DE102013208441B4

DE102013208441B4 - ball screw

Info

Publication number: DE102013208441B4
Application number: DE102013208441.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas Groganz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-05-08
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2023-08-17
Anticipated expiration: 2033-05-09
Also published as: CN104141757A; CN104141757B; DE102013208441A1

Abstract

Kugelgewindetrieb mit einem metallischen Hauptkörper (31), der entlang einer Spindel (11) bewegbar und geführt ist, mit einer Mehrzahl von Kugeln (13), die zwischen einer schraubenförmigen Gewindenut (32) des Hauptkörpers (31) und einer schraubenförmigen Gewindenut der Spindel (11) aufgenommen sind, und mit einer Rückführvorrichtung, über die die Kugeln (13) von einem Endabschnitt des Hauptkörpers (31) zum anderen Endabschnitt des Hauptkörpers (31) geführt sind, wobei die Rückführvorrichtung einen Rücklaufkanal (51) und in jedem Endabschnitt des Hauptkörpers (31) einen Umlenkkanal hat, über den die Kugeln (13) von der Gewindenut des Hauptkörpers (31) zum Rücklaufkanal (51) und umgekehrt geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklaufkanal (51) und zumindest ein Wandungsabschnitt (52) des Umlenkkanals in oder an einem Kunststoffteil (50) ausgebildet sind, das im Spritzgießverfahren im Wesentlichen in eine Ausnehmung (37) des Hauptkörpers (31) direkt eingespritzt ist.A ball screw having a metallic main body (31) movable and guided along a spindle (11), having a plurality of balls (13) disposed between a helical thread groove (32) of the main body (31) and a helical thread groove of the spindle ( 11) and having a return device through which the balls (13) are guided from one end portion of the main body (31) to the other end portion of the main body (31), the return device having a return passage (51) and in each end portion of the main body (31) has a deflection channel, via which the balls (13) are guided from the thread groove of the main body (31) to the return channel (51) and vice versa, characterized in that the return channel (51) and at least one wall section (52) of the deflection channel are formed in or on a plastic part (50) which is injected directly into a recess (37) of the main body (31) in the injection molding process.

Description

Die Erfindung betrifft vergleichsweise kleine Kugelgewindetriebe, insbesondere Miniatur-Kugelgewindetriebe, bei denen eine Kugelumlaufmutter entlang einer Spindel bewegbar und geführt ist. Die Kugelumlaufmutter umfasst die Spinde hülsenförmig. Bei einem rotatorischen Antrieb der Spindel verfährt die Kugelumlaufmutter reibungsarm translatorisch entlang der Spindel. Dazu sind einerseits in der Spindel und andererseits in der Kugelumlaufmutter Gewindenuten vorgesehen, in denen zwischen den beiden Bauteilen angeordnete Kugeln abrollen. Die genannten Hauptkomponenten sind dabei meist metallisch, während weitere Komponenten aus Kunststoff gefertigt sein können. Dabei ist es insbesondere bekannt, eine Rückführung für die Kugeln aus Kunststoff zu vorzusehen. Über diese Rückführung werden die Kugeln am Ende ihre Wälzbewegung durch die Nuten zurückgeführt und wieder zwischen die Spindel und die Kugelumlaufmutter „eingespeist“.The invention relates to comparatively small ball screws, in particular miniature ball screws, in which a recirculating ball nut can be moved and guided along a spindle. The recirculating ball nut encloses the lockers in the form of a sleeve. When the spindle is driven in rotation, the recirculating ball nut moves in a translatory manner along the spindle with little friction. For this purpose, thread grooves are provided on the one hand in the spindle and on the other hand in the ball nut, in which roll balls arranged between the two components. The main components mentioned are mostly metallic, while other components can be made of plastic. It is particularly known to provide a return for the balls made of plastic. At the end of their rolling movement, the balls are fed back through the grooves via this return mechanism and "fed" back between the spindle and the ball nut.

Bei kleinen Kugelgewindetrieben ergibt sich das Problem, dass die im Kunststoff-Spritzgussverfahren hergestellten Kunststoffteile nicht beliebig verkleinert werden können. Die bei diesem Herstellungsverfahren unvermeidbaren Toleranzen machen den passgenauen Einbau dieser Teile sehr schwierig.In the case of small ball screws, the problem arises that the plastic parts produced using the plastic injection molding process cannot be arbitrarily reduced in size. The tolerances that are unavoidable in this manufacturing process make it very difficult to fit these parts precisely.

Die DE 101 41 996 B4 zeigt einen Kugelgewindetrieb, dessen Kugelumlaufmutter aus Stahl besteht und mit einem Kunststoffmantel umspritzt ist, der eine innere Umlenkung und eine Rücklaufbohrung bildet. Eine äußere Umlenkung wird von einer gesonderten Endkappe aus Kunststoff gebildet.The DE 101 41 996 B4 shows a ball screw whose recirculating ball nut is made of steel and is overmoulded with a plastic jacket that forms an inner deflection and a return bore. An outer baffle is formed by a separate plastic end cap.

Die JP 2010-038196 A und die EP 2 218 942 A1 zeigen ein gesondertes zweiteiliges Rückführrohr aus Kunststoff, das in einer z-förmigen Rückführausnehmung in der Kugelumlaufmutter aufgenommen ist. Aufgrund der gesonderten Herstellung des Rückführrohres ist dieses nicht spaltfrei und damit spielbehaftet an die z-förmige Ausnehmung angepasst.The JP 2010-038196 A and the EP 2 218 942 A1 show a separate two-piece plastic return tube that is received in a Z-shaped return recess in the ball nut. Due to the separate manufacture of the return tube, it is not without gaps and is therefore adapted to the z-shaped recess with play.

DE 10 2004 055 423 A1 und DE 10 2007 059 718 A1 zeigen weitere Varianten von gesonderten Rücklaufrohren, die jeweils zweiteilig aus Kunststoff ausgeführt sind. DE 10 2004 055 423 A1 and DE 10 2007 059 718 A1 show other variants of separate return pipes, which are each made of plastic in two parts.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Kugelgewindetrieb zu schaffen, der sich einfach und kostengünstig auch in kleiner Baugröße produzieren lässt, und dessen Rückführvorrichtung dabei präzise herstellbar ist.In contrast, the invention is based on the object of creating a ball screw which can be produced simply and inexpensively, even in a small size, and whose return device can be manufactured precisely.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Kugelgewindetrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This problem is solved by a ball screw with the features of patent claim 1.

Der beanspruchte Kugelgewindetrieb hat einen metallischen Hauptkörper bzw. eine Kugelumlaufmutter, der bzw. die entlang einer Spindel bewegbar und geführt ist. Dabei stützt sich der Hauptkörper an einer Mehrzahl von Kugeln ab, die zwischen schraubenförmigen Gewindenuten einerseits des Hauptkörpers und andererseits der Spindel aufgenommen sind und als Wälzkörper dienen. Die Kugeln bilden eine endlose umlaufende Kette und werden im Betrieb des Kugelgewindetriebs über eine am Hauptkörper gebildete Rückführvorrichtung von einem Endabschnitt des Hauptkörpers zum anderen Endabschnitt des Hauptkörpers zurück geführt. Die Rückführvorrichtung hat einen Rücklaufkanal und in jedem Endabschnitt des Hauptkörpers einen Umlenkkanal, der die hauptkörperseitige Gewindenut mit dem Rücklaufkanal verbindet, so dass über den Umlenkkanal die die Kugeln von der hauptkörperseitigen Gewindenut zum Rücklaufkanal [bzw. umgekehrt] geführt werden. Erfindungsgemäß sind der Rücklaufkanal und Wandungsabschnitte des Umlenkkanals in oder an einem einteiligen Kunststoffeinsatz oder Kunststoffteil ausgebildet, das im Spritzgießverfahren im Wesentlichen oder komplett in eine Ausnehmung des Hauptkörpers direkt eingespritzt ist. Dadurch kann das Kunststoffteil spaltfrei im Hauptkörper befestigt werden, wodurch die Toleranzkette reduziert bzw. verkürzt ist, so dass die Kanäle der Rückführung auch bei kleinen Baugrößen des Kugelgewindetriebs (z.B. bei einem Miniatur-Kugelgewindetrieb) vergleichsweise präzise gebildet und fixiert werden. Somit ist eine widerstandsarme und verschleißarme Rückführung der Kugeln gegeben.The claimed ball screw has a metallic main body or a ball nut which is movable and guided along a spindle. The main body is supported on a plurality of balls, which are accommodated between helical thread grooves on the one hand of the main body and on the other hand of the spindle and serve as rolling elements. The balls form an endless revolving chain and are guided back from one end section of the main body to the other end section of the main body during operation of the ball screw via a return device formed on the main body. The return device has a return passage, and in each end portion of the main body, a deflection passage that connects the main body-side thread groove and the return passage, so that the balls can be returned from the main body-side thread groove to the return passage via the deflection passage. vice versa]. According to the invention, the return channel and wall sections of the deflection channel are formed in or on a one-piece plastic insert or plastic part, which is injected directly into a recess of the main body in the injection molding process essentially or completely. As a result, the plastic part can be fastened without a gap in the main body, which reduces or shortens the chain of tolerances, so that the return channels are formed and fixed comparatively precisely even with small sizes of the ball screw (e.g. with a miniature ball screw). This ensures low-resistance and low-wear return of the balls.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.Further advantageous refinements of the invention are described in the dependent patent claims.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kugelgewindetriebs weisen die Ausnehmung und damit das Kunststoffteil jeweils einen länglichen sich etwa parallel zur Spindel erstreckenden Hauptabschnitt auf. Dabei ist der Hauptabschnitt der Ausnehmung in einen Außenmantel des Hauptkörpers eingebracht, und der Hauptabschnitt des Kunststoffteils ist im Wesentlichen oder ganz in der Ausnehmung und damit im Hauptkörper aufgenommen. Der Rücklaufkanal wird beim Spritzgießen im Innern des Hauptabschnitts des Kunststoffteils ausgebildet und erstreckt sich entlang dem Hauptabschnitt des Kunststoffteils im Innern des Hauptkörpers. Dabei kann der Rücklaufkanal zwischen Außenmantel und Spindel parallel zu dieser angeordnet werden.In a particularly preferred development of the ball screw according to the invention, the recess and thus the plastic part each have an elongate main section which extends approximately parallel to the spindle. In this case, the main section of the recess is introduced into an outer casing of the main body, and the main section of the plastic part is essentially or completely accommodated in the recess and thus in the main body. The return passage is formed inside the main portion of the plastic part during injection molding and extends along the main portion of the plastic part inside the main body. The return channel between the outer shell and the spindle can be arranged parallel to the latter.

Wenn die Ausnehmung und damit das Kunststoffteil jeweils im Bereich jedes Endabschnitts des Hauptkörpers einen etwa um 90 Grad zum Hauptabschnitt abgewinkelten und damit in Umfangsrichtung des Hauptkörpers verlaufenden Abschnitt aufweisen, entsteht für das Kunststoffteil etwa eine Z-Form, wodurch dieses besonders verdrehsicher im Hauptkörper fixiert ist.If the recess and thus the plastic part each have a section in the area of each end section of the main body that is angled at approximately 90 degrees to the main section and thus runs in the circumferential direction of the main body, the plastic part is approximately Z-shaped, as a result of which it is fixed in the main body in a particularly torsion-proof manner .

Bei einer Weiterbildung der Ausnehmung als Nut weisen der Hauptabschnitt und die abgewinkelten Abschnitte der Ausnehmung und damit des Kunststoffteils gleiche Breite auf. Damit kann die Ausnehmung einfach (mit einem Schaftfräser) gefertigt werden.In a development of the recess as a groove, the main section and the angled sections of the recess and thus of the plastic part have the same width. The recess can thus be easily manufactured (with an end mill).

Besonders einfach lässt sich das Kunststoffteil fertigen, wenn in jedem Endabschnitt des Hauptkörpers eine zur Spindel im Wesentlichen rotationssymmetrische stirnseitige Ausnehmung vorgesehen ist, die mit dem zugeordnete abgewinkelte Abschnitt der Ausnehmung und mit dem Hauptabschnitt der Ausnehmung verbunden ist. Dann kann ein Dorn zur Fertigung des Rücklaufkanals einfach und präzise beim Kunststoffspritzgießen beidseitig gehalten werden. Am Ende der Herstellung bzw. der Montage wird in jede stirnseitige Ausnehmung eine Verschlusskappe oder Endkappe zumindest abschnittsweise eingesetzt, die vorzugsweise eine Dichtung hat, die an der Spindel anliegt.The plastic part can be manufactured particularly easily if in each end section of the main body there is a front-side recess which is essentially rotationally symmetrical to the spindle and which is connected to the associated angled section of the recess and to the main section of the recess. A mandrel for manufacturing the return channel can then be held on both sides simply and precisely during plastic injection molding. At the end of the production or assembly, a closure cap or end cap is inserted at least in sections into each end-side recess, which preferably has a seal that rests against the spindle.

Vorzugsweise ist die Endkappe ringförmig und weist an ihrer Innenseite eine Fortsetzungsnut der schraubenförmigen Gewindenut des Hauptkörpers auf. Damit ist die Fortsetzungsnut zwischen der schraubenförmigen Gewindenut des Hauptkörpers und dem Umlenkkanal angeordnet. Bei Durchlaufrichtung der Kugeln vom Hauptabschnitt zur Endkappe betrachtet ist in der Fortsetzungsnut eine radiale Aufweitung vorgesehen. [Bei Durchlaufrichtung der Kugeln von der Endkappe zum Hauptabschnitt betrachtet ist eine radiale Einengung in der Fortsetzungsnut vorgesehen.] Die Aufweitung [bzw. die Einengung] kann stufenartig sein. Darüber werden die Kugeln, nachdem sie zwischen dem Hauptabschnitt und der Spindel durchgelaufen sind, entlastet [bzw. sie werden nach ihrer Rückführung wieder belastet].Preferably, the end cap is ring-shaped and has on its inside a continuation groove of the helical thread groove of the main body. Thus, the continuation groove is located between the helical thread groove of the main body and the deflection passage. A radial widening is provided in the continuation groove when the balls pass through in the direction from the main section to the end cap. [Viewed in the direction of passage of the balls from the end cap to the main section, a radial constriction is provided in the continuation groove.] The widening [or the narrowing] may be gradual. The balls are then relieved after they have passed between the main section and the spindle. they will be charged again after their return].

Der Umlenkkanal erstreckt sich von einer an der Endkappe gebildeten Abhebenase bis zu einer Einmündung in den Rücklaufkanal [bzw. umgekehrt]. Die Abhebenase dient zum radialen Herausgeben der Kugel aus der Gewindenut der Spindel [bzw. zum Zurückführen der Kugeln in diese]. Dabei wird es besonders bevorzugt, wenn die Abhebenase für eine tangentiale Bewegung der Kugeln sorgt.The deflection channel extends from a lifting lug formed on the end cap to a junction with the return channel [or vice versa]. The lifting lug serves to release the ball radially from the thread groove of the spindle [or for returning the balls into them]. It is particularly preferred if the lifting lug ensures a tangential movement of the balls.

Bei Betrachtung der Durchlaufrichtung der Kugeln vom Hauptkörper zur Einmündung weist der Umlenkkanal einen ersten und einen zweiten Kanalabschnitt auf. Der erste Kanalabschnitt ist von einer an der Endkappe gebildeten äußeren Wandungsabschnitt und von einer ringförmigen Bodenfläche der stirnseitigen Ausnehmung begrenzt, und der zweite Kanalabschnitt ist von einer an der Endkappe gebildeten äußeren Wandungsabschnitt und von einer am Kunststoffteil gebildeten inneren Wandungsabschnitt begrenzt.Considering the passage direction of the balls from the main body to the junction, the deflection channel has a first and a second channel section. The first channel section is defined by an outer wall section formed on the end cap and an annular bottom surface of the front recess, and the second channel section is defined by an outer wall section formed on the end cap and an inner wall section formed on the plastic part.

Der abgewinkelte Abschnitt des Kunststoffteils kann eine kreisbogenförmige Verlängerung aufweisen, die sich im Innern des Hauptkörpers entlang der ringförmigen Bodenfläche der stirnseitigen Ausnehmung erstreckt. Die Erstreckung kann z.B. ¼ Kreis betragen. Damit sind die Lagesicherung und Verdrehsicherung des Kunststoffteils weiter verbessert. An der kreisbogenförmigen Verlängerung kann der der innere Wandungsabschnitt des zweiten Kanalabschnitts gebildet sein.The angled portion of the plastic part may have an arcuate extension extending inside the main body along the annular bottom surface of the front recess. The extent can be e.g. ¼ of a circle. This further improves the positional security and anti-twist protection of the plastic part. The inner wall section of the second channel section can be formed on the arcuate extension.

Zur weiteren Optimierung der Lage- und Verdrehsicherung des Kunststoffteils und insbesondere seines inneren Wandungsabschnitts des zweiten Kanalabschnitts kann die kreisbogenförmige Verlängerung zumindest abschnittsweise in einer kreisbogenförmige Sicherungsnut aufgenommen sein, die in die ringförmigen Bodenfläche der stirnseitigen Ausnehmung eingebracht ist.To further optimize the position and anti-twist protection of the plastic part and in particular its inner wall section of the second channel section, the arcuate extension can be accommodated at least in sections in an arcuate securing groove which is made in the annular bottom surface of the end-side recess.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Kunststoffteils ergibt sich, wenn sich die Mündung in den Rücklaufkanal am abgewinkelten Abschnitt befindet.An advantageous embodiment of the plastic part results when the opening into the return channel is located on the angled section.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Außenmantel des Hauptkörpers kreiszylindrisch und er hat im Bereich der Ausnehmung eine ebene Anlagefläche. Diese dient bei der Fertigung des Kunststoffteils durch einspritzen als Dichtfläche für ein Spritzgusswerkzeug.In one embodiment, the outer jacket of the main body is circular-cylindrical and has a flat contact surface in the area of the recess. During the production of the plastic part by injection, this serves as a sealing surface for an injection molding tool.

Bei einer besonders bei kleinen Kugelgewindetrieben vorteilhaften Weiterbildung bestehen die Endkappen aus Kunststoff und sind in die stirnseitige Ausnehmung eingeklipst. Vorzugsweise über eine umlaufende Rastnase der Endkappe und eine umlaufende Nut der stirnseitigen Ausnehmung. Damit können Schrauben und Sicherungsringe, wie sie bei größeren Kugelgewindetrieben genutzt werden, entfallen.In a development that is particularly advantageous for small ball screw drives, the end caps are made of plastic and are clipped into the front-side recess. Preferably via an encircling locking lug of the end cap and an encircling groove of the end-side recess. This eliminates the need for screws and circlips, such as those used in larger ball screws.

Insbesondere, wenn die Endkappe, ihre umlaufende Rastnase, die stirnseitige Ausnehmung und ihre umlaufende Nut rotationssymmetrisch sind, wird es bevorzugt, wenn die Endkappe eine Verdrehsicherung hat. Diese ist Vorzugsweise eine einseitige radiale Erweitung am Außenumfang der Endkappe, die in eine entsprechende radiale Erweitung (Ausnehmung) in der Innenwandung der stirnseitigen Ausnehmung eingesetzt ist.In particular, if the end cap, its circumferential locking lug, the front recess and its circumferential groove are rotationally symmetrical, it is preferred if the end cap has an anti-twist device. This is preferably a one-sided radial expansion on the outer circumference of the end cap, which is inserted into a corresponding radial expansion (recess) in the inner wall of the end-side recess.

Das Kunststoffteil und/oder die Endkappe können aus Polyamid bestehen.The plastic part and/or the end cap can be made of polyamide.

Im Folgenden werden anhand der Figuren drei Ausführungsbeispiele der Erfindung detailliert beschrieben. Es zeigen

1 das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kugelgewindetriebs in einer geschnittenen perspektivischen Darstellung;
2 einen Hauptkörper mit Kunststoffteil des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kugelgewindetriebs in einer geschnittenen perspektivischen Darstellung;
3 den Hauptkörper des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1 ohne Kunststoffteil in einer perspektivischen Darstellung;
4 den Hauptkörper des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1 und 3 mit dem Kunststoffteil in einer perspektivischen Darstellung;
5 den Hauptkörper des dritten Ausführungsbeispiels mit dem Kunststoffteil in einer geschnittenen perspektivischen Darstellung; und
6 eine Endkappe des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Darstellung.

Three exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the figures. Show it

1 the first embodiment of the ball screw according to the invention in a sectional perspective view;
2 a main body with plastic part of the second embodiment of the ball screw according to the invention in a sectional perspective view;
3 according to the main body of the first embodiment 1 without plastic part in a perspective view;
4 according to the main body of the first embodiment 1 and 3 with the plastic part in a perspective view;
5 the main body of the third embodiment with the plastic part in a sectional perspective view; and
6 an end cap of the first and second embodiment in a perspective view.

1 zeigt das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kugelgewindetriebs in einer geschnittenen perspektivischen Darstellung. An dem Außenmantel einer Spindel 11 ist eine schraubenförmig umlaufende Gewindenut 12 vorgesehen. An einem Innenumfang eines metallischen Hauptkörpers 31, der die Spindel 11 hülsenförmig umgreift, ist eine entsprechende umlaufende Gewindenut 32 vorgesehen. An den beiden stirnseitigen Endabschnitten des Hauptkörpers 31 sind rotationssymmetrische stirnseitige Ausnehmungen 36 vorgesehen. In diese sind jeweilige Endkappen 70 aus Polyamid eingeschoben und eingeklipst, an deren Innenumfang jeweils eine Fortsetzungsnut 72 angeordnet ist, die zur Fortsetzung der hauptkörperseitigen Gewindenut 32 in der jeweiligen Endkappe 70 dient. 1 shows the first embodiment of the ball screw according to the invention in a sectional perspective view. On the outer casing of a spindle 11 there is a helically circumferential thread groove 12 . A corresponding circumferential thread groove 32 is provided on an inner circumference of a metallic main body 31 which encloses the spindle 11 in the manner of a sleeve. Rotationally symmetrical front-side recesses 36 are provided on the two front-side end sections of the main body 31 . Respective end caps 70 made of polyamide are inserted and clipped into these, on the inner circumference of which a continuation groove 72 is arranged in each case, which serves to continue the threaded groove 32 on the main body in the respective end cap 70 .

An der in 1 oberen Seite des Hauptkörpers 31 ist ein Kunststoffteil 50 eingesetzt, das einen Hauptabschnitt 50a und zwei abgewinkelte Abschnitte 50b aufweist, wobei in 1 nur ein abgewinkelter Abschnitt 50b dargestellt ist. Der Hauptabschnitt 50a des Kunststoffteils 50 erstreckt sich entlang der Spindel 11 über eine Länge des Hauptkörpers 31, die größer ist als die Ausdehnung seiner Gewindenut 32 (entlang der Spindel 11 betrachtet). Der Hauptabschnitt 50a ist im Wesentlichen im Inneren des Hauptkörpers 31 aufgenommen, wobei ein vergleichsweise kleiner Abschnitt aus einer ebenen Anlagefläche 38 für ein Spritzgusswerkzeug (nicht gezeigt) herausragt. Von der Anlagefläche 38 ist in 1 (auf Grund der geschnittenen Darstellung des Hauptkörpers 31) nur eine Seite dargestellt.at the in 1 upper side of the main body 31, a plastic part 50 is used, which has a main portion 50a and two angled portions 50b, wherein in 1 only an angled portion 50b is shown. The main portion 50a of the plastic part 50 extends along the spindle 11 for a length of the main body 31 which is greater than the extent of its thread groove 32 (viewed along the spindle 11). The main portion 50a is substantially housed inside the main body 31, with a relatively small portion protruding from a planar abutment surface 38 for an injection mold (not shown). From the contact surface 38 is in 1 (Due to the sectional representation of the main body 31) shown only one side.

Im Inneren des Hauptabschnitts 50a des Kunststoffteils 50 und damit im Inneren des Hauptkörpers 31 erstreckt sich ein Rücklaufkanal 51 etwa über die gesamte Länge des Hauptabschnitts 50a entlang der Spindel 11.Inside the main section 50a of the plastic part 50 and thus inside the main body 31, a return channel 51 extends approximately over the entire length of the main section 50a along the spindle 11.

Der erfindungsgemäße Kugelgewindetrieb hat eine endlose Kette von einzelnen Kugeln 13, die bei Rotation der Spindel 11 insbesondere zwischen der hauptkörperseitigen Gewindenut 32 und der spindelseitigen Gewindenut 12 abwälzen, wodurch der Hauptkörper 31 und damit der einstückig an ihm ausgebildete Befestigungsflansch 35 translatorisch entlang der Spindel 11 bewegt werden. Nach dem belasteten beziehungsweise eingespannten Zustand der Kugeln 13 werden diese in einer der beiden Endkappen 70 in deren Fortsetzungsnut 72 entspannt und danach dem Rücklaufkanal 51 zugeführt, wo die Kugeln 13 der Fortsetzungsnut 72 der anderen Endkappe 70 wieder zugeführt werden. Von dort gelangen die Kugeln 13 wieder zwischen die hauptkörperseitige und die spindelseitige Gewindenut 32, 12.The ball screw drive according to the invention has an endless chain of individual balls 13 which, when the spindle 11 rotates, roll in particular between the thread groove 32 on the main body and the thread groove 12 on the spindle, as a result of which the main body 31 and thus the fastening flange 35 formed integrally on it moves translationally along the spindle 11 become. After the loaded or clamped state of the balls 13, they are relaxed in one of the two end caps 70 in the continuation groove 72 and then fed to the return channel 51, where the balls 13 are fed back to the continuation groove 72 of the other end cap 70. From there, the balls 13 pass back between the thread grooves 32, 12 on the main body and the spindle side.

2 zeigt einen Hauptkörper 31 mit dem Befestigungsflansch 35 und dem eingesetzten Kunststoffteil 50 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer geschnittenen perspektivischen Darstellung. Der Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist darin zu sehen, dass das Kunststoffteil 50 an einer um 90° gedrehte Position am Außenmantel des Hauptkörpers 31 vorgesehen ist. Weiterhin ist beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 2 keine ebene Anlagefläche für das Spritzgusswerkzeug vorgesehen, so dass das Kunststoffteil 50 gänzlich im Hauptkörper 31 aufgenommen ist. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Hauptabschnitt 50a des Kunststoffteils 50, wobei der geschnittene Rücklaufkanal 51 zu erkennen ist. Weiterhin ist im Inneren des Hauptkörpers 31 dessen Gewindenut 32 dargestellt. Bezüglich der in 2 nicht dargestellten Fortsetzungsnut 72 der Endkappe 70 wird auf 5 verwiesen. 2 shows a main body 31 with the mounting flange 35 and the inserted plastic part 50 according to a second embodiment in a sectional perspective view. The difference from the first embodiment according to 1 It can be seen that the plastic part 50 is provided at a position rotated by 90° on the outer casing of the main body 31 . Furthermore, according to the second embodiment 2 no flat contact surface is provided for the injection molding tool, so that the plastic part 50 is completely accommodated in the main body 31 . 2 shows a cross section through the main portion 50a of the plastic part 50, wherein the cut return channel 51 can be seen. Furthermore, inside the main body 31, its thread groove 32 is shown. Regarding the in 2 not shown continuation groove 72 of the end cap 70 is on 5 referred.

3 zeigt den Hauptkörper 31 mit dem Befestigungsflansch 35 des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1 ohne das Kunststoffteil 50 in einer perspektivischen Darstellung. Damit zeigt 3 den Hauptkörper 31, bevor das Kunststoffteil 50 eingespritzt wird, und bevor die Endkappen 70 in die jeweilige stirnseitige Ausnehmung 36 eingesetzt werden. Die stirnseitige Ausnehmung 36 hat an ihrer Innenwandung eine umlaufende Rastnut 33, in die die Endkappe 70 eingeklipst wird. Weiterhin hat die Ausnehmung 36 eine ringförmige Bodenfläche 36a, die eben ist und senkrecht zur Verfahrrichtung des Hauptkörpers 31 und damit senkrecht zur Spindel 11 (vergleiche 1) angeordnet ist. In 3 ist ein Teil einer Ausnehmung 37 des Hauptkörpers 31 dargestellt, genauer gesagt ist einer der beiden abgewinkelten Abschnitte 37b und der Übergang in den Hauptabschnitt 37a der Ausnehmung 37 dargestellt. In diese Ausnehmung 37 wird (später) das Kunststoffteil 50 eingespritzt. Es ist zu erkennen, dass der abgewinkelte Abschnitt 37b als Durchgangsausnehmung derart ausgebildet ist, dass sie den Außenmantel des Hauptkörpers 31 mit der stirnseitigen Ausnehmung 36 verbindet. Weiterhin ist in der ringförmigen Bodenfläche 36a der Ausnehmung 36 eine kreisbogenförmige Sicherungsnut 34 vorgesehen, die sich etwa entlang einem Viertelkreis erstreckt. Dabei zeigt 3 einen Bereich, in dem der abgewinkelte Abschnitt 37b und der Hauptabschnitt 37a der Ausnehmung 37 und die Sicherungsnut 34 aufeinander treffen. Dieser Bereich und der abgewinkelte Abschnitt 37b, der Hauptabschnitt 37a und die Sicherungsnut 34 werden in einem späteren Fertigungsschritt mit Polyamid im Spritzgussverfahren ausgefüllt, so dass dort das Kunststoffteil 50 ausgebildet wird. 3 12 shows the main body 31 with the mounting flange 35 of the first embodiment according to FIG 1 without the plastic part 50 in a perspective view. With that shows 3 the main body 31 before the plastic part 50 is injected, and before the end caps 70 are inserted into the respective frontal recess 36. The end-face recess 36 has on its inner wall a circumferential locking groove 33 into which the end cap 70 is clipped on. Furthermore, the recess 36 has an annular bottom surface 36a which is flat and perpendicular to the direction of travel of the main body 31 and thus perpendicular to the spindle 11 (cf 1 ) is arranged. In 3 a part of a recess 37 of the main body 31 is shown, more precisely one of the two angled sections 37b and the transition into the main section 37a of the recess 37 is shown. The plastic part 50 is (later) injected into this recess 37 . It can be seen that the angled section 37b is designed as a through-hole in such a way that it connects the outer casing of the main body 31 to the front-side recess 36 . Also provided in the annular bottom surface 36a of the recess 36 is a circular arc-shaped securing groove 34 which extends approximately along a quarter of a circle. while showing 3 an area where the angled portion 37b and the main portion 37a of the recess 37 and the locking groove 34 meet. This area and the angled section 37b, the main section 37a and the securing groove 34 are filled with polyamide in the injection molding process in a later production step, so that the plastic part 50 is formed there.

4 zeigt den Hauptkörper 31 nach der Ausbildung des Kunststoffteils 50. Dabei ist insbesondere ein kreisbogenförmiger Abschnitt des Kunststoffteils 50 zu erkennen, der abschnittsweise in die Sicherungsnut 34 (vergleiche 3) eingesetzt ist. An diesem kreisbogenförmigen Abschnitt ist ein hauptkörperseitiger bzw. innerer Wandungsabschnitt 52 eines zweiten Kanalabschnitts eines Umlenkkanals ausgebildet, der die Gewindenut 32 des Hauptkörpers 31 mit dem Rücklaufkanal 51 verbindet, dessen Mündung in 4 dargestellt ist. 4 shows the main body 31 after the plastic part 50 has been formed. In particular, a circular arc-shaped section of the plastic part 50 can be seen, which in sections fits into the securing groove 34 (cf 3 ) is used. A main body-side or inner wall section 52 of a second channel section of a deflection channel is formed on this arcuate section, which connects the threaded groove 32 of the main body 31 with the return channel 51, the mouth of which is in 4 is shown.

5 zeigt den Hauptkörper 31 des dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kugelgewindetriebs mit dem Kunststoffteil 50 in einer geschnittenen Darstellung. Dabei ist - vergleichbar mit dem zweiten Ausführungsbeispiels gemäß 2 - keine ebene Anlagefläche am Außenumfang des Hauptkörpers 31 vorgesehen. Im Inneren des Hauptkörpers 31 entspricht das dritte Ausführungsbeispiel gemäß 5 insbesondere dem in 4 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel. Es ist der Hauptabschnitt 50a mit dem Rücklaufkanal 51 und dem abgewinkelten Abschnitt 50b dargestellt, wobei der abgewinkelte Abschnitt 50b im Inneren des Hauptkörpers 31 in den kreisbogenförmigen Abschnitt übergeht, an dem - wie mit Bezug zu 4 erläutert wurde - der innere Wandungsabschnitt 52 ausgebildet ist. An dessen Innenseite ist ein Rand vorgesehen, der die Kugeln 13 auf dem gegenüber der Gewindenut 32 und gegenüber der Fortsetzungsnut 72 vergrößerten Radius halten soll, auf dem der Rücklaufkanal 51 vorgesehen ist. 5 shows the main body 31 of the third embodiment of the ball screw according to the invention with the plastic part 50 in a sectional view. This is - comparable to the second embodiment according to 2 - No planar contact surface on the outer circumference of the main body 31 provided. The interior of the main body 31 corresponds to the third embodiment according to FIG 5 especially the in 4 shown first embodiment. The main section 50a is shown with the return channel 51 and the angled section 50b, the angled section 50b merging inside the main body 31 into the arcuate section on which - as with reference to FIG 4 was explained - the inner wall section 52 is formed. An edge is provided on its inside, which is intended to hold the balls 13 on the radius, which is larger than the thread groove 32 and the continuation groove 72, on which the return channel 51 is provided.

In der in 5 oberen stirnseitigen Ausnehmung 36 ist die umlaufende Rastnut 33 für die Endkappe 70 dargestellt, wobei in die in 5 untere stirnseitige Ausnehmung 36 die entsprechende Endkappe 70 eingesetzt ist. Dabei ist ihrer umlaufende Rastnase 76 in die umlaufende Rastnut 33 eingeklipst.in the in 5 Upper frontal recess 36 shows the circumferential latching groove 33 for the end cap 70, with the in 5 lower frontal recess 36 the corresponding end cap 70 is inserted. In this case, its circumferential locking lug 76 is clipped into the circumferential locking groove 33 .

6 zeigt die Endkappe 70 des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels. Diese unterscheidet sich von der Endkappe 70 des dritten Ausführungsbeispiels gemäß 5 durch die Verdrehsicherung 75, die in die entsprechende Nut 39 der stirnseitigen Ausnehmung 36 (vergleiche 1) eingeschoben wird. Die übrigen im Folgenden beschriebenen Merkmale der Endkappe 70 treffen auch für die Endkappe 70 des dritten Ausführungsbeispiels zu. 6 12 shows the end cap 70 of the first and second embodiments. This differs from the end cap 70 of the third exemplary embodiment according to FIG 5 by the anti-twist device 75, which is inserted into the corresponding groove 39 of the front-side recess 36 (cf 1 ) is inserted. The other features of the end cap 70 described below also apply to the end cap 70 of the third exemplary embodiment.

Es wird diejenige Bewegungsrichtung angenommen, bei der die (in 6 nicht gezeigten) Kugeln 13 vom Hauptkörper 31 in die gezeigte Endkappe 70 und von dort in den Rücklaufkanal 51 bewegt werden. Dabei bewegen sich die Kugeln 13 entlang der abgebildeten Seite der Endkappe 70, die weitgehend mit der ringförmigen Bodenfläche 36a (vergleiche 5) in Anlage kommt, im Uhrzeigersinn. Genauer gesagt, bewegen sich die Kugeln 13 zunächst entlang der Fortsetzungsnut 72 und werden dann an der Durchmesseränderung 77 entlastet, wobei die Durchmesseränderung bei der angenommene Bewegungsrichtung der Kugeln 13 eine Durchmessererweiterung darstellt. Kurz danach werden die Kugeln an einer Abhebenase 71 aus der Gewindenut 12 der Spindel 11 herausgehoben und über einen tangentialen Abschnitt 78 einem ersten Kanalabschnitt zugeführt, über die Kugeln 13 auf eine Umlaufbahn mit vergrößertem Radius bewegt werden. Der erste Kanalabschnitt ist endkappenseitig vom äußeren Wandungsabschnitt 73 begrenzt, während er hauptkörperseitig von der ringförmigen Bodenfläche 36a des Hauptkörpers 31 (vergleiche 5) begrenzt wird. Wie mit Bezug zur 5 am besten zu erkennen ist, werden die Kugeln von der Bodenfläche 36a auf den hauptkörperseitigen inneren Wandungsabschnitt 52 bewegt, der am Kunststoffteil 50 ausgebildet ist. Wie mit Bezug zur 6 am besten zu erkennen ist, wird dieser zweite Kanalabschnitt endkappenseitig von einem äußeren Wandungsabschnitt 74 begrenzt. Dieser zweite Kanalabschnitt führt die Kugeln 13 zur Mündung in den Rücklaufkanal 51, an der sie um annähernd 90° umgelenkt und dem Rücklaufkanal 51 zugeführt werden.The direction of movement is assumed in which the (in 6 (not shown) balls 13 are moved from the main body 31 into the end cap 70 shown and from there into the return channel 51. In doing so, the balls 13 move along the side of the end cap 70 shown, which largely coincides with the annular bottom surface 36a (cf 5 ) comes into contact, clockwise. More precisely, the balls 13 first move along the continuation groove 72 and are then relieved at the change in diameter 77, the change in diameter representing an increase in diameter given the assumed direction of movement of the balls 13. Shortly thereafter, the balls are lifted out of the thread groove 12 of the spindle 11 at a lifting lug 71 and fed via a tangential section 78 to a first channel section, via which balls 13 are moved into an orbit with an increased radius. The first channel portion is bounded by the outer wall portion 73 on the end cap side, while on the main body side it is bounded by the annular bottom surface 36a of the main body 31 (cf 5 ) is limited. As related to 5 As best seen, the balls are moved from the bottom surface 36a onto the main body side inner wall portion 52 formed on the plastic member 50. FIG. As related to 6 is best seen, this second channel section is delimited by an outer wall section 74 on the end cap side. This second channel section leads the balls 13 to the outlet in the return channel 51, where they are deflected by approximately 90° and fed to the return channel 51.

Offenbart ist ein Kugelgewindetrieb mit einer Kugelumlaufmutter, die entlang einer Spindel bewegbar und geführt ist. Dabei stützt sich die Kugelumlaufmutter an einer endlos umlaufenden Kette von einzelnen Kugeln ab, die zwischen schraubenförmigen Gewindegängen einerseits der Kugelumlaufmutter und andererseits der Spindel aufgenommen sind und als Wälzkörper dienen. Die Kugeln werden im Betrieb des Kugelgewindetriebs über eine an der Kugelumlaufmutter gebildete Rückführvorrichtung von einem Endabschnitt der Kugelumlaufmutter zum anderen Endabschnitt der Kugelumlaufmutter (zurück) geführt. Die Rückführvorrichtung hat einen parallel zur Spindel im Inner der Kugelumlaufmutter verlaufenden Rücklaufkanal und in jedem Endabschnitt einen Umlenkkanal, der den Gewindegang der Kugelumlaufmutter mit dem Rücklaufkanal verbindet, so dass über den Umlenkkanal die die Kugeln vom Gewindegang zum Rücklaufkanal [bzw. umgekehrt] geführt werden. Erfindungsgemäß sind der Rücklaufkanal und zumindest Abschnitte des Umlenkkanals in oder an einem einteiligen Kunststoffeinsatz oder Kunststoffteil ausgebildet, das im Spritzgießverfahren im Wesentlichen oder komplett in eine z-förmige Nut der Kugelumlaufmutter direkt eingespritzt ist.Disclosed is a ball screw with a recirculating ball nut, which is movable and guided along a spindle. The ball supports itself running nut on an endlessly revolving chain of individual balls, which are accommodated between helical threads on the one hand of the ball nut and on the other hand of the spindle and serve as rolling elements. During operation of the ball screw, the balls are guided (back) from one end section of the ball nut to the other end section of the ball nut via a return device formed on the ball nut. The return device has a return channel running parallel to the spindle inside the recirculating ball nut and in each end section a deflection channel which connects the thread of the recirculating ball nut with the return channel, so that via the deflection channel the balls can be drawn from the thread to the return channel [or vice versa]. According to the invention, the return channel and at least sections of the deflection channel are formed in or on a one-piece plastic insert or plastic part that is injected directly into a z-shaped groove of the recirculating ball nut using the injection molding process essentially or completely.

BezugszeichenlisteReference List

1111: Spindelspindle
1212: Gewindenutthread groove
1313: KugelBullet
3131: Hauptkörpermain body
3232: Gewindenutthread groove
3333: Rastnutlocking groove
3434: Sicherungsnutlocking groove
3535: Befestigungsflanschmounting flange
3636: stirnseitige Ausnehmungfrontal recess
36a36a: ringförmige Bodenflächeannular bottom surface
3737: Ausnehmungrecess
37a37a: Hauptabschnitt der AusnehmungMain section of the recess
37b37b: abgewinkelter Abschnitt der Ausnehmungangled portion of the recess
3838: Anlageflächecontact surface
3939: Nutgroove
5050: Kunststoffteilplastic part
50a50a: Hauptabschnitt des KunststoffteilsMain section of plastic part
50b50b: abgewinkelter Abschnitt des Kunststoffteilsangled section of the plastic part
5151: Rücklaufkanalreturn channel
5252: innerer Wandungsabschnittinner wall section
7070: Endkappeend cap
7171: Abhebenasetakeoff nose
7272: Fortsetzungsnutcontinuation groove
7373: äußerer Wandungsabschnittouter wall section
7474: äußerer Wandungsabschnittouter wall section
7575: Verdrehsicherunganti-rotation device
7676: unlaufende Rastnasenon-running detent
7777: Durchmesseränderungdiameter change
7878: tangentialer Abschnitttangential section

Claims

A ball screw having a metallic main body (31) movable and guided along a spindle (11), having a plurality of balls (13) disposed between a helical thread groove (32) of the main body (31) and a helical thread groove of the spindle ( 11) and having a return device through which the balls (13) are guided from one end portion of the main body (31) to the other end portion of the main body (31), the return device having a return passage (51) and in each end portion of the main body (31) has a deflection channel via which the balls (13) are guided from the thread groove of the main body (31) to the return channel (51) and vice versa, characterized in that the return channel (51) and at least one wall section (52) of the deflection channel are formed in or on a plastic part (50) which is injected directly into a recess (37) of the main body (31) in the injection molding process.

ball screw after claim 1 wherein the recess (37) and the plastic part (50) each have an elongate main section (37a, 50a) extending approximately parallel to the spindle (11), and wherein the return channel (51) is located inside the main section (50a) of the plastic part (50 ) is formed and extends along the main portion (50a) of the plastic part (50).

ball screw after claim 2 wherein the recess (37) and the plastic part (50) each have an angled portion (37b, 50b) in the region of each end portion of the main body (31).

ball screw after claim 3 , wherein the main portion (37a) and the angled portions (37b) of the recess (37) have the same width.

ball screw after Claims 3 or 4 In each end section of the main body (31) there is provided a front-side recess (36) which is essentially rotationally symmetrical to the spindle (11) and into which a respective end cap (70) is inserted and wherein each frontal recess (36) and the associated angled portion (37b) of the recess (37) and the main portion (37a) of the recess (37) are interconnected.

ball screw after claim 5 , A seal being provided on the end cap (70), the sealing lip of which touches the spindle (11).

ball screw after claim 5 or 6 wherein the end cap (70) is approximately annular and has on its inside a continuation groove (72) which is arranged between the helical thread groove of the main body (31) and the deflection channel and in which a diameter change (77) is provided.

Ball screw according to one of Claims 5 until 7 , wherein the deflection channel extends from a lifting lug (71) formed on the end cap (70) to the return channel (51), and wherein the deflection channel has a first channel section which is formed by an outer wall section (73) formed on the end cap (70) and is delimited by an annular bottom surface (36a) of the end-side recess (36), and wherein the deflection channel has a second channel section which is formed by an outer wall section (74) formed on the end cap (70) and by one formed on the plastic part (50). inner wall section (52) is limited.

ball screw after claim 8 , wherein the angled section (50b) of the plastic part (50) has an arc-shaped extension which extends inside the lateral surface along the annular bottom surface (36a) of the end-face recess (36), and on which the inner wall section (52) of the second Channel section is formed.

ball screw after claim 9 , wherein the arcuate extension is received at least in sections in an arcuate securing groove (34) which is introduced into the annular bottom surface (36a) of the end-face recess (36).

Ball screw according to one of claims 3 until 10 , wherein an opening from the deflection channel into the return channel (51), viewed in the direction of the spindle, is located at the same point as the angled section (50b).

Ball screw drive according to one of the preceding claims, wherein an outer casing of the main body (31) is circular-cylindrical and in the region of the recess (37) has a flat contact surface (38) for an injection molding tool.

Ball screw according to one of Claims 5 until 12 , wherein the end cap (70) consists of plastic and is clipped into the end-face recess (36).

Ball screw according to one of Claims 5 until 13 , wherein the end cap (70) has an anti-twist device (75).