DE19944875A1

DE19944875A1 - Kugelgewindetrieb

Info

Publication number: DE19944875A1
Application number: DE1999144875
Authority: DE
Inventors: Alexander Zernickel; Juergen Hartmann; Rudolf Bauer
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1999-09-18
Filing date: 1999-09-18
Publication date: 2001-03-22
Also published as: WO2001021982A1

Abstract

Bei einem Kugelgewindetrieb mit einer Spindel und einer diese umgebenden Mutter (2) sowie mit dazwischen angeordneten Kugeln (5), welche in einer an der äußeren Oberfläche der Spindel ausgebildeten Gewindenut und in einer entsprechenden, an der inneren Oberfläche der Mutter (2) ausgebildeten Gewindenut (4) abrollbar angeordnet sind, und mit radialen Durchgangsöffnungen (8) der Mutter (2), in welchen Umlenkstücke (6) für die Rückführung der Kugeln (5) jeweils von einem Auslaufende einer gemeinsamen Windung der Gewindenuten zu einem Einlaufende dieser Windung eingesetzt sind, ist erfindungsgemäß die Mutter (2) als einstückige Hülse mit einem kreiszylindrischen Außenmantel (9) ausgeführt und jedes eingesetzte Umlenkstück (6) ist in der zugehörigen Durchgangsöffnung (8) der Mutter (2) vollständig innerhalb des Außenmantels (9) angeordnet.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb mit einer Spindel und einer die se umgebenden Mutter sowie mit dazwischen angeordneten Kugeln, welche in einer an der äußeren Oberfläche der Spindel ausgebildeten Gewindenut und in einer entsprechenden, an der inneren Oberfläche der Mutter ausgebildeten Gewindenut abrollbar angeordnet sind, und mit radialen Durchgangsöffnungen der Mutter, in welchen Umlenkstücke für die Rückführung der Kugeln jeweils von einem Auslaufende einer gemeinsamen Windung der Gewindenuten zu einem Einlaufende dieser Windung eingesetzt sind.

Hintergrund der Erfindung

Ein solcher Gewindetrieb ermöglicht die Umwandlung einer Rotationsbewe gung in eine Translationsbewegung. Aus dem Dokument DE 41 31 486 A1 ist ein Kugelgewindetrieb bekannt, bei dem die Mutter aus einem Blechformteil und einem als Spritzgießteil ausgebildeten Mutternkörper besteht. In diesem ist das Blechformteil eingebettet. Es weist einen spanlos eingeformten Gewinde gang auf, in welchem Kugeln umlaufen, und wird gemeinsam mit dem Muttern körper von einer Blechhülse umgeben. Die Blechhülse ist in der Bohrung eines Gehäuses gehalten. Daher ergibt sich hier eine konstruktiv aufwendige Ausfüh rung.

Aus dem Dokument DE 28 29 433 C2 ist ein Kugelgewindetrieb der eingangs genannten Art bekannt, bei welchem ebenfalls ein hülsenartiges Blechbauteil an seiner Innenseite eine Gewindenut für die Aufnahme und das Abrollen von Kugeln und auch an seiner Außenseite eine Gewindenut aufweist. Es ist in einem Getriebeteil eingebettet. Dieses als Außenhülse bezeichnete Getriebe teil muss, wenn es nicht aus Kunststoff sondern aus einem Metall besteht, zweigeteilt ausgeführt sein, um darin das hülsenartige Bauteil montieren zu können.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Kugelgewindetrieb mit einer Mutter möglichst hoher Steifigkeit zu schaffen, welche in einfacher Weise in einem Gehäuseteil eingebaut, nämlich in die Bohrung des Gehäuseteiles ein gepresst werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Mutter als ein stückige Hülse mit einem kreiszylindrischen Außenmantel ausgeführt und jedes eingesetzte Umlenkstück in der zugehörigen Durchgangsöffnung der Mutter vollständig innerhalb des Außenmantels angeordnet ist. Infolge des kreiszylin drischen Mantels lässt sich die Mutter in die Bohrung des Gehäuseteils axial einpressen, ohne dass sie eine wesentliche Maß- und Formveränderung erlei det, welche die Verhältnisse an ihrer inneren, die Gewindenut aufweisenden Oberfläche beeinträchtigen könnten. Die Form der Laufbahn für die Kugeln, ihre Tragfähigkeit, der Druckwinkel und die Lagerluft gegenüber der Spindel bleiben also im wesentlichen unverändert. Dadurch, dass die Umlenkstücke vollständig innerhalb des Außenmantels der Mutter angeordnet sind, kann durch sie das axiale Einpressen der Mutter in das Gehäuseteil nicht behindert werden. Außerdem wird in dem Gehäuseteil ein besonderer Aufnahmeraum für jedes Umlenkstück nicht benötigt, weil die Umlenkstücke nahezu vollständig in den Durchgangsöffnungen der Mutter angeordnet sind und jedenfalls nicht aus der Mutter radial herausragen.

Die Mutter kann ein spanlos hergestelltes Bauteil sein, so dass in seinem Ma terial der Faserverlauf nicht unterbrochen wird, wie dieses bei der spanabhe benden Bearbeitung, beispielsweise beim Drehen, erfolgen würde. Infolge des nicht unterbrochenen Faserverlaufes lassen sich eine höhere Tragfähigkeit, eine höhere Festigkeit sowie verbesserte Oberflächenqualitäten der Mutter erzielen. Außerdem ist eine spanlose Fertigung kostengünstiger als eine Ferti gung mit spanender Bearbeitung.

Das Umlenkstück kann jeweils als massives Bauteil mit einer eingearbeiteten Kugelrückführnut ausgeführt sein. Es ist jedoch auch möglich, das Umlenkstück jeweils als Blechumformteil auszuführen, mit einem Blechbereich, welcher eine Laufbahn für die Kugeln bildet, und mit zwei an der Laufbahn seitlich angren zenden, abgebogenen Laschen für die Führung der Kugeln. Schließlich kann ein Umlenkstück auch als Spritzgießteil aus Kunststoff bzw. als spanend gefer tigtes Teil hergestellt werden.

Ein als Blechformteil ausgeführtes Umlenkstück ist gegenüber einem massiven Umlenkstück materialsparender hergestellt und hat den Vorteil, dass es weni ger Platz benötigt. Daher können die zwischen zwei benachbarten Durch gangsöffnungen der Mutter verbleibenden Stege breiter bleiben, so dass die Mutter eine größere Steifigkeit behält.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und wer den im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Kugelgewindetrieb mit einer Spindel und einer auf geschraubten Mutter in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch die in Fig. 1 dar gestellte Mutter;

Fig. 3 ein massiv ausgeführtes, in dem Kugelgewindetrieb nach den Fig. 1 und 2 verwendetes Umlenkstück;

Fig. 4 einen weiteren Kugelgewindetrieb mit einer Spindel und einer aufgeschraubten Mutter;

Fig. 5 bis 7 drei unterschiedliche perspektivische Ansichten eines als Blechumformteil ausgeführten, in dem Kugelgewindetrieb nach Fig. 4 verwendeten Umlenkstücks in vergrößerter Darstellung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Ein in Fig. 1 dargestellter erfindungsgemäßer Kugelgewindetrieb besteht aus einer Spindel 1 und einer diese umgebenden Mutter 2. In die äußere Oberflä che der Spindel 1 ist eine Gewindenut 3 eingearbeitet, während in die innere Oberfläche der Mutter 2 eine entsprechende Gewindenut 4 eingearbeitet ist, wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht. Beide Gewindenuten 3 und 4 ent sprechen einander und bilden einen schraubenförmigen Kanal, in welchem Kugeln 5 sich umlaufend abwälzen können.

Für jede gemeinsame Windung der beiden Gewindenuten 3 und 4 ist ein Um lenkstück 6 vorgesehen, in welchem die an einem Ende der Windung ange kommenen Kugeln 5 zum anderen Ende der Windung zurückgeleitet werden. Das Umlenkstück 6 ist hier mit einer Kugelrückführnut 7 versehen, welche zur Innenseite der Mutter 2 radial zur Spindel 1 hin offen ist. Jedes Umlenkstück 6 befindet sich in einer radialen Durchgangsöffnung 8 der Mutter 2. Die Durch gangsöffnung 8 geht jeweils von einem kreiszylindrischen Außenmantel 9 der Mutter 2 aus und verläuft radial zur Innenseite der Mutter 2 hin. Die Umlenk stücke 6 sind alle im wesentlichen in den Durchgangsöffnungen 8 angeordnet und befinden sich innerhalb des Außenmantels 9 in der Mutter 2. Daher kann die Mutter 2 axial in eine Bohrung eines Gehäuseteils eingepreßt werden, ohne dass die Umlenkstücke 6 diese Bewegung behindern.

Der Kugelgewindetrieb nach den Fig. 4 bis 7 ist mit einer Spindel 10, einer Mutter 11, einer Gewindenut 12 der Spindel, der Gewindenut der Mutter 11 und Kugeln grundsätzlich ebenso aufgebaut wie der Kugelgewindetrieb nach den Fig. 1 bis 3. Jedoch sind hier die Umlenkstücke 13 von Blechformteilen gebildet, welche jeweils eine im wesentlichen rechteckige Laufbahn 14 für die Kugeln und zwei von dem Bereich der Laufbahn 14 etwa rechtwinklig abgebo gene Laschen 15 aufweisen. Entsprechend den Laschen 15 sind auch die Durchgangsöffnungen 16 anders geformt als bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Mutter 2. Auch hier weist die Mutter 11 einen kreiszylindrischen Außenmantel 17 auf. Alle Umlenkstücke 13 sind innerhalb der Durchgangsöff nungen 16 der Mutter 11 so angeordnet, dass sie sich innerhalb des Außen mantels 17 befinden. Daher kann auch hier die Mutter 11 in eine Bohrung ei nes Gehäuseteils in einfacher Weise eingepreßt werden. Die Laufbahnen 14 und die Laschen 15 der Umlenkstücke 13 bewirken die Rückführung der Ku geln von einem Ende einer Windung der Gewindenuten zu deren anderem Ende, so dass auch hier die Kugeln in geschlossenem Umlauf jeweils eine Windung durchlaufen.

Bezugszahlenliste

1

Spindel

2

Mutter

3

Gewindenut der Spindel

4

Gewindenut der Mutter

5

Kugel

6

Umlenkstück

7

Kugelrückführnut

8

Durchgangsöffnung

9

Außenmantel

10

Spindel

11

Mutter

12

Gewindenut der Spindel .

13

Umlenkstück

14

Laufbahn

15

Lasche

16

Durchgangsöffnung

17

Außenmantel

Claims

1. Kugelgewindetrieb mit einer Spindel (1, 10) und einer diese umgebenden Mutter (2, 11) sowie mit dazwischen angeordneten Kugeln (5), welche in ei ner an der äußeren Oberfläche der Spindel (1, 10) ausgebildeten Gewinde nut (3, 12) und in einer entsprechenden, an der inneren Oberfläche der Mutter (2, 11) ausgebildeten Gewindenut (4) abrollbar angeordnet sind, und mit radialen Durchgangsöffnungen (8, 16) der Mutter (2, 11), in welchen Umlenkstücke (6, 13) für die Rückführung der Kugeln (5) jeweils von einem Auslaufende einer gemeinsamen Windung der Gewindenuten (3, 4 bzw. 12, 4) zu einem Einlaufende dieser Windungen eingesetzt sind, dadurch ge kennzeichnet, dass die Mutter (2, 11) als einstückige Hülse mit einem kreiszylindrischen Außenmantel (9, 17) ausgeführt und jedes eingesetzte Umlenkstück (6, 13) in der zugehörigen Durchgangsöffnung (8, 16) der Mutter (2, 11) vollständig innerhalb des Außenmantels (9, 17) angeordnet ist.

2. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter (2, 11) ein spanlos hergestelltes Bauteil ist.

3. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umlenkstück (6) jeweils als massives Bauteil mit einer eingearbeiteten Ku gelrückführnut (7) ausgeführt ist.

4. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umlenkstück (13) jeweils als Blechumformteil ausgeführt ist.

5. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkstück (13) einen Blechbereich, welcher eine Laufbahn (14) für die Kugeln bildet, und zwei an der Laufbahn (14) seitlich angrenzende, abge bogene Laschen (15) für die Führung der Kugeln aufweist.