DE19833228A1

DE19833228A1 - Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube

Info

Publication number: DE19833228A1
Application number: DE19833228A
Authority: DE
Inventors: Ken Namimatsu; Osamu Ideta; Kazuo Miyaguchi; Toshikazu Yabe
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 1999-02-18
Anticipated expiration: 2018-07-24
Also published as: DE19833228C2; US6216821B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube und insbe sondere einen Schmier-Gewindegang, der einer Kugelschraube ein Schmiermittel während einer langen Zeit zuführen kann.

Eine Kugelschraubeneinrichtung ist als eine Einrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung bekannt. Die Kugelschraubeneinrich tung ist derart gestaltet, daß eine Vielzahl von Kugeln bei einem Schraubenschaft mit einer Gewindenut an dessen Außenumfang eingesetzt sind, wobei eine Ku gelmutter mit einer Gewindenut an deren Innenumfang diesem gegenüberliegt, und daß die Kugelmutter in Axialrichtung durch Drehen des Schraubenschafts bewegt wird.

In diesem Fall wird ein Schmiermittel, beispielsweise ein Schmierfett, normaler weise an einem Bereich zwischen der Gewindenut und der Kugel vorgesehen, wodurch verhindert wird, daß die Gewindenut und die Kugel infolge von Reibung verschlissen und erhitzt werden. Da jedoch die Aufgabe des Schmierfetts infolge des Einflusses von Temperatur, Feuchtigkeit, Fremdstoffen und Verschleiß bzw. Abtreibung während einer verhältnismäßig kurzen Zeit abnimmt, ist es notwendig, Schmiermittel periodisch zuzuführen. Für die wirksame Zuführung von Schmier mittel ist eine Vorrichtung zum Zuführen des Schmiermittels entwickelt worden.

Jedoch ist eine solche Zuführungsvorrichtung teuer, und ist es des weiteren not wendig, eine weitere Leitung zur Zuführung von Öl vorzusehen, so daß die Kosten erhöht werden. Da es des weiteren notwendig ist, die Zuführungsvorrichtung zu inspizieren und zu warten, ist sie in Hinblick auf ihre Behandlung unzweckmäßig.

Im Vergleich mit dem Stand der Technik dieser Gattung ist eine Bauweise in Be tracht gezogen worden, bei der ein ein Schmierelement enthaltendes Polymer element zwischen dem Schraubenschaft und der Kugelschraube und der Kugel mutter angeordnet ist. Da das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement die Eigenschaft besitzt, daß das Schmiermittel während einer langen Zeit allmählich heraussickert, kann die Schmierung zwischen der Gewindenut und der Kugel mittels des aus dem das Schmiermittel enthaltenden Polymerelement herausge sickerten Schmiermittels durchgeführt werden, nachdem die Schmierfunktion des Schmierfetts, das anfänglich an der Gewindenut vorgesehen worden ist, abge nommen hat. Entsprechend kann in Hinblick auf die Schmierung der Kugel schraube die Wartung im wesentlichen großzügig gehandhabt werden.

In diesem Fall bestehen in dem Fall der Verwendung des das Schmiermittel ent haltenden Polymerelementes dieser Gattung die unten angegebenen Probleme. Fig. 15 ist ein Querschnitt, der eine Kugelschraube unter Verwendung eines ein Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes zeigt. In Fig. 15 ist eine zylindri sche Kugelmutter 2 um einen Schraubenschaft 1 herum angeordnet. Ein ein Schmiermittel enthaltendes Polymerelement 10 ist zwischen der Innenumfangs fläche 5a eines ringförmigen Aussparungsbereichs 5, der an einer Endfläche der Kugelmutter ausgebildet ist, und der Außenumfangsfläche des Schraubenschafts 1 angeordnet. In diesem Fall besitzt das das Schmiermittel enthaltende Polymer element 10 auch eine Abdichtungsfunktion, und ist Schmierfett innerhalb der Ku gelmutter 2 abgedichtet aufgenommen.

In die Außenumfangsfläche 10b des das Schmierelement enthaltenden Polymer elements 10 ist ein Sprengring 15 eingesetzt. Da der Sprengring 15 das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement 10 in radialer Richtung zu der Gewin denut 1b des Gewindeschafts 1 mit einem feststehenden Druck drückt, kann eine geeignete Berührung mit dem Schraubenschaft 1 ständig aufrechterhalten wer den, und kann eine gute Schmierleistung sogar dann gewährleistet werden, wenn die Innenumfangsfläche des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelements 10 abgenutzt ist.

Fig. 16 ist ein Schnitt entlang der Linie XVI-XVI bei Betrachtung aus der Richtung eines Pfeils, und zwar der in Fig. 15 dargestellten Kugelschraube. Fig. 17 ist ein Schnitt entlang der Linie XVII-XVII bei Betrachtung in der Richtung eines Pfeils, und zwar der in Fig. 16 dargestellten Kugelschraube. Gemäß Fig. 16 ist das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement 10 aus einem oberen Halbbereich 10c und einem unteren Halbbereich 10d gebildet, die in einer im wesentlichen halbzy lindrischen Gestalt ausgebildet sind.

In dem oberen Halbbereich 10c und dem unteren Halbbereich 10d stehen alle in neren Umfangsbereiche in einer engen Berührung mit dem Außenumfangsbereich des Schraubenschafts 1, und es ist eine derartige Gestaltung vorgesehen, daß ein Spalt A zwischen dem oberen Halbbereich 10c und dem unteren Halbbereich 10d ausgebildet ist.

Im Gegensatz hierzu ist gemäß Darstellung in Fig. 15 ein konvexer Bereich 10a des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes 10 in solcher Weise an geordnet, daß er in enger Berührung mit dem Außenumfangsbereich der Gewin denut 1b des Schraubenschafts 1 steht.

Wenn hierbei gemäß Darstellung in Fig. 16 und 17 der konvexe Bereich 10a des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelements 10 in enger Berührung mit der Gewindenut 1b steht und sich der Schraubenschaft 1 gegenüber der zylindrischen Kugelmutter 2 hin- und herbewegt, tritt das Problem auf, daß das an dem Innen bereich der Gewindenut 1b anhaftende Schmiermittel zu dem Hubende des Schraubenschafts 1 durch die Schiebebewegung des konvexen Bereichs 1a des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes 10 abgeschabt wird.

Wenn im Gegensatz gemäß Darstellung in Fig. 16 ein Endbereich (ein dem Spalt A zugewandter Bereich) des konvexen Bereichs 10a in enger Berührung mit der Gewindenut 1b ohne irgendeinen Spalt steht, tritt eine sogenannte Abschabewir kung auf, das heißt, der Endbereich schabt das an der Gewindenut 1b anhaftende Schmiermittel zu dem Spalt A hin ab. Das zu dem Spalt A hin abgeschabte Schmiermittel wird kaum zum Schmieren verwendet.

Wie oben angegeben ist die der Gewindenut zuzuführende Schmiermittelmenge infolge der Gestalt des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes 10 ver ringert, und kann insbesondere bei der Verwendung in dem Fall, daß die Kugel schraube eine hohe Last aufnimmt, eine ausreichende Schmierung nicht durch geführt werden, so daß die Gefahr besteht, daß ein anormaler Abrieb bzw. Ver schleiß und eine frühzeitige Lockerung der Gewindenut und der Kugel bewirkt werden.

Die Erfindung ist unter Berücksichtigung der bekannten und herkömmlichen Pro bleme geschaffen worden, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube zu schaffen, die sogar bei der Ver wendung unter einer hohen Last eine ausreichende Schmierung bewirken kann.

Die oben angegebene Aufgabe kann gelöst werden mittels einer Schmiereinrich tung für eine Kugelschraube, die zwischen einer Kugelmutter und einem Schrau benschaft angeordnet ist, bei der erfindungsgemäß ein Schmiermittel enthalten des Polymerelement, das mit dem Außendurchmesserbereich des Schrauben schafts hauptsächlich in gleitender Berührung steht, an mindestens einem der beiden Enden der Kugelmutter und einem Raum angeordnet ist, der einen die Kugel nicht durchtreten lassenden Raum in dem Innenbereich der Kugelmutter aufweist. Dementsprechend ist bei der Schmiereinrichtung durch das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement verhindert, daß das an der Gewinde nut anhaftende Schmiermittel zu der Zeit einer hin- und hergehenden Bewegung des Schraubenschafts gegenüber der zylindrischen Kugelmutter abgeschabt wird, so daß das an der Gewindenut anhaftende Schmiermittel in wirksamer Weise auf rechterhalten werden kann.

Des weiteren kann erfindungsgemäß die oben angegebene Aufgabe mittels einer Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube gelöst werden, die zwischen einer Ku gelmutter und dem Schraubenschaft der Kugelschraube angeordnet ist und bei der ein ein Schmiermittel enthaltendes Polymerelement, das in gleitender Berüh rung mit ausschließlich dem Außendurchmesserbereich des Schraubenschafts steht, an mindestens einem der beiden Enden der Kugelmutter und einem Raum angebracht ist, der einen die Kugel nicht durchtreten lassenden Raum in dem In nenbereich der Kugelmutter aufweist. Entsprechend ist bei der Schmiereinrichtung durch das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement verhindert, daß das an der Gewindenut anhaftende Schmiermittel zu der Zeit einer hin- und hergehenden Bewegung des Schraubenschafts gegenüber der zylindrischen Schraubenmutter abgeschabt wird, so daß das an der Gewindenut anhaftende Schmiermittel in wirksamer Weise aufrechterhalten werden kann.

Des weiteren kann erfindungsgemäß die obenangegebene Aufgabe auch mittels einer Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube gelöst werden, die zwischen einer Kugelmutter und dem Schraubenschaft einer Kugelschraube angeordnet ist und die umfaßt:
eine ein Schmiermittel enthaltendes Polymerelement, das mit dem Außendurch messerbereich des Schraubenschafts in gleitende Berührung bringbar ist und das an mindestens einem der beiden Enden der Kugelmutter und einem Raum ange bracht ist, der einen die Kugel nicht durchtreten lassenden Raum in dem Innenbe reich der Kugelmutter aufweist, wobei das Polymerelement mit einem Bereich der Fläche der an dem Schraubenschaft ausgebildeten Gewindenut teilweise im Ein griff bzw. in Berührung steht, jedoch mit der Bodenfläche der Gewindenut nicht im Eingriff bzw. nicht in Berührung steht, in der der Bereich in der Nähe des Außen durchmesserbereichs des Schraubenschafts liegt.

Des weiteren ist bei der obenangegebenen Bauweise der erfindungsgemäßen Schmiereinrichtung in vorteilhafter Weise das das Schmiermittel enthaltende Po lymerelement in eine Vielzahl von Bereichen in Umfangsrichtung aufgeteilt, oder ist ein Schlitz in einem Bereich in Umfangsrichtung so vorgesehen, daß dessen Innendurchmessergröße größer als der Außendurchmesser des Schrauben schafts ist. Da dementsprechend bei dieser Schmiereinrichtung ein Spalt zwi schen dem Außendurchmesserbereich des Schraubenschafts und dem das Schmiermittel enthaltenden Polymerelement ausgebildet ist, kann die Wirkung der Aufrechterhaltung des Schmiermittels weiter verbessert sein.

Noch weitergehend ist bei der obenangegebenen Bauweise der erfindungsgemä ßen Schmiereinrichtung in vorteilhafter Weise eine Abschrägung zum Halten von Schmiermittel in dem Endbereich nahe bei dem Innendurchmesser der aufgeteil ten Fläche des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes ausgebildet. Entsprechend wird bei dieser Schmiereinrichtung sogar dann, wenn das an der Gewindenut anhaftende Schmiermittel durch die Drehung des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes abgeschabt wird, das Schmiermittel in der Ab schrägung zum Halten des Schmiermittels weiterhin gehalten, um so zum Schmie ren zugeführt zu werden.

Wenn weiterhin das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement in solcher Weise ausgebildet ist, daß es mit nur dem Außendurchmesser des Schrauben schafts in gleitende Berührung bringbar ist, ist es nicht notwendig, daß die Gestalt des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes mit der Gestalt der Ge windenut zusammenfällt. Zur Ausbildung eines ein Schmiermittel enthaltenden Polymerelements, das einen der Gewindenut entsprechenden vorstehenden Be reich aufweist, ist es notwendig, zunächst für den Fall der Ausbildung bzw. des Gießens mittels einer Form eine Form herzustellen. Jedoch muß für die Ausbil dung bzw. Herstellung einer Form, die für die genaue Herstellung des der Gewin denut entsprechenden vorstehenden Bereichs geeignet ist, die Form notwendi gerweise einige Male im allgemeinen auf der Grundlage von Versuchen und Feh lern unter Berücksichtigung des Schrumpfungsgrades bei dem Gußprodukt des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes modifiziert werden. Im Gegen satz hierzu ist es zur Ausbildung des vorstehenden Bereichs in dem das Schmiermittel enthaltenden Polymerelement durch maschinelle Bearbeitung not wendig, zuvor ein der Gestalt des vorstehenden Bereichs entsprechendes Spezi alwerkzeug herzustellen. In jedem Fall sind die Kosten erhöht. Im Vergleich hierzu ist es beispielsweise dann, wenn es nicht notwendig ist, einen vorstehenden Be reich in einer der Gewindenut entsprechenden Gestalt auszubilden, nicht notwen dig, die Form und das obengenannte Werkzeug herzustellen, und reicht es aus, ausschließlich den Schaftdurchmesser des Kugelschraubenschafts zu berück sichtigen, so daß die Kosten gesenkt werden können.

In diesem Fall wird das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement, das bei der Erfindung Anwendung findet, hergestellt durch Aufheizen bzw. Erwärmen eines Rohmaterials, das hergestellt wird durch Mischen eines Paraffin-Kohlen wasserstoff-Öls, wie beispielsweise eines Poly-α-Olefin-Öls, eines Naphthen-Kohlenwasserstoff-Öls, eines Mineralöls, eines etherischen Öls, beispielsweise eines Dialkyl-diphenyl-ether-Öls, und eines Ester-Öls, beispielsweise eines Esterphthalats, als Schmiermittel zu einem synthetischen Harz ausgewählt aus der Polyolefinharzgruppe, das grundsätzlich den gleichen chemischen Aufbau aufweist wie ein Polyethylen, ein Polypropylen, ein Polybutylen und ein Polyme thylpenten, bei einer Temperatur gleich dem oder höher als der Schmelzpunkt des Harzes, um dieses zu plastifizieren bzw. weich zu machen, und durch anschlie ßendes Kühlen, um es in einen festen Zustand zu versetzen, so daß die Struktur erreicht wird, bei der verschiedene Arten von Zusatzmitteln, beispielsweise ein Anti-Oxidantsmittel, eine Antikorrosionszusammensetzung, ein Abriebverhinde rungsmittel, ein Entschäumungsmittel und ein Extremdruckmittel, zuvor dem Schmiermittel zugegeben werden können.

Das Verhältnis der Zusammensetzung des oben erwähnten das Schmiermittel enthaltenden Polymers umfaßt 10 bis 50 Gew.-% eines Polyolefinharzes in Hin blick auf das Gesamtgewicht und 90 bis 50 Gew.-% eines Schmiermittels. In dem Fall, daß das Polyolefinharz weniger als 10 Gew.-% ausmacht, können eine Härte und eine Festigkeit gleich einem bestimmten Level oder höher nicht erreicht wer den, so daß es kaum möglich ist, die anfängliche Gestalt aufrechtzuerhalten, wenn die Last aufgebracht wird. Des weiteren ist in dem Fall, daß das Polyolefin harz 50 Gew.-% oder mehr ausmacht (d. h. in dem Fall, daß das Schmiermittel weniger als 50 Gew.-% ausmacht), die Menge des zugeführten Schmiermittels verkleinert, so daß die Lebensdauer der Kugelschraube verkürzt ist.

Die obengenannte Gruppe der synthetischen Harze besitzt den gleichen Grund aufbau und ein unterschiedliches mittleres Molekulargewicht, das sich in einem Bereich von 700 bis 5.10⁶ erstreckt. Die als Wachs klassifizierte Struktur mit einem mittleren Molekulargewicht von 700 bis 1.10⁴, die Struktur mit einem ver hältnismäßig niedrigem Molekulargewicht bei einem mittleren Molekulargewicht von 1.10⁴ bis 1.10⁶ und die Struktur mit einem extrem hohen Molekulargewicht bei einem mittleren Molekulargewicht von 1.10⁶ bis 5.10⁶ werden einzeln oder in gemischter Weise je nach bestehendem Bedarf verwendet.

Das das Schmiermittel enthaltende Polymer, das einen bestimmten Grad einer mechanischen Festigkeit, einer Fähigkeit, Schmiermittel zuzuführen, und einer Fähigkeit, Öl zu halten, aufweist, kann durch eine Kombination zwischen der Struktur mit einem verhältnismäßig niedrigem Molekulargewicht und dem Schmiermittel erreicht werden. Wenn ein Teil der Struktur mit einem verhältnis mäßig niedrigem Molekulargewicht durch die Struktur ersetzt wird, die als Wachs klassifiziert ist, ist die Affinität für Schmieröl wegen des kleinen Unterschiedes des Molekulargewichts zwischen der als Wachs klassifizierten Struktur und dem Schmieröl vergrößert, so daß die Fähigkeit des das Schmieröl enthaltenden Po lymers, Öl zu halten, verbessert ist, und das Schmiermittel während einer langen Zeitspanne zugeführt werden kann. Jedoch ist dagegen die mechanische Festig keit herabgesetzt. In diesem Fall kann als das Wachs zusätzlich zu dem Polyole finharz beispielsweise als ein Polyethylenwachs eine Kohlenwasserstoffgruppe mit einem Schmelzpunkt innerhalb eines Bereichs von 100 bis 130°C oder höher (beispielsweise ein synthetisches Paraffinwachs) verwendet werden.

Dagegen wird in dem Fall des Austauschs gegen eine Struktur mit einem extrem hohen Molekulargewicht die Affinität für ein Schmieröl wegen des großen Unter schiedes des Molekulargewichts zwischen der Struktur mit dem extrem hohen Molekulargewicht und dem Schmieröl niedrig, so daß die Fähigkeit, Öl zu halten, verringert wird, und das Schmiermittel aus dem das Schmiermittel enthaltenden Polymer bei einer hohen Geschwindigkeit austritt. Entsprechend ist die Zeit, die notwendig ist, eine Schmiermittelmenge zu erreichen, die von dem das Schmier mittel enthaltenden Polymer aus zugeführt werden kann, verkürzt, so daß die Le bensdauer der Kugelschraube verkürzt ist. Jedoch ist die mechanische Festigkeit verbessert.

Unter Berücksichtigung eines Ausgleichs zwischen Formbarkeit, mechanischer Festigkeit, Fähigkeit, Öl zu halten, und der Menge der Zuführung eines Schmier mittels wird das Zusammensetzungsverhältnis des das Schmiermittel enthaltenden Polymers vorzugsweise eingestellt auf 0 bis 5 Gew.-% der als Wachs klassifizierten Struktur, auf 8 bis 48 Gew.-% der Struktur mit einem vor hältnismäßig niedrigen Molekulargewicht, auf 2 bis 10 Gew.-% der Struktur mit einem extrem hohen Molekulargewicht und auf 10 bis 50 Gew.-% der Gesamt menge der drei Harzstrukturen (90 bis 50 Gew.-% des Schmiermittels im Rest).

Zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit des das Schmiermittel enthalten den Polymers gemaß der Erfindung können das nachfolgend angegebene thermoplastische Harz und thermisch hartende Harz dem obengenannten Poly olefinharz zugegeben werden. Als thermoplastisches Harz können verschiedene Arten von Harzen, beispielsweise ein Polyamid-, ein Polycarbonat-, ein Polybuty lenterephthalat-, ein Polyphenylensulfid-, ein Polyethersulfon-, ein Polyether etherketon-, ein Polyamidimid-, ein Polystyrol- und ein ABS-Harz, verwendet wer den.

Dagegen können als thermisch härtendes Harz verschiedene Arten von Harzen, beispielsweise ein ungesättigtes Polyesterharz, ein Harnstoff-Formaldehydharz, ein Melaminharz, ein Phenolaldehydharz, ein Polyimidharz und Epoxyharz, ver wendet werden. Dies Harze können einzeln oder in gemischter Form verwendet werden.

Um des weiteren das Polyolefinharz in einem gleichmäßigeren Zustand zu disper gieren, kann ein geeignetes Phasenlösungsmittel bei gelegentlich bestehendem Bedarf zugegeben werden. Zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit kann des weiteren auch ein Füllstoff zugegeben werden. Beispielsweise kann eine an organische Whiskergruppe, beispielsweise eine Calciumcarbonat, ein Magnesi umcarbonat, ein Caliumtitanatwhisker und ein Aluminiumboratwhisker, oder eine anorganische Fasergruppe, beispielsweise eine Glasfaser und eine Metallfaser, und eine Struktur hergestellt durch Wirken oder dergleichen in einer gewebten Weise und eine anorganische chemische Verbindung, beispielsweise Ruß, Gra phitpulver, Kohlenstoffaser, Aramidfaser und Polyesterfaser, zugegeben werden.

Zur Verhinderung einer Beeinträchtigung des Polyolefinharzes infolge von Wärme kann des weiteren ein Alterungswiderstandsmittel, beispielsweise N,N'-Diphenyl- p-phenylendiamin, 2,2'-Methylen(4-ethyl-6-t-butylphenol), zugegeben werden, und zur Verhinderung einer Beeinträchtigung infolge von Licht kann ein Absorptions mittel für ultraviolette Strahlung, beispielsweise 2-Hydroxy-4-n-octoxcybenzophe non und 2-(2'-Hydroxy-3'-t-butyl-5'-methyl-phenyl)-5-chlorbenzotriazol zugegeben werden.

Als Zugabemenge für alle Zusatzmittel (mit Ausnahme des Polyolefinharzes und des Schmiermittels) werden 20 Gew.-% oder weniger der Gesamtmenge des für die Herstellung vorgesehenen Rohmaterials zur Aufrechterhaltung der Zufüh rungsleistung in Hinblick auf das Schmiermittel bevorzugt.

Da sich das das Schmiermittel enthaltende Polymer selbst in einem festen Zu stand befindet, der sich von dem von Schmierfett und Schmieröl unterscheidet, treten kein Wasser und kein Staub ein. Wenn das das Schmiermittel enthaltende Polymer in dem Raum zwischen der Kugelmutter und dem Schraubenschaft zu sätzlich zu dem Abdichtungsmittel oder anstelle des Abdichtungsmittels eingefüllt ist, können entsprechend Wasser und Staub, die eine Verkürzung der Lebens dauer der Kugelschraube bewirken, in großem Ausmaß n dem Eintreten gehindert werden.

Die Art, die Brauchbarkeit und das Prinzip der Erfindung sind aus der nachfolgen den Detailbeschreibung und den beigefügten Ansprüchen bei gleichzeitiger Be rücksichtigung der beigefügten Zeichnungen leichter und deutlicher zu verstehen.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Schmiereinrichtung für eine Kugel schraube einer ersten Ausführungsform der Erfindung in dem Zustand des Anbaus an einer Kugelmutter;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II und gesehen aus der Richtung eines zugehörigen Pfeils, der die Bauweise von Fig. 1 zeigt;

Fig. 3(a) eine vergrößerte Ansicht eines mit III bezeichneten Bereichs bei der Bauweise von Fig. 1;

Fig. 3(b) einen Schnitt in derselben Weise wie derjenige von Fig. 3(a), der eine modifizierte Ausführungsform des das Schmiermittel enthaltenden Po lymerelementes der ersten Ausführungsform zeigt;

Fig. 4 einen Schnitt in derselben Weise wie derjenige von Fig. 3, der eine zweite Ausführungsform des das Schmiermittel enthaltenden Polymer elementes zeigt,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Schmiereinrichtung für eine Kugel schraube einer dritten Ausführungsform der Erfindung in dem Zustand des Anbaus an einer Kugelmutter;

Fig. 6 einen Querschnitt in derselben Weise wie derjenige von Fig. 2, der das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement einer vierten Ausfüh rungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 7 einen Querschnitt in derselben Weise wie derjenige von Fig. 2, der das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement einer fünften Ausfüh rungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 8 einen Querschnitt in derselben Weise wie derjenige von Fig. 2, der das das in Schmiermittel enthaltende Polymerelement einer sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 9(a) einen Querschnitt in derselben Weise wie derjenige von Fig. 2, der das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement einer siebten Ausfüh rungsform der Erfindung;

Fig. 9(b) einen Querschnitt in derselben Weise wie derjenige von Fig. 2, der eine modifizierte Ausführungsform des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes der siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht, die einen Hauptbereich zur Erläuterung der Arbeitsweise der siebten Ausführungsform zeigt;

Fig. 11 einen Querschnitt in derselben Weise wie derjenige von Fig. 2, der das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement einer achten Ausfüh rungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht, die einen Hauptbereich zur Erläuterung der Arbeitsweise der achten Ausführungsform zeigt;

Fig. 13 einen Längsschnitt durch die Anbaustruktur zu der Zeit des Anbringens des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes entsprechend den obenangegebenen Ausführungsformen der Erfindung an der Ku gelmutter;

Fig. 14 einen Längsschnitt durch eine modifizierte Ausführungsform der in Fig. 13 dargestellten Anbaustruktur;

Fig. 15 einen Längsschnitt durch eine herkömmliche Kugelschraube unter Verwendung eines ein Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes;

Fig. 16 einen Querschnitt entlang der Linie XVI-XVI und gesehen in der Rich tung eines zugehörigen Pfeils durch die in Fig. 15 dargestellte Kugel schraube; und

Fig. 17 einen Querschnitt entlang der Linie XVII-XVII und gesehen in der Richtung eines zugehörigen Pfeils durch die in Fig. 16 dargestellte Ku gelschraube.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube einer ersten Ausführungsform der Erfindung in dem Zustand des Anbaus an einer Kugelmutter. Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie II-II und gesehen aus der Richtung eines zugehörigen Pfeils, der die Bauweise von Fig. 1 zeigt. Fig. 3(a) ist eine vergrößerte Ansicht, die einen mit Ill bezeichneten Bereich bei der Bauweise Fig. 1 zeigt.

Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform ist eine Kugelmutter 2 in solcher Weise angeordnet, daß sie einen Schraubenschaft 1, der sich in ihrem In neren befindet, umgibt, und ist eine Vielzahl von Kugeln 3 zwischen einer Gewin denut 2a, die an der inneren Umfangsfläche der Kugelmutter 2 ausgebildet ist, und einer Gewindenut 1b, die an der äußeren Umfangsfläche des Schrauben schafts 1 ausgebildet ist und ersterer gegenüberliegt, drehbar angeordnet.

Eine zylindrische Abdichtungskappe 4 ist an dem rechten Ende der Kugelmutter 2 über ein ein Schmiermittel enthaltendes Polymerelement 20 mit Hilfe von vier Schrauben 6 angebracht. Ein Hülse 6a ist am Außenumfang des Schaftbereichs jeder der Schrauben 6 angeordnet. Ein Labyrinthdichtung 7 ist an dem Endbereich der Abdichtungskappe 4 angebracht und verhindert, daß Fremdmaterial, bei spielsweise Staub, durch einen Bereich zwischen dem Schraubenschaft 1 und der Abdichtungskappe 4 hindurch eintritt.

Das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement 20 besitzt eine schmale Nut 20a, die am Außenumfang ausgebildet ist, und da das das Schmiermittel enthal tende Polymerelement 20 radial in Richtung zu dem Außenumfang des Schrau benschafts 1 mit einem feststehenden Druck mittels eines Sprengrings 15, der darin angeordnet ist, gedrückt ist, kann stets ein geeigneter Kontakt mit dem Schraubenschaft 1 sogar dann aufrechterhalten werden, wenn die innere Um fangsfläche des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes 20 entspre chend dem Betrieb während einer langen Zeit abgenutzt ist, so daß eine gute Schmierung gewährleistet werden kann.

Gemäß Darstellung in Fig. 2 besteht das das Schmiermittel enthaltende Polymer element 20 aus einem oberen Halbbereich 20b und einem unteren Halbbereich 20c, die in einer im wesentlichen halbzylindrischen Gestalt ausgebildet sind. In diesem Fall mißt der Außendurchmesser des Schraubenschafts 1 40 mm, und mißt der Innendurchmesser des oberen Halbbereichs 20b und des unteren Halb bereichs 20c 40,4 mm. Wie in Fig. 2 übertrieben dargestellt ist, ist nur der zentrale Bereich des oberen Halbbereichs 20b und des unteren Halbbereichs 20c mit der äußeren Umfangsfläche des Schraubenschafts 1 in Berührung gebracht, und bil den die beiden Endbereiche derselben in Umfangsrichtung vier Spalten B in Hin blick auf den Außenumfang des Schraubenschafts 1.

Da in diesem Fall die Größe des Innendurchmessers des das Schmiermittel ent haltenden Polymerelementes 20 größer als der Außendurchmesser des Schrau benschafts 1 ist und seine Steifigkeit verhältnismäßig hoch ist, nachdem der Sprengring 15 am Außenumfang des das Schmiermittel enthaltenden Polymere lementes 20 angebracht ist, gehen die Spalten B nicht verloren bzw. bleiben die Spalten B bestehen. Des weiteren sind die beiden Endbereiche in Umfangsrich tung des oberen Halbbereichs 20b und des unten Halbbereichs 20c voneinander getrennt bzw. beabstandet.

Im Gegensatz hierzu ist, wie aus Fig. 3(a) ersichtlich ist, der Innenumfang des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes 20 in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet, so daß ein in die Gewindenut 1b des Schraubenschafts 1 eingesetz ter vorstehender Bereich nicht erfaßt ist.

Bei der in der obenbeschriebenen Weise ausgebildeten Ausführungsform gleitet, wenn der Schraubenschaft 1 gegenüber der Kugelmutter 2 gedreht wird, der Schraubenschaft 1 gegenüber dem das Schmiermittel enthaltenden Polymerele ment 20. Da in diesem Fall gemäß Darstellung in Fig. 2 die Spalten B zwischen den beiden Endbereichen in Umfangsrichtung des oberen Halbbereichs 20b und des unteren Halbbereichs 20c des Polymerelementes 20 und dem Außenumfang des Schraubenschafts 1 ausgebildet sind, schaben die beiden Endbereiche des oberen Halbbereichs 20b und des unteren Halbbereichs 20c das am Außenum fang des Schraubenschafts 1 anhaftende Schmiermittel nicht ab (das heißt, es wird kein Abschabeffekt erzeugt), dies sogar dann, wenn sich der Schrauben schaft 1 in irgendeiner Richtung dreht, so daß ein solcher Aufbau gegeben ist, daß das Schmiermittel in die Spalten B eintritt. Entsprechend wird das an dem Schraubenschaft 1 anhaftende Schmiermittel gehalten, wodurch die Schmierung der Kugel und der Gewindenut gewährleistet werden kann.

Da des weiteren das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement keinen in die Gewindenut 1b des Schraubenschafts 1 eingesetzten vorstehenden Bereich auf weist, wird das an der Gewindenut 1b anhaftende Schmiermittel nicht zu dem äußeren Bereich hin abgeschabt. In diesem Fall kann das Schmiermittel, das in Spalt B (Fig. 2) bei einer Drehung des Schraubenschafts 1 eintritt und das am Außenumfang des Schraubenschafts 1 anhaftet, nicht verlorengehen, da der obere Halbbereich 20b und der untere Halbbereich 20c mit dem Außenumfang des Schraubenschafts 1 im zentralen Bereich in Berührung gebracht sind, so daß das Schmiermittel in die Gewindenut 1b gemäß Darstellung in Fig. 3(a) einströmt, wodurch die Schmierwirkung weiter vergrößert ist.

Fig. 3(b) ist ein Querschnitt durch eine modifizierte Ausführungsform des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes 20 der ersten Ausführungsform der Erfindung. Ein ein Schmiermittel enthaltendes Polymerelement 20A ist bei der modifizierten Ausführungsform mit einer inneren Umfangsfläche 120A, die mit der Außenumfangsfläche des Schraubenschafts 1 in Berührung gebracht ist, und mit einem trapezförmigen Vorsprung 120b ausgestattet, der mit einem radial äußeren Bereich der Gewindenut 1b des Schraubenschafts 1 in Berührung gebracht ist.

Fig. 4 ist ein Längsschnitt in derselben Weise wie derjenige von Fig. 3 und zeigt eine zweite Ausführungsform eines ein Schmiermittel enthaltenden Polymerele mentes, und entsprechend dieser Ausführungsform ist ein ein Schmiermittel ent haltendes Polymerelement 30 mit einem konvexen Bereich 30a, der in die Gewin denut 1b des Schraubenschafts 1 eintritt, ausgestattet, worin der Unterschied zu der oben angegebenen Ausführungsform besteht. Der konvexe Bereich 30a steht nicht mit der Außenfläche der Gewindenut 1b in Berührung und ist in einem klei nen Abstand angeordnet.

Entsprechend der obenangegebenen Bauweise besitzt in der gleichen Weise wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement 30 die Wirkung, das an der Gewindenut 1b anhaftende Schmiermittel nicht zu dem Außenbereich hin abzuschaben. Da des weiteren bei der zweiten Ausführungsform der vorstehende Bereich 30a vorgesehen ist, ist ein Labyrinthraum zwischen der Gewindenut 1b und dem vorstehenden Bereich 30a ausgebildet, wodurch verhindert ist, daß Fremdstoffe, beispielsweise Staub, an der Gewindenut 1b anhaften und in die Kugelmutter 2 eintreten.

Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch eine Schmiereinrichtung für einen Kugelschraube einer dritten Ausführungsform der Erfindung in dem Zustand des Anbaus an einer Kugelmutter. Da bei der in Fig. 5 dargestellten Bauweise die Länge der Mutter weiter verkürzt ist, ist die Bauweise eine solche, daß ein ein Schmiermittel ent haltendes Polymerelement 40 innerhalb eines Vorlast-Zwischensitzraums vorge sehen ist, der mittels eines Vorlast-Zwischensitzes 2c ausgebildet ist, der zwi schen einer ersten Mutter 2A und einer zweiten Mutter 2B angeordnet ist. Da bei dieser Ausführungsform die Bauweise und die Arbeitsweise und die Wirkung die gleichen sind wie jene der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme, daß die Axiallänge kurz ist, wird auf ihre Erläuterung hier verzichtet. In diesem Fall kann eine solche Bauweise vorgesehen werden, daß keine Kappe 4 vorgesehen ist und die Schraube 6 mit dem das Schmiermittel enthaltenden Element 40 direkt in Be rührung gebracht ist.

Fig. 6 ist ein Querschnitt in der gleichen Weise wie derjenige von Fig. 2 und zeigt ein ein Schmiermittel enthaltendes Polymerelement einer vierten Ausführungsform der Erfindung. In diesem Fall wird auch für die vierte Ausführungsform eine Er läuterung hauptsächlich in Hinblick auf die Punkte gegeben, die sich von der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform unterscheiden, und wird auf eine Er läuterung der gemeinsamen Teile bzw. Bereiche verzichtet.

Bei dieser Ausführungsform ist das das Schmiermittel enthaltende Polymerele ment 50 nicht in zwei Bereiche aufgeteilt, sondern als einstückiger Körper mit einem C-förmigen Querschnitt ausgebildet. Da jedoch die beiden Endbereiche von dem Außenumfang des Schraubenschafts 1 beabstandet sind und die Spalten B bilden, wird das am Außenumfang des Schraubenschafts 1 anhaftende Schmier mittel in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform nicht abgeschabt.

Fig. 7 ist ein Querschnitt in der gleichen Weise wie derjenige von Fig. 2 und zeigt ein ein Schmiermittel enthaltendes Polymerelement einer fünften Ausführungs form der Erfindung. In diesem Fall wird auch für die fünfte Ausführungsform eine Erläuterung hauptsächlich in Hinblick auf die Punkte gegeben, die sich von der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform unterscheiden, und wird auf eine Er läuterung der gemeinsamen Bereiche bzw. Teile verzichtet.

Bei dieser Ausführungsform ist das das Schmiermittel enthaltende Polymerele ment 60 nicht in zwei Bereiche aufgeteilt, sondern als einstückiger Körper mit einem C-förmigen Querschnitt ausgebildet, jedoch ist des weiteren eine U-förmige Kerbe 60a in einem Teil der äußeren Umfangsfläche desselben ausgebildet. Ent sprechend ist im Vergleich zu der vierten Ausführungsform bei dieser Ausfüh rungsform das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement 60 leicht gebogen.

In dem Fall, daß die Größe des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelemen tes groß ist oder von einem Material mit einer hohen Steifigkeit Gebrauch ge macht wird, ist diese Ausführungsform effektiv.

Fig. 8 ist ein Querschnitt in derselben Weise wie derjenige von Fig. 2 und zeigt ein ein Schmiermittel enthaltendes Polymerelement einer sechsten Ausführungsform der Erfindung. In diesem Fall wird auch für die sechste Ausführungsform eine Er läuterung hauptsächlich in Hinblick auf die Punkte gegeben, die sich von der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform unterscheiden, und wird auf eine Er läuterung der gemeinsamen Bereiche bzw. Teile verzichtet.

Bei dieser Ausführungsform besitzt eine Kerbe 70a, die in einem Teil der Außen umfangsfläche in dem das Schmiermittel enthaltenden Polymerelement 70 aus gebildet ist, einen in V-Gestalt ausgebildeten Querschnitt. Entsprechend ist im Vergleich zu der obengenannten Ausführungsform bei dieser Ausführungsform das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement 70 leichter gebogen.

Fig. 9(a) ist ein Querschnitt in der gleichen Weise wie derjenige von Fig. 2 und zeigt ein ein Schmiermittel enthaltendes Polymerelement einer siebten Ausfüh rungsform der Erfindung. Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Hauptbereich eines unteren Halbbereichs des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes der siebten Ausführungsform zeigt. In diesem Fall wird auch für die siebte Ausführungsform eine Erläuterung hauptsächlich in Hinblick auf die Punkte gegeben, die sich von der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform unterscheiden, und wird auf eine Erläuterung der gemeinsamen Bereiche bzw. Teile verzichtet.

Da bei dieser Ausführungsform in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausfüh rungsform das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement 20 durch den obe ren Halbbereich 20b und den unteren Halbbereich 20c gebildet ist, die in einer im wesentlichen halbzylindrischen Gestalt ausgebildet sind, ist jedoch eine Abschrä gung 80 zum Halten des Schmiermittels in einem Endbereich nahe dem Innen durchmesser der Trennfläche sowohl in dem oberen Halbbereich 20b als auch in dem unteren Halbbereich 20c ausgebildet. Da des weiteren das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement 20 zu der Außendurchmesserrichtung der Mutter in der Hülse 6a hin offen ist, ist eine radiale Pressung in Richtung auf den Außen umfang des Schraubenschafts 1 in dem das Schmiermittel enthaltenden Polyme relement 20 durch den in Fig. 1 dargestellten Sprengring 15 wirksamer ausgebil det.

Gemäß dieser Ausführungsform wird das das Schmiermittel enthaltende Polymer element 20 geschwungen oder deformiert in einer Biegeweise zu einer Zeit, zu der die Gewindenut 1 gedreht wird, so daß das Schmiermittel daran gehindert ist, zu dem Spalt A auszufließen, dies sogar dann, wenn infolge der obengenannten Trennfläche der Abschabeffekt erzeugt wird. Beispielsweise ist sogar dann, wenn die Außenumfangsfläche des Schraubenschafts 1 und die Innenumfangsfläche des unteren Halbbereichs 20c in enger Berührung miteinander durch eine hin- und hergehende Bewegung des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes 20 stehen und der Spalt B gemäß Darstellung in Fig. 10 verloren ist bzw. nicht be steht, das mittels des unteren Halbbereichs 20c abgeschabte Schmiermittel inner halb der Abschrägung 80 zum Halten des Schmiermittels als Schmierölspeicher 81 gehalten, und kann das Schmiermittel nur kaum zu dem Spalt A ausströmen. Entsprechend strömt das Schmiermittel kaum zu dem Spalt A aus, wird das Schmieröl der Gewindenut 1b von dem Schmierölspeicher 81 aus allmählich zu geführt, und kann eine gute Schmierung während einer langen Zeitspanne stattfin den.

Weiter ist Fig. 9(b) ein Querschnitt, der eine modifizierte Ausführungsform des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes der siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt, und die Bauweise ist derart ausgeführt, daß die gleiche Bauweise wie diejenige der siebten Ausführungsform verwendet wird mit der Ausnahme einer Abschrägung 90 zum Halten des Schmiermittels, die in einer runden Weise durch Veränderung der Gestalt der Abschrägung 80 zum Halten des Schmiermit tels ausgebildet ist.

Fig. 11 ist ein Querschnitt in derselben Weise wie derjenige von Fig. 2 und zeigt ein ein Schmiermittel enthaltendes Polymerelement einer achten Ausführungs form der Erfindung. Des weiteren ist Fig. 12 eine perspektivische Ansicht, die den Hauptbereich des unteren Halbbereichs des das Schmiermittel enthaltenden Po lymerelementes der achten Ausführungsform zeigt. In diesem Fall wird auch für die achte Ausführungsform eine Erläuterung hauptsächlich in Hinblick auf die Punkte gegeben, die sich von der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform unterscheiden, und wird auf eine Erläuterung der gemeinsamen Bereiche bzw. Teile verzichtet.

Bei dieser Ausführungsform wird im wesentlichen dieselbe Bauweise wie diejenige der siebten Ausführungsform verwendet, ist die Abschrägung 80 zum Halten des Schmiermittels in solcher Weise ausgebildet, daß die beiden Endbereiche in Axialrichtung als Trennwände 83 und 83 verbleiben anstelle der Ausbildung ent lang der gesamten Länge des Endbereichs nahe dem Innendurchmesser des oberen Halbbereichs 20b und des unteren Halbbereichs 20c.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche wie die jenige der siebten Ausführungsform, und sogar dann, wenn der Abschabeffekt mittels der Trennfläche erzeugt wird, ist das Schmiermittel an einem Ausströmen zu dem Spalt A gehindert, jedoch ist zusätzlich das Schmiermittel am Ausströmen von der End- bzw. Stirnfläche in Axialrichtung gehindert. Entsprechend ist gemäß Darstellung in Fig. 12 das mittels des unteren Halbbereichs 20c abgeschabte Schmiermittel innerhalb der Abschrägung 80 zum Halten des Schmiermittels als Schmierölspeicher 81 gehalten, und ist es weiter infolge der Trennwände 83 und 83 schwierig, daß das Schmiermittel von der End- bzw. Stirnfläche in der Axial richtung des unteren Halbbereichs 20c ausströmt. Entsprechend ist das Schmier mittel innerhalb der Abschrägung 80 zum Halten des Schmiermittels gesichert ge halten, wird das Schmieröl der Gewindenut 1b von dem Schmierölspeicher 81 aus allmählich zugeführt, und kann eine gute Schmierung während einer langen Zeit durchgeführt werden.

Zahlreiche Arten von Ausführungsformen der Zusammenbau-Bauweise des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes 20, 20A, 30, 40, 50, 60 und 70 der oben angegebenen ersten bis achten Ausführungsform der Erfindung an der Ku gelmutter 2, die in solcher Weise angeordnet ist, daß sie den Schraubenschaft 1, der sich innerhalb der Mutter befindet, umgibt, werden nachfolgend beschrieben.

Bei der Zusammenbau-Bauweise, die in Fig. 13 dargestellt ist, ist eine Kugelmut ter 102 in solcher Weise angeordnet, daß sie den Schraubenschaft 1, der sich in ihrem Inneren befindet, umgibt, und ist eine Vielzahl von Kugeln drehbar zwischen einer Gewindenut, die am Innenumfang der Kugelmutter 102 ausgebildet ist, und der Gewindenut drehbar angeordnet, die an dem Außenumfang des Schrauben schafts 1 in gegenüberliegender Anordnung ausgebildet ist.

Eine zylindrische Abdichtungsbaugruppe 100 zur Verhinderung des Eintritts von Staub ist an sowohl dem rechten als auch dem linken Ende der Kugelmutter 102 angebracht. Die Abdichtungsbaugruppe 100 ist mit einem ein Schmiermittel ent haltenden Polymerelement 120, einer Labyrinthdichtung 107, die dem das Schmiermittel enthaltenden Polymerelement 120 zugewandt ist, und mit einem Zylinderbereich 110 ausgestattet, der das das Schmiermittel enthaltende Poly merelement 120 und die Labyrinthdichtung 107 umgibt.

Die Labyrinthdichtung 107 ist an dem Zylinderbereich 110 mit Hilfe von Schrauben 108 befestigt, die in einer Vielzahl von Schraubeneinsetzlöchern 108a eingesetzt sind, die in gleichen Abständen entlang der Umfangsrichtung an der Außenum fangsfläche des Zylinderbereichs 110 angeordnet sind. Es ist zu beachten, daß anstelle der Vielzahl von Schrauben 108 und Schraubeneinsetzlöchern 108a eine einzige Schraube 108 und ein einziges Schraubeneinsetzloch 108a verwendet werden können.

Das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement 120 besitzt eine schmale Nut 120a an seinem Außenumfang, und das das Schmiermittel enthaltende Poly merelement 120 ist radial in Richtung zum Außenumfang des Schraubenschafts 1 mit einem feststehenden Druck mittels des Sprengrings 115 gedrückt, der dort angeordnet ist. Dies beruht darauf, daß eine geeignete Berührung mit dem Schraubenschaft 1 stets aufrechterhalten werden kann und eine gute Schmierung sogar dann gewährleistet werden kann, wenn die Innenumfangsfläche des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes 120 entsprechend dem Betrieb während einer langen Zeitspanne abgeschabt wird. Des weiteren ist eine Vielzahl von Aussparungsbereichen 120b zur Aufnahme eines hülsenartigen Fixierrings 106a in gleichen Abständen in Umfangsrichtung in dem Außenumfangsbereich des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes 120 vorgesehen. Es ist zu beachten, daß anstelle der Verwendung der Vielzahl von Aussparungsbereichen 120b ein einziger Aussparungsbereich 120b verwendet werden kann.

Gemäß Darstellung in Fig. 13 ist die Abdichtungsbaugruppe 100 mit der Laby rinthdichtung 107 und dem das Schmiermittel enthaltenden Polymerelement 120 der Kugelmutter 102 mittels eines Lochs 102B, das in einem Flanschbereich 102A der Kugelmutter 102 vorgesehen ist und sich in radialer Richtung erstreckt, mittels eines Durchgangslochs 102D, das in dem Außenumfang des Kugelmutter körpers 102C vorgesehen ist und sich in radialer Richtung erstreckt, und mit Hilfe von Schrauben 106 und 109 befestigt, die in ein Durchgangsloch des Fixierrings 106a eingesetzt sind, der in dem Aussparungsbereich 120b aufgenommen ist. Es ist zu beachten, daß die Innenumfangsflächen des Durchgangslochs 102B und des Durchgangslochs 102D mit Gewindebereichen ausgestattet sind, die mit den Schrauben 106 und 109 über Gewinde in Eingriff bringbar sind.

Hier wird bei dem Zusammenbau die Schraube als Fixiermittel zum Fixieren der Labyrinthdichtung 107 und des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelemen tes 120 an der Kugelmutter 102 verwendet, jedoch ist es selbstverständlich, daß anstelle der Schraube ein Stift oder eine Schraube verwendet werden kann.

Fig. 14 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der in Fig. 13 dargestellten An baustruktur. Da die Anbaustruktur bei Betrachtung der rechten Seite der Zeich nungen bei der modifizierten Ausführungsform dieselbe ist wie die Anbaustruktur, die in Fig. 13 dargestellt ist, wird auf ihre Erläuterung hier verzichtet.

Wie aus der linken Seite von Fig. 14 ersichtlich ist, ist die Anbaustruktur 200 bei der modifizierten Ausführungsform derart gestaltet, daß ein zylindrischer Bereich 210, der dem Zylinderbereich 110 der ersten Anbaustruktur entspricht, in dem lin ken End- bzw. Stirnbereich der Kugelmutter 202 einstückig ausgebildet ist und daß die Labyrinthdichtung 107 und das das Schmiermittel enthaltende Polymer element 120 innerhalb des Zylinderbereichs 210 aufgenommen sind.

Die Labyrinthdichtung 107 ist an dem Zylinderbereich 210 mittels des Schraubbol zens 208 befestigt, der in das Durchgangsloch 202a eingesetzt ist, das an dem Außenumfang des Zylinderbereichs 210 in der Kugelmutter 202 vorgesehen ist. Des weiteren ist das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement 120 derart gestaltet, daß es an dem Zylinderbereich 210 mittels des Durchgangslochs 202b, das am Außenumfang des Zylinderbereichs 210 in der Kugelmutter 202 vorgese hen ist, und mittels des Schraubbolzens 206 zu befestigen ist, der in das Durch gangsloch des Fixierrings 206a eingesetzt ist. Es ist zu beachten, daß die Innen umfangsflächen des Durchgangslochs 202a und des Durchgangslochs 202b mit Gewindebereichen ausgestattet sind, die mit den Schraubbolzen 206 und 208 über Gewinde in Eingriff bringbar sind.

(Vergleichsuntersuchung)

Als nächstes wird nachfolgend eine Vergleichsuntersuchung zwischen der Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube gemäß Stand der Technik und der Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube gemäß Erfindung beschrieben.

Unter einem Hochlast-Zustand, der dem Fall der Verwendung der Schmierein richtung für eine Kugelschraube bei einer Werkzeugmaschine entspricht, ist unter der Annahme des schlechtesten Zustandes bzw. der schlechtesten Bedingung, wie beispielsweise einer Beeinträchtigung bzw. Störung der Schmierung, eine Vergleichsuntersuchung durchgeführt worden in Hinblick auf die Haltbarkeit zwi schen einer Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube unter Verwendung des das Schmiermittel enthaltenden Polymerelementes, das mit dem Bodenbereich der Gewindenut bei der in Fig. 17 dargestellten Kugelschraube in verschiebbarer Berührung steht, und einer anderen Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube gemäß der Erfindung unter Verwendung des das Schmiermittel enthaltenden Po lymerelements in verschiebbarer Berührung mit nur der äußeren Umfangsfläche der Kugelschraube steht, wie in Fig. 3(a) dargestellt ist.

Bei der Vergleichsuntersuchung ist bei der Aufbringung einer Last von 480 kg in Axialrichtung der Mutter auf eine auf dem Markt erhältliche Kugelschraube BS4029 (mit einer Kugelumlaufspezifikation von 2,5 Windungen und einer Reihe) im Wege eines Umlaufs mit 2.000 Upm eine Dauerlaufstrecke in ernsthaftem Schmierzustand gemessen worden. In diesem Fall beträgt die Soll-Dauerlauf strecke 3.000 km.

Dabei konnte eine Information erreicht werden, daß der Lauf der Kugelschraube, bei der die herkömmliche Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube angebracht war, bei einer Strecke von 1.432 km endete, jedoch die Kugelschraube, bei der die Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube gemäß der Erfindung angebracht war, eine Strecke von 4.221 km laufen konnte. Demzufolge besitzt die erfindungs gemäße Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube eine dreimal so große Lauf strecke, d. h. eine dreimal so lange Haltbarkeit im Vergleich mit derjenigen her kömmlicher Bauart. Daher ist festgestellt worden, daß die erfindungsgemäße Schmiereinrichtung für die Kugelschraube eine exzellente bzw. überragende Schmierleistung aufweist.

Da bei der erfindungsgemäßen Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube das das Schmiermittel enthaltene Polymerelement, das hauptsächlich in gleitender Berührung mit dem Außenbereich des Schraubenschafts steht, an mindestens einem der Enden der Kugelmutter und einem Raum, der einen die Kugel nicht durchtreten lassenden Raum in einem inneren Bereich der Kugelmutter aufweist, angebracht ist, ist durch das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement ver hindert, daß das an der Gewindenut anhaftende Schmiermittel zu der Zeit einer hin- und hergehenden Bewegung des Schraubenschafts abgeschabt wird, so daß das an der Gewindenut anhaftende Schmiermittel wirksam aufrechterhalten wer den kann. Des weiteren kann bei der Bauweise derart, daß das das Schmiermittel enthaltende Polymerelement, das in gleitender Berührung mit dem Außendurch messerbereich des Schraubenschafts steht, in Umfangsrichtung aufgeteilt ist, so daß seine Innendurchmessergröße größer als die Außendurchmessergröße des Schraubenschafts ist, der Effekt des Haltens des Schmiermittels weiter verbessert ist. Noch weiter gehend ist bei der Bauweise derart, daß die Abschrägung zum Halten des Schmiermittels in dem Endbereich nahe bei dem Innendurchmesser der Trennfläche in dem das Schmiermittel enthaltenden Polymerelement ausge bildet ist, sogar dann, wenn das am Außenumfang des Schraubenschafts anhaf tende Schmiermittel durch die Umlaufbewegung des das Schmiermittel enthalten den Polymerelementes abgeschabt wird, das Schmiermittel in der Abschrägung zum Halten des Schmiermittels in Hinblick auf die Zuführung zum Schmieren ge halten.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform be schrieben worden ist, ist es für den Fachmann offensichtlich, daß zahlreiche Ver änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne die Erfindung zu verlassen, und ist daher beabsichtigt, in den beigefügten Ansprüchen alle der artigen Veränderungen und Modifikationen abzudecken, die unter das Gedanken gut und den Umfang der Erfindung fallen.

Claims

1. Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube, die zwischen einer Kugelmutter und einem Schraubenschaft der Kugelschraube angeordnet ist, umfassend:
ein ein Schmiermittel enthaltendes Polymerelement, das mit dem Außendurch messerbereich des Schraubenschafts in gleitende Berührung bringbar ist und das an mindestes einem der beiden Enden der Kugelmutter und einem Raum ange bracht ist, der einen die Kugel nicht durchtreten lassenden Raum in dem Innenbe reich der Kugelmutter aufweist, wobei das Polymerelement mit der Fläche der an dem Schraubenschaft ausgebildeten Gewindenut außer Eingriff bzw. Berührung steht.

2. Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube nach Anspruch 1, wobei das Po lymerelement in eine Vielzahl von Bereichen in Umfangsrichtung aufgeteilt ist und die durch diese Bereiche definierte bzw. begrenzte Innendurchmessergröße grö ßer als der Außendurchmesser des Schraubenschafts ausgebildet ist.

3. Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube nach Anspruch 2, wobei eine Ab schrägung zum Halten eines Schmiermittels an mindestens einem der beiden Endbereiche jedes in Umfangsrichtung durch Aufteilung gebildeten Bereichs aus gebildet ist.

4. Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube nach Anspruch 1, wobei das Po lymerelement einen Schlitz aufweist, der in einem Bereich in Umfangsrichtung derart vorgesehen ist, daß die durch das Polymerelement begrenzte bzw. defi nierte Innendurchmessergröße größer als der Außendurchmesser der Kugel schraube ist.

5. Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube nach Anspruch 4, wobei eine Ab schrägung zum Halten des Schmiermittels in diesem Bereich des Polymerele mentes ausgebildet ist.

6. Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube, die zwischen einer Kugelmutter und einem Schraubenschaft der Kugelschraube angeordnet ist, umfassend:
ein ein Schmiermittel enthaltendes Polymerelement, das mit dem Außendurch messerbereich des Schraubenschafts in gleitende Berührung bringbar ist und das an mindestens einem der beiden Enden der Kugelmutter und einem Raum ange bracht ist, der einen die Kugel nicht durchtreten lassenden Raum in dem inneren Bereich der Kugelmutter aufweist, wobei das Polymerelement mit einem Bereich der Fläche der an dem Schraubenschaft ausgebildeten Gewindenut teilweise in Eingriff bzw. Berührung steht, jedoch mit der Bodenfläche der Gewindenut außer Eingriff bzw. außer Berührung steht, in der der Bereich sich in der Nähe des Au ßendurchmesserbereichs des Schraubenschafts befindet.

7. Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube nach Anspruch 6, wobei das Po lymerelement in eine Vielzahl von Bereichen in Umfangsrichtung aufgeteilt ist und die durch diese Bereiche definierte bzw. begrenzte Innendurchmessergröße grö ßer als der Außendurchmesser des Schraubenschafts ausgebildet ist.

8. Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube nach Anspruch 7, wobei eine Ab schrägung zum Halten eines Schmiermittels an mindestens einem der beiden Endbereiche jedes in Umfangsrichtung durch Aufteilung gebildeten Bereichs aus gebildet ist.

9. Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube nach Anspruch 6, wobei das Po lymerelement einen Schlitz aufweist, der in einem Bereich in Umfangsrichtung derart vorgesehen ist, daß die durch das Polymerelement begrenzte bzw. defi nierte Innendurchmessergröße größer als der Außendurchmesser der Kugel schraube ist.

10. Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube nach Anspruch 9, wobei eine Ab schrägung zum Halten des Schmiermittels in diesem Bereich des Polymerele mentes ausgebildet ist.

11. Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube, die zwischen einer Kugelmutter und einem Schraubenschaft der Kugelschraube angeordnet ist, umfassend:
ein ein Schmiermittel enthaltendes Polymerelement, das mit nur dem Außen durchmesserbereich des Schraubenschafts in gleitende Berührung bringbar ist und das an mindestes einem der beiden Enden der Kugelmutter und einem Raum angebracht ist, der einen die Kugel nicht durchtreten lassenden Raum in dem In nenbereich der Kugelmutter aufweist.

12. Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube nach Anspruch 11, wobei das Polymerelement in eine Vielzahl von Bereichen in Umfangsrichtung aufgeteilt ist und die durch diese Bereiche definierte bzw. begrenzte Innendurchmessergröße größer als der Außendurchmesser des Schraubenschafts ausgebildet ist.

13. Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube nach Anspruch 12, wobei eine Abschrägung zum Halten eines Schmiermittels an mindestens einem der beiden Endbereiche jedes in Umfangsrichtung durch Aufteilung gebildeten Bereichs aus gebildet ist.

14. Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube nach Anspruch 11, wobei das Polymerelement einen Schlitz aufweist, der in einem Bereich in Umfangsrichtung derart vorgesehen ist, daß die durch das Polymerelement begrenzte bzw. defi nierte Innendurchmessergröße größer als der Außendurchmesser der Kugel schraube ist.

15. Schmiereinrichtung für eine Kugelschraube nach Anspruch 14, wobei eine Abschrägung zum Halten des Schmiermittels in diesem Bereich des Polymerele mentes ausgebildet ist.