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Die Erfindung schafft einen Kugelschraubtrieb.
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Ein herkömmlicher Kugelschraubtrieb verwendet ein Kugelrückführrohr oder einen Kugelrückführdeckel, um einen Kugelumlauf zu bilden. Bei diesem Kugelschraubtrieb kann die Vorspannung durch einen Doppelmutterkörper oder ein Offset verstellt werden, um die Starrheit der Spindel zu erhöhen. Eine Kugelrückführung mit zwei Umlenkstücken ist auch bekannt (
US 5492036 A ), die an den beiden Enden des Mutterkörpers angeordnet sind und mit einer Kugelrückführbohrung verbunden sind, wodurch ein Kugelumlauf entsteht. Da nur ein Kugelumlauf vorhanden ist, ist eine Verstellung der Vorspannung durch das Offset nicht möglich.
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Aus dem
japanischen Patent 2002-227956A ist eine verbesserte Kugelrückführung mit zwei Umlenkstücken bekannt, die anhand der hier beigefügten
7 und
7A erläutert wird, wobei die Kugellaufnut des Mutterkörpers
7 in drei Zonen geteilt wird, die eine mittlere unbelastete Zone
7a und zwei seitliche kugelbelastete Zonen
7b enthalten. Die Kugellaufnut in der unbelasteten Zone
7a wird vergrößert, wodurch zwischen der Kugellaufnut und den Kugeln ein Spalt vorhanden ist. Durch die Vergrößerung und Verkleinerung der Kugellaufnut werden die Kugeln in den beiden seitlichen kugelbelasteten Zonen
7b durch eine Offset-Vorspannung belastet. Wie aus
7A ersichtlich ist, entsteht ein Offsetwert Q zwischen den beiden seitlichen kugelbelasteten Zonen
7b, so dass eine Verstellung der Vorspannung durch das Offset möglich ist. Hierbei ergeben sich jedoch drei Probleme: 1. Die drei Zonen der Kugellaufnut werden durch Schleifen hergestellt, das schwer durchzuführen ist; 2. in der unbelasteten Zone
7a können die Kugeln aufeinander stoßen, da zwischen der Kugellaufnut und den Kugeln ein Spalt vorhanden ist; und 3. die Anzahl der Kugeln ist groß (z. B. in der Kugelrückführbohrung), da nur ein Kugelumlauf vorhanden ist, so dass der Umlaufwiderstand hoch ist.
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Aus Dokument
DE 693 03 206 T2 ist ein Kugelschraubtrieb bekannt, aufweisend eine Spindel, einen auf die Spindel aufgeschraubten Mutterkörper, der mittels Kugeln gegenüber der Spindel bewegt werden kann, und eine Kugelrückführung, die in einer radialen Öffnung des Mutterkörpers aufgenommen ist, wobei der Mutterkörper an der Innenseite eine Kugellaufnut aufweist, entlang der die Kugeln rollen können, wobei an die beiden Stirnseiten des Mutterkörpers jeweils eine Plastikendkappe angeschraubt ist, in welchen eine Endrückführanordnung ausgebildet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kugelschraubtrieb zu schaffen, mit dem die oben genannten Nachteile der herkömmlichen Lösung überwunden werden können, und dessen Belastbarkeit größer als bei herkömmlichen Kugelschraubtrieben ist.
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Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Kugelschraubtrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Der Kugelschraubtrieb weist eine Spindel, einen auf die Spindel aufgeschraubten Mutterkörper, der mittels Kugeln gegenüber der Spindel bewegt werden kann, und eine Kugelrückführung auf, die in einer radialen Öffnung des Mutterkörpers aufgenommen ist, wobei der Mutterkörper an der Innenseite eine Kugellaufnut aufweist, entlang der die Kugeln rollen können, und in die beiden Stirnseiten des Mutterkörpers jeweils ein Umlenkstück eingesetzt ist. Die Kugelrückführung weist zwei Kugelrückführkanäle auf, deren jeweilige eine ihrer zwei Öffnungen mit jeweils einer Kugelrückführbohrung in dem Mutterkörper fluchten und deren jeweilige andere ihrer Öffnungen in Längsrichtung der Kugellaufnut des Mutterkörpers nahe nebeneinander mit der Kugellaufnut verbunden sind, wobei die beiden Kugelrückführkanäle zusammen mit den Umlenkstücken und der Kugellaufnut des Mutterkörpers zwei voneinander unabhängige Kugelumläufe bilden, wodurch die Vorspannung des Mutterkörpers durch ein Offset verstellt werden kann.
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Vorzugsweise sind die Öffnungen an dem einen Ende der Kugelrückführkanäle jeweils nutförmig ausgebildet, von denen Aussparungen der Kugellaufnut des Mutterkörpers ausgefüllt sind.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
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1 eine Darstellung der Erfindung vor der Verbindung mit dem Mutterkörper,
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2A eine Frontansicht der Kugelrückführung gemäß der Erfindung,
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2B eine Rückansicht der Kugelrückführung gemäß der Erfindung,
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2C eine Explosionsdarstellung der Kugelrückführung gemäß der Erfindung,
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3 eine Darstellung der Erfindung nach der Verbindung mit dem Mutterkörper,
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4A eine Darstellung der Erfindung, wobei die nutförmigen Öffnungen der Kugelrückführkanäle die Aussparungen der Kugellaufnut des Mutterkörpers ausfüllen,
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4B eine Darstellung der nutförmigen Öffnungen der Kugelrückführkanäle,
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5 eine Darstellung der Erfindung beim Einsatz,
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6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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7 eine Darstellung der herkömmlichen Lösung,
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7A eine Darstellung der Offset-Vorspannung der herkömmlichen Lösung.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, wird ein Mutterkörper 1 auf eine Spindel 2 aufgeschraubt und kann durch die Kugeln 3 gegenüber der Spindel 1 bewegt werden. Der Mutterkörper 1 weist an der Innenseite eine Kugellaufnut 1e auf, in der die Kugeln 3 rollen können.
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Die Kugelrückführung 4 weist zwei Kugelrückführkanäle 4a auf und ist in einer radialen Öffnung 1c des Mutterkörpers 1 aufgenommen. Die Kugelrückführkanäle 4a fluchten mit den Kugelrückführbohrungen 1a und die Gewindelöcher 4b fluchten mit den Gewindelöchern 1b des Mutterkörpers 1. Zwei Schrauben (nicht dargestellt) werden in die Gewindelöcher gedreht und befestigen die Kugelrückführung 4 in dem Mutterkörper 1. In den beiden Enden des Mutterkörpers 1 ist jeweils ein Umlenkstück 5 vorgesehen. Durch die Umlenkstücke 5, die Kugelrückführung 4 und die Kugellaufnut 1e entstehen zwei voneinander unabhängige Kugelumläufe, so dass die Vorspannung des Mutterkörpers 1 durch das Offset verstellt werden kann.
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2A zeigt eine Frontansicht der Kugelrückführung 4 des erfindungsgemäßen Kugelschraubtriebes, 2B zeigt eine Rückansicht der Kugelrückführung 4 des erfindungsgemäßen Kugelschraubtriebes, und 2C zeigt eine Explosionsdarstellung der Kugelrückführung 4 des erfindungsgemäßen Kugelschraubtriebes.
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Wie in den Figuren dargestellt ist, ist die Kugelrückführung 4 bogenförmig ausgebildet und weist eine Bogenfläche 4c auf, die dem Außendurchmesser des Mutterkörpers 1 entspricht und somit mit der Außenseite des Mutterkörpers 1 bündig ist. In der Kugelrückführung 4 sind die beiden Kugelrückführkanäle 4a vorgesehen, die mit den Gewindelöchern 4b versehen sind, von denen die Kugellaufnut 1e des Mutterkörpers 1 mit den Kugelrückführbohrungen 1a verbunden wird. Die Gewindelöcher 4b dienen zur Befestigung der Kugelrückführung 4. Bei der Befestigung wird zunächst die Kugelrückführung 4 in die radiale Öffnung 1c des Mutterkörpers 1 gesteckt. Anschließend werden die Schrauben 6 in die Gewindelöcher 4b gedreht und befestigen die Kugelrückführung 4 an dem Mutterkörper 1 (3). Durch die Öffnungen der Kugelführungen 4d der beiden Kugelrückführkanäle 4a treten die Kugeln 3 in die Kugelrückführbohrungen 1a des Mutterkörpers 1 in 1 ein und werden somit in Umlauf gebracht.
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Wie aus 2B ersichtlich ist, liegen die Öffnungen 4e der beiden Kugelrückführkanäle 4a, die nutförmig ausgebildet und mit der Kugellaufnut 1e verbunden sind, möglichst nahe nebeneinander, um einen größeren Bereich der Kugellaufnut 1e, der mit den Kugeln nicht in Kontakt steht, zu vermeiden, damit die Kugellaufnut beim Einstellen des Offsetwertes eine ausreichende Belastbarkeit hat. Die nutförmigen Öffnungen 4e liegen sehr nahe nebeneinander und befinden sich auf einer Linie.
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Wie aus 4A ersichtlich ist, weisen die zwei Kugelrückführkanäle 4a der Kugelrückführung 4 an einem Ende jeweils eine nutförmige Öffnung 4e auf, die die Aussparungen der Kugellaufnut 1e des Mutterkörpers 1 ausfüllt, die bei der Bearbeitung entstehen. 4B zeigt die nutförmigen Öffnungen der Kugelrückführkanäle 4a.
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Wie aus 5 ersichtlich ist, benötigt die Verstellung der Vorspannung durch das Offset zwei voneinander unabhängige Kugelumläufe in der Kugellaufnut 1e des Mutterkörpers 1. Zwischen den beiden Kugelumläufen kann ein Offset vorliegen. Die Kugeln auf der rechten Seite der Darstellung einerseits und die Kugeln auf der linken Seite der Darstellung andererseits gehören zu zwei voneinander unabhängigen Kugelumläufen, wodurch die Vorspannung des Mutterkörpers durch das Offset eingestellt werden kann, so dass die Starrheit des Mutterkörpers 1 erhöht wird.
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6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Länge des Mutterkörpers 1 vergrößert wird, so dass mehrere (drei) Kugelumläufe vorgesehen sein können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mutterkörper
- 1a
- Kugelrückführkanal
- 1b
- Gewindeloch
- 1c
- radiale Öffnung
- 1e
- Kugellaufnut
- 2
- Spindel
- 3
- Kugel
- 4
- Kugelrückführung
- 4a
- Kugelrückführkanal
- 4b
- Gewindeloch
- 4c
- Bogenfläche
- 4d
- Kugelführung
- 4e
- nutförmige Öffnung
- 5
- Umlenkstück
- 6
- Schraube
- 7
- Mutterkörper
- 7a
- kugelbelastete Zone
- 7b
- unbelastete Zone
