DE102008047204A1

DE102008047204A1 - Ball screw for use in electromechanical steering gears in vehicle construction, comprises spindle and screw nut, which stay in contact by balls, in order to enable transformation of rotation of spindle into axial movement of screw nut

Info

Publication number: DE102008047204A1
Application number: DE102008047204A
Authority: DE
Inventors: Ingo Winter; Eberhard Fischer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-09-15
Filing date: 2008-09-15
Publication date: 2010-04-15

Abstract

The ball screw comprises a spindle (1) and a screw nut (2), which stay in contact by balls (3), in order to enable the transformation of a rotation of the spindle into an axial movement of the screw nut. An annular closed ball groove is formed at a periphery surface of the spindle or the screw nut. The balls are provided in a brace (8) of the annular closed ball groove of the spindle or the screw nut in contact with the screw shaped ball groove of the spindle or the screw nut in a load bearing manner and in another brace (9) of the annular closed ball groove in a load-free manner.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kugelgewindetrieb, umfassend eine Spindel und eine Mutter, die über Kugeln in Eingriff stehen, um die Übersetzung einer Drehung des einen Teils in eine Axialbewegung des anderen Teils zu ermöglichen.The The invention relates to a ball screw, comprising a Spindle and a nut that engage over balls, to the translation of a rotation of the one part into a Allow axial movement of the other part.

Kugelgewindetriebe sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Sie werden vielfach zum Bewegen von Werkzeugschlitten oder Hubeinrichtungen eingesetzt. Neuerdings finden Kugelgewindetriebe auch im Fahrzeugbau in elektromechanischen Lenkungen Verwendung, um ein Antriebsmoment eines Elektromotors in eine Axialkraft an einer Lenkstange zu übersetzen.Ball Screws are well known in the art. They become many used for moving tool slides or lifting devices. Recently found ball screws in vehicle construction in electromechanical steering systems Use to a drive torque of an electric motor in an axial force to translate on a handlebar.

Herkömmliche Kugelgewindetriebe weisen in der Regel eine schraubenförmige Kugellaufbahn an der Spindel sowie eine schraubenförmige Kugellaufbahn an der Mutter auf. Zur Gewährleistung eines Kugelumlaufs ist in der Regel an der Mutter mindestens eine separate Umlenkvorrichtung vorgesehen, um die Kugeln an einer Stelle aus der Kugellaufbahn der Spindel hinauszufördern und an anderer Stelle wieder einzuspeisen. Entsprechende Kugelgewindetriebe sind beispielsweise aus der DE 100 56 275 A1 , der DE 102 42 297 A1 , der DE 10 2004 023 354 A1 und der DE 10 2005 006 697 A1 bekannt. Die Herstellung und Montage derartiger Kugelgewindetriebe ist jedoch aufgrund der separaten Kugelumlenkvorrichtungen aufwändig. So müssen die Kugelumlenkvorrichtungen eigens hergestellt und montiert werden und können zu Störungen beim Kugelumlauf führen. Zumeist beanspruchen die Umlenkvorrichtungen auch einen zusätzlichen radialen Bauraum.Conventional ball screws usually have a helical ball race on the spindle and a helical ball track on the mother. To ensure a ball circulation, at least one separate deflection device is usually provided on the nut in order to convey the balls out of the ball raceway of the spindle at one point and to feed them in again elsewhere. Corresponding ball screws are for example from the DE 100 56 275 A1 , of the DE 102 42 297 A1 , of the DE 10 2004 023 354 A1 and the DE 10 2005 006 697 A1 known. However, the production and installation of such ball screws is complicated due to the separate Kugelumlenkvorrichtungen. So the Kugelumlenkvorrichtungen must be specially manufactured and assembled and can lead to disturbances in the ball circulation. In most cases, the deflection devices also require an additional radial space.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen kompakten Kugelgewindetrieb zu schaffen, der einfach herstellbar und montierbar ist.From that Based on the object of the invention, a compact To create a ball screw, the easy to manufacture and assemble is.

Diese Aufgabe wird durch einen Kugelgewindetrieb gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Kugelgewindetrieb umfasst eine Spindel und eine Mutter, die über Kugeln in Eingriff stehen, um die Übersetzung einer Drehung des einen Teils in eine Axialbewegung des anderen Teils zu ermöglichen, und zeichnet sich dadurch aus, dass an einer Umfangsfläche des einen Teils, welche zu dem anderen Teil weist, mindestens eine ringartig geschlossene Kugellaufbahn ausgeformt ist, und an einer Umfangsfläche des anderen Teils, welche zu der Umfangsfläche des erstgenannten Teils weist, mindestens eine schraubenförmige Kugellaufbahn ausgeformt ist, wobei die Kugeln in einem ersten Zweig der ringartig geschlossenen Kugellaufbahn des einen Teils, welche in Eingriff mit der schraubenförmigen Kugellaufbahn des anderen Teils stehen, lasttragend und in einem zweiten Zweig der ringförmig geschlossenen Kugellaufbahn im wesentlichen lastfrei sind.These Task is achieved by a ball screw according to claim 1 solved. The ball screw according to the invention includes a spindle and a nut, which has balls in Engage the translation of a rotation of the one part to allow in an axial movement of the other part and is characterized in that on a peripheral surface of a part which faces the other part, at least one ring-like closed ball track is formed, and on a peripheral surface of the other part leading to the peripheral surface of the former Partly has at least one helical ball track is formed, wherein the balls in a first branch of the ring-like closed ball track of the one part, which engages with the helical ball track of the other part stand, load-bearing and in a second branch of the annular closed ball track are essentially free of load.

Der erfindungsgemäße Kugelgewindetrieb weist einen internen Kugelumlauf auf, kommt jedoch vollständig ohne separate Kugelumlenkvorrichtungen aus. Sowohl die lasttragenden Kugeln als auch die zurückzuführenden Kugeln werden in einer unmittelbar an einer Umfangsfläche der Spindel ausgeformten ringförmig geschlossenen Kugellaufbahn umlaufend geführt. Alternativ können die ringförmig geschlossenen Kugellaufbahnen allerdings auch an der Mutter ausgebildet sein.Of the Ball screw according to the invention has a internal recirculating ball, but comes completely without separate Kugelumlenkvorrichtungen. Both the load-bearing Balls as well as the balls to be returned in a directly on a peripheral surface of the spindle molded annularly closed ball track circumferentially guided. Alternatively, the annular closed However, ball raceways also be formed on the mother.

Ferner ist es möglich, ringförmig geschlossene Kugellaufbahnen sowohl an der Spindel als auch an der Mutter vorzusehen, welche mit schraubenförmigen Kugellaufbahnen am jeweils anderen Teil zusammenwirken. Hierzu können ringförmig geschlossene Kugellaufbahnen und schraubenförmige Kugellaufbahnen abwechselnd an der Spindel und in korrespondierender Weise an der Mutter ausgeformt sein.Further It is possible, annular closed ball tracks to provide both the spindle and the mother, which with helical ball tracks on each other Collaborate part. This can be annular closed ball tracks and helical ball raceways alternately on the spindle and in a corresponding manner on the Mother be formed.

Durch den Entfall separater Kugelumlenkvorrichtungen wird die Bauteilvielfalt reduziert und der Herstellungsaufwand sowie der Handhabungs- und Montageaufwand verringert.By The elimination of separate Kugelumlenkvorrichtungen is the variety of components reduced and the manufacturing cost and the handling and Assembly costs reduced.

Zudem ergibt sich insbesondere in Radialrichtung eine sehr kompakte Bauweise, so dass für die Mutter des Kugelgewindetriebs eine kleinere Aufnahmeöffnung und Lagerung ausreichend ist.moreover results in particular in the radial direction of a very compact design, so that for the mother of the ball screw a smaller Receiving opening and storage is sufficient.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.advantageous Embodiments of the invention are in further claims specified.

Vorzugsweise weist der erste Zweig, das heißt der lasttragende Zweig einer ringförmig geschlossenen Kugellaufbahn am einen Teil die gleiche Gewindesteigung wie die zugehörige schraubenförmige Kugellaufbahn am anderen Teil auf. Hierdurch ergibt sich eine gute Verteilung der Kräfte auf eine verhältnismäßig große Anzahl von Kugeln.Preferably indicates the first branch, that is the load bearing branch an annular closed ball track on one part the same thread pitch as the associated helical Ball track on the other part on. This results in a good Distribution of forces to a relative large number of balls.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verläuft der zweite Zweig das heißt der rückführende Zweig einer ringförmig geschlossenen Kugellaufbahn im Wesentlichen parallel zu dem ersten Zweig. Er ist mit diesem durch zwei in der Umfangsfläche ausgeformte Umlenkabschnitte kontinuierlich verbunden. Auf diese Weise bleibt der Kugelgewindetrieb vor allem auch in Axialrichtung kompakt. Zudem lässt sich so eine größere Anzahl von ringförmig geschlossenen Kugellaufbahnen an einer Umlauffläche der Spindel oder gegebenenfalls der Mutter unterbringen.According to one further advantageous embodiment of the invention runs the second branch is called the returning one Branch of an annular closed ball track essentially parallel to the first branch. He is with this by two in the Peripheral surface formed deflection continuously connected. In this way, the ball screw remains above all else also compact in the axial direction. In addition, can such a larger number of annularly closed Ball raceways on a rotating surface of the spindle or if necessary, accommodate the mother.

Vorzugsweise sind in Umfangsrichtung ein oder mehrere Paare von ringförmig geschlossenen Kugellaufbahnen vorgesehen, wobei bei einem Paar von ringförmig geschlossenen Kugellaufbahnen in Umfangsrichtung betrachtet an einer der ringförmig geschlossenen Kugellaufbahnen der erste lasttragende Zweig vornliegend und an der weiteren ringförmig geschlossenen Kugellaufbahn dieses Paares der erste lasttragende Zweig hintenliegend angeordnet ist. Hierdurch lässt sich auf besonders einfache Art und Weise gewährleisten, dass rücklaufende Kugeln in den zweiten Zweigen in Bezug auf die Spindel und die Mutter im wesentlichen kraftfrei sind und lediglich durch Kugeln des ersten Zweigs weitertransportiert werden. Zudem kann das Spiel im Kugelgewindetrieb durch eine entsprechende Gestaltung der lasttragenden Abschnitte der Kugellaufbahnen der Spindel und der Mutter vorgegeben werden.Preferably, one or more pairs of annularly closed ball races are provided in the circumferential direction, wherein in a pair of annular closed ball raceways in Viewed circumferentially on one of the annular closed ball raceways of the first load-bearing branch forward and arranged on the other annular closed ball track of this pair of the first load-bearing branch behind. This makes it possible to ensure in a particularly simple manner that returning balls in the second branches with respect to the spindle and the nut are substantially free of force and are transported only by balls of the first branch. In addition, the game can be specified in the ball screw by an appropriate design of the load-bearing sections of the ball raceways of the spindle and the mother.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist eine schraubenförmige Laufbahn eine solche Weite auf, um zwischen ihren Flanken eine gesamte ringförmig geschlossene Kugellaufbahn aufzunehmen. Hierdurch wird eine besonders einfache Rückführung der Kugeln ermöglicht, da der Übergang vom ersten, lasttragenden Zweig zum zweiten, rückführenden Zweig einer ringförmig geschlossenen Kugellaufbahn mit dem gleichem Radialabstand zur Längsmittelachse des betreffenden Teils erfolgen kann, wie er auch in den beiden Zweigen vorliegt. Dies vereinfacht insbesondere die Herstellung der ringförmig geschlossenen Kugellaufbahnen.According to one Another advantageous embodiment of the invention has a helical track such a width on, between their flanks an entire annular take closed ball track. This will be a special easy return of the balls allows since the transition from the first, load-bearing branch to the second, returning branch of a ring-shaped closed ball track with the same radial distance to the longitudinal central axis of the part in question, as in the two cases Branches present. This simplifies in particular the production the annular closed ball tracks.

Bevorzugt weist eine schraubenförmige Kugellaufbahn im Querschnitt einen geraden Nutgrund auf, der über Rundungen, die an den Durchmesser der Kugeln angepasst sind, in die Flanken übergeht. Hierdurch lässt sich eine schraubenförmige Kugellaufbahn verhältnismäßig einfach herstellen.Prefers has a helical ball track in cross section a straight groove bottom, which has curves that on adapted to the diameter of the balls, merges into the flanks. hereby can be a helical ball track make it relatively easy.

Vorzugsweise sind in Umfangsrichtung vier ringförmig geschlossene Kugellaufbahnen sowie vier schraubenförmige Kugellaufbahnen vorgesehen.Preferably are in the circumferential direction four annular closed ball raceways and four helical ball raceways provided.

Ferner hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn sich eine ringförmig geschlossene Kugellaufbahn in Umfangsrichtung über einen Winkelbereich von mindestens 45 Grad bis maximal 180 Grad erstreckt. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass sich eine ringförmig geschlossene Kugellaufbahn über den vollen Umfang einer Umfangsfläche oder auch weiter erstreckt.Further It has proven to be advantageous if a ring-shaped Closed ball track in the circumferential direction over a Angular range of at least 45 degrees to a maximum of 180 degrees. However, it is not excluded that a ring-shaped Closed ball track over the full circumference of a Circumferential or even further extends.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung beträgt die Weite einer schraubenförmigen Kugellaufbahn mindestens das Dreifache des Durchmessers einer Kugel. Hierdurch wird eine gute Kugelumlenkung zwischen den beiden Zweigen ermöglicht.According to one Another advantageous embodiment is the width a helical ball track at least three times the diameter of a sphere. This will be a good ball deflection between the two branches.

Wie oben ausgeführt, kann die ringförmig geschlossene Kugellaufbahn an einem Teil, nämlich die Spindel oder der Mutter und die schraubenförmige Kugellaufbahn am anderen Teil; nämlich der Mutter oder der Spindel ausgeformt sein. Bevorzugt wird man alle ringförmig geschlossene Kugellaufbahn am Außenumfang der Spindel ausbilden.As Run above, the annular closed Ball track on one part, namely the spindle or the Nut and the helical ball track at the other Part; namely the mother or the spindle to be formed. Preference is given to all annular closed ball track form on the outer circumference of the spindle.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:following the invention with reference to an embodiment shown in the drawing explained in more detail. The drawing shows in:

1 eine räumliche Ansicht eines Kugelgewindetriebs nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 3 is a perspective view of a ball screw according to an embodiment of the invention,

2 eine räumliche Ansicht der Spindel mit ringförmig geschlossenen Kugellaufbahnen sowie in diesen angeordneten Kugeln, und in 2 a spatial view of the spindle with annular closed ball raceways and arranged in these balls, and in

3 einen Schnitt quer zur Längsachse des Kugelgewindetriebs aus 1. 3 a section transverse to the longitudinal axis of the ball screw 1 ,

Das Ausführungsbeispiel zeigt einen Kugelgewindetrieb mit einer Spindel 1 und einer Mutter 2, welche über Kugeln 3 in Gewindeeingriff stehen, so dass eine Drehung des einen Teils in eine Translation des anderen Teils übersetzt werden kann. Wird die Mutter 2 in Drehung versetzt, jedoch axial festgehalten, kommt es durch den Eingriff der Kugeln 3 zu einer Axialverschiebung der drehfest gehaltenen Spindel 1. Hält man hingegen die Mutter 2 in Drehrichtung fest, kann durch eine axiale Verschiebung derselben relativ zu der Spindel 1 letztere in Drehung versetzt werden.The embodiment shows a ball screw with a spindle 1 and a mother 2 which about bullets 3 in threaded engagement, so that rotation of one part can be translated into translation of the other part. Will the mother 2 set in rotation, but held axially, it comes through the engagement of the balls 3 to an axial displacement of the rotatably held spindle 1 , If you keep the mother, on the other hand 2 fixed in the direction of rotation can, by an axial displacement of the same relative to the spindle 1 the latter are set in rotation.

Erfindungsgemäß ist an einer Umfangsfläche 4 des einen Teils, welche zu dem anderen Teil weist, mindestens eine ringartig geschlossene Kugellaufbahn 5 ausgeformt während an einer Umfangsfläche 6 des anderen Teils, welche zu der Umfangsfläche 4 des erstgenannten Teils weist, mindestens eine schraubenförmige Kugellaufbahn 7 ausgeformt ist.According to the invention is on a peripheral surface 4 of the one part, which points to the other part, at least one annularly closed ball track 5 formed while on a peripheral surface 6 of the other part leading to the peripheral surface 4 of the former part, at least one helical ball track 7 is formed.

Die ringartig geschlossenen Kugellaufbahnen 5 können, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, an der Außenumfangsfläche 4 der Spindel 1 ausgebildet sein. Die schraubenförmigen Kugellaufbahnen 7 befinden sich dann am Gegenstück, das heißt an einer Innenumfangsfläche 6 der Mutter 2. Es ist jedoch auch möglich, die ringartig geschlossenen Kugellaufbahnen 5 an der Innenumfangsfläche der Mutter 2 und die schraubenförmigen Kugellaufbahnen 7 an der Außenumfangsfläche des Gegenstücks, das heißt dann an der Spindel 1 vorzusehen. Im Folgenden wird die Erfindung für die erste Variante näher erläutert; die zweite Variante ergibt sich durch eine entsprechend analoge Übertragung. Ferner ist eine abwechselnde Anordnung möglich.The ring-like closed ball raceways 5 can, as shown in the embodiment, on the outer peripheral surface 4 the spindle 1 be educated. The helical ball raceways 7 are then on the counterpart, that is on an inner peripheral surface 6 mother 2 , However, it is also possible, the annular closed ball raceways 5 on the inner peripheral surface of the nut 2 and the helical ball raceways 7 on the outer peripheral surface of the counterpart, that is then on the spindle 1 provided. In the following the invention for the first variant will be explained in more detail; the second variant results from a corresponding analog transmission. Furthermore, an alternate arrangement is possible.

Wie insbesondere 2 entnommen werden kann, sind die ringförmig geschlossenen Kugellaufbahnen 5 unmittelbar in der Umfangsfläche 4 der Spindel 1 ausgeformt. Sie können beispielsweise gefräst werden. Jede ringförmig geschlossene Kugellaufbahn 5 weist einen ersten Zweig 8 auf, in dem die Kugeln 3 lasttragend sind, das heißt Kräfte zwischen der Spindel 1 und der Mutter 2 übertragen werden. Weiterhin weist jede ringförmig geschlossene Kugellaufbahn 5 einen zweiten, rückführenden Zweig 9 auf, in dem die Kugeln 3 im Wesentlichen lastfrei sind. Sie werden hier lediglich durch die Kugeln 3 des ersten Zweigs 8 entlang der Kugellaufbahn weitergefördert.In particular 2 can be removed, are the annular closed ball raceways 5 directly in the peripheral area 4 of the spindle 1 formed. They can be milled, for example. Each ring-shaped ball track 5 has a first branch 8th on, in which the balls 3 are load-bearing, that is forces between the spindle 1 and the mother 2 be transmitted. Furthermore, each annular closed ball track 5 a second, returning branch 9 on, in which the balls 3 are essentially load-free. They are here only by the balls 3 of the first branch 8th further along the ball track.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Spindel 2 an ihrem Außenumfang 4 insgesamt vier ringförmig geschlossene Kugellaufbahnen 5 auf, die jeweils in Umfangsrichtung einen Winkelbereich von etwa 120° überdecken. Bevorzugte Winkelbereiche liegen je nach Anzahl von geschlossenen Kugellaufbahnen im Bereich von mindestens 45° bis maximal etwa 180°. Vorzugsweise kommt eine gerade Anzahl von ringförmig geschlossenen Kugellaufbahnen 5 zum Einsatz, was weiter unten noch näher erläutert wird.In the illustrated embodiment, the spindle 2 on its outer circumference 4 a total of four annular closed ball raceways 5 on, each covering an angular range of about 120 ° in the circumferential direction. Preferred angular ranges are depending on the number of closed ball raceways in the range of at least 45 ° to a maximum of about 180 °. Preferably, an even number of annular closed ball tracks comes 5 used, which will be explained in more detail below.

Die beiden Zweige 8 und 9 einer ringartig geschlossenen Kugellaufbahn 5 verlaufen im wesentlichen parallel zueinander und weisen die gleiche Steigung auf, wie die zugehörige schraubenförmige Kugellaufbahn 7 an der Mutter 2, so dass stets mehrere Kugeln 3 im ersten Zweig 8 lasttragend sind. Zur Gewährleistung eines Kugelumlaufs sind die beiden Zweige 8 und 9 durch zwei in der Umfangsfläche 4 ausgeformte Umlenkabschnitte 10 und 11 kontinuierlich miteinander verbunden. Vorzugsweise weist der Bahngrund der ringartig geschlossenen Kugellaufbahn 5 an allen Punkten entlang der Kugellaufbahn 5 den gleichen Abstand zur Längsmittelachse der Spindel 1 auf, wodurch die Herstellung der ringförmig geschlossenen Kugellaufbahn 5 besonders einfach wird.The two branches 8th and 9 a ring-closed ball track 5 are substantially parallel to each other and have the same pitch as the associated helical ball track 7 at the mother 2 , so always several balls 3 in the first branch 8th are load bearing. To ensure a recirculating ball are the two branches 8th and 9 by two in the peripheral surface 4 shaped deflection sections 10 and 11 continuously connected. Preferably, the web base of the annular closed ball track 5 at all points along the ball track 5 the same distance to the longitudinal central axis of the spindle 1 on, thereby producing the annular closed ball track 5 becomes particularly easy.

Wie insbesondere 3 entnommen werden kann, sind die ringförmig geschlossenen Kugellaufbahnen 5 in Umfangsrichtung paarweise angeordnet. Jedes Paar umfasst eine ringförmig geschlossene Kugellaufbahn 5, bei der in einer ausgewählten Umfangsrichtung betrachtet der erste lasttragende Zweig 8 vornliegend und der zweite rückführenden Zweig 9 hintenliegend angeordnet ist sowie eine weitere ringförmig geschlossene Kugellaufbahn mit umgekehrter Reihenfolge, das heißt einem hintenliegenden ersten lasttragenden Zweig 8 und einen vornliegenden rückführenden Zweig 9. In 3 ist in jeder Bildhälfte ein solches Paar dargestellt, wobei die Drucklinien an den lasttragenden Kugeln 3 durch Pfeile angedeutet sind. Es ist unschwer zu erkennen, dass sich durch diese Anordnungen die Kräfte an der Spindel sowie die Kräfte an der Mutter ausgleichen. Zudem wird durch diese Anordnung gewährleistet, dass die Kugeln 3 in den zweiten Zweigen 9 im Wesentlichen kraftfrei zurückgeführt werden können. Dies lässt sich beispielsweise durch eine entsprechende Dimensionierung der Laufbahnflanken der Kugellaufbahnen 5 und 7 realisieren.In particular 3 can be removed, are the annular closed ball raceways 5 arranged in pairs in the circumferential direction. Each pair includes an annular closed ball track 5 in which, in a selected circumferential direction, the first load bearing branch 8th on the front and the second returning branch 9 is arranged back and another annular closed ball track in reverse order, that is, a rear-lying first load-bearing branch 8th and a forward returning branch 9 , In 3 is shown in each half of the picture such a pair, wherein the pressure lines on the load-bearing balls 3 are indicated by arrows. It is not difficult to see that these arrangements balance the forces on the spindle and the forces on the nut. In addition, this arrangement ensures that the balls 3 in the second branches 9 can be traced essentially force-free. This can be, for example, by an appropriate dimensioning of the raceway edges of the ball raceways 5 and 7 realize.

Während die Ausdehnung der ringförmig geschlossenen Kugellaufbahnen 5 an der Spindel 1 auf Umfangsteilabschnitte des Außenumfangs 4 der Spindel 1 beschränkt sind, bilden die Kugellaufbahnen 7 an der Mutter 2 ein oder mehrere Windungen um die Längsmittelachse A des Kugelgewindetriebs. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist für jede ringförmig geschlossene Kugellaufbahn 5 der Spindel 1 eine schraubenförmige Kugellaufbahn 7 an der Mutter 2 ausgebildet. Bei einer größeren Anzahl von ringförmig geschlossenen Kugellaufbahnen 5, insbesondere einem Versatz derselben Axialrichtung oder mehreren, nebeneinander angeordneten Reihen von ringförmig geschlossenen Kugellaufbahnen 5 kann eine schraubenförmige Kugellaufbahn 7 auch mit mehreren, ringförmig geschlossenen Kugellaufbahnen 5 zusammenwirken.While the expansion of the annular closed ball raceways 5 at the spindle 1 on peripheral portions of the outer periphery 4 the spindle 1 are limited form the ball raceways 7 at the mother 2 one or more windings about the longitudinal center axis A of the ball screw. In the illustrated embodiment is for each annular closed ball track 5 the spindle 1 a helical ball track 7 at the mother 2 educated. For a larger number of annular closed ball raceways 5 , In particular, an offset of the same axial direction or a plurality of juxtaposed rows of annular closed ball raceways 5 can be a helical ball track 7 Also with several, annular closed ball raceways 5 interact.

Die schraubenförmigen Kugellaufbahnen 7 sind derart konfiguriert, um zwischen ihren Flanken 12 und 13 eine gesamte ringförmig geschlossene Kugellaufbahn 5 aufzunehmen. Aus diesem Grunde sollte der Abstand zwischen den beiden Zweigen 8 und 9 nicht zu groß sein. Andererseits ist für eine zuverlässige Umlenkung der Kugeln 3 ein gewisser Mindestabstand nötig. Vorzugsweise beträgt die Weite einer schraubenförmigen Kugellaufbahn 5 zwischen den Flanken 12 und 13 daher etwa das Drei- bis Fünffache des Durchmessers einer Kugel 3.The helical ball raceways 7 are configured to be between their flanks 12 and 13 an entire annular closed ball track 5 take. For this reason, the distance between the two branches should be 8th and 9 not too big. On the other hand, for a reliable deflection of the balls 3 a certain minimum distance necessary. Preferably, the width of a helical ball track 5 between the flanks 12 and 13 therefore about three to five times the diameter of a sphere 3 ,

Wie 3 zeigt, weisen die schraubenförmigen Kugellaufbahnen 7 im Querschnitt einen geraden Nutgrund 14 auf, der über an den Durchmesser der Kugeln 3 angepasste Rundungen in die Flanken 12 und 13 übergeht. Die schraubenförmigen Kugellaufbahnen 7 lassen sich so zum einen einfach fertigen. Zum anderen behindern sie nicht die Umlenkung der Kugeln 3 in den Umlenkabschnitten 10 und 11. Letzteres hat wiederum zur Folge, dass auch die ringförmig geschlossenen Kugellaufbahnen 5 mit geringem Fertigungsaufwand hergestellt werden können.As 3 shows, have the helical ball raceways 7 in cross-section a straight groove bottom 14 on top of the diameter of the balls 3 adapted curves in the flanks 12 and 13 passes. The helical ball raceways 7 can be so easily made on the one hand. On the other hand, they do not hinder the deflection of the balls 3 in the deflection sections 10 and 11 , The latter in turn has the consequence that the annular closed ball raceways 5 can be produced with low production costs.

Im Betrieb wird beispielsweise durch Verdrehen der Mutter 2 in Richtung der durch die Pfeile in 3 angedeuteten Drucklinie über die Kugeln 3 der tragenden Kugelreihe, das heißt der Kugeln 3 im ersten Zweig 8, eine axiale Verschiebung der Spindel 1 bewirkt. Dabei rollen die Kugeln 3 im ersten Zweig 8 ab. Beim Verlassen dieses Abschnitts der ringförmig geschlossenen Kugellaufbahn 5 schieben sie die nicht-tragenden Kugeln 3 im zweiten Zweig 9 durch diesen wieder zum Einlauf in den lasttragenden ersten Zweig 8, so dass an dem Kugelgewindetrieb ein innerer Kugelumlauf gewährleistet wird, der ohne separate Kugelumlenkvorrichtungen auskommt.In operation, for example, by turning the nut 2 in the direction of the arrows in 3 indicated pressure line over the balls 3 the bearing ball row, that is the balls 3 in the first branch 8th , an axial displacement of the spindle 1 causes. The balls roll 3 in the first branch 8th from. When leaving this section of the annular closed ball track 5 push the non-bearing bullets 3 in the second branch 9 through this again to the inlet into the load bearing first branch 8th , So that an internal ball screw is guaranteed at the ball screw, which does not require separate Kugelumlenkvorrichtungen.

Der vorstehende Kugelgewindetrieb ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise unter Gewährleistung hoher Sicherheitsansprüche. Er zeichnet sich zudem durch eine besonders einfache Herstellung und Montage aus.Of the protruding ball screw allows a special compact design while ensuring high safety standards. It is also characterized by a particularly simple production and assembly off.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern umfasst alle durch die Ansprüche definierten Ausgestaltungen.The The invention has been described above with reference to an embodiment explained in more detail. But she is not on it but all encompassed by the claims defined embodiments.

11: Spindelspindle
22: Muttermother
33: KugelBullet
44: Umfangsfläche der Spindelperipheral surface the spindle
55: ringförmig geschlossene Kugellaufbahnannular closed ball track
66: Umfangsfläche der Mutterperipheral surface mother
77: schraubenförmige Kugellaufbahnhelical Ball track
88th: erster Zweig (lasttragend)first Branch (load bearing)
99: zweiter Zweig (rückführend)second Branch (returning)
1010: Umlenkabschnittdeflecting
1111: Umlenkabschnittdeflecting
1212: Flankeflank
1313: Flankeflank
1414: gerader Nutgrundstraight groove base
AA: LängsmittelachseLongitudinal central axis

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10056275 A1 [0003]
- DE 10242297 A1 [0003]
- DE 102004023354 A1 [0003]
- DE 102005006697 A1 [0003]

Claims

Ball screw, comprising a spindle ( 1 ) and a mother ( 2 ), which have balls ( 3 ) to translate a rotation of the one part ( 1 ; 2 ) in an axial movement of the other part ( 2 ; 1 ), characterized in that on a peripheral surface of the one part, which faces the other part, at least one annularly closed ball track ( 5 ) is formed, and at a peripheral surface of the other part, which faces the peripheral surface of the former part, at least one helical ball track ( 7 ) is formed, wherein the balls ( 3 ) in a first branch ( 8th ) of the annular closed ball track ( 5 ) of the one part in engagement with the helical ball track ( 7 ) of the other part load-bearing and in a second branch ( 9 ) of the annular closed ball track ( 5 ) Are substantially free of load.

Ball screw according to claim 1, characterized in that the first branch ( 8th ) the same thread pitch as the associated helical ball track ( 7 ) on the other part.

Ball screw according to claim 2, characterized in that second branch ( 9 ) substantially parallel to the first branch ( 8th ) and with this by two formed in the peripheral surface of the one part deflecting sections ( 10 . 11 ) is continuously connected.

Ball screw according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the circumferential direction one or more pairs of annularly closed ball raceways ( 5 ) are provided, wherein in a pair of annular closed ball raceways ( 5 ) viewed in the circumferential direction on one of the annular closed ball raceways ( 5 ) the first load bearing branch ( 8th ) on the front and on the further annular closed ball track ( 5 ) of this pair the first load bearing branch ( 8th ) is arranged at the back.

Ball screw according to one of claims 1 to 4, characterized in that a helical track ( 7 ) has such a width between its flanks ( 12 . 13 ) an entire annular closed ball track ( 5 ).

Ball screw according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the circumferential direction four annular closed ball raceways ( 5 ) as well as four helical ball raceways ( 7 ) are provided.

Ball screw according to one of claims 1 to 6, characterized in that an annular closed ball track ( 5 ) extends in the circumferential direction over an angular range of at least 45 degrees to a maximum of 180 degrees.

Ball screw according to one of claims 1 to 7, characterized in that the width of a helical ball track ( 7 ) at least three times the diameter of a sphere ( 3 ) is.

Ball screw according to one of claims 1 to 8, characterized in that a helical ball track ( 7 ) in cross-section a straight groove bottom ( 14 ), which is connected to the diameter of the balls ( 3 ) adapted curves in the flanks ( 12 . 13 ) passes over.

Ball screw according to one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one annular closed ball track ( 5 ) on the outer circumference of the spindle ( 1 ) is trained.

Ball screw drive according to one of claims 1 to 9, characterized in that annularly closed ball raceways ( 5 ) both on the spindle ( 1 ) as well as on the mother ( 2 ) which are provided with helical ball raceways ( 7 ) work together on the other part.