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Die Erfindung betrifft ein Rücklaufsystem einer Kugelumlaufspindel, insbesondere ein Rücklaufsystem, bei dem die Befestigungsnut in axialer Richtung mit einer ein sich verjüngendes Loch aufweisenden Schnittfläche versehen ist, in die ein vorspringender Wendeabschnitt des Rücklaufelements eingreift. Damit entsteht keine Interferenz, indem die Befestigungsnut der Gewinderille entkommt. Gleichzeitig wird der Krümmungsradius der Rücklaufbahn erhöht.
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Eine Kugelumlaufspindel mit einer zum Rücklauf dienenden Endkappe ist in
DE 100 11 383 A1 beschrieben und weist, wie in
1 und
2 gezeigt, ein Rücklaufelement
10 auf, das einen mit schraubenden Befestigungselementen an einer Schraubenmutter befestigten Positionierabschnitt
101 und eine aus einem Führungsabschnitt
102 und einem Wendeabschnitt
103 zusammengesetzte Rücklaufbahn
104 besitzt. Bei der Gestaltung des Rücklaufelements
10 muss berücksichtigt werden, dass der Steigungswinkel der Kugelumlaufspindel nicht zu klein ist, da sonst das nächste Gewinde zerstört wird.
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Um das oben erwähnte Problem zu lösen, ist eine teilweise ausgleichende Gewindeform 201 an einem aus zwei Bauteilen bestehenden Rücklaufelement 20 ausgebildet (siehe 3 und 4). Durch diese teilweise ausgleichende Gewindeform 201 wird der zerstörte Gewindeabschnitt der oben erwähnten Kugelumlaufspindel vervollständigt.
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Das mit der teilweise ausgleichenden Gewindeform 201 versehene Rücklaufelement 20 ist aus nur zwei getrennten Bauteilen 202, 203 zusammengesetzt. Um die Wendebahn im Inneren des Rücklaufelements 20 zum Umwenden der Rollkugeln zu beschränken, muss die Wendebahn des Rücklaufelements 20 nicht vergrößert sein. Ist die Wendebahn des Rücklaufelements 20 zu klein, kann dies zu einer problematischen Bewegung der Rollkugeln im Rücklaufelement führen.
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Ganz egal, ob es sich um eine integrale Ausbildung oder um eine lösbare Konfiguration handelt, wie aus 2 ersichtlich ist, weist der Wendeabschnitt 103 des Rücklaufelements 10 eine teilweise ausgleichende Gewindeform 105 auf, die im Zusammenwirken mit dem zerstörten Gewindeabschnitt des Innengewindes der Schraubenmutter eine vollständige Gewindeform bildet. Trotzdem weist der Wendeabschnitt 103 einen kleineren Krümmungsradius auf, wodurch eine nicht leichtgängige Rollbewegung der Rollkugeln in der Rücklaufbahn entsteht. Auf diese Weise kann eine erwünschte Umlaufbewegung zwischen der Rollkugel und der Kugelumlaufspindel sowie zwischen der Rollkugel und der Schraubenmutter auftreten, was zur Herabsetzung des mechanischen Wirkungsgrads führen kann.
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Ein Wälzkörpergewindetrieb mit Umlenkelement ist in
DE 10 2005 021 213 A1 beschrieben. Bei diesem Wälzkörpergewindetrieb mit Umlenkelementen verlaufen die Ecken der Mutternut im Umlenkelement, um einen absatz- und gliedfreien Übergang des endlosen Umlaufkanals für die Wälzkörper zwischen Umlenkelement und Mutterhauptkörper zu gewährleisten.
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Durch die Erfindung wird ein Rücklaufsystem einer Kugelumlaufspindel geschaffen, bei dem die Befestigungsnut in axialer Richtung mit einer ein sich allmählich verjüngendes Loch aufweisenden Schnittfläche versehen ist, in die ein vorspringender Umlenkabschnitt des Rücklaufelements eingreift, der einen gekrümmt verlaufenden Abschnitt der Rücklaufbahn enthält. Damit wird vermieden, dass die Befestigungsnut die Gewinderille zerstört. Außerdem entsteht keine Interferenz, indem die Befestigungsnut der Gewinderille entkommt. Gleichzeitig wird der Krümmungsradius der Rücklaufbahn erhöht, was die Erhöhung der Leichtgängigkeit der Umlaufbewegung der Rollkugeln bewirkt.
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Die Erfindung weist insbesondere die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß der Erfindung wird ein Rücklaufsystem einer Kugelumlaufspindel geschaffen, das eine Schraubenspindel, eine Schraubenmutter, mehrere Rücklaufelemente und Rollkugeln aufweist. Die Befestigungsnut der Schraubenmutter ist in axialer Richtung mit einer an das Rücklaufelement angepassten Schnittfläche versehen, die ein sich allmählich verjüngendes, in die Durchgangsbohrung mündendes Loch aufweist und die die Gewinderille der Schraubenmutter nicht schneidet. Das Rücklaufelement weist im Bereich des die Durchgangsbohrung verbindenden Öffnungsabschnitts einen an das sich allmählich verjüngende Loch angepassten, vorspringenden Umlenkabschnitt auf, der in das Loch eingreift und einen gekrümmt verlaufenden Abschnitt der Rücklaufbahn enthält.
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Durch die oben erwähnte Gestaltung wird vermieden, dass der Krümmungsradius der Rücklaufbahn zu klein ist und die Montage der Befestigungsnut die Gewinderille zerstört. Hierdurch wird eine leichtgängige Umlaufbewegung der Rollkugeln gewährleistet. So wird die Wirkung beim Gebrauch des Rücklaufelements erzielt.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform des Rücklaufelements der Kugelumlaufspindel kann das Rücklaufelement in axialer Richtung in zwei Bauteile aufgeteilt werden, die lösbar verbunden sind, indem ein schwalbenschwanzförmiger Vorsprung in eine schwalbenschwanzförmige Nut eingreift.
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Gemäß einer dritten Ausführungsform des Rücklaufelements der Kugelumlaufspindel kann das Rücklaufelement in axialer Richtung in zwei Bauteile aufgeteilt werden, die lösbar verbunden sind, indem Zapfen in jeweils zugeordnete Zapfenlöcher eingreift.
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Im Folgenden werden Aufgaben, Merkmale und Funktionsweise der Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Rücklaufelements und einer Schraubenmutter nach dem Stand der Technik;
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2 eine Stirnansicht des Rücklaufelements gemäß 1;
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3 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Rücklaufelements nach dem Stand der Technik;
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4 einen Schnitt durch das weitere Rücklaufelement und die Schraubenmutter in montiertem Zustand gemäß 3;
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5 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Rücklaufelements;
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6 eine perspektivische Explosionsdarstellung des teilweisen Aufbaus des erfindungsgemäßen Rücklaufelements;
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7 eine perspektivische Gesamtansicht des teilweisen Aufbaus des erfindungsgemäßen Rücklaufelements;
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8 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Rücklaufelements und einer erfindungsgemäßen Schraubenmutter in montiertem Zustand;
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9 eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A' aus 8, wobei die Schraubenmutter und das Rücklaufelement voneinander getrennt sind;
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10 eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A' aus 8, wobei die Schraubenmutter und das Rücklaufelement miteinander verbunden sind;
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11 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rücklaufelements; und
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12 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rücklaufelements.
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Bezugnehmend auf die 5 bis 10 weist ein erfindungsgemäßes Rücklaufsystem einer Kugelumlaufspindel eine Schraubenspindel 1, eine Schraubenmutter 2, mehrere Rücklaufelemente 3 und Rollkugeln 4 auf, wobei die Schraubenspindel 1 außen und die Schraubenmutter 2 innen mit einander angepassten Gewinderillen 11 bzw. 21 versehen ist. Die Schraubenmutter 2 ist innen mit wenigstens einer Durchgangsbohrung 22 versehen, die an beiden Endflächen der Schraubenmutter 2 über je wenigstens eine Befestigungsnut 23 verfügt, die der Montage der Rücklaufelemente 3 dient. Jedes der Rücklaufelemente 3 weist innen eine Rücklaufbahn 31 und zwei Öffnungsabschnitte 311, 312 auf, wobei die Öffnungsabschnitte 311, 312 in die Durchgangsbohrung 22 bzw. in die Gewinderille 21 der Schraubenmutter 2 mündet, und wobei die einander angepassten Gewinderillen 11, 21 der Schraubenspindel 1 und der Schraubenmutter 2 zusammen mit den Rücklaufbahnen 31 der Rücklaufelemente 3 einen separaten Umlaufweg bilden, der für die Umlaufbewegung der Rollkugeln 4 sorgt. Die Befestigungsnut 23 der Schraubenmutter 2 ist in axialer Richtung mit einer an das Rücklaufelement 3 angepassten Schnittfläche 24 versehen, die ein sich verjüngendes, in die Durchgangsbohrung 22 mündendes Loch 25 aufweist, wobei die Schnittfläche 24 keine Interferenz mit der Gewinderille 21 bewirkt. Das Rücklaufelement 3 weist im Bereich des die Durchgangsbohrung 22 verbindenden Öffnungsabschnitts einen dem sich verjüngenden Loch 25 angepassten, vorspringenden Wendeabschnitt 32 auf, der ins sich verjüngende Loch 25 eingreift. Um eine glatte Verbindung zwischen dem Öffnungsabschnitt 311 und der Durchgangsbohrung 22 zu ermöglichen, kann der Öffnungsabschnitt 311 einen kleineren Durchmesser aufweisen als das verjüngende Loch 25. Bei der obigen Beschreibung handelt es sich um die Wechselbeziehung von Bauteilen einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung.
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Nachfolgend wird auf 8 bis 10 Bezug genommen. Gemäß dem Prinzip zur Gestaltung der Kugelumlaufspindel muss der Steigungswinkel nicht zu klein sein. Dies liegt daran, dass eine vollständige Form des nächsten Gewindes beeinträchtig wird, wenn die Gewindeform zu klein ist, was darauf zurückzuführen ist, dass der Steigungswinkel zu klein ist. Bei der Rücklaufbahn spielt die Rücklauf-Wende-Bahn eine wichtige Rolle für die Rollkugeln. Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem zu beachten ist, dass die Rücklaufbahn nicht vergrößert sein kann. Ist die Wendebahn der Rücklaufelemente zu klein dimensioniert, kann dies zur nicht leichtgängigen Bewegung der Rollkugeln in der Rücklaufbahn führen.
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Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Rücklaufsystems wird vermieden, dass der Krümmungsradius der Rücklaufbahn zu klein ist und die Montage der Befestigungsnut die Gewinderille beeinträchtigt. Auf diese Weise kann der Krümmungsradius der Rücklaufbahn vergrößert werden, was die Leichtgängigkeit der Rollkugeln in der Rücklaufbahn verbessert. So wird der wirksame Nutzen beim Gebrauch der Kugelumlaufspindel erzielt.
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Wie aus den 11 und 12 ersichtlich, ist das erfindungsgemäße Rücklaufelement nicht nur auf die einstückige Ausbildung beschränkt. Alternativ können die folgenden Ausführungsformen zum Einsatz kommen.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform des Rücklaufelements der Kugelumlaufspindel kann das Rücklaufelement 3 in axialer Richtung in zwei Bauteile aufgeteilt werden, die lösbar verbunden sind, indem ein schwalbenschwanzförmiger Vorsprung 34 in eine schwalbenschwanzförmige Nut 33 eingreift.
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Gemäß einer dritten Ausführungsform des Rücklaufelements der Kugelumlaufspindel kann das Rücklaufelement 3 in axialer Richtung in zwei Bauteile aufgeteilt werden, die lösbar verbunden sind, indem Zapfen 36 in jeweils zugeordnete Zapfenlöcher 35 eingreift.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Rücklaufelement
- 101
- Positionierabschnitt
- 102
- Führungsabschnitt
- 103
- Wendeabschnitt
- 104
- Rücklaufbahn
- 105
- Gewindeform
- 20
- Rücklaufelement
- 201
- Gewindeform
- 202
- Bauteil
- 203
- Bauteil
- 1
- Schraubenspindel
- 2
- Schraubenmutter
- 3
- Rücklaufelement
- 4
- Rollkugel
- 11
- Gewinderille
- 21
- Gewinderille
- 22
- Durchgangsbohrung
- 23
- Befestigungsnut
- 24
- Schnittfläche
- 25
- sich verjüngendes Loch
- 31
- Rücklaufbahn
- 311
- Öffnungsabschnitt
- 312
- Öffnungsabschnitt
- 32
- Wendeabschnitt
- 33
- schwalbenschwanzförmige Nut
- 34
- schwalbenschwanzförmiger Vorsprung
- 35
- Zapfenloch
- 36
- Zapfen
