CN107923502A - 滚珠丝杠传动装置 - Google Patents

Abstract

一种滚珠丝杠传动装置，其包括丝杠(2)和螺母(4)，所述丝杠具有至少一个外部的滚珠滚道(3)并且所述螺母具有至少一个内部的滚珠滚道(5)，所述滚珠滚道(3，5)互补成滚珠通道，在所述滚珠通道中容纳滚珠(6)，经由所述滚珠相对于螺母(4)引导丝杠(2)，其中将至少一个径向封闭的凹槽(7)引入到螺母(4)的滚珠滚道(5)中，在所述凹槽中容纳用于偏转在滚珠滚道(5)中滚动的滚珠(6)的偏转元件(8)，其中在螺母(4)的外侧(17)上设有整体构成的、用于支承螺母(4)的支承几何结构(11)或用于驱动螺母(4)的驱动几何结构。

Description

滚珠丝杠传动装置

技术领域

本发明涉及一种滚珠丝杠传动装置，其包括丝杠和螺母，所述丝杠具有至少一个外部的滚珠滚道并且所述螺母具有至少一个内部的滚珠滚道，所述滚珠滚道互补成滚珠通道，在所述滚珠通道中容纳滚珠，经由所述滚珠相对于螺母引导丝杠，其中将至少一个径向封闭的凹槽引入到螺母的滚珠滚道中，在所述凹槽中容纳用于偏转在滚珠滚道中滚动的滚珠的偏转元件。

背景技术

通常，滚珠丝杠传动装置用于将转动运动转换成移动(平移)。对此，将螺杆或螺母与驱动器，例如电动马达，需要时经由连接在中间的传动装置连接。如果螺杆通过驱动器转动，那么螺母轴向地，即沿转轴的纵向方向移动，所述螺母经由设置在滚道中的滚珠与螺杆连接。而相反，如果螺母与驱动器耦联并且经由所述驱动器转动，那么丝杠轴向地通过旋转的、然而位置固定的螺母移动。

通常，在螺母上设置有多个偏转体，所述偏转体用于使滚珠移位。对此，螺母具有多个、通常在环周上错开的贯通部，至少由塑料制成的偏转体插入所述贯通部中。在滚珠通道中，在丝杠和螺母之间滚动的滚珠经由进入开口滚动到偏转体中，在相应的通道或引导部段中穿过偏转体，并且经由离开开口滚出到滚珠通道的相邻的部段中。因此，形成封闭的滚珠循环。

如果驱动螺母，那么其适当地被支承，或者与驱动器耦联。因为螺母壁部经由贯通部在多个部位中断，其中偏转体容纳在所述贯通部中，所以或者将圆柱形的环在外侧安置到螺母上，经由所述环进行支承。替选地，螺母也轴向地相应更长地构成，以便在延长的区域中实现支承或耦联可行性。

从DE 10 2013 106 814 A1和DE 81 08 413 U1中已知滚珠丝杠传动装置，其中螺母设有内部的凹部，在所述凹部中设置有长形的、在螺母侧的滚珠滚道的多个壁部上延伸的偏转元件，所述偏转元件具有多个彼此相邻设置的偏转部段。替选于使用这种偏转元件也可行的是：将多个单独的偏转元件轴向并排地设置。在从DE 10 2013 106 814 A1中已知的传动装置中，偏转元件经由紧固螺钉固定，所述紧固螺钉穿过螺母旋拧到偏转元件中。在从DE 81 08 413 U1中已知的传动装置中，凹部以及偏转元件设计成，使得滚珠分部段地由凹槽底部引导，也就是说，所述滚珠直接地在凹槽底部上滚动。

发明内容

本发明所基于的问题是：提出一种与之相应地改进的滚珠丝杠传动装置。

所述目的通过根据权利要求1的滚珠丝杠传动装置来实现。滚珠丝杠传动装置包括丝杠和螺母，所述丝杠具有至少一个外部的滚珠滚道并且所述螺母具有至少一个内部的滚珠滚道。所述滚珠滚道螺旋状地盘绕丝杠轴线。所述滚珠滚道互补成滚珠通道，在所述滚珠通道中容纳滚珠。多个径向封闭的凹槽引入到所述螺母的滚珠滚道中，在所述凹槽中分别容纳偏转元件，所述偏转元件用于使在滚珠滚道中滚动的滚珠从一个通道部段偏转到相邻的通道部段中，使得形成环绕的且封闭的滚珠列。换言之，形成多个连续不断的滚珠通道，在所述滚珠通道中滚珠能够连续不断地环绕，其中偏转元件将连续不断的滚珠通道的一整圈的始端与末端连接。在螺母的外侧上设有整体构成的功能面，其中凹槽中的一个的轴向位置至少部分地与功能面的轴向位置重合。以该方式，实现在轴向方向上节约结构空间的滚珠丝杠传动装置。

根据本发明的滚珠丝杠传动装置的螺母在其内侧上设有一个或通常多个凹槽，所述凹槽径向封闭，即因此不作为连续的贯通部实现。也就是说，螺母的外侧封闭并且因此不中断。将一个或多个凹槽引入到螺母的滚珠滚道中，使得容纳到一个或多个凹槽中的偏转元件借助其进入和离开部段相应地相对于滚珠滚道定位，使得能够经由相应的偏转元件使滚珠相应地移位。

因为螺母的外侧封闭，所以根据本发明可行的是：在外侧上整体地构成功能面，即作为螺母的整体部分成形。有利地，不再需要设置附加构件，在所述附加构件上至今为止设有这种几何结构。

在本发明的优选的改进形式中，功能面是能够构成为用于螺母的转动支承的支承几何结构，或构成为用于螺母的驱动的驱动几何结构，或构成为滑动面。在所有情况下，用于偏转元件的至少一个凹槽在轴向方向上与功能面重叠。这是可行的，因为凹槽径向封闭，即螺母的外侧表面不中断，所述外侧表面以所描述的方式构成为功能面。

在本发明的改进形式中能够提出：轴向观察，所述凹槽或所述凹槽中的至少一个定位成，使得其轴向位置与整体地构成在螺母外侧上的支承或驱动几何结构重合。因为螺母的外侧由于如所描述的那样构成凹槽而是封闭的，所以可行的是：在所述外侧上构成整体的支承或驱动几何结构。根据本发明，所述支承或驱动几何结构定位成，使得其至少局部地，需要时也完全地与凹槽的轴向位置重合，即因此存在径向观察的遮盖。因此，在凹槽和支承或驱动几何结构的轴向位置重合之后，轴向观察，螺母能够短地构成。有利地，在此不需要螺母的对此至今为止所需的轴向延长。因此，存在在螺母方面极其紧凑的结构。

整体上构成在螺母外侧上的支承几何结构优选是转动支承螺母的止推轴承的滚动体滚动沟槽。也就是说，最终在螺母外侧上整体地成形止推轴承内环，所述止推轴承内环经由滚动体滚动沟槽形成。

整体构成的驱动几何结构例如能够是齿圈，所述齿圈成形在螺母外侧上。所述齿圈例如能够用于接合驱动小齿轮，或接合齿带，即不同的驱动元件，借助所述驱动元件驱动螺母。

在最简单的情况下，设有仅一个凹槽和一个偏转元件，也就是说，轴向观察，螺母整体上是极其短的。然而，通常设有多个偏转元件，也就是说，在螺母的内侧上构成多个单独的、径向封闭的凹槽，偏转元件分别容纳在所述凹槽中。凹槽中的至少一个设置在轴向位置上，所述轴向位置与径向外部的支承或驱动几何结构位置重合。如果例如耦联齿带的齿圈构成为驱动几何结构，那么轴向观察，该齿圈能够与凹槽相比略微更长地延伸，其中轴向观察，多个凹槽也能够与所述驱动几何结构重合地贴靠螺母外侧。如果设有多个凹槽，那么所述凹槽在环周上优选彼此错开地设置。在构成三个凹槽的情况下，所述凹槽例如在环周上彼此错开120°。

所述偏转元件或每个偏转元件能够相应地固定在凹槽中。除了将偏转元件经由粘接连接紧固在凹槽中的可行性之外，优选将偏转元件以夹紧的方式保持在凹槽中。因为这一个凹槽或相应的凹槽在其接合到螺母的滚珠滚道中之后也被轴向限界，所以相应的以夹紧方式保持偏转元件是容易可行的。

尽管对于这种夹紧保持，在几何结构上观察偏转元件能够相应地设计成，使得所述偏转元件在装配螺母时能够相应固定地压入到凹槽中，而本发明的一个适宜的改进形式提出：在一侧或在两侧设有或构成至少一个弹性的夹紧部段，所述一个或多个夹紧部段以夹紧的方式贴靠轴向地对凹槽限界的一个或两个壁。经由这种弹性元件能够确保偏转元件的相应的夹紧，其中所述弹性元件例如能够构成为侧向突出的弹簧舌片。如果仅设有一个这种夹紧元件，那么其以相应的预紧贴靠凹槽壁，偏转元件以其元件体部贴靠相对置的凹槽壁。如果在两个侧上设有相应的夹紧部段，那么所述夹紧部段分别在相应预紧的情况下贴靠相对置的凹槽壁。

在本发明的改进形式中，轴向观察，凹槽的宽度能够朝凹槽底部变宽。也就是说，凹槽至少分部段以底切的方式构成，这例如能够通过朝凹槽底部梯形扩宽来实现。因为偏转元件如所描述的那样优选以夹紧的方式容纳在凹槽中，所以经由所述被底切的凹槽几何结构也实现偏转元件的良好的径向的固定。

在本发明的改进形式中，偏转元件能够具有两个沿环周方向伸展的定心部段，所述定心部段接合到滚珠滚道的相邻的部段中。经由所述定心部段实现偏转体相对于螺母的滚珠滚道的精确的定位。然而，当偏转元件配设有一个或两个弹性的夹紧部段时，这种定心部段不是强制必需的，因为也经由所述夹紧部段可以轴向地定心。

为了能够更短地构成螺母，本发明的一个改进形式提出：至少一个凹槽或凹槽中的一个(尤其轴向位置与支承或驱动几何结构重合的凹槽)在螺母的端侧上是敞开的并且具有局部径向的加紧部，偏转元件的径向凸起接合到所述加深部中。也就是说，凹槽直接邻接于螺母端侧设置并且朝端侧敞开，即轴向观察仅在一侧是封闭的。为了轴向地稳固偏转元件，凹槽具有局部径向的加深部，使得相应的止挡连接片朝端侧构成。偏转元件的相应的径向的凸起接合到所述径向的加深部中。该凸起贴靠止挡连接片，使得偏转元件又被轴向固定。然而在其他情况下，偏转元件在螺母的端侧露出。

替选于构成凹槽底部中的这种局部径向的加深部和在偏转元件上的相应的凸起，也能够考虑的是：在螺母上，在端侧区域中设置有环形的保持元件，即一种卡紧环等，所述保持元件在一定程度上封闭凹槽并且轴向地稳固偏转元件。在该情况下，不相对应地构成凹槽和偏转元件，而是仅构成用于环形的保持元件，例如刺入的槽或钻孔等的相应的固定可行性，其中所述保持槽或钻孔优选引入到螺母的端侧中，以便又能够在端侧最终设置偏转元件。

如果设有多个轴向彼此间隔开的且在环周上错开的凹槽，那么原则上能够考虑的是：在螺母的每个端侧上构成轴向观察敞开的凹槽，使得相应的偏转元件经由之前描述的保持替选方案中的一个轴向固定地在端侧齐平地终止或露出。

这种根据本发明的滚珠丝杠传动装置尤其用作为电子机械的执行器的一部分，例如用于机动车的转向系的执行器。

附图说明

下面，根据实施例参考附图阐述本发明。附图是示意图并且示出：

图1示出具有虚线表明的丝杠和剖切的螺母的根据本发明的滚珠丝杠传动装置，

图2示出图1中的螺母的端侧视图，

图3示出凹槽连同被容纳的偏转元件的区域的放大的细节图，

图4示出具有部段剖开的螺母的滚珠丝杠传动装置的视图，

图5示出容纳在螺母中的偏转元件的细节图，

图6示出图5中的偏转元件的端侧视图，

图7示出图5中的偏转元件的侧视图，

图8示出具有在端侧敞开的凹槽的螺母的部分视图，

图9示出沿图8的线IX-IX的方向贯穿图8中的螺母的剖视图，

图10示出图8中的螺母的剖切的视图，和

图11示出具有在端侧敞开的凹槽和保持元件的另一实施方式的螺母的立体图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的滚珠丝杠传动装置1，其包括在此仅虚线示出的丝杠2以及螺母4，所述丝杠具有构成在其外侧上的滚珠滚道3，所述螺母具有在其内侧上构成的滚珠滚道5。滚珠滚道3和5以已知的方式互补成滚珠通道，滚珠6(参见图4)在所述滚珠通道中滚动。

在螺母4的内侧上，即在滚珠滚道5中，构成有多个凹槽7，在所述凹槽中分别容纳偏转元件8，所述偏转元件用于使滚珠6从一个通道部段偏转到相邻的通道部段，使得形成环绕的封闭的滚珠列。如图3示出，在此所设的三个偏转元件8进而还有其相应的凹槽7在环周上彼此错开120°地定位，并且分别设置在不同的轴向位置上。

尤其参见图3，每个凹槽7径向封闭，也就是说，所述凹槽不延伸直至螺母外侧。因此，凹槽7通过一个凹槽底部9以及两个侧向的凹槽壁10限界，进而也轴向封闭。

凹槽7中的至少一个进而容纳在其中的偏转元件8关于其轴向位置至少分部段地与在螺母4的外侧上构成的支承几何结构11重合，所述支承几何结构在此构成为滚动体滚动沟槽12，所述滚动体滚动沟槽形成止推轴承13的内环，经由所述止推轴承13将螺母4转动支承在第三对象上。止推轴承13包括相应的外环14以及在所述外环上示例地容纳在相应的滚珠容纳部15中的相应的滚珠16，所述滚珠在滚动体沟槽12上滚动。滚动体沟槽12整体地构成在螺母4上。

代替这种支承几何结构11能够考虑：也构成例如环绕的齿圈等形式的驱动几何结构，以与驱动元件耦联，经由所述驱动元件转动螺母4。这种驱动几何结构自然也能够附加地构成在螺母4的外侧上，因为所述驱动几何结构由于径向封闭的凹槽设计方案在外侧封闭，如图1和4示出。也就是说，容易可行的是：在螺母4的外侧17上附加地还构成齿部几何结构等，以用于例如与齿带耦联。

通过图1中示出的支承几何结构11的轴向位置至少分部段地与凹槽7的轴向位置重合，因此能够实现螺母的轴向观察短的、紧凑的设计。由于所示出的支承几何结构的整体的构成(相应的内容自然也在未详细示出的驱动几何结构方面适用)，为了构成所述支承几何结构也不需要将附加的构件，例如轴承环或齿环等，设置在螺母上。

图3如所描述的那样示出贯穿螺母4的部分区域的剖视图。可见的是，凹槽7具有梯形的横截面，也就是说，所述凹槽的轴向观察的宽度朝凹槽底部9扩宽。因此，凹槽壁10被底切。这实现将偏转元件8可靠地夹紧固定在凹槽中。

在图5-7中示出偏转元件8本身的放大图。所述偏转元件具有自身的偏转体18，在所述偏转体上构成有两个进入和离开部段19，所述进入和离开部段分别通入到滚珠滚道5中并且实现滚珠6的进入和离开。引导或通道部段20连接到进入和离开部段19上，所述引导或通道部段蜿蜒地伸展并且显然实现使滚珠6从一个滚珠滚道部段转到相邻的滚珠滚道部段中。

偏转体18还具有两个定心部段21，所述定心部段用于偏转元件8在滚珠滚道中的轴向定心。定心部段21同样接合到滚珠滚道5中，参见图2，所述定心部段自然对应于滚珠滚道5的形状弯曲地构成。

为了将偏转元件8夹紧固定在凹槽7中，在所示出的实例中，在偏转元件8的两侧构成弹性的夹紧部段22，所述夹紧部段，参见例如图6和7，构成为弹性的弹簧舌片。弹簧舌片在插入时卡接到被底切的凹槽壁10后方，因此得到进行夹紧的后接合，使得径向观察，偏转元件可靠地固定。

图8示出在另一实施方式的螺母4的端侧23的区域中的部分视图。在螺母中，在内侧在此也设有凹槽7，在所述凹槽中容纳偏转元件8。然而，参见相应的图8至10，凹槽7在端侧23处是敞开的，使得在插入的位置中，偏转元件8在螺母4的端侧上可见。为了沿轴向方向固定偏转元件8，凹槽7在凹槽底部9的区域中设有局部的径向的加深部24，偏转元件8的径向凸起25接合到所述加深部中。偏转元件8经由该凸起接合轴向地固定。因此，偏转元件8在此设置成轴向向外挤压直至紧靠到螺母4的端侧棱边23上。

在图11中示出的螺母4中提出类似的设计方案。在那里，在螺母4上也设有凹槽7，所述凹槽在此轴向观察也在螺母4的端侧23上是敞开的。因此，偏转元件8在此在端侧23上露出。

为了轴向地固定偏转元件8，在此设有环形的保持元件26，所述保持元件在端侧23上环绕并且轴向观察借助一个部段搭接偏转元件8，如图11清楚地示出。环形的保持元件25，例如金属线，以其两个端部27插入螺母4的端侧23上的钻孔28中并且固定在其中。也经由此能够实现偏转元件8的轴向的固定。替选地，也能够使用更宽的环形盖代替线式保持元件。

附图标记列表

1 滚珠丝杠传动装置

2 丝杠

3 滚珠滚道

4 螺母

5 滚珠滚道

6 滚珠

7 凹槽

8 偏转元件

9 凹槽底部

10 凹槽壁

11 支承几何结构

12 滚动体滚动沟槽

13 止推轴承

14 外环

15 滚珠容纳部

16 滚珠

17 外侧

18 偏转体

19 进入和离开部段

20 引导或通道部段

21 定心部段

22 夹紧部段

23 端侧

24 加深部

25 凸起

26 保持元件

27 端部

28 钻孔

Claims (10)

1.一种滚珠丝杠传动装置，包括丝杠(2)和螺母(4)，所述丝杠具有至少一个外部的滚珠滚道(3)并且所述螺母具有至少一个内部的滚珠滚道(5)，所述滚珠滚道(3，5)互补成滚珠通道，在所述滚珠通道中容纳有滚珠(6)，其中多个径向封闭的凹槽(7)引入到所述螺母(4)的滚珠滚道(5)中，在所述凹槽中分别容纳有偏转元件(8)，所述偏转元件用于使在滚珠滚道(5)中滚动的滚珠(6)从一个通道部段偏转到相邻的通道部段中，使得形成环绕的且封闭的滚珠列，其特征在于，在所述螺母(4)的外侧(17)上设有整体构成的功能面，其中所述凹槽(7)中的一个凹槽的轴向位置至少部分地与所述功能面的轴向位置重合。

2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠传动装置，所述滚珠丝杠传动装置的功能面构成为用于所述螺母(4)的转动支承的支承几何结构(11)，或构成为用于所述螺母(4)的驱动的驱动几何结构，或构成为滑动面。

3.根据权利要求2所述的滚珠丝杠传动装置，其特征在于，所述支承几何结构(11)是转动支承所述螺母的止推轴承(13)的滚动体滚动沟槽(12)，并且所述驱动几何结构是齿圈。

4.根据上述权利要求中任一项所述的滚珠丝杠传动装置，其特征在于，所述偏转元件(8)以夹紧的方式保持在所述凹槽(7)中。

5.根据权利要求4所述的滚珠丝杠传动装置，其特征在于，在所述偏转元件(8)上，在一侧或在两侧设有至少一个弹性的夹紧部段(22)，所述夹紧部段以夹紧的方式贴靠轴向地对所述凹槽(7)限界的一个或两个壁(10)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的滚珠丝杠传动装置，其特征在于，轴向观察，所述凹槽(7)的宽度朝凹槽底部(9)扩宽。

7.根据权利要求6所述的滚珠丝杠传动装置，其特征在于，所述凹槽(7)梯形地扩宽。

8.根据上述权利要求中任一项所述的滚珠丝杠传动装置，其特征在于，所述偏转元件(8)具有两个沿环周方向伸展的定心部段(21)，所述定心部段接合到所述滚珠滚道(5)的相邻的部段中。

9.根据上述权利要求中任一项所述的滚珠丝杠传动装置，其特征在于，所述凹槽(7)在所述螺母(5)的端侧上是敞开的，并且具有局部的径向的加深部，所述偏转元件(8)的径向凸起接合到所述加深部中，或者所述凹槽经由用于所述偏转元件的、设置在所述端侧的区域中的环形的保持元件封闭。

10.根据上述权利要求中任一项所述的滚珠丝杠传动装置，其特征在于，多个轴向彼此间隔开的且在环周上错开的所述凹槽(7)设有容纳在其中的偏转元件(8)。