DE102017114852A1 - Ball Screw - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb, umfassend eine Gewindespindel (1) und eine Gewindemutter (2), die auf der Gewindespindel (1) über in einem Kugelkanal (3) geführte Kugeln (4) drehbar gelagert ist, wobei die Gewindespindel (1) einen Schaft (5) und eine schraubenförmig um den Schaft (5) gewundene Schraubfeder (6) aufweist, die in eine schraubenförmig um den Schaft gewundene Vertiefung (7) in der Außenumfangsfläche des Schaftes (5) eingreift, und wobei die Schraubfeder (6) den Kugelkanal (3) zur teilweisen Aufnahme und Führung der Kugeln (4) an der Gewindespindel (1) begrenzt. Erfindungsgemäß ist der Schaft (5) aus einem Faserkunststoffverbundmaterial ausgebildet, wobei die Vertiefung (7) durch Wärmeeinwirkung der Schraubfeder (6) in die Außenumfangsfläche des Schaftes (5) gebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung des zuvor genannten Kugelgewindetriebs.The invention relates to a ball screw, comprising a threaded spindle (1) and a threaded nut (2) which is rotatably mounted on the threaded spindle (1) guided in a ball channel (3) balls (4), wherein the threaded spindle (1) has a shaft (5) and a helically wound around the shaft (5) helical spring (6) which engages in a helically wound around the shaft recess (7) in the outer peripheral surface of the shaft (5), and wherein the helical spring (6) the ball channel (3) for partially receiving and guiding the balls (4) on the threaded spindle (1) limited. According to the invention, the shank (5) is formed from a fiber-plastic composite material, wherein the depression (7) is formed by the action of heat of the helical spring (6) in the outer peripheral surface of the shank (5). Furthermore, the invention also relates to a method for producing the aforementioned ball screw.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb, umfassend eine Gewindespindel und eine Gewindemutter, die auf der Gewindespindel über in einem Kugelkanal geführte Kugeln drehbar gelagert ist. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung des zuvor genannten Kugelgewindetriebs.The invention relates to a ball screw, comprising a threaded spindle and a threaded nut which is rotatably mounted on the threaded spindle guided in a ball channel balls. Furthermore, the invention also relates to a method for producing the aforementioned ball screw.
Aus der
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kugelgewindetrieb dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Kugelgewindetrieb besonders kostengünstig und einfach herstellbar ist sowie ein geringes Gewicht aufweist.The object of the present invention is to develop a ball screw to the effect that the ball screw is particularly inexpensive and easy to manufacture and has a low weight.
Der erfindungsgemäße Kugelgewindetrieb umfasst eine Gewindespindel und eine Gewindemutter, die auf der Gewindespindel über in einem Kugelkanal geführte Kugeln drehbar gelagert ist, wobei die Gewindespindel einen Schaft und eine schraubenförmig um den Schaft gewundene Schraubfeder aufweist, die in eine schraubenförmig um den Schaft gewundene Vertiefung in der Außenumfangsfläche des Schaftes eingreift, und wobei die Schraubfeder den Kugelkanal zur teilweisen Aufnahme und Führung der Kugeln an der Gewindespindel begrenzt, wobei der Schaft aus einem Faserkunststoffverbundmaterial ausgebildet ist, und wobei die Vertiefung durch Wärmeeinwirkung der Schraubfeder in die Außenumfangsfläche des Schaftes gebildet ist. Mit anderen Worten wird die Schraubfeder, die an der Außenumfangsfläche des Schaftes angeordnet ist, derart erwärmt, dass die Schraubfeder zumindest teilweise in die Außenumfangsfläche des Schaftes eindringt und dadurch formschlüssig mit dem Schaft verbunden wird. Mithin wird die Vertiefung in der Außenumfangsfläche des Schaftes durch die erwärmte Schraubfeder in die Außenumfangsfläche des Schaftes eingebracht. Die Schraubfeder wird insbesondere aus 100°C bis 200°C erwärmt.The ball screw according to the invention comprises a threaded spindle and a threaded nut which is rotatably mounted on the threaded spindle via balls guided in a ball channel, wherein the threaded spindle has a shank and a helically wound around the shank helical spring in a helically wound around the shaft recess in the Outer circumferential surface of the shank engages, and wherein the helical spring limits the ball channel for partially receiving and guiding the balls on the threaded spindle, wherein the shank is formed from a fiber-plastic composite material, and wherein the recess is formed by the action of heat of the helical spring in the outer peripheral surface of the shank. In other words, the helical spring, which is arranged on the outer circumferential surface of the shank, is heated in such a way that the helical spring at least partially penetrates into the outer circumferential surface of the shank and is thereby positively connected to the shank. Thus, the recess in the outer peripheral surface of the shaft is introduced by the heated coil spring into the outer peripheral surface of the shaft. The helical spring is heated in particular from 100 ° C to 200 ° C.
Vorzugsweise ist der Schaft aus einem faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff ausgebildet. Insbesondere ist der Schaft aus einem carbonfaserverstärkten Kunststoff ausgeformt. Alternativ kann der Schaft auch aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff oder aus einem aramidfaserverstärkten Kunststoff oder aus einem anderen geeigneten Faserkunststoffverbundmaterial ausgeformt sein. Der Schaft ist insbesondere endlosfaserverstärkt. Der Schaft trägt somit grundlegend dazu bei, dass der Kugelgewindetrieb besonders gewichtsoptimiert und steif ausgebildet ist. Insbesondere wird ein Leichtbaukonzept für den Kugelgewindetrieb vorgeschlagen.Preferably, the shaft is formed of a fiber-reinforced thermoplastic. In particular, the shaft is formed of a carbon fiber reinforced plastic. Alternatively, the shaft can also be formed from a glass-fiber-reinforced plastic or from an aramide-fiber-reinforced plastic or from another suitable fiber-reinforced plastic composite material. The shaft is in particular endless fiber reinforced. The shaft thus contributes fundamentally to the fact that the ball screw is particularly weight-optimized and stiff. In particular, a lightweight construction concept for the ball screw is proposed.
Bevorzugt ist die Schraubfeder aus einem metallischen Draht ausgebildet. Vorzugsweise ist der metallische Draht aus einem Federstahl ausgebildet. Insbesondere ist der metallische Draht korrosionsbeständig.Preferably, the helical spring is formed of a metallic wire. Preferably, the metallic wire is formed of a spring steel. In particular, the metallic wire is corrosion resistant.
Ferner bevorzugt ist die Gewindemutter aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet. Insbesondere kann die Gewindemutter stationär festgelegt sein, wobei die Gewindespindel rotiert. Alternativ kann die Gewindespindel stationär festgelegt sein, wobei die Gewindemutter rotiert.Further preferably, the threaded nut is formed of a metallic material. In particular, the threaded nut can be fixed stationary, wherein the threaded spindle rotates. Alternatively, the threaded spindle may be stationary, with the threaded nut rotating.
Vorzugsweise ist an beiden distalen Enden des Schaftes jeweils eine zylindrische Aufnahme angeordnet. Insbesondere ist die zylindrische Aufnahme hohlzylindrisch ausgebildet. Ferner ist die zylindrische Aufnahme vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet. Die zylindrische Aufnahme dient insbesondere zur Anbindung des Kugelgewindetriebs an einem weiteren Bauteil, insbesondere zur Aufnahme eines jeweiligen Lagerelements.Preferably, a cylindrical receptacle is arranged at both distal ends of the shaft. In particular, the cylindrical receptacle is formed as a hollow cylinder. Furthermore, the cylindrical receptacle is preferably formed from a metallic material. The cylindrical receptacle is used in particular for connecting the ball screw to a further component, in particular for receiving a respective bearing element.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des zuvor genannten Kugelgewindetriebs umfasst die nachfolgenden Verfahrensschritte. Zunächst wird der Schaft aus einem Faserkunststoffverbundmaterial hergestellt. Danach wird die metallische Schraubfeder auf den Schaft aufgesteckt. In einem dritten Verfahrensschritt wir die auf dem Schaft angeordnete metallische Schraubfeder erwärmt, wobei die metallische Schraubfeder zumindest teilweise in die Außenumfangsfläche des Schaftes eindringt, um die Schraubfeder formschlüssig mit dem Schaft zu verbinden und eine Gewindespindel auszubilden. Vorzugsweise kann die metallische Schraubfeder erwärmt werden bevor sie auf den Schafft gesteckt wird. Mithin wird zunächst die metallische Schraubfeder erwärmt und erst danach auf den Schaft gesteckt. Die formschlüssig mit dem Schaft verbundene Schraubfeder bildet die Laufbahn der Kugeln an der Gewindespindel. Danach erfolgt das Eindrehen der Gewindemutter auf die Gewindespindel über radial zwischen der Gewindemutter und der Gewindespindel angeordnete Kugeln zur Ausbildung des Kugelgewindetriebs, wobei die Kugeln über Laufbahnen oder Kugelrillen an der Gewindespindel und an der Gewindemutter geführt sind. Mithin ist der Kugelkanal durch die Laufbahnen oder Kugelrillen an der Gewindespindel und an der Gewindemutter gebildet.The inventive method for producing the aforementioned ball screw comprises the following steps. First, the shaft is made of a fiber-plastic composite material. Thereafter, the metallic coil spring is attached to the shaft. In a third method step, we heated the arranged on the shank metallic coil spring, wherein the metallic coil spring at least partially penetrates into the outer peripheral surface of the shank to positively connect the helical spring with the shaft and form a threaded spindle. Preferably, the metallic coil spring can be heated before it is put on the Schafft. Thus, first the metallic helical spring is heated and then put on the shaft. The positively connected with the shaft screw spring forms the track of the balls on the threaded spindle. Thereafter, the screwing of the threaded nut on the threaded spindle via radially arranged between the threaded nut and the threaded spindle balls to form the ball screw, wherein the balls are guided over raceways or ball grooves on the threaded spindle and the threaded nut takes place. Thus, the ball channel is formed by the raceways or ball grooves on the threaded spindle and on the threaded nut.
Die einzelnen Verfahrensschritte werden bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt. Sofern die technischen Gegebenheiten dies zulassen, sind aber auch abweichende Reihenfolgen der Ausführung möglich. The individual process steps are preferably carried out in the order given. If the technical conditions allow it, but also deviating sequences of execution are possible.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass in einem unbelasteten Zustand der Schraubfeder ein Innendurchmesser der Schraubfeder kleiner als ein Außendurchmesser des Schaftes ist, wobei die Schraubfeder zum Aufstecken auf den Schaft mit einem Torsionsmoment beaufschlagt wird, um den Innendurchmesser der Schraubfeder zu vergrößern. Somit weist die auf den Schaft gesteckte Schraubfeder eine Vorspannung auf. Das Torsionsmoment wird insbesondere über die Außenumfangsfläche der Schraubfeder und/oder über die beiden Stirnflächen der Schraubfeder in die Schraubfeder eingeleitet.The invention includes the technical teaching that in an unloaded state of the coil spring, an inner diameter of the coil spring is smaller than an outer diameter of the shaft, wherein the helical spring is applied for mounting on the shaft with a torsional moment to increase the inner diameter of the coil spring. Thus, the plugged onto the shaft coil spring on a bias. The torsional moment is introduced in particular via the outer peripheral surface of the helical spring and / or over the two end faces of the helical spring in the helical spring.
Vorzugsweise wird die Gewindespindel zur Ausbildung des Kugelkanals an der Gewindespindel zumindest teilweise geschliffen. Durch das Schleifen der Gewindespindel, insbesondere der metallischen Schraubfeder, die formschlüssig mit dem Schaft verbunden ist, erfolgt die Ausbildung der Laufflächen für die Kugeln an der Gewindespindel.Preferably, the threaded spindle is at least partially ground to form the ball channel on the threaded spindle. By grinding the threaded spindle, in particular the metallic coil spring, which is positively connected to the shaft, the formation of the running surfaces for the balls takes place on the threaded spindle.
Bevorzugt wird insbesondere nach einem ersten Verfahrensschritt oder abschließend nach der Ausbildung der der Gewindespindel eine jeweilige zylindrische Aufnahme an beiden distalen Enden des Schaftes fixiert wird.Preferably, in particular after a first method step or finally after the embodiment of the threaded spindle, a respective cylindrical receptacle is fixed to both distal ends of the shaft.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der vier Zeichnungen, in welcher gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Hierbei zeigtIn the following, an embodiment of the invention with reference to the four drawings, in which the same or similar elements are provided with the same reference numerals, explained in more detail. This shows
Nach
In
Nach
Gemäß
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Gewindespindelscrew
- 22
- Gewindemutterthreaded nut
- 33
- Kugelkanalball channel
- 44
- KugelBullet
- 55
- Schaftshaft
- 66
- Schraubfedercoil spring
- 77
- Vertiefungdeepening
- 88th
- Aufnahmeadmission
- 99
- Faserfiber
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 3028543 A1 [0002] DE 3028543 A1 [0002]
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CN108792597A (en) * | 2018-06-27 | 2018-11-13 | 中国十九冶集团有限公司 | Reinforcing bar clamper |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3028543A1 (en) | 1980-07-28 | 1982-02-25 | Anton 7326 Heinigen Koukal | Recirculating ball spindle and nut drive - uses spring fitting into suitably shaped groove around spindle as part of track |
-
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2017
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3028543A1 (en) | 1980-07-28 | 1982-02-25 | Anton 7326 Heinigen Koukal | Recirculating ball spindle and nut drive - uses spring fitting into suitably shaped groove around spindle as part of track |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108792597A (en) * | 2018-06-27 | 2018-11-13 | 中国十九冶集团有限公司 | Reinforcing bar clamper |
CN108792597B (en) * | 2018-06-27 | 2019-11-12 | 中国十九冶集团有限公司 | Reinforcing bar clamper |
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Legal Events
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |