und mit radialen Durchgangsöffnungen
der Mutter, in welchen Umlenkstücke für die Rückführung der Kugeln jeweils
von einem Auslaufende einer gemeinsamen Windung der Gewindenuten zu
einem Einlaufende dieser Windung eingesetzt sind.
Ein solcher Gewindetrieb ermöglicht die Umwandlung einer Rotationsbewe
gung in eine Translationsbewegung. Aus dem Dokument DE 41 31 486 A1 ist
ein Kugelgewindetrieb bekannt, bei dem die Mutter aus einem Blechformteil
und einem als Spritzgießteil ausgebildeten Mutternkörper besteht. In diesem ist
das Blechformteil eingebettet. Es weist einen spanlos eingeformten Gewinde
gang auf, in welchem Kugeln umlaufen, und wird gemeinsam mit dem Muttern
körper von einer Blechhülse umgeben. Die Blechhülse ist in der Bohrung eines
Gehäuses gehalten. Daher ergibt sich hier eine konstruktiv aufwendige Ausfüh
rung.
Aus dem Dokument DE 28 29 433 C2 ist ein Kugelgewindetrieb der eingangs
genannten Art bekannt, bei welchem ebenfalls ein hülsenartiges Blechbauteil
an seiner Innenseite eine Gewindenut für die Aufnahme und das Abrollen von
Kugeln und auch an seiner Außenseite eine Gewindenut aufweist. Es ist in
einem Getriebeteil eingebettet. Dieses als Außenhülse bezeichnete Getriebe
teil muss, wenn es nicht aus Kunststoff sondern aus einem Metall besteht,
zweigeteilt ausgeführt sein, um darin das hülsenartige Bauteil montieren zu
können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Kugelgewindetrieb mit einer
Mutter möglichst hoher Steifigkeit zu schaffen, welche in einfacher Weise in
einem Gehäuseteil eingebaut, nämlich in die Bohrung des Gehäuseteiles ein
gepresst werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Mutter als ein
stückige Hülse mit einem kreiszylindrischen Außenmantel ausgeführt und jedes
eingesetzte Umlenkstück in der zugehörigen Durchgangsöffnung der Mutter
vollständig innerhalb des Außenmantels angeordnet ist. Infolge des kreiszylin
drischen Mantels lässt sich die Mutter in die Bohrung des Gehäuseteils axial
einpressen, ohne dass sie eine wesentliche Maß- und Formveränderung erlei
det, welche die Verhältnisse an ihrer inneren, die Gewindenut aufweisenden
Oberfläche beeinträchtigen könnten. Die Form der Laufbahn für die Kugeln,
ihre Tragfähigkeit, der Druckwinkel und die Lagerluft gegenüber der Spindel
bleiben also im wesentlichen unverändert. Dadurch, dass die Umlenkstücke
vollständig innerhalb des Außenmantels der Mutter angeordnet sind, kann
durch sie das axiale Einpressen der Mutter in das Gehäuseteil nicht behindert
werden. Außerdem wird in dem Gehäuseteil ein besonderer Aufnahmeraum für
jedes Umlenkstück nicht benötigt, weil die Umlenkstücke nahezu vollständig in
den Durchgangsöffnungen der Mutter angeordnet sind und jedenfalls nicht aus
der Mutter radial herausragen.
Die Mutter kann ein spanlos hergestelltes Bauteil sein, so dass in seinem Ma
terial der Faserverlauf nicht unterbrochen wird, wie dieses bei der spanabhe
benden Bearbeitung, beispielsweise beim Drehen, erfolgen würde. Infolge des
nicht unterbrochenen Faserverlaufes lassen sich eine höhere Tragfähigkeit,
eine höhere Festigkeit sowie verbesserte Oberflächenqualitäten der Mutter
erzielen. Außerdem ist eine spanlose Fertigung kostengünstiger als eine Ferti
gung mit spanender Bearbeitung.
Das Umlenkstück kann jeweils als massives Bauteil mit einer eingearbeiteten
Kugelrückführnut ausgeführt sein. Es ist jedoch auch möglich, das Umlenkstück
jeweils als Blechumformteil auszuführen, mit einem Blechbereich, welcher eine
Laufbahn für die Kugeln bildet, und mit zwei an der Laufbahn seitlich angren
zenden, abgebogenen Laschen für die Führung der Kugeln. Schließlich kann
ein Umlenkstück auch als Spritzgießteil aus Kunststoff bzw. als spanend gefer
tigtes Teil hergestellt werden.
Ein als Blechformteil ausgeführtes Umlenkstück ist gegenüber einem massiven
Umlenkstück materialsparender hergestellt und hat den Vorteil, dass es weni
ger Platz benötigt. Daher können die zwischen zwei benachbarten Durch
gangsöffnungen der Mutter verbleibenden Stege breiter bleiben, so dass die
Mutter eine größere Steifigkeit behält.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und wer
den im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Kugelgewindetrieb mit einer Spindel und einer auf
geschraubten Mutter in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch die in Fig. 1 dar
gestellte Mutter;
Fig. 3 ein massiv ausgeführtes, in dem Kugelgewindetrieb nach
den Fig. 1 und 2 verwendetes Umlenkstück;
Fig. 4 einen weiteren Kugelgewindetrieb mit einer Spindel und
einer aufgeschraubten Mutter;
Fig. 5 bis 7 drei unterschiedliche perspektivische Ansichten eines als
Blechumformteil ausgeführten, in dem Kugelgewindetrieb
nach Fig. 4 verwendeten Umlenkstücks in vergrößerter
Darstellung.
Ein in Fig. 1 dargestellter erfindungsgemäßer Kugelgewindetrieb besteht aus
einer Spindel 1 und einer diese umgebenden Mutter 2. In die äußere Oberflä
che der Spindel 1 ist eine Gewindenut 3 eingearbeitet, während in die innere
Oberfläche der Mutter 2 eine entsprechende Gewindenut 4 eingearbeitet ist,
wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht. Beide Gewindenuten 3 und 4 ent
sprechen einander und bilden einen schraubenförmigen Kanal, in welchem
Kugeln 5 sich umlaufend abwälzen können.
Für jede gemeinsame Windung der beiden Gewindenuten 3 und 4 ist ein Um
lenkstück 6 vorgesehen, in welchem die an einem Ende der Windung ange
kommenen Kugeln 5 zum anderen Ende der Windung zurückgeleitet werden.
Das Umlenkstück 6 ist hier mit einer Kugelrückführnut 7 versehen, welche zur
Innenseite der Mutter 2 radial zur Spindel 1 hin offen ist. Jedes Umlenkstück 6
befindet sich in einer radialen Durchgangsöffnung 8 der Mutter 2. Die Durch
gangsöffnung 8 geht jeweils von einem kreiszylindrischen Außenmantel 9 der
Mutter 2 aus und verläuft radial zur Innenseite der Mutter 2 hin. Die Umlenk
stücke 6 sind alle im wesentlichen in den Durchgangsöffnungen 8 angeordnet
und befinden sich innerhalb des Außenmantels 9 in der Mutter 2. Daher kann
die Mutter 2 axial in eine Bohrung eines Gehäuseteils eingepreßt werden, ohne
dass die Umlenkstücke 6 diese Bewegung behindern.
Der Kugelgewindetrieb nach den Fig. 4 bis 7 ist mit einer Spindel 10, einer
Mutter 11, einer Gewindenut 12 der Spindel, der Gewindenut der Mutter 11
und Kugeln grundsätzlich ebenso aufgebaut wie der Kugelgewindetrieb nach
den Fig. 1 bis 3. Jedoch sind hier die Umlenkstücke 13 von Blechformteilen
gebildet, welche jeweils eine im wesentlichen rechteckige Laufbahn 14 für die
Kugeln und zwei von dem Bereich der Laufbahn 14 etwa rechtwinklig abgebo
gene Laschen 15 aufweisen. Entsprechend den Laschen 15 sind auch die
Durchgangsöffnungen 16 anders geformt als bei der in den Fig. 1 und 2
dargestellten Mutter 2. Auch hier weist die Mutter 11 einen kreiszylindrischen
Außenmantel 17 auf. Alle Umlenkstücke 13 sind innerhalb der Durchgangsöff
nungen 16 der Mutter 11 so angeordnet, dass sie sich innerhalb des Außen
mantels 17 befinden. Daher kann auch hier die Mutter 11 in eine Bohrung ei
nes Gehäuseteils in einfacher Weise eingepreßt werden. Die Laufbahnen 14
und die Laschen 15 der Umlenkstücke 13 bewirken die Rückführung der Ku
geln von einem Ende einer Windung der Gewindenuten zu deren anderem
Ende, so dass auch hier die Kugeln in geschlossenem Umlauf jeweils eine
Windung durchlaufen.
1
Spindel
2
Mutter
3
Gewindenut der Spindel
4
Gewindenut der Mutter
5
Kugel
6
Umlenkstück
7
Kugelrückführnut
8
Durchgangsöffnung
9
Außenmantel
10
Spindel
11
Mutter
12
Gewindenut der Spindel .
13
Umlenkstück
14
Laufbahn
15
Lasche
16
Durchgangsöffnung
17
Außenmantel
Claims (5)
1. Kugelgewindetrieb mit einer Spindel (1, 10) und einer diese umgebenden
Mutter (2, 11) sowie mit dazwischen angeordneten Kugeln (5), welche in ei
ner an der äußeren Oberfläche der Spindel (1, 10) ausgebildeten Gewinde
nut (3, 12) und in einer entsprechenden, an der inneren Oberfläche der
Mutter (2, 11) ausgebildeten Gewindenut (4) abrollbar angeordnet sind, und
mit radialen Durchgangsöffnungen (8, 16) der Mutter (2, 11), in welchen
Umlenkstücke (6, 13) für die Rückführung der Kugeln (5) jeweils von einem
Auslaufende einer gemeinsamen Windung der Gewindenuten (3, 4 bzw. 12,
4) zu einem Einlaufende dieser Windungen eingesetzt sind, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Mutter (2, 11) als einstückige Hülse mit einem
kreiszylindrischen Außenmantel (9, 17) ausgeführt und jedes eingesetzte
Umlenkstück (6, 13) in der zugehörigen Durchgangsöffnung (8, 16) der
Mutter (2, 11) vollständig innerhalb des Außenmantels (9, 17) angeordnet
ist.
2. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Mutter (2, 11) ein spanlos hergestelltes Bauteil ist.
3. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Umlenkstück (6) jeweils als massives Bauteil mit einer eingearbeiteten Ku
gelrückführnut (7) ausgeführt ist.
4. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Umlenkstück (13) jeweils als Blechumformteil ausgeführt ist.
5. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das
Umlenkstück (13) einen Blechbereich, welcher eine Laufbahn (14) für die
Kugeln bildet, und zwei an der Laufbahn (14) seitlich angrenzende, abge
bogene Laschen (15) für die Führung der Kugeln aufweist.
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