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Die Erfindung betrifft eine Schmiermittel-Zuführvorrichtung, um einem Gewindeschaft eines Rollenelement-Gewindetriebes ein Schmiermittel zuzuführen, und insofern einen Rollenelement-Gewindetrieb, bei dem diese Schmiermittel-Zuführvorrichtung verwendet wird.
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Ein Rollenelement-Gewindetrieb ist beispielsweise als Kugelgewindespindel herkömmlich bekannt. Der Rollenelement-Gewindetrieb umfasst einen Gewindeschaft, ein Mutternelement und eine Mehrzahl von Kugeln. Der Gewindeschaft hat eine Kugel-Laufnut, die den Gewindeschaft am Außenumfang spiralförmig umläuft. Das Mutternelement hat einen darin ausgebildeten Kugellauf-Durchgang, der eine Kugellastlaufnut aufweist, die entsprechend obiger Kugellaufnut an der Innenumfangswand des Mutternelements ausgebildet ist. Die Kugeln befinden sich in dem Kugellauf-Durchgang und sind von diesem aufgenommen. Eine Relativbewegung des Mutternelements relativ zum Gewindeschaft veranlasst ein Abrollen der Kugel in der Kugellaufnut, so dass sich das Mutternelement relativ zum Gewindeschaft linear bewegen kann.
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Hinsichtlich einer Schmiermittel-Zuführvorrichtung zum Schmieren der Kugellaufnut eines derartigen Rollenelement-Gewindetriebs wurde vom vorliegenden Erfinder eine in
10 gezeigte Erfindung einer Schmiermittel-Zuführvorrichtung gemacht (offenbart in der
japanischen Patentanmeldung Nr. H11-50922 ). Die Schmiermittel-Zuführvorrichtung weist ein Aufbringelement
52 mit Zungenabschnitten
51, die mit den Kugellaufnuten eines Gewindeschafts in Kontakt geraten, um das Schmiermittel auf die Kugellaufnut aufzubringen, sowie ein Gehäuse
54 zum Bereitstellen eines Schmiermittelspeichers
53, von dem aus das Schmiermittel an das Aufbringelement
52 geführt wird, und ein Verbindungselement
55 auf, um die Menge des Schmiermittels zu steuern, die von dem Schmiermittelspeicher
53 an das Aufbringelement
52 geführt werden soll. Ein Aufnahmeelement
56, welches das Schmiermittel zum Speichern aufnehmen kann, ist in dem Schmiermittelspeicher
52 eingepasst.
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Beim Bewegen der Zungenabschnitte 51 wird das Schmiermittel von den Zungenabschnitten 51 in die Kugellaufnuten geführt, wenn die Zungen mit den Kugellaufnuten in Kontakt geraten. Wenn sich die Menge des in dem Aufbringelement 52 aufgenommenen Schmiermittels allmählich verringert, wird das in dem Aufnahmeelement 56 aufgenommene Schmiermittel durch die Kapillarkraft über das Verbindungselement an das Aufbringelement 52 geführt. Demgemäß ist immer eine vorgeschriebene Menge Schmiermittel in dem Aufbringelement 52 aufgenommen, wodurch es möglich ist, eine gleichförmige Zufuhr des Schmiermittels von den Zungenabschnitten 51 an die Kugellaufnuten vorzusehen.
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Bei der in der oben erwähnten
japanischen Patentanmeldung Nr. H11-50922 aufgezeigten Schmiermittel-Zuführvorrichtung weist jedes Aufbringelement
52 die Zungenabschnitte
51 auf, die entlang der Axialrichtung des Gewindeschafts angeordnet sind. Die Anzahl der Zungenabschnitte
51 entspricht der Anzahl der Gewinderillen des Gewindeschafts. Ungeachtet der Anzahl der Gewinderillen des Gewindeschafts wird das Schmiermittel an die gesamten Kugellaufnuten geführt. Die Anordnung des Aufbringelements
52 unterhalb des unteren Abschnitts des Schmiermittelspeichers führt aufgrund der Gravitation zu einer Konzentration des Schmiermittels in dem Aufbringelement
52, womit sich das Schmiermittel an einer einzelnen Stelle ansammelt, um es auf die Kugellaufnuten aufzubringen.
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Wenn jedoch die Zungenabschnitte 51, deren Anzahl der Anzahl der Gewinderillen entspricht, entlang eines einzelnen Aufbringelements 52 angeordnet sind, vergrößert sich die Länge des Aufbringelements 52 relativ zur Anzahl der Gewinderillen des Gewindeschafts, mit dem Ergebnis, dass die Länge der Schmiermittel-Zuführvorrichtung in ihrer Längsrichtung unnötig größer wird.
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Überdies wird die Schmiermittel-Zuführvorrichtung nicht immer an der Kugelspindel angebracht, so dass das Aufbringelement 52 der Schmiermittel-Zuführvorrichtung an der unteren Seite der Kugelumlaufspindel angeordnet ist. Wenn das Aufbringelement 52 nicht an der unteren Seite der Kugelgewindespindel angeordnet ist, kann das in dem Schmiermittelspeicher 53 aufgenommene Schmiermittel nicht an das Aufbringelement 52 geführt werden.
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Die
EP 950 465 A2 offenbart eine Schmiermittel-Zuführvorrichtung, die an einem Mutternelement angebracht ist, das über Rollenelemente mit einem Gewindeschaft im Eingriff steht, der mindestens zwei Gewinderillen aufweist, wobei die Schmiermittel-Zuführvorrichtung über eine Drehbewegung des Mutternelements relativ zum Gewindeschaft ein Schmiermittel an den Gewindeschaft führt und aufweist: eine Mehrzahl von Aufbringelementen, um das Schmiermittel auf den Gewindeschaft aufzubringen, wobei jedes Aufbringelement einen Zungenabschnitt hat, der mit den Rollenelement-Laufflächen des Gewindeschafts in Kontakt gerät; ein Gehäuse zum Vorsehen eines Schmiermittelspeichers, von dem das Schmiermittel an die Aufbringelemente geführt wird; und eine Mehrzahl von Steuerelementen, um die Menge des von dem Schmiermittelspeicher an die Aufbringelemente zu führenden Schmiermittels zu steuern, wobei: der Schmiermittelspeicher in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, in dem der Gewindeschaft lose aufgenommen ist, wobei der Schmiermittelspeicher in eine Mehrzahl Kammern unterteilt ist, die in der Außenumfangsrichtung des Schmiermittelspeichers angeordnet sind, wobei die Anzahl der Kammern größer oder gleich der Anzahl der mindestens zwei Gewinderillen des Gewindeschafts ist; die Aufbringelemente entsprechend den Kammern angeordnet sind; und jedes Aufbringelement den Zungenabschnitt aufweist.
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Die
EP 0 905 395 A1 offenbart eine Linearbewegungsführungseinheit mit zwei Nutkanälen, wobei Schmiermittel mittels Schmierungsmitteln zu den zwischen den Nutenkanälen definierten Kanälen zugeführt wird und die Schmierungsmittel aus einer Schmiermittelplatte mit einer porösen Struktur bestehen.
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Die
EP 0 902 201 A2 offenbart eine Führungseinheit mit linearer Bewegung, die mit einer Schmierungseinrichtung versehen ist, wobei die Schmierungseinrichtung aus einem Gehäuse für Schmiermittel und einer Schmiermittel-Ausgabeeinrichtung besteht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schmiermittel-Zuführvorrichtung vorzusehen, die eine Zufuhr des nahezu gesamten Schmiermittels ermöglicht, das in der Vorrichtung aufgenommen ist, und die eine verringerte Länge in der Axialrichtung des Gewindeschafts aufweist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Rollenelement-Gewindetrieb in Verbindung mit einer erfindungsgemäßen Schmiermittel-Zuführvorrichtung vorzusehen.
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Erfindungsgemäß ist eine Schmiermittel-Zuführvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 7 vorgesehen. Ein erfindungsgemäßer Rollenelement-Gewindetrieb ist Gegenstand des Anspruchs 6. Beispielhafte Ausführungsformen derartiger Schmiermittel-Zuführvorrichtungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zur Lösung obiger Aufgabe ist ein Schmiermittelspeicher in eine Mehrzahl von Kammern unterteilt, die entlang der Außenumfangsrichtung des Gewindeschafts angeordnet sind. Die Anzahl der Kammern ist größer oder gleich der Anzahl der Gewinderillen des Gewindeschafts. Aufbringelemente sind hierbei entsprechend den Kammern angeordnet. Jedes Aufbringelement hat einen Zungenabschnitt. Die erfindungsgemäße Schmiermittel-Zuführvorrichtung, die in ein Mutternelement eingepasst ist, um mit einem Gewindeschaft mit mindestens zwei Gewinderillen mittels Rollenelementen in Eingriff zu gelangen und dem Gewindeschaft über die relative Drehbewegung des Mutternelements zum Gewindeschaft ein Schmiermittel zuzuführen, weist insbesondere auf:
eine Mehrzahl von Aufbringelementen, um das Schmiermittel auf den Gewindeschaft aufzubringen, wobei jedes Aufbringelement einen Zungenabschnitt hat, der mit den Rollenelement-Laufflächen des Gewindeschafts in Kontakt gerät;
ein Gehäuse zum Vorsehen eines Schmiermittelspeichers, von dem das Schmiermittel an die Aufbringelemente geführt wird; und
eine Mehrzahl von Steuerelementen, um die Menge des von dem Schmiermittelspeicher an die Aufbringelemente zu führenden Schmiermittels zu steuern,
wobei:
der Schmiermittelspeicher in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, in den der Gewindeschaft lose aufgenommen ist, wobei der Schmiermittelspeicher in eine Mehrzahl von Kammern unterteilt ist, die in der Außenumfangsrichtung des Schmiermittelspeichers angeordnet sind, wobei die Anzahl der Kammern größer oder gleich der Anzahl der mindestens zwei Gewinderillen des Gewindeschafts ist;
die Aufbringelemente entsprechend den Kammern angeordnet sind; und
jedes Aufbringelement den Zungenabschnitt aufweist.
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Mit obigem erfindungsgemäßen Aufbau wird durch die Drehung des Gewindeschafts relativ zum Mutternelement eine Zufuhr des Schmiermittels von den Zungenabschnitten der Aufbringelemente an die Rollenelement-Laufflächen des Gewindeschafts veranlasst. Die Steuerelemente steuern die Menge des von dem Schmiermittelspeicher an die Aufbringelemente zuzuführenden Schmiermittels. Im Ergebnis variiert die Menge des von dem Schmiermittelspeicher an die Aufbringelemente zugeführten Schmiermittels nicht drastisch im Verlauf der Zeit, wodurch eine gleichförmige Zufuhr des Schmiermittels mit einer vorbestimmten Menge von den Aufbringelementen an den Gewindeschaft geschaffen ist. Es ist somit möglich, das Schmiermittel mit einer minimalen Menge für einen sehr langen Zeitraum auf den Gewindeschaft aufzubringen.
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Die relative Drehung der Zungenabschnitte zu dem Gewindeschaft veranlasst eine Bewegung der Zungenabschnitte entlang der spiralförmig angeordneten Rollenelement-Laufflächen, während das Schmiermittel auf die Rollenelement-Laufflächen des Gewindeschafts aufgebracht wird. Der Schmiermittelspeicher ist in eine Mehrzahl von Kammern unterteilt, die in der Außenumfangsrichtung des Schmiermittelspeichers angeordnet sind. Die Anzahl der Kammern ist größer oder gleich der Anzahl der Gewinderillen des Gewindeschafts. Die Aufbringelemente sind entsprechend der Kammern angeordnet. Demgemäss können die Rollenelement-Laufflächen vollständig geschmiert werden. Überdies kann ungeachtet der Montagelage der Schmiermittel-Zuführvorrichtung an einem Rollenelement-Gewindetrieb nahezu die gesamte Menge des in der Schmiermittel-Zuführvorrichtung aufgenommenen Schmiermittels abgegeben werden. Überdies hat jedes Aufbringelement einen eigenen Zungenabschnitt. Es ist somit möglich, zu verhindern, dass das Aufbringelement in der Axialrichtung des Gewindeschafts länger wird, womit eine Schmiermittel-Zuführvorrichtung vorgesehen ist, die in der Axialrichtung des Gewindeschafts eine geringere Länge hat.
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Für das Aufbringelement kann ein Material verwendet werden, mit dem das darin aufgenommene Schmiermittel gleichmäßig auf dem Gewindeschaft aufgebracht werden kann, wie beispielsweise ein Aufnahmematerial mit einer relativ geringen Porosität, das einen faserartig verwobenen Körper hat, wie beispielsweise Filz oder ein gesintertes Harz.
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Mit Bezug auf den Schmiermittelspeicher kann hier jede Komponente vorgesehen sein, die in ihrem Inneren eine große Menge an Schmiermittel lagern kann, das dann an das Aufbringelement zu führen ist. Als Schmiermittelspeicher kann beispielsweise entweder ein Tank mit einem darin aufgenommenen Speicherraum oder ein ölabsorbierendes Material mit einem faserverwobenen Körper, wie beispielsweise Filz oder einem gesinterten Harz oder einem Schwamm verwendet werden, von dem das Schmiermittel aufgenommen werden kann. Das ölabsorbierende Material hat vorzugsweise eine höhere Porosität als das oben beschriebene ölabsorbierende Material, welches für das Aufbringelement eingesetzt wird.
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Mit Bezug auf das Steuerelement kann jedes strukturelle Bestandteil, mit dem die Menge des von dem Schmiermittelspeicher an das Aufbringelement zu führenden Schmiermittels gesteuert werden kann, vorgesehen sein. Als Steuermittel kann beispielsweise ein ölabsorbierendes Material, das aus einem faserverwobenen Körper, wie beispielsweise Filz oder einem gesinterten Harz gebildet ist, verwendet werden. Das ölabsorbierende Material für das Steuermittel hat vorzugsweise eine Porosität, die zwischen der geringen Porosität des ölabsorbierenden Mittels des Aufbringelements und der hohen Porosität des ölabsorbierenden Materials für den Schmiermittelspeicher liegt. Als Steuerelement kann eine Ölzufuhr-Justierplatte verwendet werden, die durch Ausbilden von Zuführlöchern, durch die das Schmiermittel passiert, auf einer dünnen Platte erhalten wird, die den Schmiermittelspeicher von dem Aufbringelement trennt. Erfindungsgemäß weist das Gehäuse eine Mehrzahl von darin ausgebildeten Schlitzen auf, wobei sich die Schlitze in der Längsrichtung der Zentralachse des Gewindeschafts erstrecken, um jeweils den jeweiligen Kammern zu entsprechen, wobei die Aufbringelemente jeweils in den Schlitzen eingepasst sind. Gemäß diesem erfindungsgemäßen Aufbau ist es möglich, zu verhindern, dass die Aufbringelemente in der Axialrichtung des Gewindeschafts von dem Schmiermittelspeicher hervorstehen, womit eine Schmiermittel-Zuführvorrichtung vorgesehen ist, die bezogen auf die Axialrichtung des Gewindeschafts eine verminderte Länge aufweist.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung hat das Gehäuse einen zylindrischen Abschnitt, den die Kammern in der Längsrichtung der Mittelachse des Gewindeschafts passieren. Gemäß diesem Aufbau passieren die Kammern den zylindrischen Abschnitt in der Axialrichtung des Gewindeschafts, um so komplizierte Arbeiten zu vermeiden, die gemäß dem Stand der Technik erforderlich sind. Insbesondere kann der zylindrische Abschnitt durch ein Strangpressverfahren (oder ein Spritzgussverfahren) hergestellt werden, wodurch eine Schmiermittel-Zuführvorrichtung zu geringen Kosten hergestellt werden kann.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der zylindrische Abschnitt die Schlitze derart auf, dass sie durch den zylindrischen Abschnitt in der Längsrichtung der Mittelachse des Gewindeschafts verlaufen. Gemäß dieser Ausführungsform werden komplizierte Arbeiten vermieden, die gemäß dem Stand der Technik erforderlich sind. So können insbesondere der zylindrische Abschnitt mit den Kammern und die Schlitze durch ein Strangpressverfahren (oder ein Spritzgussverfahren) hergestellt werden, womit eine Schmiermittel-Zuführvorrichtung zu geringen Kosten geschaffen wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist jedes der Aufbringelemente und jedes der Steuerelemente ein ölabsorbierendes Material auf, um das Schmiermittel aufnehmen zu können, wobei jedes Aufbringelement in einer Plattenform ausgebildet ist und in jeweils einem der Schlitze angeordnet ist, um so nicht mit einem der Kammern in Kontakt zu geraten, wobei jedes Steuerelement einen Hauptkörper und einen verlängerten Abschnitt aufweist und der Hauptkörper in dem entsprechenden Schlitz angeordnet ist, um so mit dem entsprechenden Aufbringelement in Kontakt zu geraten, wobei ein Kontakt mit der entsprechenden Kammer verhindert wird und wobei sich der verlängerte Abschnitt von dem Hauptkörper derart erstreckt, dass er so mit der entsprechenden Kammer in Kontakt gerät. Gemäß diesem erfindungsgemäßen Aufbau wird das in dem Aufbringelement aufgenommene Schmiermittel auf die Rollenelement-Lauffläche des Gewindeschafts aufgebracht, während das in dem Speichermittel gespeicherte Schmiermittel über den verlängerten Abschnitt und den Hauptkörper des Steuerelements an das Aufbringelement geführt wird. Die optimale Bestimmung der Formen des verlängerten Abschnitts und die des Hauptkörpers, bei denen eine Kontaktfläche des verlängerten Abschnitts mit der Innenseite des Schmiermittelspeichers und eine Kontaktfläche des Hauptkörpers mit dem Aufbringelement geschaffen ist, macht eine Zufuhr des Schmiermittels von dem Schmiermittelspeicher zu dem Aufbringelement in einer geeigneten gesteuerten Weise möglich.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung hat jede Kammer ein darin aufgenommenes Aufnahmemittel, das das Schmiermittel zu dessen Speicherung aufnimmt, wobei das Aufnahmemittel eine Porosität hat, die im Vergleich mit der des Steuerelements und des Aufbringelement größer ist. Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, eine zum Aufbringen erforderliche Menge an Schmiermittel in dem Aufbringelement bereitzustellen und eine Festigkeit zu gewähren, die zum Aufrechterhalten des Gleitkontaktes mit der Rollenelement-Lauffläche nötig ist. Die Verwendung des ölabsorbierenden Materials mit einer im Vergleich zu dem Aufnahmeelement hohen Porosität macht es möglich, darin eine Bereitstellung einer ausreichenden Menge von Schmiermittel zu gewährleisten. Wenn der eine Kapillarwirkung zeigende faserverwobene Körper als Material zum Bilden des Aufnahmeelements, des Steuerelements und des Aufbringelement verwendet wird, ist die als Kapillarkraft vorgesehene Saugkraft in dieser Reihenfolge ansteigend. Folglich wird keine Ansammlung von Schmiermittel in dem Durchgang auftreten, womit eine gleichförmige Zufuhr des Schmiermittels ermöglicht ist.
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Ein erfindungsgemäßer Rollenelement-Gewindetrieb weist auf: Einen Gewindeschaft mit mindestens zwei Rollenelement-Laufflächen, die den Außenumfang des Gewindeschafts spiralförmig umlaufen;
ein Mutternelement, das mit dem Gewindeschaft in Eingriff gebracht wird, wobei das Mutternelement einen darin ausgebildeten Rollenelement-Zirkulationsdurchgang aufweist, der mindestens zwei Lastlaufflächen hat, die entsprechend den mindestens zwei Rollenlaufflächen spiralförmig ausgebildet sind;
eine Mehrzahl von Laufelementen, die in dem Rollenelement-Zirkulationsdurchgang aufgenommen und angeordnet sind; und
eine Schmiermittel-Zuführvorrichtung, um dem Gewindeschaft über eine relative Drehbewegung des Mutternelementes zu dem Gewindeschaft ein Schmiermittel zuzuführen, wobei
die Schmiermittel-Zuführvorrichtung aufweist:
eine Mehrzahl von Aufbringelementen, um das Schmiermittel auf den Gewindeschaft aufzubringen, wobei jedes Aufbringelement einen Zungenabschnitt aufweist, der mit einer Rollenelement-Lauffläche des Gewindeschafts in Kontakt gerät;
ein Gehäuse als Schmiermittelspeicher, von dem das Schmiermittel an die Aufbringelement geführt wird; und
eine Mehrzahl von Steuerelementen, um die Menge des von dem Schmiermittelspeicher an die Aufbringelemente zu führenden Schmiermittels zu steuern, wobei der Schmiermittelspeicher in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, in dem der Gewindeschaft lose eingesetzt wird, der Schmiermittelspeicher in eine Mehrzahl von Kammern unterteilt ist, die in einer Außenumfangsrichtung des Schmiermittelspeichers angeordnet sind und die Anzahl der Kammern größer oder gleich als die Anzahl der mindestens 2 Gewinderillen des Gewindeschafts ist, und wobei die Aufbringelemente entsprechend den Kammern angeordnet sind; und
jedes der Aufbringelemente den Zungenabschnitt aufweist.
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Die weitere Schmiermittel-Zuführvorrichtung der Erfindung, die in ein Mutternelement eingepasst wird, welches über Rollenelemente an einem Gewindeschaft eingreift, und welche Schmiermittel-Zuführvorrichtung ein Schmiermittel an den Gewindeschaft über eine relative Drehbewegung des Mutternelements zum Gewindeschaft zuführt, weist auf:
eine Mehrzahl von Aufbringelementen, um das Schmiermittel auf dem Gewindeschaft aufzubringen, wobei jedes Aufbringelement einen Zungenabschnitt hat, der mit einer Rollenelement-Lauffläche des Gewindeschafts in Kontakt gerät;
ein Gehäuse als Schmiermittelspeicher, von dem das Schmiermittel an die Aufbringelemente geführt wird; und
eine Mehrzahl von Steuerelementen, um die Menge des von dem Schmiermittelspeicher an die Aufbringelemente zu führenden Schmiermittels zu speichern,
wobei:
der Schmiermittelspeicher in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, in dem der Gewindeschaft lose eingesetzt ist,
wobei der Schmiermittelspeicher in eine Mehrzahl von Kammern unterteilt ist, die in einer Außenumfangsrichtung des Schmiermittelspeichers angeordnet sind;
und das Gehäuse einen zylindrischen Abschnitt hat, den die Kammern in der Längsrichtung der Mittelachse des Gewindeschafts passieren.
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Gemäß obigem Aufbau ist der Schmiermittelspeicher in eine Mehrzahl von Kammern unterteilt. Es ist somit möglich, ungeachtet der Montagelage der Schmiermittel-Zuführvorrichtung an dem Rollenelement-Gewindetrieb nahezu die gesamte Menge des in der Schmiermittel-Zuführvorrichtung aufgenommenen Schmiermittels abzugeben. Überdies hat das Gehäuse einen zylindrischen Abschnitt, den die Kammern in der Längsrichtung der Mittelachse des Gewindeschafts durchlaufen. Die gemäß dem Stand der Technik komplizierten Arbeiten können damit vermieden werden. überdies kann der zylindrische Abschnitt durch ein Strangpressverfahren (oder ein Spritzgussverfahren) hergestellt werden, womit eine Schmiermittel-Zuführvorrichtung zu geringen Kosten hergestellt werden kann. Der zylindrische Abschnitt kann einstückig mit dem Gehäuse oder unabhängig von diesem ausgebildet sein.
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In einer derartigen Schmiermittel-Zuführvorrichtung gemäß der Erfindung weist das Gehäuse eine Mehrzahl von darin ausgebildeten Schlitze auf, wobei sich die Schlitze in der Längsrichtung der Mittelachse des Gewindeschafts erstrecken, um so jeweils den Kammern zu entsprechen, und jedes Aufbringelement ist in entsprechender Weise jeweils zu den Kammern angeordnet und in dem entsprechenden Schlitz eingepasst, wobei der zylindrische Abschnitt die Schlitze derart aufgenommen hat, dass sie durch den zylindrischen Abschnitt in der Längsrichtung der Mittelachse des Gewindeschafts verlaufen. Gemäß diesem erfindungsgemäßen Aufbau können komplizierte Arbeiten, die gemäß dem Stand der Technik erforderlich sind, vermieden werden. Insbesondere kann der zylindrische Abschnitt mit den Kammern und den Schlitzen durch ein Strangpressverfahren (oder ein Spritzgussverfahren) hergestellt werden, wodurch eine Schmiermittel-Zuführvorrichtung zu geringen Kosten hergestellt werden kann.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Kugelgewindetriebs, der eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schmiermittel-Zuführvorrichtung aufweist;
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2 eine perspektivische Explosionsansicht der Schmiermittel-Zuführvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
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3 eine die Beziehung zwischen den Kugellaufnuten und den Zungenabschnitten der ersten Ausführungsform darstellende Ansicht;
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4 einen Querschnitt entlang der Ebene senkrecht zur Achse der Schmiermittel-Zuführvorrichtung;
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5 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie V-V aus 4;
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6 eine perspektivische Explosionsansicht der Schmiermittel-Zuführvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform;
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7 einen Querschnitt entlang der Parallelebene zur Achslinie der in 6 gezeigten Schmiermittel-Zuführvorrichtung;
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8 eine perspektivische Explosionsansicht der Schmiermittel-Zuführvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
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9 eine die Beziehung zwischen den Kugellaufnuten und den Zungenabschnitten der dritten Ausführungsform darstellende Ansicht; und
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10 eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Schmiermittel-Zuführvorrichtung.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kugelumflaufspindel (d. h. eines Rollenelement-Gewindetriebes), in der eine Schmiermittel-Zuführvorrichtung gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform aufgenommen ist. Die Kugelspindel 1 weist einen Gewindeschaft 2 (d. h. einen Spurschaft), ein Mutternelement 3 und eine Mehrzahl von Kugeln 4 auf. Der Gewindeschaft 2 hat an seiner Außenumfangsfläche spiralförmige Kugellaufnuten 2a, die als Rollenelement-Laufflächen dienen. Das Mutternelement 3 hat an seiner Innenfläche einen Kugelzirkulationsdurchgang (d. h. einen Rollenelement-Laufweg) mit spiralförmig umlaufenden Lastlaufnuten 3a, die als Laufflächen für die Lastlauf-Rollenelemente dienen, um so den spiralförmig angeordneten Kugellaufnuten 2a des Gewindeschafts 2 zu entsprechen. Das Mutternelement 3 steht mit dem Gewindeschaft 2 derart in Eingriff, dass eine Relativbewegung des Gewindeschafts 2 relativ zum Mutternelement 3 möglich ist. Die Kugeln 4 sind in dem Kugelzirkulationsdurchgang in Form von trügen aufgenommen, um so als Rollenelemente zu dienen, die hinsichtlich der relativen (Dreh-)Bewegung des Mutternelements 3 zum Gewindeschaft 2 zirkulieren können. Der Kugellastlaufdurchgang des obigen Kugelzirkulationsdurchgangs ist zwischen der Kugellaufnut 2a des Gewindeschafts 2 und der Kugellastlaufnut 3a des Mutternelements 3 ausgebildet. Die Anzahl der Gewinderillen des Gewindeschafts 2 beträgt 2 oder mehr. Der Gewindeschaft 2 hat beispielsweise 4 Kugellaufnuten 2a. Die Kugellaufnuten 2a sind auf dem Gewindeschaft 2 durch Ausschleifen oder durch ein Drehverfahren gebildet, um so einen exakten Querschnitt zu bilden.
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Der Hauptkörper des Mutternelements 3 ist rohrförmig ausgebildet und hat an seinem einen Ende einen Flanschabschnitt 7, der mit einem Gegenstück verbunden ist. Der Hauptkörper des Mutternelements 3 hat einen flachen Abschnitt 8, der durch Fräsen einer Außenumfangsfläche des Hauptkörpers in einer Drehmaschine gebildet wird. Der flache Abschnitt 8 hat acht jeweils ein Rückführrohr aufnehmende Löcher 9, in die die Enden der Rückführrohre 5 eingepasst sind. Die die Rückführrohre 5 aufnehmenden Löcher 9 erstrecken sich so weit bis sie die Kugellastlauffläche 3a erreichen. Das Mutternelement 3 hat vier Rückführrohre 5. Die Rückführrohre 5 bilden einen unbelasteten Rücklaufgang, der das eine Ende des obigen Kugellastlaufdurchgangs mit seinem anderen Ende verbindet. Die beiden Enden eines jeden Rücklaufrohres 5 sind in Löchern eingepasst, die in dem Hauptkörper des Mutternelements 3 ausgebildet sind. Die Rückführrohre 5 sind durch mehrere Schraubenumläufe des Gewindeschafts 2 in dessen Längsrichtung voneinander getrennt. Die Rückführrohre 5 sind auf dem Hauptkörper des Mutternelements 3 mittels eines Rohrhalters 6 gehalten.
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Wenn der Gewindeschaft 2 gedreht wird, ”schaufeln” die Enden der Beinabschnitte 5a der Rückführrohre 5 die Kugeln 4 nach oben, die unter Belastung in der Kugellaufnut 2a abrollen. Die hochgeschaufelten Kugeln 4 laufen durch das Rückführrohr 5. Die Kugeln 4 werden in die Kugellaufnut 2a von dem Beinabschnitt 5b des anderen Rückführrohres 5 in die Kugellaufnut 2a zurückgeführt, welches andere Rohr von dem ersten Rückführrohr durch einige Schraubenumläufe des Gewindeschafts 2 getrennt ist. Wenn der Gewindeschaft 2 in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, zirkulieren die Kugeln 4 im umgekehrten Durchlauf. Die Zirkulation der Kugeln 4 wird ebenso hervorgerufen, wenn das Mutternelement 3 relativ zu dem Gewindeschaft 2 rotiert wird, der als stationäres Element fungiert.
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Die zum Zuführen des Schmiermittels an den Gewindeschaft 2 vorgesehene Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10 ist an den gegenüberliegenden Enden des Mutternelements 3 angebracht. Die Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10 wird zusammen mit dem Mutternelement 3 relativ zu dem Gewindeschaft 2 gedreht, um das Schmiermittel auf die Kugellaufnuten 2a des Gewindeschafts 2 aufzubringen. Die Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10 ist mit einem Wischblatt 11 zum Schutz eines Eindringens fremder Substanzen versehen, die auf der Oberfläche des Gewindeschafts 2 anhaften können.
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2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10 gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Die Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10 weist Aufbringelemente 13, ein Gehäuse 29, Aufnahmeelemente 15 und Verbindungselemente 16 auf. Jedes Aufbringelement 13 hat einen Zungenabschnitt 12, der mit der Kugellaufnut 2a des Gewindeschafts 2 in Kontakt geraten kann. Das Gehäuse 29 bildet einen Schmiermittelspeicher 14, von dem aus das Schmiermittel an die Aufbringelemente 13 geführt wird. Die Aufnahmeelemente 15 sind in dem Schmiermittelspeicher 14 aufgenommen. Jedes Verbindungselement 16 dient als eine Steuervorrichtung zum Steuern der Schmiermittelmenge, die von dem Aufnahmeelement 15 an das Aufbringelement 13 geführt wird.
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Das Gehäuse 29 weist einen Gehäusekörper 17 zum Bilden des Schmiermittelspeichers 14 und eine ringförmiges Dichtungsgehäuse 21 auf, in der der später beschriebene Wischerarm 11 aufgenommen ist. Der Gehäusekörper 17 weist eine scheibenförmige Grundplatte 17a, ein am Außenumfang der Grundplatte 17a ausgebildetes Außenrohr 17b, das sich zur Grundplatte 17a rechtwinklig erstreckt, und ein innerhalb des Außenrohres 17b vorgesehenes Innenrohr 170 auf. Der Abstand zwischen dem Außenrohr 17b und dem Innenrohr 17c wird als Schmiermittelspeicher 14 verwendet. Der Schmiermittelspeicher 14 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet, in dem darin der Gewindeschaft 2 lose eingesetzt ist. Der Schmiermittelspeicher 14 ist in vier Kammern 14a, 14b, 14c und 14d unterteilt, wobei die Anzahl der Kammern 14a–d der Anzahl der Gewinderillen des Gewindeschafts 2 entspricht. Diese Kammern 14a, 14b, 14c und 14d sind in der Außenumfangsrichtung des Schmiermittelspeichers 14 angeordnet.
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Der Gehäusekörper 17 hat vier Schlitze 18, die sich in der Axialrichtung des Gewindeschafts 2 erstrecken und die entsprechend der Kammern 14a, 14b, 14c und 14d in der Außenumfangsrichtung des Gehäusekörpers in regelmäßigen Abständen beabstandet sind. Genauer gesagt, wird jeder Schlitz 18 durch Ausformen eines langgestreckten Schnittes auf dem Innenrohr 17c in dessen Längsrichtung ausgebildet, um gegenüberliegende Schneidkanten des Innenrohrs 17c zu bilden und ein Paar Trennwände 19a, 19b zu schaffen, die obige einander gegenüberliegende Schneidkanten des Innenrohrs 17c jeweils mit dem Außenrohr 17b verbinden. Die Aufbringelemente 13 sind in den entsprechenden Schlitzen 18 eingepasst. Der Schlitz 18 ist ebenso an seinem längsseitigen vorderen Ende, d. h. an seinem zur Grundplatte 17a gegenüberliegendem Ende offen. Ein herausgenommener Abschnitt 20, in den das Verbindungselement 16 eingepasst ist, ist in der Nähe des offenen Endes des Schlitzes 18, d. h. des längsseitigen vorderen Endes der Trennwand 19a, ausgebildet. Das Außenrohr 17b hat auf seiner inneren Umfangsfläche an seinem vorderen Ende einen Innengewinde-Abschnitt, an dem ein Dichtungsgehäuse 21 eingreift. Die längsseitige Länge des Innenrohrs 17c ist kürzer als die längsseitige Länge des Außenrohrs 17b, damit das Dichtungsgehäuse 21 in das vordere Ende des Außenrohrs 17b passt. Die Grundplatte 17a hat einen rohrförmigen Einlassabschnitt 17d, der an der Außenfläche der Grundplatte 17a ausgebildet ist, um von ihr rechtwinklig hervorzustehen. Der rohrförmige Einlassabschnitt 17d hat die Aufgabe, die Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10 mit dem Mutternelement 3 zu verbinden. Der Einlassabschnitt 17d hat eine Rille 22, die auf dem Außenumfang des Einlassabschnittes 17d ausgebildet ist und sich in seiner Außenumfangsrichtung erstreckt. Wie in 1 gezeigt, kann der Einlassabschnitt 17d in einer ringförmigen Rille 23 eingepasst sein, die auf dem Flanschabschnitt 7 des Mutternelements 3 ausgebildet ist. Die Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10 ist durch die Befestigung einer Schraube 24 fest auf dem Mutternelement 3 gehalten, wobei die Schraube 24 in den Flanschabschnitt 7 des Mutternelements 3 geschraubt wird, um in der Radialrichtung des Mutternelements 3 bewegbar zu sein, so dass das vordere Ende der Schraube 24 in die Rille 22 des Einlassabschnittes 17d eingreift.
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Jedes Aufnahmeelement 15 hat entsprechend jeder Kammer 14a, 14b, 14c und 14d eine bogenförmige Gestalt, wobei die Aufnahmeelemente 15 durch Unterteilen des Schmiermittelspeichers 14 in vier gleiche Teile bezüglich seiner Außenumfangsrichtung erhalten werden. Jedes Aufnahmeelement 15 ist in die entsprechende Kammer 14a–d eingepasst. Als Aufnahmeelement 15 wird ein ölabsorbierendes Material verwendet, das Schmiermittel aufnehmen kann, um es zu speichern. Als ölabsorbierendes Material für das Aufnahmeelement 15 wird bevorzugterweise ein faserverwobener Körper verwendet, wie beispielsweise Filz, der eine relativ hohe Porosität aufweist, um eine große Menge Schmiermittel zu speichern. In der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird diesbezüglich eine Kombination aus Rayon und einem wollenen Filz verwendet. Die Kombination aus Rayon und wollenem Filz ist so vorgesehen, dass eine Abwärtsbewegung des aufgenommenen Schmiermittels aufgrund seiner Gravitation verhindert wird.
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Jedes Verbindungselement 16, das als Steuermittel zum Steuern einer Schmiermittelmenge dient, die von den Aufnahmeelementen 15 an die Aufbringelemente 13 geführt wird, weist einen Hauptkörper 16a, der in dem Schlitz 18 derart angeordnet ist, um zwar mit dem Aufbringelement 13 jedoch nicht mit einer anderen Kammer 14a, 14b, 14c oder 14d in Kontakt zu geraten, und einen verlängerten Abschnitt 16b auf, der einstückig mit dem Hauptkörper 16a ausgebildet ist und sich von diesem erstreckt, um die Kammern 14a, 14b, 14c oder 14d zu erreichen. Die Form des Hauptkörpers 16a ist im Wesentlichen identisch mit der Querschnittsform des Schlitzes 18, so dass der Hauptkörper 16a in das vordere Ende des Schlitzes 18 eingesetzt werden kann. Der verlängerte Abschnitt 16b erstreckt sich von dem Mittelabschnitt des Hauptkörpers 16a in rechten Winkeln, um so mit dem Aufnahmeelement 15 in Kontakt zu gelangen. Folglich hat das Verbindungselement 16, das sich aus dem Hauptkörper 16a und dem verlängerten Abschnitt 16b zusammensetzt, eine T-Form. Der verlängerte Abschnitt 16b ist in dem Ausschnitt 20 eingepasst, der an der Trennwand 19a des Gehäusekörpers 17 ausgebildet ist. Das in dem Aufnahmeelement 15 gespeicherte Schmiermittel wird durch den verlängerten Abschnitt 16b und den Hauptkörper 16a des Verbindungselements 16 an das Aufbringelement 13 geführt. Für das Verbindungselement 16 wird ein ölabsorbierendes Material verwendet, das Schmiermittel aufnehmen kann, um es zu speichern. Für das ölabsorbierende Material des Verbindungselements 13 wird bevorzugterweise ein faserverwobener Körper, wie beispielsweise Filz, verwendet, der eine Porosität hat, die zwischen der Porosität des Aufnahmeelements 15 und der des Aufbringelements 13 liegt. In der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird diesbezüglich ein wollener Filz verwendet.
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Jedes Aufbringelement 13, das zum Aufbringen des Schmiermittels auf die Kugellaufnut 2a des Gewindeschafts 2 vorgesehen ist, ist in einer rechtwinkligen Form ausgebildet. Das Aufbringelement 13 ist in dem entsprechenden Schlitz 18 eingepasst, um so nicht mit der Kammer 14a, 14b, 14c oder 14d in Kontakt zu geraten. Die vier Aufbringelemente 13, die für die entsprechenden Kammern 14a, 14b, 14c und 14d vorgesehen sind, sind in dem entsprechenden Schlitz 18 eingepasst. Das Aufbringelement 13 hat eine Dicke, die im Wesentlichen der Dicke des Schlitzes 18 entspricht, so dass es in dem Schlitz 18 eingepasst werden kann. Die Höhe des Aufbringelements 13 entspricht im Wesentlichen der Höhe des Schlitzes 18. Durch die Anordnung der Aufbringelemente 13 in den Schlitzen 18 ist es möglich, zu verhindern, dass die Aufbringelemente 13 von den Kammern 14a, 14b, 14c und 14d in deren Axialrichtung hervorstehen, womit eine Schmiermittel-Zuführvorrichtung mit verminderter Länge in der Axialrichtung des Gewindeschafts 2 geschaffen ist. Jedes Aufbringmittel 13 hat an seinem oberen Abschnitt einen jeweiligen Zungenabschnitt 12 in einer rechtwinkligen Form, der mit der Kugellaufnut 2a des Gewindeschafts 2 in Kontakt geraten kann. Der Zungenabschnitt 12 hat einen abgerundeten Vorsprung 26, der dem bogenförmigen Querschnitt der Kugellaufnut 2a angepasst in und mit dieser in Kontakt geraten kann. Für das Aufbringelement 13 wird ein ölabsorbierendes Material verwendet, das Schmiermittel aufnehmen kann, um es zu speichern. Als ölabsorbierendes Material für das Aufbringelement 13 wird bevorzugterweise ein faserverwobener Körper, wie beispielsweise Filz verwendet, der eine relativ geringe Porosität hat. In der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein wollener Filz verwendet. Die Verwendung eines ölabsorbierenden Materials mit einer relativ geringen Porosität, wie beispielsweise Filz, macht es möglich, eine Schmiermittelmenge in dem Aufbringelement 13 zu speichern, die zum Schmieren erforderlich ist, und die Festigkeit zu erhöhen, die zum Erhalten eines Gleitkontakts der Rollenelement-Lauffläche mit der Aufbringelement 13 nötig ist.
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3 veranschaulicht die Beziehung zwischen den vier Kugellaufnuten 2a und den vier Zungenabschnitten 12 gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform. 3 ist eine zusammengesetzte Ansicht einer schematischen Draufsicht auf den Gewindeschaft 2 mit vier Kugellaufnuten 2a und einer schematischen Seitenansicht der Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10 mit vier Zungenabschnitten 12. Die vier Zungenabschnitte 12 sind in den Positionen 1 bis 4 zu regelmäßigen Abschnitten in der Außenumfangsrichtung des Gewindeschafts 2 angeordnet. Eine imaginäre Kreisebene, auf der die vier Zungenabschnitte 12 angeordnet sind, ist aus praktischen Gründen senkrecht zur Achslinie des Gewindeschafts 2 dargestellt, obwohl sie parallel zur Achslinie des Schraubengewindes 2 in 3 gezeigt ist. Wenn sich die vier Zungenabschnitte 12 in ihrer eigentlichen Verwendungsstellung befinden, sind sie in Positionen 1' bis 4' gemäß 3 angeordnet, wie sie auf den entsprechenden vier Kugellaufnuten 2a entlang laufen. Aus 2 wird ersichtlich, wie die vier Zungenabschnitte 12 auf der imaginären Kreisebene senkrecht zur Achslinie des Schraubengewindes vorliegen können.
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Das zum Abdichten des Schmiermittelspeichers 14 vorgesehene Dichtungsgehäuse 21 (vgl. 2) ist in einer Ringform ausgebildet. Das Dichtungsgehäuse 21 hat auf seiner Außenumfangsfläche einen Außengewindeabschnitt, der an dem auf dem Außenrohr 17b ausgebildeten Innengewindeabschnitt eingreifen kann. Das Dichtungsgehäuse 21 ist an seinem rückwärtigen Ende gegenüber dem Schmiermittelspeicher 14 mit einem nach innen gerichteten Flansch 21a versehen, durch den die Kammern 14a, 14b, 14c und 14d verschlossen werden können. Das Dichtungsgehäuse 21 hat eine Mehrzahl von Abschnitten 21b mit Innengewinde, die auf dessen vorderen Bereich in regelmäßigen Abständen in der Außenumfangsrichtung angeordnet sind. Maschinenschrauben 32 werden in die obigen Innengewindeabschnitte 21b eingesetzt.
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Der Wischerring 11 beseitigt Fremdkörper, die auf den Kugellaufnuten des Gewindeschafts 2 anhaften können. Der Wischerring 11 ist aus einem synthetischen Harz hergestellt. Der Wischerring 11 hat an seinem Innenumfang einen Vorsprung 11a, der in die Kugellaufnuten 2a des Gewindeschafts 2 eingesetzt werden kann. Der Wischerring 11 hat Schlitze 11b, die sich von dem Außenumfang des Wischerrings 11 radial nach innen erstrecken. Diese Schlitze 11b bilden Schabflächen 11c. Die Ränder der Schabflächen 11c, die mit dem Außenumfang des Gewindeschafts 2 in Kontakt geraten, können Fremdkörper entfernen und nach außen abgeben, die an dem Gewindeschaft 2 anhaften, wodurch verhindert wird, dass Fremdpartikel in das Mutternelement 3 gelangen. Schraubenfedern 30a, 30b in Form eines Ringes sind an dem Außenumfang des Wischerrings 11 angebracht. Diese Schraubenfedern 30a, 30b ermöglichen eine geeignete Federwirkung des Wischerrings 11, um mit dem Gewindeschaft 2 in Kontakt zu geraten, um einen nahen Kontakt der Ränder der Schabfläche 11c mit dem Gewindeschaft 2 zu gewährleisten. Durch den nahen Kontakt des Wischerrings 11 mit dem Gewindeschaft 2 kann ein abdichtender Zustand des Innenraums des Mutternelements 3 sichergestellt werden, wodurch verhindert wird, dass Schmiermittel austreten kann. An der Endfläche 11d des Wischerrings 11 können Schmiermittel-Rückführschlitze (nicht gezeigt) vorgesehen sein, die dem Mutternelement 3 zugewandt sind und sich demgemäss radial erstrecken. Die Schmiermittel-Rückführschlitze bilden somit eine gewollte Auffangmöglichkeit und befördern eine sehr geringe Menge des Schmiermittels, das in den Spalt zwischen dem Wischerring 11 und dem Gewindeschaft 2 gelangen kann, um das Schmiermittel somit in den Innenraum des Mutternelements 3 wieder zurückzuführen.
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Zum Halten des Wischerrings 11 in dem Dichtungsgehäuse 21 ist eine Abdeckung 31 in Form einer scheibenförmigen Platte vorgesehen, die eine Öffnung aufweist, in die der Gewindeschaft 2 eingesetzt werden kann. Die Abdeckung 31 hat maschinelle Schraubenlöcher 31a, die in regelmäßigen Abständen in der Außenumfangsrichtung auf der Abdeckung 31 ausgebildet sind. Die Abdeckung 31 ist an dem Dichtungsgehäuse 21 durch Maschinenschrauben 32 befestigt, die in obige maschinell gefertigte Schraubenlöcher 31 und in die Abschnitte 21b des Dichtungsgehäuses 21 mit Innengewinde passen.
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Die 4 und 5 zeigen die Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10 der Erfindung in einem zusammengesetzten Zustand. 4 ist ein Querschnitt entlang der Ebene, die senkrecht auf die Achslinie der Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10 steht, und 5 ist ein Querschnitt entlang der Linie V-V aus 4. Die Kammern 14a, 14b, 14c und 14d nehmen die Aufnahmeelemente 15 auf, die das Schmiermittel entsprechend aufnehmen. Die das Schmiermittel in adäquater Weise aufnehmenden Aufbringelemente 13 sind in den Schlitzen 18 eingepasst. Die Zungenabschnitte 12 der Aufbringelemente 13, die auf diese Weise in den Schlitzen 18 eingepasst sind, stehen in die Mitte des Gehäuses 17 vor. Das Verbindungselement 16 ist an dem offenen Ende des Schlitzes 18 eingepasst. Der Hauptkörper 16a des Verbindungselements 16 kommt mit dem Aufbringelement 13 jedoch nicht mit dem Aufnahmeelement 15 in Kontakt. Der verlängerte Abschnitt 16b des Verbindungselements 16 kommt mit dem Aufnahmeelement 15 in Kontakt.
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Nach dem Einpassen der Aufnahmeelemente 15, der Verbindungselemente 16 und der Aufbringelemente 13 in das Gehäuse 17 wird das Dichtungsgehäuse 21 in das Gehäuse 17 geschraubt, um so einen dichten Zustand des Schmiermittelspeichers 14 zu schaffen. Ein als Dichtmittel dienendes Elastomer, das durch ein Zweifarb-Herstellungsverfahren erhalten werden kann, ist an der Kontaktfläche des Dichtungsgehäuses 21 und dem Gehäuse 17 vorgesehen. Auf diese Weise ist der Schmiermittelspeicher 14 nahezu vollständig abgedichtet. Der Wischerring 11 wird in dem Dichtungsgehäuse 21 angeordnet. Die Abdeckung 31 wird an dem Dichtungsgehäuse 21 durch Maschinenschrauben 32 befestigt, wodurch der Wischerring 11 in einem stationären Zustand gehalten ist.
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Nach der Montage der Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10 an dem Mutternelement 3 kommen die in das Zentrum des Gehäuses 17 vorstehenden Zungenabschnitte 12 mit den Kugellaufnuten 2a des Gewindeschafts 2 unter einem vorbestimmten Druck in Kontakt. Die vorderen Enden der Zungenabschnitte 12 speichern aufgrund der Kapillarkraft immer eine angemessene Menge an Schmiermittel. Ein Heraussickern des Schmiermittels tritt jedoch aufgrund der Rückhaltefunktion wegen der Oberflächenspannung nicht auf. Eine relative Drehung des Gewindeschafts 2 zum Mutternelement 3 verursacht ein Aufbringen des Schmiermittels auf die Kugellaufnuten 2a von den Zungenabschnitten 12, womit folglich ein Ölfilm auf den Kugellaufnuten 2a gebildet wird. Beim Aufbringen des Schmiermittels von den Zungenabschnitten 12 der Aufbringelemente 13 auf die Kugellaufnuten 2a wird auf diese Weise das in den Aufbringelementen 13 aufgenommene Schmiermittel durch die Kapillarkraft in Richtung der Zungenabschnitte 12 bewegt. Die Aufnahmeelemente 15 speichern eine große Menge von Schmiermittel. Das von den Aufnahmeelementen 15 aufgenommene Schmiermittel wird durch die Verbindungselemente 16 durch die Kapillarkraft in Abhängigkeit der sich allmählich verringernden Schmiermittelmenge an die Aufbringelemente 13 geführt, welche Schmiermittelmenge in den Aufbringelementen 13 aufgenommen ist. Im Ergebnis können die Aufbringelemente 13 immer eine konstante Menge Schmiermittel aufnehmen, wodurch es möglich ist, die vorbestimmte Menge Schmiermittel durch die Aufbringelemente 13 gleichmäßig auf den Gewindeschaft 2 aufzubringen. Durch das Nutzen der Kapillarkraft ist es möglich, eine extrem geringe Menge an Schmiermittel sicherzustellen, die ohne eine Unterbrechung in der Zufuhr gewährleistet ist.
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Die an dem Mutternelement 3 anliegenden Zungenabschnitte 12 der Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10 werden zusammen mit der Drehung des Gewindeschafts 2 entlang der Kugellaufnuten 2a bewegt. Der Schmiermittelspeicher 14 ist in eine Mehrzahl von Kammern 14a, 14b, 14c und 14d unterteilt, deren Anzahl größer oder gleich der Anzahl der Gewinderillen des Gewindeschafts 2 ist. Die Aufbringelemente 13 sind entsprechend den Kammern 14a, 14b, 14c und 14d angeordnet. Demgemäss können die Rollenelement-Laufflächen des Gewindeschafts 2 insgesamt vollständig geschmiert werden. Überdies kann ungeachtet der Befestigungslage der Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10 an dem Rollenelement-Gewindetrieb nahezu die gesamte Menge des in der Schmiermittel-Zuführvorrichtung aufgenommenen Schmiermittels abgegeben werden. Überdies hat jedes Aufbringelement 13 einen eigenen, darauf ausgebildeten Zungenabschnitt 12. Somit ist es möglich, zu verhindern, dass das Aufbringelement 13 in der Axialrichtung des Gewindeschafts 2 länger wird, womit eine Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10 mit verminderter Länge in der Axialrichtung des Gewindeschafts 2 geschaffen ist.
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Die Verbindungselemente 16 steuern die Menge des von den Aufnahmeelementen 15 an die Aufbringelemente 13 zu führenden Schmiermittels. Durch die optimale Bestimmung der Formen des verlängerten Abschnitts 16b und des Hauptkörpers 16a des Verbindungselements 16 machen es die Kontaktfläche des verlängerten Abschnitts 16b mit dem Aufnahmeelement 15 und die Kontaktfläche des Hauptkörpers 16a mit dem Aufbringelement 13 möglich, das Schmiermittel von dem Aufnahmeelement 15 in einer geeigneten gesteuerten Weise an das Aufbringelement 13 zu führen.
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Wie in 5 gezeigt, hat das Gehäuse 17 Luftgänge 33, die mit den Kammern 14a, 14b, 14c und 14d jeweils kommunizieren, um so den Innendruck des Schmiermittelspeichers 14 auf Atmosphärendruck zu halten. Demzufolge hängt die Bewegung des Schmiermittels von dem Aufnahmeelement 15 zu dem Aufbringelement 13 von der Kapillarkraft des Schmiermittels in dem faserverwobenen Körper ab. Die Anordnung des Aufbringelements 13 in dem unteren Abschnitt des Schmiermittelspeichers 14 veranlasst aufgrund der Gravitation des Schmiermittels eine Bewegung des in dem Aufnahmeelement 15 aufgenommenen Schmiermittels in Richtung des Aufbringelements 13. Wenn das Schmiermittel nach einer vorbestimmten Zeitdauer nahezu vollständig aufgebraucht ist, ist es nötig, dem Aufnahmeelement 15 weiteres Schmiermittel zuzuführen. In diesem Fall ist es möglich, das Schmiermittel durch die in dem Gehäuse 17 ausgebildeten Luftgänge 33 in den Innenraum des Gehäuses 17 zu führen.
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Die Ränder der Schabflächen 11c des Wischerrings 11 gleiten auf dem Gewindeschaft 2, während sie mit den Kugellaufnuten 2a und der Außenumfangsfläche des Gewindeschafts 2 in Kontakt geraten, mit dem Ergebnis, dass der auf dem Gewindeschaft 2 anhaftende Staub entfernt werden kann. Der Wischerring 11 gewährleistet einen Dichtzustand des Innenraums des Mutternabschnitts 3, in dem das Schmiermittel gespeichert ist, wodurch es möglich ist, den Gewindeschaft 2 für eine lange Zeitdauer zu schmieren. Wenn der Wischerring 11 die oben beschriebenen Schmiermittelrückführschlitze (nicht gezeigt) hat, ist es möglich, ein gewolltes Auffangbecken vorzusehen und eine geringe Menge von Schmiermittel nach oben zu befördern, die in den Spalt zwischen dem Wischerring 11 und dem Gewindeschaft 2 geraten kann, um somit das beförderte Schmiermittel in den Innenraum des Mutternelements 3 zurückzuführen. Demgemäss kann der Gewindeschaft 2 für einen langen Zeitraum geschmiert werden.
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Die 6 und 7 zeigen die Schmiermittel-Zuführvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die Schmiermittel-Zuführvorrichtung nach dieser Ausführungsform weist ebenso Aufbringelemente 13, Schmiermittelspeicherelemente 14, Aufnahmeelement 15 und Verbindungselemente 16 auf. Jedes Aufbringelement 13 hat einen Zungenabschnitt 12, der mit der Kugellaufnut 2a des Gewindeschafts 2 in Kontakt geraten kann. Der Schmiermittelspeicher 14 führt das Schmiermittel an das Aufbringelement 13. Die Aufnahmeelemente 15 sind in dem Schmiermittelspeicher 14 aufgenommen. Jedes Verbindungselement 16 dient als eine Steuervorrichtung zum Steuern einer Schmiermittelmenge, die von dem Aufnahmeelement 15 an das Aufbringelement 13 geführt wird. Der Gewindeschaft 2 hat vier Gewinderillen. Der Schmiermittelspeicher 14 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet, in die der Gewindeschaft 2 lose eingesetzt ist. Der Schmiermittelspeicher 14 ist in vier Kammern 14a–d unterteilt, die in der Außenumfangsrichtung des Schmiermittelspeichers 14 angeordnet sind. Die Anzahl der Aufbringelemente 13 ist vier und entspricht damit der Anzahl der Kammern 14a, 14b, 14c und 14d, so dass die Aufbringelemente 13 entsprechend den Kammern 14a, 14b, 14c und 14d angeordnet sind. Jedes Aufbringelement 13 hat einen einzelnen Zungenabschnitt 12. Die Schmiermittel-Zuführvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist überdies mit einem Wischerring 11 zum Abgeben von Fremdpartikeln versehen, die auf der Oberfläche des Gewindeschafts 2 anhaften können. Die Schmiermittel-Zuführvorrichtung dieser Ausführungsform hat denselben Aufbau für das ringförmige Gehäuse 21 und die Abdeckung 31 gemäß der oben beschriebenen Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform.
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Die Schmiermittel-Zuführvorrichtung der zweiten Ausführungsform der Erfindung hat einen zylindrischen Abschnitt 42, den die vier Kammern 14a, 14b, 14c und 14d und die Schlitze 18 in der Längsrichtung der Mittelachse des Gewindeschafts 2 durchlaufen, der jedoch nicht dem gemäß der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10 entspricht. Das Gehäuse 43 weist insbesondere einen zylindrischen Anschlussbund 41, der den zylindrischen Abschnitt 42 aufnimmt, und darin ausgebildete Kammern 14a, 14b, 14c und 14d und Schlitze 18 hat, eine Mutternverbindung 44, die auf das eine Ende des Anschlussbunds 41 aufgeschraubt wird, um die Schmiermittel-Zuführvorrichtung mit dem Mutternelement 3 zu verbinden, und ein ringförmiges Gehäuse 21 auf, das auf das andere Ende des Anschlussbundes 41 geschraubt wird. Das Aufbringelement 13 ist in dem entsprechenden Schlitz 18 aufgenommen.
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Der Anschlussbund 41 wird durch Fräsen ausgebildet. An der Innenseite der einander gegenüberliegenden Endabschnitte des Anschlussbundes 41 werden Gewinde geschnitten. Die Gewindeschneidarbeit wird ebenso an der Mutternverbindung 44 und dem ringförmigen Gehäuse 21 ausgeführt. In gleicher Weise wird an den Außenumfängen der Mutternverbindung 44 und an dem ringförmigen Gehäuse 21 ein Gewinde geschnitten, so dass die Mutternverbindung 44 und das ringförmige Gehäuse 21 in den Anschlussbund 41 geschraubt werden können. Diese Bestandteile, d. h. die Mutternverbindung 44, das ringförmige Gehäuse 21 und der Anschlussbund 41 haben einfache Formen, womit deren Herstellungskosten gering gehalten sind.
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Mittels eines Strangpressverfahrens (oder eines Spritzgussverfahrens) wird der zylindrische Abschnitt 42 hergestellt. Das Strangpressverfahren ist ein bekanntes Verfahren, bei dem ein Extruder verwendet wird, um ein thermoplastisches Harz zu erwärmen und zu erweichen, um es so in einer Extrusionsform zu extrudieren. Durch die strukturellen Merkmale der Kammern 14a, 14b, 14c und 14d und der Schlitze 18, die den zylindrischen Abschnitt 42 in der Axialrichtung des Gewindeschafts 2 durchlaufen, ist es möglich, den zylindrischen Abschnitt 42 durch das Strangpressverfahren (oder das Spritzgussverfahren) herzustellen, wodurch ein zylindrischer Abschnitt 42 mit geringen Herstellungskosten geschaffen werden kann. Demgegenüber erfordert eine Herstellung des zylindrischen Abschnitts ohne die obigen strukturellen Merkmale ein kompliziertes Verfahren.
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Im Folgenden wird das Verfahren zum Zusammenbau der Schmiermittel-Zuführvorrichtung beschrieben. Zunächst werden die Aufnahmeelemente 15, die Aufbringelemente 13 und die Verbindungselemente 16 in dem zylindrischen Abschnitt 42 aufgenommen. Dann wird obiger zylindrischer Abschnitt 42 in dem Anschlussbund 41 aufgenommen. Die Mutternverbindung 44 und das ringförmige Gehäuse 21 werden in dem Anschlussbund 41 festgeschraubt. Der zylindrische Abschnitt 42 wird an seinen gegenüberliegenden Enden in der Axialrichtung zwischen der Mutternverbindung 44 und dem ringförmigen Gehäuse 21 gehalten. Somit werden geschlossene Räume vorgesehen, die durch die Kammern 14a, 14b, 4c und 14d, durch die Mutternverbindung 44 und das ringförmige Gehäuse 21 auf diese Weise definiert sind.
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8 zeigt eine Schmiermittel-Zuführvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung. Die Schmiermittel-Zuführvorrichtung ist entgegen der oben beschriebenen Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform für einen Gewindeschaft mit zwei Kugellaufnuten 2a vorgesehen. Das Gehäuse 29, die Aufnahmeelemente 15, die Verbindungselemente 16, das ringförmige Gehäuse 21, der Wischerring 11 und die Abdeckung 31 entsprechen dabei in identischer Weise denselben Bestandteilen der ersten Ausführungsform der Schmiermittel-Zuführvorrichtung 10. Hierbei sind dieselben Bestandteile mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet, wobei auf deren Beschreibung verzichtete wird.
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In der dritten Ausführungsform der Erfindung ist der Schmiermittelspeicher 14 in vier Kammern 14a, 14b, 14c und 14d unterteilt. Die Anzahl der Kammern 14a–d ist hierbei größer als die Anzahl der Kugellaufnuten 2a des Gewindeschafts 2. Die Anzahl der Aufbringelemente 45 beträgt vier, so dass jedes Aufbringelement 45 in der entsprechenden Kammer 14a, 14b, 14c oder 14d aufgenommen ist. Jedes der vier Aufbringelemente 45 hat einen einzelnen Zungenabschnitt 46. Jede Kugellaufnut 2a wird durch zwei Zungenabschnitte 46 geschmiert. Die Anzahl der Zungenabschnitte 46 entspricht nicht notwendigerweise der Anzahl der Kugellaufnuten 2a, da die Anzahl der Zungenabschnitte 46 größer sein kann als die der Nuten 2a.
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9 veranschaulicht die Beziehung zwischen den zwei Kugellaufnuten 2a und den vier Zungenabschnitten 46. 9 ist eine zusammengesetzte Ansicht aus einer schematischen Frontansicht des Gewindeschafts 2 mit den zwei Kugellaufnuten 2a und einer schematischen Seitenansicht der Schmiermittel-Zuführvorrichtung mit den vier Zungenabschnitten 46. Die vier Zungenabschnitte 46 befinden sich an Positionen 1 bis 4, die in regelmäßigen Abschnitten in der Außenumfangsrichtung des Gewindeschafts 2 angeordnet sind, wie das durch den imaginären Kreis in 9 gezeigt ist, wobei sie sich ebenso an Positionen 1' bis 4' befinden, und bezüglich der Axialrichtung des Gewindeschafts 2 beabstandet sind. Eine derart spezielle Anordnung der vier Zungenabschnitte 46 ist durch die Tatsache vorgesehen, dass die entsprechenden Aufbringelemente 45 an ihren unterschiedlichen Positionen die entsprechenden Zungenabschnitte 46 aufweisen.
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In der oben beschriebenen Kugelumlaufspindel 1 werden die in der Kugellaufnut 2a des Gewindeschafts 2 laufenden Kugeln 4 durch das Rückführrohr 5 nach oben gehoben und dann in die verschiedenen Positionen in der Kugellaufnut 2a zurückgeführt, die voneinander durch vorbestimmte Schraubenumläufe des Gewindeschafts 2 von der Anhebposition entfernt liegen. In einer vorteilhaften Ausführungsform hat das Mutternelement 3 Leitvorrichtungen (nicht gezeigt), die die Kugeln 4 anheben können. Insbesondere ist es möglich, die in der Kugellaufnut 2a des Gewindeschafts 2 laufenden Kugeln mittels der Leitvorrichtung auf der Kugellaufnut 2a auszulenken und sie über den Abschnitt des Gewindeschafts 2 mit dem größeren Durchmesser an den Abschnitt der Kugellaufnut 2a zurückzuführen, der durch einen Schraubenumlauf des Gewindeschafts 2 von der Anhebposition entfernt liegt. Die Erfindung kann bei einer Kugelumlaufspindel gemäß einem sogenannten ”Side-Cover Typ” angewendet werden, bei dem das Mutternelement 3 aus einem Mutternkörper mit Kugellaufnuten 2a und an einander gegenüberliegenden Enden des Mutternkörper eingepassten Seitenabdeckungen zusammengesetzt ist, wobei die Kugelrückführgänge in dem Mutternkörper und ein Verbindungsgang in jeder der Seitenabdeckungen ausgebildet ist, um somit die Kugellaufnut 2a mit dem Kugelrückführgang zu verbinden.
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Die Kugeln 4 werden als Rollenelemente in jeder der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung verwendet. Walzen können ebenso als Rollenelemente verwendet werden.
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Gemäß der Detailbeschreibung der Erfindung verursacht die Drehung des Gewindeschafts relativ zu dem Mutternelement eine Zufuhr von Schmiermittel an die Zungenabschnitte der Aufbringelemente an die Rollenelement-Laufflächen des Gewindeschafts. Die Steuerelemente steuern die Schmiermittelmenge, die von dem Schmiermittelspeicher an die Aufbringelemente geführt wird. Im Ergebnis variiert die Menge des von dem Schmiermittelspeicher an die Aufbringelemente geführten Schmiermittels im Verlauf der Zeit nicht drastisch, womit eine gleichförmige Zufuhr des Schmiermittels mit einer vorbestimmten Menge von den Aufbringelementen an den Gewindeschafts vorgesehen ist. Es ist somit möglich, eine minimale Schmiermittelmenge für eine lange Zeitdauer an den Gewindeschaft zu führen.
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Die Drehung der Zungenabschnitte relativ zu dem Gewindeschaft veranlasst eine Bewegung der Zungenabschnitte entlang der spiralförmig angeordneten Rollenelement-Laufflächen, während Schmiermittel auf die Rollenelement-Laufflächen des Gewindeschafts aufgebracht wird. Der Schmiermittelspeicher ist in eine Mehrzahl von Kammern unterteilt, die in der Außenumfangsrichtung des Schmiermittelspeichers angeordnet sind. Die Anzahl der Kammern ist größer oder gleich der Anzahl der Gewinderillen des Gewindeschafts. Die Aufbringelemente sind entsprechend den Kammern angeordnet. Demgemäss können die Rollenelement-Laufflächen in ihrer Gesamtheit geschmiert werden. Überdies wird unabhängig von der Montagelage der Schmiermittel-Zuführvorrichtung an dem Rollenelement-Gewindetrieb nahezu die gesamte in der Schmiermittel-Zuführvorrichtung aufgenommene Schmiermittelmenge nach außen abgegeben. Überdies hat jedes Aufbringelement einen einzelnen darauf ausgebildeten Zungenabschnitt. Es ist somit möglich, zu verhindern, dass das Aufbringelement in der Axialrichtung des Gewindeschafts länger wird, womit eine Schmiermittel-Zuführvorrichtung mit einer verringerten Länge in der Axialrichtung des Gewindeschafts geschaffen ist.
