DE102011076439A1

DE102011076439A1 - Concept for a return channel of a roller screw drive

Info

Publication number: DE102011076439A1
Application number: DE201110076439
Authority: DE
Inventors: Philipp Krebs; Erik Svensson; Lars-Erik Stacke
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2012-11-29
Also published as: EP2715186A1; WO2012160151A1

Abstract

Ein Konzept für einen Rückführkanal zur Rückführung von Wälzkörpern in einem Wälzgewindetrieb, wobei der Rückführkanal einen Eintrittsbereich zur Aufnahme der Wälzkörper aus einer Eintrittsrichtung von einem Gewindegang einer Mutter oder einer Spindel und einen Austrittsbereich zur Rückführung der Wälzkörper in einer Austrittsrichtung in den Gewindegang der Mutter oder der Spindel umfasst. Der Rückführkanal ist ausgebildet, um die Wälzkörper von dem Eintrittsbereich zu dem Austrittsbereich entlang einer Bahn zu führen, wobei eine Krümmung der Bahn um weniger als 10% einer mittleren Krümmung der Bahn variiert.A concept for a return channel for the return of rolling elements in a rolling screw drive, the return channel having an entry area for receiving the rolling elements from an entry direction of a thread of a nut or a spindle and an exit area for returning the rolling elements in an exit direction into the thread of the nut or the Includes spindle. The return channel is designed to guide the rolling elements from the entry area to the exit area along a path, wherein a curvature of the path varies by less than 10% of an average curvature of the path.

Description

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Kugelgewindetriebe, insbesondere auf dem Gebiet der Verschleißreduktion der Komponenten von Kugelgewindetrieben.The present invention is in the field of ball screws, in particular in the field of wear reduction of the components of ball screws.

Zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine Längsbewegung oder umgekehrt werden sogenannte Wälzgewindetriebe oder Wälzschraubtriebe, wie beispielsweise Kugelgewindetriebe (KGT als Abkürzung), eingesetzt, wobei als Wälzkörper z.B. Kugeln eingesetzt werden. KGT werden bei Werkzeugmaschinen, wie z. B. Drehmaschinen, auf denen Werkstück- bzw. Werkzeugträger positioniert werden müssen, eingesetzt. Die zu bewegende Komponente kann an der Mutter befestigt werden und zusätzlich über Linearführungen gelagert werden. KGT werden beispielsweise auch bei Pressen, Spritzgießmaschinen und Servolenkungen eingesetzt.To implement a rotational movement in a longitudinal movement or vice versa so-called Wälzgewindetriebe or Wälzschraubtriebe, such as ball screws (KGT as a shortcut), are used, wherein as rolling elements, for example. Balls are used. KGT are used in machine tools, such. As lathes on which workpiece or tool carrier must be positioned used. The component to be moved can be fastened to the nut and additionally supported by linear guides. KGT are also used for example in presses, injection molding machines and power steering systems.

Ein Wälzgewindetrieb umfasst eine Spindel mit einem Gewinde, eine Mutter mit Gewindegängen und Wälzkörper, die in den Gewindegängen der Mutter mit dem Gewinde der Spindel im Eingriff stehen. Ein Motor kann dann die Spindel entweder direkt oder über ein Getriebe antreiben. Als Wälzkörper können sich zwischen Spindel und Mutter in Laufrillen oder Gewindegängen z.B. Kugeln befinden, die beim Drehen der Spindel ihre axiale Position verändern. Wenn sich die Mutter nun um einige Umdrehungen bewegt, erreichen die Kugeln die Enden der Gewindegänge der Mutter und würden am Mutterende herausfallen. Daher werden sie über eine Rückführung oder einen Rückführkanal wieder an anderer Stelle in die Gewindegänge eingeführt. Der Rückführkanal in oder an der Spindelmutter befördert die Kugeln wieder zurück und schließt damit einen Kreislauf, in dem die Kugeln zirkulieren. Bei allgemeinen Wälzgewindetrieben können die Wälzköper auch zylinderförmig, tonnenförmig, kegelförmig, etc. sein, die Rückführkanäle sind dann entsprechend an die Wälzkörper angepasst.A rolling screw drive comprises a spindle with a thread, a nut with threads and rolling elements, which are in the threads of the nut with the thread of the spindle engaged. A motor can then drive the spindle either directly or via a gearbox. As rolling elements can between spindle and nut in grooves or threads, for example. There are balls that change their axial position when turning the spindle. When the nut now moves a few turns, the balls reach the ends of the threads of the nut and would fall out at the end of the nut. Therefore, they are reintroduced elsewhere in the threads via a return or return channel. The return channel in or on the spindle nut moves the balls back again, thus closing a circuit in which the balls circulate. In general Wälzgewindetrieben the Wälzköper can also be cylindrical, barrel-shaped, conical, etc., the return channels are then adapted accordingly to the rolling elements.

Die Wälzkörper werden demnach beim Einbringen in die Gewindegänge belastet und beim Austreten aus den Gewindegängen wieder entlastet. Nach dem Austreten aus den Gewindegängen werden die Wälzkörper nicht mehr zwischen Spindel und Mutter angetrieben, sondern bewegen sich teils durch die mitgenommene Bewegungsenergie aus den Gewindegängen und teils durch gegenseitiges Anschieben durch die aus den Gewindegängen austretenden Wälzkörper.The rolling elements are therefore loaded when introduced into the threads and relieved when exiting the threads again. After emerging from the threads, the rolling elements are no longer driven between the spindle and nut, but move partly by the entrained kinetic energy from the threads and partly by mutual pushing through the exiting from the threads rolling elements.

Ferner sind aus der konventionellen Technik auch invertierte Kugel- und Wälzgewindetriebe, bei denen die Mutter als vergleichsweise langes Rohr mit Innengewinde ausgeführt ist und die Spindel nur wenige Gewindegänge aufweist, bekannt. Bei diesen Wälzgewindetrieben sind die Rückführkanäle auf der Spindel angeordnet, d.h. die Wälzkörper werden dann nach innen vom Gewinde der Mutter weggeführt. Furthermore, from the conventional technique also inverted ball and roller screws, in which the mother is designed as a comparatively long pipe with internal thread and the spindle has only a few threads known. In these Wälzgewindetrieben the return channels are arranged on the spindle, i. the rolling elements are then led away inwardly from the nut thread.

Prinzipiell lassen sich zwei verschiedene Technologien bei den Rückführkanälen unterscheiden. Zum einen gibt es radiale Rückführkanäle, die die Wälzkörper in ein oder mehrere Schleifen um die Spindel herum zurückführen. Die Bahn der Wälzkörper durch den Rückführkanal verläuft dann ebenfalls radial um die Spindel herum, bzw. innerhalb der Spindel im Falle von invertierten Wälzgewindetrieben. Zum anderen sind axiale Rückführungen bekannt, bei der die Kugeln in axialer Richtung, d.h. parallel zu der Spindel, zurückgeführt werden. Dies kann beispielsweise über die gesamte Länge der Spindel hinweg geschehen. Die Rückführkanäle können z.B. aus kreisförmigen und geraden Segmenten zusammengesetzt werden. Diese Konzepte weisen den Nachteil auf, dass entlang der Bahn in dem Rückführkanal zum Teil abrupte Richtungsänderungen der Wälzkörper und damit hohe Beschleunigungen an den Wälzkörpern auftreten, die zu entsprechenden Vibrationen der Wälzkörper, der Mutter und der Spindel führen können.In principle, two different technologies can be distinguished in the return channels. First, there are radial return channels that return the rolling elements in one or more loops around the spindle. The path of the rolling elements through the return channel then also extends radially around the spindle, or within the spindle in the case of inverted Wälzgewindetrieben. On the other hand, axial returns are known in which the balls in the axial direction, i. parallel to the spindle. This can be done over the entire length of the spindle, for example. The return channels may e.g. be composed of circular and straight segments. These concepts have the disadvantage that along the path in the return channel sometimes abrupt changes in direction of the rolling elements and thus high accelerations on the rolling elements occur, which can lead to corresponding vibrations of the rolling elements, the nut and the spindle.

Die Vibrationen haben zur Folge, dass es zu erhöhtem Verschleiß der Wälzkörper und der Laufflächen in den Gewindegängen und in dem Rückführungskanal kommen kann. The vibrations result in increased wear of the rolling elements and the running surfaces in the threads and in the return channel.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Konzept für einen Rückführkanal eines Wälzgewindetriebs zu schaffen.It is therefore an object of the present invention to provide an improved concept for a return passage of a Wälzgewindetriebs.

Die Aufgabe wird gemäß den anhängigen Patentansprüchen gelöst.The object is achieved according to the appended claims.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beruhen auf der Erkenntnis, dass die Vibrationseigenschaften eines Wälzgewindetriebes dadurch positiv beeinflusst werden können, dass die Form des Rückführkanals verbessert wird. Beispielsweise kann die Bahn der Wälzkörper durch den Rückführkanal so optimiert werden, dass abrupte Beschleunigungen oder Richtungsänderungen der Wälzkörper reduziert werden. Embodiments of the present invention are based on the recognition that the vibration properties of a rolling screw can be positively influenced by the fact that the shape of the return channel is improved. For example, the path of the rolling elements can be optimized by the return channel so that abrupt accelerations or changes in direction of the rolling elements can be reduced.

Unter der Bahn der Wälzkörper sei hier die Ortskurve, die ein Mittelpunkt eines z. B. kugelförmigen Wälzkörpers durch den Rückführkanal beschreibt, verstanden. In Ausführungsbeispielen können alle Arten von Wälzkörpern vorkommen, die Wälzköper können beispielsweise kugelförmig, zylinderförmig, tonnenförmig, kegelförmig, etc. sein, die Rückführkanäle sind dann entsprechend an die Wälzkörper angepasst. Bei nicht kugelförmigen Wälzkörpern kann unter der Bahn der Wälzkörper die Ortskurve, die ein Mittelpunkt einer Rotationsachse des Wälzkörpers durch den Rückführkanal beschreibt, verstanden werden. In Ausführungsbeispielen kann die Bahn der Wälzkörper beispielsweise so geformt sein, dass eine Richtungsänderung entlang der Bahn zwischen zwei benachbarten Wälzkörpern reduziert oder minimiert wird.Under the path of the rolling elements here is the locus, which is a center of a z. B. spherical Describes rolling elements through the return channel, understood. In embodiments, all types of rolling elements may occur, the Wälzköper may for example be spherical, cylindrical, barrel-shaped, conical, etc., the return channels are then adapted to the rolling elements accordingly. In the case of non-spherical rolling elements, the locus which describes a center point of an axis of rotation of the rolling element through the return channel can be understood below the path of the rolling bodies. In embodiments, the path of the rolling elements may for example be shaped so that a change in direction along the path between two adjacent rolling elements is reduced or minimized.

Ausführungsbeispiele des Rückführkanals können daher eine Bahn oder eine Trajektorie aufweisen, die über ein mathematisches Modell entworfen oder optimiert wurde. Generell beruhen Ausführungsbeispiele auf der Erkenntnis, dass die oben erwähnten Vibrationen durch Richtungsänderungen der Wälzkörper hervorgerufen werden. Darüber hinaus geht mit jeder Richtungsänderung eine erhöhte Reibung einher, die zwischen dem Rückführkanal und dem darin befindlichen Wälzkörper auftritt. Ausführungsbeispiele können daher auf der Erkenntnis beruhen, dass eine Reduzierung dieser Reibung zu einem verminderten Verschleiß führt. In Ausführungsbeispielen kann dies beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Krümmungen entlang der Bahn, d.h. also die insgesamt durchgeführten oder totalen Richtungsänderungen der Wälzkörper entlang der Bahn, reduziert oder minimiert werden. Embodiments of the feedback channel may therefore have a trajectory or trajectory that has been designed or optimized via a mathematical model. In general, embodiments are based on the knowledge that the above-mentioned vibrations are caused by changes in the direction of the rolling elements. In addition, with each change in direction associated with increased friction, which occurs between the return channel and the rolling element therein. Embodiments may therefore be based on the insight that a reduction of this friction leads to a reduced wear. In embodiments, this can be achieved, for example, by making the bends along the path, i. Thus, the total or total changes in direction of the rolling elements along the track, reduced or minimized.

Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich sowohl auf reguläre als auch auf Rückführkanäle für invertierte Wälzgewindetriebe. In anderen Worten können Ausführungsbeispiele Rückführkanäle für Muttern und für Spindeln von Wälzgewindetrieben umfassen.The exemplary embodiments described here relate both to regular and to return channels for inverted rolling screw drives. In other words, embodiments may include return channels for nuts and for spindles of rolling threads.

Dies kann als mathematisches Problem formuliert werden. Die Randbedingungen für dieses mathematische Problem sind die Positionen und Richtungsvektoren der Wälzkörper beim Ein- und Austreten in bzw. aus dem Rückführkanal, sowie das Profil der Spindel oder der Mutter, an dem die Wälzkörper vorbei geführt werden. In anderen Ausführungsbeispielen kann auch eine Krümmung oder Richtungsänderungen insgesamt reduziert oder optimiert werden. In anderen Worten kann eine Abweichung, beispielsweise eine Varianz, der Richtungsänderungen entlang des Rückführkanals reduziert werden. Die Randbedingungen sind dabei die gleichen, wie bereits oben erwähnt.This can be formulated as a mathematical problem. The boundary conditions for this mathematical problem are the positions and direction vectors of the rolling elements when entering and exiting the return channel, as well as the profile of the spindle or nut on which the rolling elements are passed. In other embodiments, also a curvature or direction changes can be reduced or optimized as a whole. In other words, a deviation, for example a variance, of the direction changes along the return channel can be reduced. The boundary conditions are the same, as already mentioned above.

Ausführungsbeispiele können daher eine reduzierte Reibung entlang des Rückführkanals bereitstellen und somit zu einer höheren Effizienz des Rückführkanals und des gesamten Kugelgewindetriebs führen. Darüber hinaus können sich durch Ausführungsbeispiele der Verschleiß und die Vibrationen, sowie die Geräuschentwicklung, in einem Rückführkanal reduzieren lassen.Embodiments may therefore provide reduced friction along the return passage and thus result in higher efficiency of the return passage and the entire ball screw. In addition, can be reduced by embodiments, the wear and the vibrations, as well as the noise in a return channel.

Ausführungsbeispiele stellen daher einen Rückführkanal zur Rückführung von Wälzkörpern in einem Wälzgewindetrieb bereit, wobei der Rückführkanal einen Eintrittsbereich zur Aufnahme der Wälzkörper aus einer Eintrittsrichtung von einem Gewindegang einer Mutter oder einer Spindel und einen Austrittsbereich zur Rückführung der Wälzkörper in einer Austrittsrichtung in den Gewindegang der Mutter oder der Spindel umfasst. Der Rückführkanal ist ausgebildet, um die Wälzkörper von dem Eintrittsbereich zu dem Austrittsbereich entlang einer Bahn zu führen, wobei eine Krümmung der Bahn um weniger als 10% einer mittleren Krümmung der Bahn variiert. Therefore, embodiments provide a return channel for the return of rolling elements in a Wälzgewindetrieb, wherein the return channel has an inlet region for receiving the rolling elements from an inlet direction of a thread of a nut or a spindle and an exit region for returning the rolling elements in an exit direction in the thread of the nut or the spindle comprises. The return channel is configured to guide the rollers from the entry region to the exit region along a path, wherein a curvature of the path varies less than 10% of a mean curvature of the path.

Die Länge des Rückführkanals kann zwischen dem Eintrittsbereich und dem Austrittsbereich weniger als das Doppelte der direkten Verbindungsstrecke zwischen dem Eintrittsbereich und dem Austrittsbereich betragen. In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Länge, also der innerhalb der Rückführkanals von einem Wälzkörper zurückgelegte Weg, auch kürzer als das 1,5-fache, das 1,2-fache oder das 1,1-fache des Abstandes zwischen dem Eintrittsbereich und dem Austrittsbereich betragen.The length of the return channel may be less than twice the direct connection distance between the inlet region and the outlet region between the inlet region and the outlet region. In further exemplary embodiments, the length, that is to say the distance traveled by a rolling element within the return channel, can also be shorter than 1.5 times, 1.2 times or 1.1 times the distance between the inlet region and the outlet region ,

Die integrale Richtungsänderung eines Wälzkörpers entlang der Bahn kann kleiner als die doppelte Differenz zwischen der Eintrittsrichtung und der Austrittsrichtung sein. In anderen Worten lässt sich zwischen der Eintrittsrichtung und der Austrittsrichtung eine Richtungsdifferenz bestimmen. Der Rückführkanal überführt die Wälzkörper von der Eintrittsrichtung hin zur Austrittsrichtung. Der Wälzkörper ändert seine Richtung entlang der Bahn des Rückführkanals demzufolge ebenfalls von der Eintrittsrichtung hin zur Austrittsrichtung. Darüber hinaus kann der Wälzkörper jedoch noch weitere Richtungsänderungen in der Bahn vollziehen, beispielsweise um Hindernisse, wie die Spindel, herum. Ausführungsbeispiele können sich auf reguläre Wälzgewindetriebe, bei denen der Rückführkanal in der Mutter verläuft und die Wälzkörper an der Spindel vorbei geführt werden und auch auf invertierte Wälzgewindetriebe, bei denen der Rückführkanal in der Spindel verläuft und die Wälzkörper an der Mutter vorbei geführt werden, beziehen.The integral change in direction of a rolling element along the track may be less than twice the difference between the entry direction and the exit direction. In other words, a directional difference can be determined between the direction of entry and the exit direction. The return channel transfers the rolling elements from the direction of entry to the exit direction. The rolling element thus also changes its direction along the path of the return channel from the inlet direction to the outlet direction. In addition, however, the rolling element may undergo further changes of direction in the web, for example around obstacles such as the spindle. Embodiments may refer to regular Wälzgewindetriebe where the return passage in the mother and the rolling elements are guided past the spindle and also to inverted Wälzgewindetriebe where the return passage in the spindle and the rolling elements are guided past the mother.

Ausführungsbeispiele können dabei auch Muttern umfassen, bei denen der Rückführkanal durch ein weiteres Teil geschaffen wird und auch Muttern mit ausschließlich durch mechanische Bearbeitung integriertem Rückführkanal. In anderen Worten können in Ausführungsbeispielen die Mutter und der Rückführkanal auch einstückig ausgebildet sein. Darüber hinaus können Ausführungsbeispiele auch Spindeln umfassen, die für inverse Wälzgewindetriebe angepasst sind, bei denen der Rückführkanal durch ein weiteres Teil geschaffen wird und auch Spindeln mit ausschließlich durch mechanische Bearbeitung integriertem Rückführkanal. In anderen Worten können in Ausführungsbespielen die Spindel und der Rückführkanal auch einstückig ausgebildet sein.Embodiments may also include nuts, in which the return channel is created by a further part and also nuts with integrated exclusively by mechanical processing return channel. In other words, in embodiments, the nut and the return channel may also be integrally formed. In addition, embodiments may also include spindles, which are adapted for inverse Wälzgewindetriebe, in which the return channel is provided by a further part and spindles with integrated exclusively by mechanical processing return channel. In other words, in Ausführungsbespielen the spindle and the return channel can also be integrally formed.

Unter der integralen Richtungsänderung entlang der Bahn sei im Wesentlichen die Summe aller Richtungsänderungsbeträge entlang der Bahn verstanden. The integral change of direction along the path is essentially the sum of all direction change amounts along the path.

In einem Ausführungsbeispiel kann die integrale Richtungsänderung eines Wälzkörpers entlang der Bahn zwischen der Eintrittsrichtung und der Austrittsrichtung gleich der Differenz zwischen der Eintrittsrichtung und der Austrittsrichtung sein. In weiteren Ausführungsbeispielen kann der Rückführkanal zur Rückführung von beispielsweise Kugeln als Wälzkörper entlang einer Bahn angepasst sein, wobei die Mittelpunkte der Kugeln auf ihrem Weg von dem Eintrittsbereich zu dem Austrittsbereich die Bahn beschreiben, wobei eine maximale Krümmung der Bahn weniger als der Hälfte des Reziprokes eines Kugelradius oder eines Wälzkörperradius entspricht. In anderen Worten ist dann der minimale Krümmungsradius der Bahn wenigsten doppelt so groß wie der Radius einer Kugel oder eines Wälzkörpers.In one embodiment, the integral change in direction of a rolling element along the path between the inlet direction and the outlet direction may be equal to the difference between the inlet direction and the outlet direction. In further embodiments, the return channel may be adapted to return, for example, balls as rolling elements along a track, the centers of the balls on their way from the entry region to the exit region describing the web, wherein a maximum curvature of the web is less than half the reciprocal of one Ball radius or a Wälzkörperradius corresponds. In other words, then the minimum radius of curvature of the web is at least twice as large as the radius of a ball or a rolling element.

In Ausführungsbeispielen kann die Bahn zumindest abschnittsweise oder vollständig entlang einer Kugeloberfläche verlaufen. Darüber hinaus können Ausführungsbeispiele auch eine Mutter oder eine Spindel für einen Wälzgewindetrieb mit einem Rückführkanal oder auch einen Wälzgewindetrieb mit einem Rückführkanal gemäß der obigen Beschreibung umfassen. In embodiments, the web may extend at least partially or completely along a spherical surface. In addition, embodiments may also include a nut or a spindle for a Wälzgewindetrieb with a return channel or a Wälzgewindetrieb with a return channel as described above.

Ausführungsbeispiele können auch ein Verfahren zur Ermittlung einer Bahn eines Rückführkanals zur Rückführung von Wälzkörpern in einem Wälzgewindetrieb schaffen, wobei der Rückführkanal einen Eintrittsbereich zur Aufnahme der Wälzkörper aus einer Eintrittsrichtung von einem Gewindegang einer Mutter oder einer Spindel und einen Austrittsbereich zur Rückführung der Wälzkörper in einer Austrittsrichtung in den Gewindegang der Mutter oder der Spindel umfasst. Der Rückführkanal führt die Wälzkörper von dem Eintrittsbereich zu dem Austrittsbereich entlang der Bahn. Das Verfahren umfasst ein Ermitteln der Bahn ausgehend von der Eintrittsrichtung hin zu der Austrittsrichtung unter der Bedingung, dass ein Krümmungsverlauf der Bahn um weniger als 10% einer mittleren Krümmung variiert.Embodiments may also provide a method for detecting a trajectory of a return passage for returning rolling elements in a Wälzgewindetrieb, wherein the return passage has an entry region for receiving the rolling elements from an entry direction of a thread of a nut or a spindle and an exit region for returning the rolling elements in an exit direction in the thread of the nut or the spindle comprises. The return channel guides the rolling elements from the entry region to the exit region along the path. The method comprises determining the web from the entrance direction to the exit direction on the condition that a curvature of the web varies by less than 10% of a mean curvature.

Ausführungsbeispiele könne auch ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung eines der oben genannten Verfahren umfassen, wenn der Programmcode von einem Prozessor ausgeführt wird.Embodiments may also include a computer program having a program code for performing one of the above-mentioned methods when the program code is executed by a processor.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben. Es zeigenFurther advantageous embodiments will be described in more detail below with reference to the embodiments illustrated in the drawings, to which the invention is not limited. Show it

1 eine Illustration eines Bahnentwurfs in einem Ausführungsbeispiel; 1 an illustration of a web design in one embodiment;

2 eine Gegenüberstellung von Simulationsergebnissen eines Ausführungsbeispiels mit dem Stand der Technik; 2 a comparison of simulation results of an embodiment with the prior art;

3 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Entwurf eines Rückführkanals; und 3 a diagram illustrating an embodiment of a method for designing a return channel; and

4 zwei Diagramme mit zweidimensionalen Verläufen von Ausführungsbeispielen und herkömmlichen Rückführkanälen. 4 two diagrams with two-dimensional progressions of embodiments and conventional return channels.

Die 1 illustriert den Entwurf einer Bahn in einem Ausführungsbeispiel. Ausgehend von einem Anfangspunkt 100 oder „a“ treten die Wälzkörper aus dem Gewindegang der Mutter oder der Spindel aus und in den Rückführkanal ein. Diese Eintrittsrichtung in den Rückführkanal ist in der 1 mit „t_a“ bezeichnet. Es sei ferner angemerkt, dass davon ausgegangen wird, dass die Größen in der 1 in einem kartesischen Koordinatensystem 105 dargestellt sind. Nachdem die Wälzkörper aus dem Gewindegang der Mutter oder der Spindel ausgetreten sind, werden sie über den Rückführkanal zum Eintrittsbereich des Gewindegangs zurückgeführt, welcher mit dem Austrittsbereich des Rückführkanals zusammenfällt. Dieser Punkt ist in der 1 mit 120 oder „b“ bezeichnet. The 1 illustrates the design of a web in one embodiment. Starting from a starting point 100 or "a" the rolling elements come out of the thread of the nut or the spindle and in the return channel. This direction of entry into the return channel is in the 1 denoted by "t_a". It should also be noted that it is assumed that the sizes in the 1 in a Cartesian coordinate system 105 are shown. After the rolling elements have emerged from the thread of the nut or the spindle, they are returned via the return channel to the inlet region of the thread, which coincides with the exit region of the return channel. This point is in the 1 With 120 or "b".

Die Eintrittsrichtung in den Rückführkanal fällt generell nicht mit der Austrittsrichtung aus dem Rückführkanal zusammen. Dies illustriert die 1 durch den Vektor „t_b“. Wie in der 1 zu erkennen ist, führt der Weg von „a“ nach „b“ an einem Hindernis 110 vorbei. Bei einem realistischen Wälzgewindetrieb entspricht die Spindel, bzw. die Mutter, oder deren Wand dem Hindernis 110. In anderen Worten kann ein Wälzkörper nicht auf dem gleichen Weg oder auf der gleichen Bahn zurückgeführt werden, den er bereits durch den Gewindegang der Spindel oder der Mutter durchlaufen hat. Vielmehr muss der Wälzkörper zunächst ein Stück von der Spindel oder der Mutter entfernt werden, und dann außen vorbei zurück zum Eintrittsbereich des Gewindeganges gebracht werden. Wie bereits oben geschildert können Ausführungsbeispiele die auf die Wälzkörper wirkenden Kräfte reduzieren, indem ein Wälzkörper entlang einer Bahn durch den Rückführkanal geführt wird, wobei eine Krümmung der Bahn um weniger als 10% einer mittleren Krümmung der Bahn variiert.The direction of entry into the return channel generally does not coincide with the exit direction from the return channel. This illustrates the 1 through the vector "t_b". Like in the 1 The path from "a" to "b" leads to an obstacle 110 past. In a realistic Wälzgewindetrieb corresponds to the spindle, or the mother, or the wall of the obstacle 110 , In other words, a rolling element can not be returned on the same path or on the same path that it has already passed through the thread of the spindle or nut. Rather, the rolling element must first be removed a bit from the spindle or the nut, and then brought outside over back to the entry region of the thread. As already described above, embodiments may reduce the forces acting on the rolling elements by guiding a rolling element along a path through the return channel, wherein a curvature of the path varies by less than 10% of a mean curvature of the path.

In anderen Worten ausgedrückt muss der Wälzkörper auf seinem Weg zurück in axialer Richtung entlang der Spindel oder der Mutter bewegt werden. Der kürzeste Weg, der dafür zur Verfügung steht, wäre die direkte Verbindung zwischen dem Eintrittsbereich des Rückführkanals, welcher gleich im Austrittsbereich des Gewindeganges der Mutter oder der Spindel ist, und dem Austrittsbereich des Rückführkanals, welcher gleich dem Eintrittsbereich des Gewindeganges der Mutter oder der Spindel ist. Nachdem abrupte Richtungsänderungen in Ausführungsbeispielen möglichst vermieden werden, ist eine Bahnführung, die direkt nach dem Eintritt in den Rückführkanal abknickt, nicht optimal. Aus diesem Grund werden Ausführungsbeispiele die Wälzkörper zunächst in radialer Richtung von der Spindel oder der Mutter wegführen, um dann über eine entsprechende Krümmung die Wälzkörper außen oder innen herum bis zu dem Austrittsbereich aus dem Rückführkanal zu bringen. Der Weg, den ein solcher Wälzkörper durch den Rückführkanal zurücklegt, wird länger sein als die direkte Verbindung zwischen dem Eintrittsbereich und dem Austrittsbereich. In Ausführungsbeispielen kann dieser Weg beispielsweise das Doppelte der direkten Verbindungsstrecke zwischen dem Eintrittsbereich und dem Austrittsbereich oder weniger betragen.In other words, the rolling element has to be moved on its way back in the axial direction along the spindle or the nut. The shortest path available would be the direct connection between the entrance area of the return channel, which is the same in the exit region of the thread of the nut or the spindle, and the exit region of the return channel, which is equal to the inlet region of the thread of the nut or the spindle. After abrupt changes in direction are avoided in embodiments as possible, a web guide that kinks right after entering the return channel is not optimal. For this reason, embodiments, the rolling elements initially lead away in the radial direction of the spindle or the nut to then bring about a corresponding curvature, the rolling elements outside or inside around to the exit region of the return channel. The path that such a rolling element travels through the return channel will be longer than the direct connection between the inlet region and the outlet region. In exemplary embodiments, this path can be, for example, twice the direct connection distance between the inlet area and the outlet area or less.

Ein Wälzkörper wird auf ihrem Weg ihre Richtung ändern. In Ausführungsbeispielen kann dies kontinuierlich, d.h. möglichst gleichmäßig erfolgen. Darüber hinaus können Ausführungsbeispiele die gesamte Richtungsänderung der Wälzkörper reduzieren, bzw. minimieren. Wie bereits oben erläutert kann in Ausführungsbeispielen die integrale Richtungsänderung eines Wälzkörpers entlang der Bahn kleiner als die doppelte Differenz zwischen der Eintrittsrichtung und der Austrittsrichtung sein. In anderen Worten muss zumindest eine Richtungsänderung von der Eintrittsrichtung zur Austrittsrichtung erfolgen. Darüber hinaus können noch weitere Richtungsänderungen erfolgen, beispielsweise um die Wälzkörper um ein Hindernis, d.h. die Spindel oder die Mutter, herumzuführen. Summiert man entlang der Bahn alle Richtungsänderungen auf, so ergibt sich eine kumulative Richtungsänderung, die im Wesentlichen der Summe aller Beträge der Richtungsänderungen auf dem Weg der Wälzkörper durch den Rückführkanal entspricht. Diese gesamte Richtungsänderung kann in Ausführungsbeispielen kleiner als die doppelte Differenz zwischen der Eintrittsrichtung und der Austrittsrichtung sein.A rolling element will change direction on its way. In embodiments, this may be continuous, i. as evenly as possible. In addition, embodiments can reduce or minimize the total change in direction of the rolling elements. As already explained above, in embodiments, the integral change in direction of a rolling element along the track may be less than twice the difference between the entry direction and the exit direction. In other words, at least one change of direction must take place from the direction of entry to the exit direction. In addition, further changes in direction may occur, for example around the rolling elements around an obstacle, i. the spindle or the nut to lead around. Adding up all changes of direction along the path results in a cumulative change of direction, which essentially corresponds to the sum of all amounts of changes in direction on the path of the rolling elements through the return channel. This overall change in direction may be less than twice the difference between the entrance direction and the exit direction in embodiments.

In Ausführungsbeispielen kann die Richtungsänderung auch im Wesentlichen gleich der Differenz der Eintrittsrichtung und der Austrittsrichtung sein, beispielsweise wenn keine wesentlichen Richtungsänderungen notwendig sind, um die Wälzkörper um ein Hindernis, wie beispielsweise die Spindel oder die Mutter, herumzuführen. Dies kann dadurch begünstigt werden, dass der Gewindegang der Mutter oder der Spindel die Wälzkörper bereits radial von der Spindel oder der Mutter so weit entfernt, dass die dafür notwendigen Richtungsänderungen nicht mehr auf den Rückführkanal fallen.In embodiments, the change in direction may also be substantially equal to the difference between the direction of entry and the exit direction, for example, when no significant changes in direction are necessary to guide the rolling elements around an obstacle, such as the spindle or the nut. This can be facilitated by the fact that the thread of the nut or spindle, the rolling elements already radially away from the spindle or nut so far that the necessary changes in direction no longer fall on the return channel.

Die Minimierung der Richtungsänderung oder die Minimierung der Änderung der Richtungsänderung kann mit einem mathematischen Verfahren zur nichtlinearen Optimierung wie beispielsweise dem Trust-Region-Verfahren oder dem InnerePunkte-Verfahren erfolgen.Minimization of directional change or minimization of change in directional change can be accomplished with a non-linear optimization mathematical method such as the trust region method or the inside point method.

In Ausführungsbeispielen kann sich die Bahn der Wälzkörper durch den Rückführkanal beispielsweise durch die Trajektorie der Mittelpunkte der Wälzkörper, oder deren Rotationsachsen, auf ihrem Weg von dem Eintrittsbereich zu dem Austrittsbereich ergeben. In Ausführungsbeispielen kann eine maximale Krümmung der Bahn weniger als der Hälfte des Reziprokes eines Wälzkörperradius entsprechen. Dabei sei vorausgesetzt, dass die Krümmung umgekehrt proportional zu einem Krümmungsradius ist. Der Krümmungsradius gibt dabei an, wie stark die Bahn gekrümmt ist, d.h. wie groß der Radius eines Kreisbogens sein müsste, dessen Krümmung dem der Bahn entspricht. Der Krümmungsradius ist somit ein Maß für die Krümmung. In anderen Worten kann in Ausführungsbeispielen der Krümmungsradius der Bahn wenigstens doppelt so groß wie ein Wälzkörperradius sein.In embodiments, the path of the rolling elements through the return channel, for example, by the trajectory of the centers of the rolling elements, or their axes of rotation, resulting on their way from the inlet region to the outlet region. In embodiments, a maximum curvature of the web may correspond to less than half the reciprocal of a rolling element radius. It is assumed that the curvature is inversely proportional to a radius of curvature. The radius of curvature indicates how much the web is curved, i. how big the radius of a circular arc should be, whose curvature corresponds to that of the orbit. The radius of curvature is thus a measure of the curvature. In other words, in embodiments, the radius of curvature of the web may be at least twice as large as a rolling element radius.

In Ausführungsbeispielen kann die Bahn zumindest abschnittsweise oder vollständig entlang einer Kugeloberfläche verlaufen. Ausführungsbeispiele umfassen auch ein Verfahren zur Ermittlung einer Bahn eines Rückführkanals zur Rückführung von Wälzkörpern in einem Wälzgewindetrieb, bei der der Rückführkanal einen Eintrittsbereich zur Aufnahme der Wälzkörper aus einer Eintrittsrichtung von einem Gewindegang einer Mutter oder einer Spindel und einen Austrittsbereich zur Rückführung der Wälzkörper in einer Austrittsrichtung in den Gewindegang der Mutter oder Spindel umfasst. Der Rückführkanal führt die Wälzkörper von dem Eintrittsbereich zu dem Austrittsbereich entlang der oben beschriebenen Bahn. Das Verfahren umfasst ein Ermitteln der Bahn ausgehend von der Eintrittsrichtung hin zu der Austrittsrichtung unter der Bedingung, dass ein Krümmungsverlauf auf der Bahn um weniger als 10% einer mittleren Krümmung variiert.In embodiments, the web may extend at least partially or completely along a spherical surface. Embodiments also include a method for detecting a trajectory of a return passage for returning rolling elements in a Wälzgewindetrieb, wherein the return passage has an entry region for receiving the rolling elements from an entry direction of a thread of a nut or a spindle and an exit region for returning the rolling elements in a discharge direction in the thread of the nut or spindle comprises. The return channel guides the rolling elements from the entry region to the exit region along the path described above. The method includes determining the trajectory from the entrance direction to the exit direction on condition that a trajectory on the trajectory varies by less than 10% of a mean curvature.

Die 2 stellt Simulationsergebnisse für Ausführungsbeispiele Simulationsergebnissen für konventionelle KGT gegenüber. Im Folgenden wird demnach ein regulärer KGT betrachtet, wobei Ausführungsbeispiele weder auf reguläre Wälzgewindetriebe noch auf KGT beschränkt sind. Die 2 zeigt je fünf zeitliche Verläufe von Simulationswerten für ein Ausführungsbeispiel und ein Beispiel aus der konventionellen Technik. Die Simulationsergebnisse für die konventionelle Technik sind auf der linken Seite in der 2 dargestellt, diejenigen für das Ausführungsbeispiel auf der rechten Seite. Die jeweils erste und dritte Zeile der zeitlichen Verläufe der 2 zeigt den radialen Abstand der Kugeln als Wälzkörper von der Spindel. Aus den sinusförmigen Verläufen ist zu erkennen, dass die Kugeln jeweils an die Spindel herangeführt werden, wo der Kraftschluss erfolgt, und diese die Spindel zumindest in einen Winkelbereich umlaufen, bevor sie von der Spindel wieder weggeführt werden und durch den Rückführkanal außen um die Mutter herum zurück in den Eintrittsbereich des Gewindeganges der Mutter geführt werden.The 2 Simulation results for embodiments contrast simulation results for conventional KGT. In the following, therefore, a regular KGT is considered, embodiments being limited neither to regular Wälzgewindetriebe nor KGT. The 2 shows five time histories of simulation values for an exemplary embodiment and an example from conventional technology. The simulation results for the conventional technique are on the left in the 2 shown, those for the embodiment on the right. The first and third line of the temporal courses of the 2 shows the radial distance of the balls as rolling elements of the spindle. From the sinusoidal curves it can be seen that the balls are each guided to the spindle, where the adhesion occurs, and these rotate the spindle at least in an angular range, before being led away from the spindle again and by the return channel outside around the nut be led back into the entry area of the thread of the nut.

In der zweiten und vierten Zeile der 2 sind jeweils Radialbeschleunigungen aufgetragen, die auf die jeweiligen Wälzkörper oder Kugeln wirken. Dabei ist zunächst zu erkennen, dass jeweils in den Ein- und Austrittsbereichen Spitzen auftreten, d.h. Beschleunigungen treten auf, wenn die Kugeln in den Gewindegang der Mutter eintreten bzw. wenn sie aus diesem austreten oder gleichwertig, wenn sie in den Rückführkanal eintreten oder aus diesem austreten. Bereits hier lässt sich erkennen, dass die Spitzen für die Ausführungsbeispiele nicht so ausgeprägt sind, wie die für die konventionelle Technik. In anderen Worten, kann der Krümmungsverlauf in Ausführungsbeispielen dazu führen, dass auch die im Ein- und Austrittsbereich in den Gewindegang der Mutter auftretenden Beschleunigungen reduziert werden. In the second and fourth line of the 2 each radial acceleration are applied, which act on the respective rolling elements or balls. It should first be seen that in each of the inlet and outlet areas peaks occur, ie accelerations occur when the balls enter the thread of the mother or when they emerge from this or equivalent, when they enter the return channel or from this escape. Already here it can be seen that the tips for the embodiments are not as pronounced as those for conventional technology. In other words, the curvature course in exemplary embodiments can lead to the acceleration occurring in the entry and exit region in the thread of the nut being reduced as well.

Die letzte Zeile der 2 zeigt die Radialbeschleunigungen die auf die Mutter wirken. In anderen Worten werden von allen Wälzkörpern die Radialbeschleunigungen auf die Mutter übertragen, so dass die untere Zeile der 2 eine Zusammenschau aller Beschleunigungen aller Kugeln darstellt. In dem unteren Diagramm ist ebenfalls die jeweils mittlere Beschleunigung aufgetragen. In den unteren Diagrammen lässt sich erkennen, dass die insgesamt auf die Mutter wirkenden Beschleunigungen in Ausführungsbeispielen erheblich reduziert sind. Dies wird durch den optimierten Krümmungsverlauf erreicht, der zum einen die Beschleunigungen reduziert, und in der Folge eine erhebliche Verminderung des Verschleißes an Wälzkörpern, im Rückführkanal und der Mutter oder der Spindel bedingen kann.The last line of the 2 shows the radial accelerations acting on the nut. In other words, of all the rolling elements, the radial accelerations are transmitted to the nut, so that the lower line of 2 represents a synopsis of all accelerations of all spheres. In the lower diagram, the average acceleration is also plotted. In the lower diagrams it can be seen that the overall acceleration acting on the nut accelerations are significantly reduced in embodiments. This is achieved by the optimized curvature course, which reduces the accelerations on the one hand, and as a result can cause a significant reduction of the wear on rolling elements, in the return channel and the nut or the spindle.

Die 3 zeigt ein Diagramm, das auf der Abszisse eine axiale Ausdehnung und auf der Ordinate eine radiale Ausdehnung jeweils in Millimetern angibt. Das Diagramm 300 zeigt dabei ein Beispiel einer Spindel (auch engl. Screw), wobei das Diagramm einem Querschnitt in axialer Richtung gleicht. Die beiden Mulden, die im Verlauf 300 zu erkennen sind, entsprechen dabei einem Gewindegang der Spindel, wobei die 3 ebenfalls mit Hilfe des Pfeils 315 zeigt, dass die Stelle, an der die Wälzkörper aus dem Gewindegang austreten, in axialer Richtung 7,132 mm von der Stelle entfernt liegt, an der die Wälzkörper wieder in den Gewindegang eintreten. In anderen Worten beträgt die Steigung des Gewindes im vorliegenden Beispiel 7 mm. Da allerdings Ein- und Austrittspunkt auch in tangentialer Richtung versetzt sind, ergibt sich hier die Entfernung von 7,132 mm.The 3 shows a diagram which indicates an axial extent on the abscissa and a radial extent on the ordinate in millimeters. The diagram 300 shows an example of a spindle (English engl. Screw), the diagram is similar to a cross section in the axial direction. The two hollows that are in the course 300 can be seen, correspond to a thread of the spindle, the 3 also with the help of the arrow 315 shows that the point at which the rolling elements emerge from the thread in the axial direction is located 7.132 mm from the point at which the rolling elements re-enter the thread. In other words, the pitch of the thread in the present example is 7 mm. However, since the entry and exit points are also offset in the tangential direction, this results in the distance of 7.132 mm.

Darüber hinaus ist der theoretische Verlauf 305 der axialen Rückführung einer Kugel angegeben, deren Radius beispielsweise 1,985 mm umfasst (auch RED von engl. Rolling Element Diameter) und der durch den Pfeil 320 angedeutet ist. Diese Kugel könnte in genau diesem Abstand von dem einen Gewindegang zu dem anderen Gewindegang der Spindel geführt werden, sofern eine Wandstärke des Rückführkanals nicht berücksichtigt würde. Diese führt dazu, dass der tatsächliche Abstand der Kugeln im Rückführkanal um die Wandstärke (auch Spalt, engl. Gap) des Rückführkanals erhöht werden muss, die in der 3 als 320 µm angenommen wurde und durch den Pfeil 325 angedeutet ist.In addition, the theoretical course 305 The axial return of a ball specified, the radius, for example, 1.985 mm includes (also RED of English Rolling Element Diameter) and by the arrow 320 is indicated. This ball could be performed at exactly this distance from one thread to the other thread of the spindle, if a wall thickness of the return channel would not be considered. This results in that the actual distance of the balls in the return channel must be increased by the wall thickness (also Gap) of the return channel, which in the return channel 3 was assumed to be 320 μm and indicated by the arrow 325 is indicated.

Die 4 illustriert zwei zweidimensionale Darstellungen des Verlaufes des Rückführkanals in der Ebene für jeweils verschiedene Optimierungs- oder Entwurfskriterien. Die 4 zeigt oben Verläufe in der x,z-Ebene und untern Verläufe in der x,y-Ebene, wobei angenommen wird, dass sich die y,x-Ebene in radialer Richtung, also senkrecht zur Rotationsachse der Spindel, erstreckt, und dass sich die x,z-Ebene in axialer Richtung entlang der Rotationsachse der Spindel erstreckt. Der Verlauf 400, der auch durch „o“ gekennzeichnet ist, entspricht der herkömmlichen Technik. Die Kurve 410 zeigt einen Verlauf einer Bahn eines Ausführungsbeispiels, der auch durch „+“ gekennzeichnet ist, der auf möglichst geringe Gesamtkrümmung bzw. möglichst geringe integrale Krümmung optimiert wurde. Die Reibung der Kugel im Rückführkanal ist auf deren Normalkraft auf den Rückführkanal zurückzuführen. Diese Normalkraft entsteht aufgrund der notwendigen Richtungsänderungen der Kugel in dem Rückführkanal und den damit verbundenen Fliehkräften. Die Reibung kann somit minimiert werden, indem die Gesamtkrümmung oder die integrale Krümmung der Trajektorie der Wälzkörper minimiert wird. The 4 illustrates two two-dimensional representations of the course of the return channel in the plane for different optimization or design criteria. The 4 shows above gradients in the x, z plane and lower gradients in the x, y plane, where it is assumed that the y, x plane extends in the radial direction, that is perpendicular to the axis of rotation of the spindle, and that the x, z-plane extends in the axial direction along the axis of rotation of the spindle. The history 400 , which is also marked by "o", corresponds to the conventional technique. The curve 410 shows a course of a web of an embodiment, which is also characterized by "+", which has been optimized for the lowest possible total curvature or the smallest possible integral curvature. The friction of the ball in the return channel is due to their normal force on the return channel. This normal force is due to the necessary changes in direction of the ball in the return channel and the associated centrifugal forces. The friction can thus be minimized by minimizing the total curvature or integral curvature of the trajectory of the rolling elements.

Die Kurve 420, die auch durch „--“ gekennzeichnet ist, zeigt den Verlauf eines Ausführungsbeispiels, der durch Minimierung der Krümmungsvarianz erhalten wird. Damit geht einher, dass die Änderung der Reibung minimiert wird, denn diese steht in direktem Zusammenhang mit der Änderung der Krümmung der Trajektorie bzw. der Bahn. Der Verlauf 430, der auch durch „x“ gekennzeichnet ist, zeigt den auf Länge optimierten Verlauf. Es sei ferner darauf hingewiesen, dass in der 4 oben die x,z-Ebene dargestellt ist, wobei der Beginn der jeweiligen Kurven zwischen x1 und x2 variieren kann, d.h. dies entspricht im Austrittsbereich des Gewindeganges der Mutter und dem Eintrittsbereich des Rückführkanals, in dem gewisse Variationen möglich sind. Für die Verläufe, die in der 4 gezeigt sind wird angenommen, dass der Beginn des Rückführkanals genau zwischen den beiden Punkten x2 und x1 liegt. Die Koordinate xs für den Beginn des Rückführkanals ergibt sich aus dem Beginn des Bereiches bei x1 und einem Wert s multipliziert mit der Größe des Bereichs (x2 – x1). Der Wert von s kann zwischen 0 und 1 liegen. Im unteren Bereich sind noch einmal die gleichen Kurven gezeigt, diesmal jedoch in der x,y-Ebene.The curve 420 , which is also indicated by "-", shows the course of an embodiment obtained by minimizing the curvature variance. This is accompanied by the fact that the change in the friction is minimized, because this is directly related to the change in the curvature of the trajectory or the web. The history 430 , which is also marked by "x", shows the length optimized course. It should also be noted that in the 4 the beginning of the respective curves can vary between x1 and x2, ie this corresponds in the exit region of the thread of the nut and the inlet region of the return channel, in which certain variations are possible. For the courses that are in the 4 It is assumed that the beginning of the return channel is exactly between the two points x2 and x1. The coordinate xs for the beginning of the return channel results from the beginning of the range at x1 and a value s multiplied by the size of the range (x2 - x1). The value of s can be between 0 and 1. In the lower area the same curves are shown again, this time in the x, y-plane.

An den Kurven in der 4 lässt sich erkennen, dass im Vergleich zur herkömmlichen Technik, die Krümmung deutlich reduziert werden kann, so dass nun kleinere Beschleunigungen auftreten. In anderen Worten zeigt die 4 in beiden Ebenen, dass die herkömmliche Bahnführung die größte Krümmung und damit die größten Beschleunigungen aufweist. Unabhängig nach welchem Kriterium die verbleibenden Kurven gemäß Ausführungsbeispielen entworfen wurden, sie weisen gänzlich geringere Krümmungen, d.h. Richtungsänderungen, auf. Auch hieraus lässt sich erkennen, dass Ausführungsbeispiele den Verschleiß an Kugelgewindetrieben reduzieren können.At the curves in the 4 It can be seen that compared to the conventional technique, the curvature can be significantly reduced, so that now smaller accelerations occur. In other words, that shows 4 in both planes that the conventional web guide has the largest curvature and thus the largest accelerations. Regardless of which criterion the remaining curves were designed in accordance with embodiments, they have wholly smaller curvatures, ie changes in direction. From this it can be seen that embodiments can reduce the wear on ball screws.

Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einer programmierbaren Hardwarekomponente derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Depending on particular implementation requirements, embodiments of the invention may be implemented in hardware or in software. The implementation may be performed using a digital storage medium, such as a floppy disk, a DVD, a Blu-ray Disc, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or FLASH memory, a hard disk, or other magnetic disk or optical memory are stored on the electronically readable control signals, which can cooperate with a programmable hardware component or cooperate such that the respective method is performed.

Eine programmierbare Hardwarekomponente kann durch einen Prozessor, ein Computerprozessor (CPU = Central Processing Unit), einen Grafikprozessor (GPU = Graphics Processing Unit), einen Computer, ein Computersystem, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC = Application-specific Integrated Circuit), einen integrierten Schaltkreis (IC = Integrated Circuit), ein Ein-Chip-System (SOC = System on Chip), ein programmierbares Logikelement oder ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor (FPGA = Field Programmable Gate Array) gebildet sein.A programmable hardware component may be integrated by a processor, a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a computer, a computer system, an application-specific integrated circuit (ASIC) Circuit (IC = Integrated Circuit), a system on chip (SOC) system, a programmable logic element or a field programmable gate array with a microprocessor (FPGA = Field Programmable Gate Array) may be formed.

Das digitale Speichermedium kann daher maschinen- oder computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem oder einer programmierbare Hardwarekomponente derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Ein Ausführungsbeispiel ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.The digital storage medium may therefore be machine or computer readable. Thus, some embodiments include a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system or programmable hardware component such that one of the methods described herein is performed. One embodiment is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer readable medium) on which the program is recorded for performing any of the methods described herein.

Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Programm, Firmware, Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode oder als Daten implementiert sein, wobei der Programmcode oder die Daten dahin gehend wirksam ist bzw. sind, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer programmierbare Hardwarekomponente abläuft. Der Programmcode oder die Daten kann bzw. können beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger oder Datenträger gespeichert sein. Der Programmcode oder die Daten können unter anderem als Quellcode, Maschinencode oder Bytecode sowie als anderer Zwischencode vorliegen.In general, embodiments of the present invention may be implemented as a program, firmware, computer program, or computer program product having program code or data, the program code or data operative to perform one of the methods when the program resides on a processor or a computer programmable hardware component expires. The program code or the data can also be stored, for example, on a machine-readable carrier or data carrier. The program code or the data may be present, inter alia, as source code, machine code or bytecode as well as other intermediate code.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ferner ein Datenstrom, eine Signalfolge oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom, die Signalfolge oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet oder ein anderes Netzwerk, transferiert zu werden. Ausführungsbeispiele sind so auch Daten repräsentierende Signalfolgen, die für eine Übersendung über ein Netzwerk oder eine Datenkommunikationsverbindung geeignet sind, wobei die Daten das Programm darstellen.Another embodiment is further a data stream, a signal sequence, or a sequence of signals that represents the program for performing any of the methods described herein. The data stream, the signal sequence or the sequence of signals can be configured, for example, to be transferred via a data communication connection, for example via the Internet or another network. Embodiments are also data representing signal sequences that are suitable for transmission over a network or a data communication connection, the data representing the program.

Ein Programm gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eines der Verfahren während seiner Durchführung beispielsweise dadurch umsetzen, dass dieses Speicherstellen ausliest oder in diese ein Datum oder mehrere Daten hinein schreibt, wodurch gegebenenfalls Schaltvorgänge oder andere Vorgänge in Transistorstrukturen, in Verstärkerstrukturen oder in anderen elektrischen, optischen, magnetischen oder nach einem anderen Funktionsprinzip arbeitenden Bauteile hervorgerufen werden. Entsprechend können durch ein Auslesen einer Speicherstelle Daten, Werte, Sensorwerte oder andere Informationen von einem Programm erfasst, bestimmt oder gemessen werden. Ein Programm kann daher durch eine Auslesen von einer oder mehreren Speicherstellen Größen, Werte, Messgrößen und andere Informationen erfassen, bestimmen oder messen, sowie durch ein Schreiben in eine oder mehrere Speicherstellen eine Aktion bewirken, veranlassen oder durchführen sowie andere Geräte, Maschinen und Komponenten ansteuern.For example, a program according to one embodiment may implement one of the methods during execution by, for example, reading or writing data into one or more data, thereby optionally switching operations or other operations in transistor structures, amplifier structures, or other electrical, optical, magnetic or caused by another operating principle working components. Accordingly, by reading a memory location, data, values, sensor values or other information can be detected, determined or measured by a program. A program can therefore acquire, determine or measure quantities, values, measured variables and other information by reading from one or more storage locations, as well as effect, initiate or execute an action by writing to one or more storage locations and control other devices, machines and components ,

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.The embodiments described above are merely illustrative of the principles of the present invention. It will be understood that modifications and variations of the arrangements and details described herein will be apparent to others of ordinary skill in the art. Therefore, it is intended that the invention be limited only by the scope of the appended claims and not by the specific details presented in the description and explanation of the embodiments herein.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Eintrittsbereich in den Rückführkanal Entry area in the return channel
105105: Koordinatensystem coordinate system
110110: Hindernis, Spindel oder Mutter Obstacle, spindle or nut
120120: Austrittsbereich aus dem Rückführkanal Exit area from the return channel
300300: Spindelprofil spindle profile
305305: theor. Bahnprofil theor
310310: tats. Bahnprofil tats
315315: Abstand der Kugeln Distance of the balls
320320: Kugelradius spherical radius
325325: Spalt + Kugelradius Gap + ball radius
400400: konventioneller Verlauf conventional course
410410: reibungsoptimierter Verlauf friction-optimized course
420420: krümmungsoptimierter Verlauf curvature-optimized course
430430: längenoptimierter Verlauf length-optimized course

Claims

A return channel for the return of rolling elements in a Wälzgewindetrieb, wherein the return channel comprises an inlet region for receiving the rolling elements from an entry direction of a thread of a nut or a spindle and an exit region for returning the rolling elements in an exit direction in the thread of the nut or the spindle and wherein the return channel is configured to guide the rollers from the entry region to the exit region along a path, wherein a curvature of the path varies less than 10% of a mean curvature of the path.

The return duct according to claim 1, wherein the length of the return duct between the inlet area and the outlet area is less than twice the direct connecting distance between the inlet area and the outlet area.

The return duct according to one of the preceding claims, wherein the integral change of direction of a rolling element along the track is less than twice the difference between the entry direction and the exit direction.

The return duct according to one of the preceding claims, wherein the integral change of direction of a rolling element along the track between the inlet direction and the outlet direction is equal to the difference between the inlet direction and the outlet direction.

The return duct according to any one of the preceding claims, adapted for returning balls as rolling elements along the track, the centers of the balls on their way from the entry area to the exit area describing the track, a maximum curvature of the track being less than half of that Reciprocal of a spherical radius corresponds.

The return duct according to one of the preceding claims, wherein the web extends at least partially or completely along a spherical surface.

A nut or a spindle for a Wälzgewindetrieb with a return duct according to one of the preceding claims.

A Wälzgewindetrieb with a return duct according to one of the preceding claims.

A method for determining a path of a return channel for returning rolling elements in a Wälzgewindetrieb, wherein the return channel has an entry region for receiving the rolling elements from an entry direction of a thread of a nut or a spindle and an exit region for returning the rolling elements in an exit direction in the thread of the And wherein the return channel guides the rolling elements from the entry region to the exit region along the path, comprising: Determining the web from the entrance direction to the exit direction under the condition that a curvature of the web varies by less than 10% of a mean curvature.

A computer program having program code for carrying out the method according to claim 8, when the program code is executed by a processor.