EP2715187A1 - Konzept für eine mutter eines wälzgewindetriebs - Google Patents

Konzept für eine mutter eines wälzgewindetriebs

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Publication number
EP2715187A1
EP2715187A1 EP12724119.8A EP12724119A EP2715187A1 EP 2715187 A1 EP2715187 A1 EP 2715187A1 EP 12724119 A EP12724119 A EP 12724119A EP 2715187 A1 EP2715187 A1 EP 2715187A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
thread
nut
spindle
rolling elements
return channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12724119.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Philipp Krebs
Ralph MEEUWENOORD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SKF AB
Original Assignee
SKF AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SKF AB filed Critical SKF AB
Publication of EP2715187A1 publication Critical patent/EP2715187A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • F16H25/2214—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with elements for guiding the circulating balls

Definitions

  • the present invention is in the field of Wälzgewinderiose, in particular in the field of wear reduction of the components of Wälzgewinderiosen and their noise optimization.
  • Wälzgewindetriebe or Wälzschraubtriebe such as ball screws (KGT as a shortcut)
  • Wälzschraubtriebe such as ball screws (KGT as a shortcut)
  • Balls are used.
  • KGT are used in machine tools, such. As lathes on which workpiece or tool carrier must be positioned used. The component to be moved can be fastened to the nut and additionally supported by linear guides. KGT are also used for example in presses, injection molding machines and power steering systems.
  • a rolling screw drive comprises a spindle with a thread, a nut with threads and rolling elements, which are in the threads of the nut with the thread of the spindle engaged.
  • a motor can then drive the spindle either directly or via a gearbox.
  • rolling elements can be located between the spindle and nut in grooves or threads, for example, balls that change their axial position when turning the spindle. When the nut now moves a few turns, the balls reach the ends of the threads of the nut and would fall out at the end of the nut. Therefore, they will have one Return or a return channel again introduced elsewhere courses. The return channel in or on the spindle nut moves the balls back again, thus closing a circuit in which the balls circulate.
  • the Wälzgroper can also be cylindrical, barrel-shaped, conical, etc., the return channels are then adapted accordingly to the rolling elements.
  • the rolling elements are therefore loaded when introduced into the threads and relieved when exiting the threads again. After emerging from the threads, the rolling elements are no longer driven between the spindle and nut, but move partly by the entrained kinetic energy from the threads and partly by mutual pushing through the exiting from the threads rolling elements. Upon re-entry into the thread and thus in the loading area, the rolling elements are slightly compressed, which leads to a deformation at the contact points. The resulting forces can be particularly high when thread and return channel are not optimally aligned with each other. The necessary forces are then applied by the respectively following rolling element. As a result, there may be uncontrolled movements of the rolling elements in the return channel, which vibrations and corresponding audible noise may occur. When the rolling elements pass from the loaded to the unloaded state upon leaving the thread, they can bounce at high speed against the wall of the return channel or the rolling elements in the return channel. This can lead to vibrations and thus to a noise,
  • the vibrations also have the consequence that it can lead to increased wear of the rolling elements and the running surfaces in the thread and in the return channel. It is therefore the object of the present invention to provide an improved Wälzgewindetechnisch.
  • Embodiments of the present invention are based on the recognition that the vibration characteristics of a Wälzgewindetriebes can be influenced by the fact that the shape of the threads and the return channel are adjusted accordingly.
  • the guidance of the rolling elements can be influenced in such a way that the vibrations can be reduced.
  • Embodiments provide a nut or spindle for a rolling screw drive, characterized in that the nut or the spindle comprises a thread which is adapted to guide rolling elements along a thread of the spindle or the nut such that the rolling elements are engaged with the thread and a power transmission between the nut and the spindle is generated.
  • the thread is formed to supply the Wälzköper a return channel to receive the rolling elements from the return channel, and to relieve the rolling elements before returning to the return channel of the power transmission and / or to the rolling elements after receiving the return channel with the Load power transmission.
  • balls, rollers, ball rollers, cones, etc. may occur as rolling elements.
  • embodiments also include inverted ball screws, in which the nut is designed as a comparatively long pipe with internal thread and the spindle has only a few threads.
  • the return channels are arranged on the spindle, that is, the rolling elements are then led away inwardly from the thread of the nut.
  • Embodiments include nuts in which the return channel is provided by a further part and also nuts with integrated exclusively by mechanical processing return channel. In other words, interiesbeam the mother and the return channel can also be integrally formed.
  • embodiments may also include spindles, which are adapted for inverse Wälzgewindetriebe, in which the return channel is provided by a further part and spindles with integrated exclusively by mechanical processing return channel.
  • the spindle and the return channel can also be integrally formed.
  • Embodiments may further be based on the recognition that the cross-section of a thread need not be constant in the course of the thread, but instead the depth or diameter of the thread may be increased away from the spindle toward the ends of the thread. In the case of an inverted Wälzge winch drove s, the depth or diameter of the thread can be increased to the axis of rotation towards the ends of the thread out.
  • the thread may have a depth indicating the extent of the thread in the radial direction, wherein the depth of the thread increases at least at one end of the thread.
  • the thread may widen towards its ends, ie its diameter or depth may increase. This can be the case at both ends of the thread, in embodiments may be an expansion of the thread on the input side and / or output side.
  • the thread may have an expanded entry region for the rolling elements and / or an expanded exit region for the rolling elements.
  • the depth of the thread can change abruptly or continuously. In some embodiments, the depth profile may be ramped, ie, linearly increasing falling between an inner (the power transmission enable outer (the power transmission not enabling) level run.
  • the power transmission between the nut and the spindle in the axial direction along the axis of rotation of the nut can take place.
  • Embodiments of the present invention are further based on the finding that the position at which the rolling elements are loaded or unloaded can be shifted into the thread in through the widening of the thread. Thus, the exact alignment between the return channel and the thread loses importance, because the transition from thread to return channel or vice versa can now be done in the unloaded area.
  • the thread can therefore be designed to guide the rolling element in a central region so that the force transmission between the nut and the spindle is formed. For example, this can be done by the rolling elements in the thread of the nut and in the thread of the spindle have one or more points of contact, then the force is transmitted.
  • the thread may be formed in an outer region in order to release the power transmission and to relieve the rolling elements or within the thread or load.
  • a cross section of the thread may be formed funnel-shaped at least at one of its ends, it being noted that the thread of the nut together with the thread of the spindle forms a channel with an at least approximately circular cross-section, if it is in the rolling elements to balls ,
  • the cross section of the thread of the nut or the spindle can be approximately semi-circular.
  • a funnel-shaped expansion or expansion is thus based on the cross-section of a thread of the nut, if this leads the rolling elements and on the thread of the spindle, when the spindle carries the rolling elements (inverted Wälzgewindetrieb).
  • the thread gang has an at least approximately semicircular cross-section whose radius increases towards at least one end.
  • embodiments may be based on the core idea that the application of the load to the rolling elements can be carried out gradually by a corresponding shaping of the thread.
  • the thread may have a tread that is farther from the axis of rotation or axis of symmetry of the nut at least at one end of the thread in the radial direction than at a central portion of the thread in the case of a regular pitch.
  • the thread of the spindle may have a running surface which is closer to at least one end of the thread in the radial direction at the axis of rotation or axis of symmetry of the spindle than in a central region of the thread.
  • the running surface can thus run in the form of a ramp and gradually move further away from the axis of rotation or approach the axis of rotation (inverted rolling screw drive).
  • rotation axis represents a definition of the axis of symmetry or the axis of rotational symmetry of those components which can rotate relative to each other.
  • the load on the rolling elements can be increased in a controlled manner when entering the thread or lowered controlled at the exit.
  • the load of the rolling elements can be slowly increased after they have entered the thread, and are slowly lowered before the rolling elements leave the thread in the direction of the return channel again.
  • Embodiments may also include a drive with a nut as described above.
  • Embodiments may thus also include a method for operating a Wälzgewindetriebs with a spindle, rolling elements and a nut, wherein the nut has a thread and a return channel for the rolling elements.
  • the method comprises introducing the rolling elements from the return channel into the thread and loading the rolling elements in the thread.
  • the method further comprises relieving the rolling elements in the thread and applying the relieved rolling elements from the thread in the return channel.
  • Embodiments may therefore be based, in particular, on the knowledge that the gradual unloading of the rolling elements in the relief zone can prevent the rolling elements from being ejected out of the loading region. As a result, it can also be avoided in the sequence that the rolling elements shoot out of the load area into the return channel, and thus shocks and pulse transmissions, which are decisive for the vibrations, can be avoided. Embodiments can reduce the force required to enter the rolling elements in the thread, and thus reduce the formation of shocks and pulse transmissions in the inlet area.
  • Embodiments can thus provide a rolling screw, in the noise and vibration development, due to the unloaded entry of the rolling elements in the thread and due to the non-sudden reduction of the load, are reduced. As a result, a reduced wear on the rolling elements, the thread and the return channel can be adjusted.
  • the manufacturing costs of the Wälzge can wind s drive can reduce, after the accuracy requirements can be reduced to the entry and exit area of the thread.
  • the tolerance limits can be increased during assembly, as can be dispensed with a highly accurate tuning of the thread with the return channel.
  • FIG. 1 a is a depth diagram of an exemplary embodiment
  • Figure lb an embodiment of a nut with a funnel-shaped thread
  • Figure 3 is a comparison of simulation results of an embodiment with the prior art.
  • the figure la shows a depth diagram of a thread of a nut or a spindle for a ball screw. It is assumed that the balls in the thread once completely rotate the spindle, ie that they pass through an angular range of 360 ° in the thread around the spindle. As a result, the thread itself also extends over this angular range.
  • the angle of revolution is plotted on the abscissa in degrees about the spindle, which covers a range of 0-360 °. covers.
  • a depth difference in ⁇ is assumed contracted that the depth of zero corresponds to the distance within the thread, ie the distance from the axis of rotation of the spindle, in which the power transmission from the spindle to the mother takes place.
  • the depth ie the distance to the axis of rotation becomes larger.
  • the balls would be led inwards and as a result the distance to the axis of rotation would decrease accordingly.
  • the distance to the axis of rotation of the spindle by about 50 ⁇ larger (smaller for the case of the inverted ball screw).
  • This increase in the distance or the depth causes the power transmission in the inlet region and in the outlet region to decrease, so that the balls are relieved even before they are transferred to the return channel, or only charged after they return from the return channel in the thread were led.
  • the power transmission between the nut and the spindle can be effected in the axial direction along the axis of rotation of the nut and by means of or via the rolling elements.
  • the thread may have a tread which is at at least one end of the thread in the radial direction further away from the axis of rotation of the nut than in a central region of the thread.
  • the thread may have a depth which indicates the extent of the thread in the radial direction away from the axis of rotation of the nut, wherein the depth of the thread increases at least at one end of the thread. In the case of an inverted ball screw, the tread or its depth changes in the other direction.
  • FIG lb an embodiment of a nut with a funnel-shaped thread 1 10 is shown, wherein the figure lb the thread 1 10, the rolling body 120 and the thread gang 130 of the spindle shows.
  • the Gew is adapted to guide rolling elements 120 along a thread of a spindle such that the Wälzköper 120 are in engagement with the thread of the spindle and a power transmission between the nut and the spindle is generated.
  • the thread 1 10 is formed to supply the Wälzköper 120 a return channel and to receive the rolling elements 120 from the return channel.
  • the thread 1 10 relieves the rolling elements 120 before returning to the return channel of the power transmission and / or loaded the rolling elements 120 only after receiving the return channel with the power transmission.
  • the figure lb shows in the upper part of an inlet or outlet region of the thread 1 10 of an embodiment.
  • Figure lb illustrated in the upper region of the rolling elements 120, wherein only one rolling element is provided with a reference numeral, which enter the thread or a 10 10.
  • the thread in the sense of a tunnel, results only in an interaction of the thread 1 10 on the nut and a counterpart of a thread 130 on the spindle.
  • the figure lb shows in the lower part of a principle sketch, in which the semicircular threads 1 10, 130 of the nut and the spindle are shown.
  • the thread 1 10 of the nut expands, insofar forms a funnel-shaped, semi-circular cross-section.
  • a rolling element 120 will initially have a clearance when entering, before it is then transferred along the tapered thread 1 10 into the frictional connection.
  • the conditions reverse accordingly and the cross section of the thread of the spindle changes in a funnel shape.
  • the thread 1 10, or in the thread of the spindle in the inverted ball screw also have a "Gothic Arc" profile, as occurs for example in four-point bearings.
  • This profile allows a support of the rolling elements at four points during lying two each in the thread gangway 1 10 of the nut and the C of the spindle.
  • the cross-section of this profile results from two overlapping circular arcs, the centers of which can be at a distance from one another and which can have the same radii. The distance causes the two circular arcs do not complement each other to a semicircle, to which a rolling element could fit snugly, but rather that two defined contact points arise.
  • the thread 1 10 may thus be designed to guide the rolling elements 120 in a central region so that the force transmission between the nut and the spindle is formed.
  • the thread 1 10 may be formed in at least one outer region to release the power transmission and to relieve the rolling elements 120 still within the thread 1 10 or to burden.
  • the cross section of the thread 1 10 may be formed at least at one of its ends substantially semi-circular, funnel-shaped, or semi-funnel-shaped.
  • Embodiments may also include a ball screw with a nut or spindle as described above.
  • embodiments may also include a method of operating a ball screw with a spindle, rolling elements 120 and a nut, wherein the nut or the spindle has a thread 1 10 and a return channel for the rolling elements 120 include.
  • the method may include a step of inserting the rolling elements 120 from the return channel into the thread 1 10 and a step of loading the rolling elements 120 in the thread 1 10.
  • the method may include relieving the rolling elements 120 in the thread 1 10 and applying the relieved rolling elements 120 from the thread 1 10 in the return channel.
  • the figure lc illustrates two three-dimensional representations of a game of a Wälzgewindetriebs, wherein in the figure lc each of the thread 1 10 and the recess for the return channel 1 15 are shown.
  • the arrows illustrate the path or the path that the Wälzgroper describe.
  • the rolling elements can be assumed here again as balls, for the sake of clarity, the rolling elements are not shown in the figure lc.
  • the two representations of Figure lc show at the transition points between thread 1 10 and return channel, as the thread 1 10 slightly widened and so the rolling elements are relieved before entering the return channel. It should be noted that the widening of the thread has been greatly exaggerated here for clarity and in embodiments, the expansion can also be far less.
  • the thread in the area of the expansion, can expand by 0.1%, 0.5%, 1%, 5%, or 10% compared to the area of the transmission.
  • the entry of Wälzköper in the thread 1 10 can take place in the same manner. This is also clarified by the figure lc when the rolling elements move in the opposite direction of the arrow. Here, the rolling elements then enter first in the expanded portion of the thread 1 10, before the thread tapers 1 10 and the rolling elements are loaded.
  • FIG. 2 shows three time profiles, wherein different quantities are shown over the same time axes.
  • the radial distance of the rolling elements 120 from the axis of rotation of the spindle is shown.
  • the sinusoidal curves show that the rolling elements 120 are brought to the spindle, remain there and then again be guided over the return channel of the spindle path.
  • the highlighted in Figure 2 areas 201, 202 and 203 mark those places where the rolling elements in the thread gang 1 10 of the mother enter, or exit.
  • the entry and exit points 201, 202 and 203, the radial accelerations are compared in the middle of the time in Figure 2, which experience the balls 120 at these points.
  • the points 21 1, 212 and 213 are highlighted, where it can be seen that just in the Entry and exit areas the accelerations are particularly high s jump-like accelerations arise, which can cause vibrations.
  • FIG. 3 shows a comparison of simulation results of an embodiment with the prior art.
  • FIG. 3 shows on the left side those courses which were simulated with the conventional technique, on the right side
  • FIG. 3 shows the diagrams which were simulated with an exemplary embodiment.
  • the upper two diagrams and the middle diagram illustrate again the distance of the balls 120 to the axis of rotation of the spindle.
  • the rolling bodies are guided one after the other away from the spindle and then back to the spindle. This happens when exiting from the thread 1 10 of the mother and when entering the return channel, or when exiting the return channel back into the thread 1 10 of the mother.
  • the accelerations measured for the individual rolling elements 120 are shown. As already explained with reference to FIG. 2, these arise mainly on entry and exit into the thread 1 10.
  • a comparison of the comparison in FIG. 3 shows that, with the exemplary embodiment, the accelerations acting on the rolling elements 120 are less than that was possible with conventional technology.
  • the bottom line of Figure 3 are already shown on the basis of the figure accelerations, which act on the mother in total. Again, it can be seen that the forces acting on the mother accelerations, so that the vibrations and ultimately the wear can be reduced with embodiments.
  • the average accelerations 231 are again indicated for the simulation results for the conventional technique and also for the simulation results for the exemplary embodiment. This also shows that they can be significantly reduced with embodiments.

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Abstract

Ein Konzept für eine Mutter oder ein Spindel für einen Wälzgewindetrieb, dadurch gekennzeichnet dass die Mutter oder die Spindel einen Gewindegang 110 umfasst, der ausgebildet ist, um Wälzkörper 120 entlang eines Gewindes derart zu führen, dass die Wälzkörper 120 mit dem Gewinde der Spindel oder der Mutter im Eingriff stehen und eine Kraftübertragung zwischen der Mutter und der Spindel erzeugt wird. Der Gewindegang 110 ist ausgebildet, um die Wälzkörper 120 einem Rückführkanal zuzuführen und um die Wälzkörper 120 aus dem Rückführkanal aufzunehmen. Der Gewindegang 110 ist ferner ausgebildet, um die Wälzkörper 120 vor der Rückführung in den Rückführkanal von der Kraftübertragung zu entlasten und/oder um die Wälzkörper 120 erst nach der Aufnahme von dem Rückführkanal mit der Kraftübertragung zu belasten.

Description

B e s c h r e i b u n g
Konzept für eine Mutter eines Wälzgewindetriebs
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Wälzgewindetriebe, insbesondere auf dem Gebiet der Verschleißreduktion der Komponenten von Wälzgewindetrieben sowie deren Geräuschoptimierung.
Zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine Längsbewegung oder umgekehrt werden sogenannte Wälzgewindetriebe oder Wälzschraubtriebe, wie beispielsweise Kugelgewindetriebe (KGT als Abkürzung), eingesetzt, wobei als Wälzkörper z.B. Kugeln eingesetzt werden. KGT werden bei Werkzeugmaschinen, wie z. B. Drehmaschinen, auf denen Werkstück- bzw. Werkzeugträger positioniert werden müssen, eingesetzt. Die zu bewegende Komponente kann an der Mutter befestigt werden und zusätzlich über Linearführungen gelagert werden. KGT werden beispielsweise auch bei Pressen, Spritzgießmaschinen und Servolenkungen eingesetzt.
Ein Wälzgewindetrieb umfasst eine Spindel mit einem Gewinde, eine Mutter mit Gewindegängen und Wälzkörper, die in den Gewindegängen der Mutter mit dem Gewinde der Spindel im Eingriff stehen. Ein Motor kann dann die Spindel entweder direkt oder über ein Getriebe antreiben. Als Wälzkörper können sich zwischen Spindel und Mutter in Laufrillen oder Gewindegängen z.B. Kugeln befinden, die beim Drehen der Spindel ihre axiale Position verändern. Wenn sich die Mutter nun um einige Umdrehungen bewegt, erreichen die Kugeln die Enden der Gewindegänge der Mutter und würden am Mutterende herausfallen. Daher werden sie über eine Rückführung oder einen Rückführkanal wieder an anderer Stelle gänge eingeführt. Der Rückführkanal in oder an der Spindelmutter befördert die Kugeln wieder zurück und schließt damit einen Kreislauf, in dem die Kugeln zirkulieren. Bei allgemeinen Wälzgewindetrieben können die Wälzköper auch zylinder- förmig, tonnenförmig, kegelförmig, etc. sein, die Rückführkanäle sind dann entsprechend an die Wälzkörper angepasst.
Die Wälzkörper werden demnach beim Einbringen in die Gewindegänge belastet und beim Austreten aus den Gewindegängen wieder entlastet. Nach dem Austreten aus den Gewindegängen werden die Wälzkörper nicht mehr zwischen Spindel und Mutter angetrieben, sondern bewegen sich teils durch die mitgenommene Bewegungsenergie aus den Gewinde gängen und teils durch gegenseitiges Anschieben durch die aus den Gewindegängen austretenden Wälzkörper. Beim Wiedereintritt in den Gewindegang und damit in den Belastungsbereich werden die Wälzkörper leicht komprimiert, was zu einer Deformierung an den Kontaktstellen führt. Die dabei entstehenden Kräfte können besonders hoch sein, wenn Gewindegang und Rückführkanal nicht optimal gegeneinander ausgerichtet sind. Die notwendigen Kräfte werden dann von dem jeweils nachfolgenden Wälzkörper auf- gebracht. In der Folge kann es zu unkontrollierten Bewegungen der Wälzkörper im Rückführkanal kommen, wobei Vibrationen und entsprechend hörbare Geräusche auftreten können. Wenn die Wälzkörper beim Verlassen des Gewindegangs vom belasteten in den unbelasteten Zustand übergehen, können diese mit hoher Geschwindigkeit gegen die Wand des Rückführkanals oder die im Rückführkanal be- fmdlichen Wälzkörper prallen. Dabei kann es zu Vibrationen und somit zu einer Geräuschentwicklung kommen,
Die Vibrationen haben auch zur Folge, dass es zu erhöhtem Verschleiß der Wälzkörper und der Laufflächen in dem Gewindegang und in dem Rückführungskanal kommen kann. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbesst einen Wälzgewindetrieb zu schaffen.
Die Aufgabe wird gemäß den anhängigen Patentansprüchen gelöst.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beruhen auf der Erkenntnis, dass die Vibrationseigenschaften eines Wälzgewindetriebes dadurch beeinflusst werden können, dass die Form der Gewindegänge und des Rückführkanals entsprechend angepasst werden. In anderen Worten kann mit einem besonders ausgeformten Gewindegang die Führung der Wälzkörper derart beeinflusst werden, dass sich die Vibrationen reduzieren lassen.
Ausführungsbeispiele schaffen eine Mutter oder eine Spindel für einen Wälzgewindetrieb, dadurch gekennzeichnet dass die Mutter oder die Spindel einen Gewindegang umfasst, der ausgebildet ist, um Wälzkörper entlang eines Gewindes der Spindel oder der Mutter derart zu führen, dass die Wälzköper mit dem Gewinde im Eingriff stehen und eine Kraftübertragung zwischen der Mutter und der Spindel erzeugt wird. Der Gewindegang ist ausgebildet, um die Wälzköper einem Rückführkanal zuzuführen, um die Wälzkörper aus dem Rückführkanal aufzunehmen, und um die Wälzkörper vor der Rückführung in den Rückführkanal von der Kraftübertragung zu entlasten und/oder um die Wälzkörper erst nach der Aufnahme von dem Rückführkanal mit der Kraftübertragung zu belasten. In Ausführungsbeispielen können als Wälzkörper Kugeln, Rollen, Kugelrollen, Kegel, etc. vorkommen.
Ausführungsbeispiele umfassen demnach auch invertierte Kugelgewindetriebe, bei denen die Mutter als vergleichsweise langes Rohr mit Innengewinde ausgeführt ist und die Spindel nur wenige Gewindegänge aufweist. In diesen Ausführungsbeispielen sind die Rückführkanäle auf der Spindel angeordnet, d.h. die Wälzkörper werden dann nach innen vom Gewinde der Mutter weggeführt. Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen demnach auch auf Spindeln für invertierte Wälzgewindetriebe. Ausführungsbeispiele umfassen dabei Muttern, bei denen der Rückführkanal durch ein weiteres Teil geschaffen wird und auch Muttern mit ausschließlich durch mechanische Bearbeitung integriertem Rückführkanal. In anderen Worten können in Ausführungsbespielen die Mutter und der Rückführkanal auch einstückig ausgebildet sein. Darüber hinaus können Ausführungsbeispiele auch Spindeln umfassen, die für inverse Wälzgewindetriebe angepasst sind, bei denen der Rückführkanal durch ein weiteres Teil geschaffen wird und auch Spindeln mit ausschließlich durch mechanische Bearbeitung integriertem Rückführkanal. In anderen Worten können in Ausführungsbespielen die Spindel und der Rückführkanal auch einstückig ausgebildet sein.
Ausführungsbeispiele können ferner auf der Erkenntnis beruhen, dass der Querschnitt eines Gewindegangs im Verlauf des Gewindegangs nicht konstant zu sein braucht, stattdessen kann die Tiefe oder der Durchmesser des Gewindegangs von der Spindel weg zu den Enden des Gewindegangs hin erhöht werden. Im Falle eines invertierten Wälzge winde trieb s kann die Tiefe oder der Durchmesser des Gewindegangs zu der Rotationsachse hin zu den Enden des Gewindegangs hin erhöht werden. In Ausführungsbeispielen kann der Gewindegang eine Tiefe aufweisen, die die Ausdehnung des Gewindegangs in radialer Richtung angibt, wobei die Tiefe des Gewindeganges sich zumindest an einem Ende des Gewindeganges vergrößert.
In anderen Worten kann sich der Gewindegang zu seinen Enden hin ausweiten, d. h. sein Durchmesser oder seine Tiefe kann sich vergrößern. Dies kann an beiden Enden des Gewindegangs der Fall sein, in Ausführungsbeispielen kann eine Ausweitung des Gewindegangs eingangsseitig und/oder ausgangsseitig vorliegen. Der Gewindegang kann einen ausgeweiteten Eintrittsbereich für die Wälzkörper und/oder einen ausgeweiteten Austrittsbereich für die Wälzkörper aufweisen. Die Tiefe des Gewindeganges kann sich dabei sprungartig oder kontinuierlich ändern. In einigen Ausführungsbeispielen kann das Tiefenprofil rampenartig, d.h. linear steigend oder fallend zwischen einem inneren (die Kraftübertragung ermögliche äußeren (die Kraftübertragung nicht ermöglichenden) Niveau verlaufen.
In Ausführungsbeispielen kann die Kraftübertragung zwischen der Mutter und der Spindel in axialer Richtung entlang der Rotationsachse der Mutter erfolgen. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beruhen ferner auf der Erkenntnis, dass durch die Ausweitung des Gewindegangs diejenige Position an der die Wälzkörper be- bzw. entlastet werden in den Gewindegang hinein verschoben werden kann. Damit verliert die genaue Ausrichtung zwischen dem Rückführkanal und dem Gewindegang an Bedeutung, denn der Übergang von Gewindegang zu Rückführkanal bzw. umgekehrt kann nun im entlasteten Bereich erfolgen.
Der Gewindegang kann demnach ausgebildet sein, um in einem mittleren Bereich den Wälzkörper so zu führen, dass die Kraftübertragung zwischen der Mutter und der Spindel entsteht. Z.B. kann dies dadurch geschehen, dass die Wälzkörper in dem Gewindegang der Mutter und in dem Gewindegang der Spindel ein oder mehrere Berührungspunkte aufweisen, über die dann die Kraft übertragen wird. Der Gewindegang kann in einem äußeren Bereich ausgebildet sein, um die Kraftübertragung zu lösen und den Wälzkörper noch innerhalb des Gewindegangs zu entlasten bzw. zu belasten. Ein Querschnitt des Gewindeganges kann zumindest zu einem seiner Enden hin trichterförmig ausgebildet sein, wobei anzumerken ist, das der Gewindegang der Mutter erst zusammen mit dem Gewindegang der Spindel einen Kanal mit einem zumindest näherungsweise kreisförmigen Querschnitt bildet, sofern es sich bei den Wälzkörpern um Kugeln handelt. Insofern kann der Querschnitt des Gewindeganges der Mutter oder der Spindel näherungsweise halbkreisförmig sein. Eine trichterförmige Auf- oder Ausweitung ist somit auf den Querschnitt eines Gewindeganges der Mutter bezogen, wenn diese die Wälzkörper führt und auf den Gewindegang der Spindel, wenn die Spindel die Wälzkörper führt (invertierter Wälzgewindetrieb). Insofern hat der Gewinde gang einen zumindest näherungsweise halbkreisförmigen Querschnitt, dessen Radius sich zu zumindest einem Ende hin erhöht. Ferner können Ausführungsbeispiele auf dem Kerngedanken beruhen, dass die Aufbringung der Last auf die Wälzkörper durch eine entsprechende Ausformung des Gewindegangs allmählich erfolgen kann. Der Gewindegang kann eine Lauffläche aufweisen, die an zumindest einem Ende des Gewindeganges in radialer Richtung weiter von der Rotationsachse oder Symmetrieachse der Mutter entfernt ist als in einem mittleren Bereich des Gewindeganges für den Fall eines regulären Wälzgewindetriebs. Im Falle eines invertierten Wälzge winde trieb s kann der Gewindegang der Spindel eine Lauffläche aufweisen, die an zumindest einem Ende des Gewindeganges in radialer Richtung näher bei der Rotationsachse oder Symmetrieachse der Spindel liegt als in einem mittleren Bereich des Gewindeganges. Die Lauffläche kann insofern rampenartig verlaufen und sich allmählich weiter von der Rotationsachse entfernen, bzw. an die Rotationsachse annähern (invertierter Wälzgewindetrieb). Es sei darauf hingewiesen, dass in Ausführungsbeispielen Wälzgewindetriebe vorkommen können, bei denen nur die Mutter, nur die Spindel oder auch beides rotiert. Insofern stellt der Begriff Rotationsachse eine Definition der Symmetrieachse oder der Rotationssymmetrieachse derjenigen Komponenten dar, die relativ zueinander rotieren können.
In anderen Worten, kann die Last auf die Wälzkörper beim Eintritt in den Gewindegang kontrolliert erhöht bzw. beim Austritt kontrolliert gesenkt werden. Durch eine entsprechende Geometrie des Gewindegangs kann die Belastung der Wälzkörper langsam erhöht werden, nachdem diese in den Gewindegang gelangt sind, bzw. langsam gesenkt werden, bevor die Wälzkörper den Gewindegang in Richtung Rückführkanal wieder verlassen.
Insgesamt kann dies dazu führen, dass die Wälzkörper mit weniger Kraft in den Gewindegang eingeführt werden können und dass diese mit weniger Bewegungsenergie aus dem Gewindegang heraustreten, da die Belastung bereits vor dem Austritt reduziert wird. Ausführungsbeispiele können so einen reibungsloseren Wälz- körperkreislauf schaffen. Ausführungsbeispiele können auch eine trieb mit einer Mutter gemäß obiger Beschreibung umfassen.
Ausführungsbeispiele können somit auch ein Verfahren zum Betreiben eines Wälzgewindetriebs mit einer Spindel, Wälzkörpern und einer Mutter umfassen, wobei die Mutter einen Gewindegang und einen Rückführkanal für die Wälzkörper aufweist. Das Verfahren umfasst ein Einbringen der Wälzkörper von dem Rückführkanal in den Gewindegang und ein Belasten der Wälzkörper in dem Gewindegang. Das Verfahren umfasst ferner ein Entlasten der Wälzkörper in dem Gewindegang und ein Ausbringen der entlasteten Wälzkörper aus dem Gewindegang in den Rückführkanal.
Ausführungsbeispiele können daher insbesondere auf der Erkenntnis beruhen, dass das allmähliche Entlasten der Wälzkörper in der Entlastungszone, ein Herausschießen der Wälzkörper aus dem Belastungsbereich heraus, vermeiden kann. Dadurch kann in der Folge ebenfalls vermieden werden, dass die Wälzkörper aus dem Lastbereich heraus in den Rückführkanal hineinschießen, und somit Stöße und Impulsübertragungen, die maßgeblich für die Vibrationen sind, vermieden werden können. Ausführungsbeispiele können die notwendige Kraft, die zum Eintritt der Wälzkörper in den Gewindegang erforderlich ist, reduzieren und somit auch im Eintrittsbereich die Entstehung von Stößen und Impulsübertragungen verringern.
Ausführungsbeispiele können somit einen Wälzgewindetrieb schaffen, bei dem Geräusch- und Vibrationsentwicklung, aufgrund des unbelasteten Eintritts der Wälzkörper in den Gewindegang und aufgrund der nichtsprunghaften Reduzierung der Last, reduziert sind. Dadurch kann sich ein verminderter Verschleiß an den Wälzkörpern, dem Gewindegang und dem Rückführkanal einstellen. Darüber hinaus können sich die Herstellungskosten des Wälzge winde trieb s reduzieren lassen, nachdem die Genauigkeitsanforderungen an den Ein- und Austrittsbereich des Gewindeganges reduziert werden können. Ferner können die Toleranzgrenzen bei der Montage erhöht werden, da auf eine hochgenaue Abstimmung des Gewindeganges mit dem Rückführkanal verzichtet werden kann. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele, auf weiche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben. Es zeigen
Figur la ein Tiefendiagram eines Ausführungsbeispiels;
Figur lb ein Ausführungsbeispiel einer Mutter mit einem trichterförmigen Gewindegang;
Figur lc zwei dreidimensionale Darstellungen eines Ausführungsbeispiels;
Figur 2 Simulationsergebnisse eines Ausführungsbeispiels; und
Figur 3 eine Gegenüberstellung von Simulationsergebnissen eines Ausführungsbeispiels mit dem Stand der Technik.
Bei der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Die folgenden Ausführungsbeispiele beziehen sich auf einen regulären Kugelgewindetrieb, generell umfassen Ausführungsbeispiele sämtliche reguläre und invertierte Wälzgewindetriebe und sind nicht auf reguläre Kugelgewindetriebe beschränkt.
Die Figur la zeigt ein Tiefendiagram eines Gewindegangs einer Mutter oder auch einer Spindel für einen Kugelgewindetrieb. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Kugeln in dem Gewindegang die Spindel einmal vollständig umlaufen, d.h. dass diese einen Winkelbereich von 360° in dem Gewindegang um die Spindel herum durchlaufen. Demzufolge erstreckt sich auch der Gewindegang selbst über diesen Winkelbereich. In dem Tiefendiagram der Figur la ist auf der Abszisse der Umlaufwinkel in Grad um die Spindel aufgetragen, der einen Bereich von 0-360° ab- deckt. Auf der Ordinate ist eine Tiefendifferenz in μηι aufgetrag ausgegangen wird, dass die Tiefe null dem Abstand innerhalb des Gewindegangs entspricht, d.h. demjenigen Abstand von der Rotationsachse der Spindel, bei dem die Kraftübertragung von der Spindel zur Mutter stattfindet. In der Figur la ist zu erkennen, dass in den Randbereichen, d.h. im Eintrittsbereich um 0° und Austrittsbereich um 360°, die Tiefe, d.h. der Abstand zur Rotationsachse größer wird. Im Falle eines invertierten Kugelgewindetriebes, würden die Kugeln nach innen weggeführt und infolgedessen würde sich der Abstand zur Rotationsachse entsprechend verringern.
Im dargestellten Beispiel wird der Abstand zur Rotationsachse der Spindel um etwa 50μηι größer (kleiner für den Fall des invertierten Kugelgewindetriebs). Diese Vergrößerung des Abstandes bzw. der Tiefe bewirkt, dass die Kraftübertragung im Eintrittsbereich und im Austrittsbereich nachlässt, so dass die Kugeln entlastet werden, noch bevor sie in den Rückführkanal überführt werden, bzw. erst belastet werden, nachdem sie vom Rückführkanal zurück in den Gewindegang geführt wurden. Die Kraftübertragung zwischen der Mutter und der Spindel kann dabei in axialer Richtung entlang der Rotationsachse der Mutter und mittels oder über die Wälzkörper erfolgen.
Der Gewindegang kann eine Lauffläche aufweisen, die an zumindest einem Ende des Gewindeganges in radialer Richtung weiter von der Rotationsachse der Mutter entfernt ist als in einem mittleren Bereich des Gewindeganges. Der Gewindegang kann eine Tiefe aufweisen, die die Ausdehnung des Gewindegangs in radialer Richtung von der Rotationsachse der Mutter weg angibt, wobei die Tiefe des Gewindeganges sich zumindest an einem Ende des Gewindeganges vergrößert. Für den Fall eines invertierten Kugelgewindetriebs ändert sich die Lauffläche bzw. deren Tiefe in die jeweils andere Richtung.
In der Figur lb ist ein Ausführungsbeispiel einer Mutter mit einem trichterförmigen Gewindegang 1 10 dargestellt, wobei die Figur lb den Gewindegang 1 10, die Wälz- körper 120 und den Gewinde gang 130 der Spindel zeigt. Der Gew ausgebildet ist, um Wälzkörper 120 entlang eines Gewindes einer Spindel derart zu führen, dass die Wälzköper 120 mit dem Gewinde der Spindel im Eingriff stehen und eine Kraftübertragung zwischen der Mutter und der Spindel erzeugt wird. Der Gewindegang 1 10 ist ausgebildet, um die Wälzköper 120 einem Rückführkanal zuzuführen und um die Wälzkörper 120 aus dem Rückführkanal aufzunehmen. Der Gewindegang 1 10 entlastet die Wälzkörper 120 vor der Rückführung in den Rückführkanal von der Kraftübertragung und/oder belastet die Wälzkörper 120 erst nach der Aufnahme durch den Rückführkanal mit der Kraftübertragung.
Die Figur lb zeigt im oberen Bereich einen Ein- bzw. Austrittsbereich des Gewindeganges 1 10 eines Ausführungsbeispiels. Darüber hinaus illustriert die Figur lb im oberen Bereich die Wälzkörper 120, wobei nur ein Wälzkörper mit einem Bezugszeichen versehen ist, die in den Gewindegang ein 1 10 oder austreten. Der Vollständigkeit halber sei noch einmal darauf hingewiesen, dass sich der Gewindegang, im Sinne eines Tunnels, erst in einem Zusammenspiel des Gewindeganges 1 10 an der Mutter und einem Gegenstück eines Gewindegangs 130 an der Spindel ergibt. Dies ist in der Figur lb im unteren Teil dargestellt. Die Figur lb zeigt im unteren Bereich eine Prinzip skizze, in der die halbkreisförmigen Gewindegänge 1 10, 130 der Mutter und der Spindel dargestellt sind. Es ist zu erkennen, dass der Gewindegang 1 10 der Mutter sich ausweitet, insofern einer trichterförmigen, halbkreisförmigen Querschnitt bildet. Ein Wälzkörper 120 wird beim Eintritt zunächst über ein Spiel verfügen, bevor er dann entlang des sich verjüngenden Gewindeganges 1 10 in den Kraft- schluss überführt wird. Bei einem invertierten Kugelgewindetrieb kehren sich die Verhältnisse entsprechend um und der Querschnitt des Gewindeganges der Spindel ändert sich trichterförmig.
In Ausführungsbeispielen kann der Gewindegang 1 10, bzw. im Gewindegang der Spindel beim invertierten Kugelgewindetrieb, auch ein "Gothic Arc"-Profil aufweisen, wie es beispielsweise bei Vierpunktlagern vorkommt. Dieses Profil ermöglicht während der Kraftübertragung eine Auflage der Wälzkörper an vier Punkten, vor- liegend je zwei in dem Gewinde gang 1 10 der Mutter und dem C der Spindel. Der Querschnitt dieses Profils ergibt sich durch zwei sich überlappende Kreisbögen, deren Mittelpunkte einen Abstand voneinander aufweisen können und die die gleichen Radien aufweisen können. Der Abstand bewirkt, dass sich die beiden Kreisbögen nicht zu einem Halbkreis ergänzen, an den sich ein Wälzkörper genau anschmiegen könnte, sondern dass vielmehr zwei definierte Auflagepunkte entstehen.
Solche Auf- oder Ausweitungen sind in Ausführungsbeispielen sowohl im Eintrittsbereich als auch im Austrittsbereich des Gewindeganges 1 10 an der Mutter bzw. an der Spindel denkbar. Der Gewindegang 1 10 kann demnach ausgebildet sein, um in einem mittleren Bereich den Wälzkörper 120 so zu führen, dass die Kraftübertragung zwischen der Mutter und der Spindel entsteht. Der Gewindegang 1 10 kann in zumindest einem äußeren Bereich ausgebildet sein, um die Kraftübertragung zu lösen und den Wälzkörper 120 noch innerhalb des Gewindegangs 1 10 zu entlasten bzw. zu belasten. Der Querschnitt des Gewindeganges 1 10 kann zumindest zu einem seiner Enden hin im Wesentlichen halbkreisförmig, trichterförmig, oder halb- trichterförmig ausgebildet sein.
Ausführungsbeispiele können auch einen Kugelgewindetrieb mit einer Mutter bzw. einer Spindel gemäß der vorangehenden Beschreibung umfassen. Darüber hinaus können Ausführungsbeispiele auch ein Verfahren zum Betreiben eines Kugelgewindetriebs mit einer Spindel, Wälzkörpern 120 und einer Mutter, wobei die Mutter oder die Spindel einen Gewindegang 1 10 und einen Rückführkanal für die Wälzkörper 120 aufweist, umfassen. Das Verfahren kann einen Schritt des Einbringens der Wälzkörper 120 von dem Rückführkanal in den Gewindegang 1 10 und einen Schritt des Belastens der Wälzkörper 120 in dem Gewindegang 1 10 umfassen. Ferner kann das Verfahren ein Entlasten der Wälzkörper 120 in dem Gewindegang 1 10 und ein Ausbringen der entlasteten Wälzkörper 120 aus dem Gewindegang 1 10 in den Rückführkanal aufweisen. Die Figur lc illustriert zwei dreidimensionale Darstellungen eines spiels eines Wälzgewindetriebs, wobei in der Figur lc jeweils der Gewindegang 1 10 und die Aussparung für den Rückführkanal 1 15 gezeigt sind. Die Pfeile verdeutlichen dabei den Weg oder die Bahn, die die Wälzköper dabei beschreiben. Die Wälzkörper können hier wieder als Kugeln angenommen werden, der Übersichtlichkeit halber sind die Wälzkörper in der Figur lc nicht dargestellt. Die beiden Darstellungen der Figur lc zeigen an den Übergangsstellen zwischen Gewindegang 1 10 und Rückführkanal, wie sich der Gewindegang 1 10 leicht ausweitet und so die Wälzkörper vor Eintritt in den Rückführkanal entlastet werden. Dabei ist zu beachten, dass die Ausweitung des Gewindegangs hier zur Verdeutlichung stark übertrieben dargestellt wurde und in Ausführungsbeispielen die Ausweitung auch weit weniger betragen kann. Beispielsweise kann sich der Gewindegang im Bereich der Ausweitung um 0,1%, 0,5%, 1%, 5%, oder 10% im Vergleich zum Bereich der Kraftübertragung ausweiten. In der gleichen Art kann in Ausführungsbeispielen auch der Eintritt der Wälzköper in den Gewindegang 1 10 erfolgen. Dies verdeutlicht ebenfalls die Figur lc, wenn die Wälzkörper sich entgegen den Pfeilrichtungen bewegen. Hier treten die Wälzkörper dann zunächst in den ausgeweiteten Bereich des Gewindeganges 1 10 ein, bevor sich der Gewindegang 1 10 verjüngt und die Wälzkörper belastet werden.
Die Figur 2 zeigt drei zeitliche Verläufe, wobei verschiedene Größen über den gleichen Zeitachsen dargestellt sind. In der oberen Darstellung ist der radiale Abstand der Wälzkörper 120 von der Rotationsachse der Spindel dargestellt. Die sinusartigen Verläufe zeigen, dass die Wälzkörper 120 an die Spindel herangeführt werden, dort verbleiben und dann wieder über den Rückführkanal von der Spindel Weg geführt zu werden. Die in der Figur 2 hervorgehobenen Bereiche 201, 202 und 203 markieren dabei diejenigen Stellen, an denen die Wälzkörper in den Gewinde gang 1 10 der Mutter eintreten, bzw. austreten. Den Ein- und Austrittspunkten 201, 202 und 203 sind in der Figur 2 im mittleren Zeitverlauf die radialen Beschleunigungen gegenübergestellt, die die Kugeln 120 an diesen Stellen erfahren. Dabei sind die Stellen 21 1, 212 und 213 hervorgehoben, an denen zu erkennen ist, dass gerade im Ein- und Austrittsbereich die Beschleunigungen besonders hoch s sprungartige Beschleunigungen entstehen, die Vibrationen hervorrufen können.
Im unteren Diagramm der Figur 2 sind die Beschleunigungen der Mutter aufgezeigt, auf die die Beschleunigungen der Wälzkörper 120 zumindest beim Eintreten in den Gewindegang übertragen werden. Im unteren Diagramm ist ferner eine Linie 231 eingetragen, die die mittlere Beschleunigung darstellt. Im unteren Diagramm ist zu erkennen, dass die Beschleunigungen der Wälzkörper 120 auf die Mutter übertragen werden und diese so dem durch die Vibrationen hervorgerufenen Verschleiß unterliegt.
Figur 3 zeigt eine Gegenüberstellung von Simulationsergebnissen eines Ausführungsbeispiels mit dem Stand der Technik. Die Figur 3 zeigt dabei auf der linken Seite diejenigen Verläufe, die mit der konventionellen Technik simuliert wurden, auf der rechten Seite zeigt die Figur 3 die Diagramme, die mit einem Ausführungsbeispiel simuliert wurden. Die oberen beiden Diagramme und das mittlere Diagramm illustrieren dabei wieder den Abstand der Kugeln 120 zur Rotationsachse der Spindel. Wie bereits oben anhand der Figur 2 erläutert ist in diesen Diagrammen zu erkennen, dass die Wälzkörper nacheinander jeweils von der Spindel weg und dann wieder zur Spindel hingeführt werden. Dies geschieht beim Austreten aus dem Gewindegang 1 10 der Mutter und beim Eintreten in den Rückführkanal, bzw. beim Austreten aus dem Rückführkanal zurück in den Gewindegang 1 10 der Mutter.
In der zweiten und vierten Zeile der Figur 3 sind die für die einzelnen Wälzkörper 120 gemessenen Beschleunigungen dargestellt. Wie bereits anhand der Figur 2 erläutert entstehen diese hauptsächlich beim Ein- und Austreten in den Gewindegang 1 10. Ein Vergleich der Gegenüberstellung in der Figur 3 zeigt, dass mit dem Ausführungsbeispiel die Beschleunigungen, die auf die Wälzkörper 120 wirken, geringer sind, als das mit der konventionellen Technik möglich war. In der untersten Zeile der Figur 3 sind die schon anhand der Figur schleunigungen dargestellt, die insgesamt auf die Mutter wirken. Auch hier ist zu erkennen, dass die auf die Mutter wirkenden Beschleunigungen, damit die Vibrationen und letztendlich der Verschleiß, mit Ausführungsbeispielen reduziert werden kann. In der Figur 3 sind für die Simulationsergebnisse für die konventionelle Technik und auch für die Simulationsergebnisse für das Ausführungsbeispiel wiederum die mittleren Beschleunigungen 231 angegeben. Auch hieran lässt sich erkennen, dass diese mit Ausführungsbeispielen erheblich reduziert werden können.
Bezugszeichenliste
1 10 Gewindegang der Mutter
1 15 Aussparung für den Rückführkanal
120 Wälzkörper
130 Gewinde gang der Spindel
201 Abstand am Ein-/ Austrittspunkt in den Gewindegang der Mutter
202 Abstand am Ein-/ Austrittspunkt in den Gewindegang der Mutter
203 Abstand am Ein-/ Austrittspunkt in den Gewindegang der Mutter
21 1 Wälzkörperbeschleunigung am Ein-/ Austrittspunkt in den Gewindegang
212 Wälzkörperbeschleunigung am Ein-/ Austrittspunkt in den Gewindegang
213 Wälzkörperbeschleunigung am Ein-/ Austrittspunkt in den Gewindegang
221 Mutterbeschleunigung am Ein-/ Austrittspunkt in den Gewindegang
222 Mutterbeschleunigung am Ein-/ Austrittspunkt in den Gewindegang
223 Mutterbeschleunigung am Ein-/ Austrittspunkt in den Gewindegang 231 Mittlere Mutterbeschleunigung am Ein-/ Austrittspunkt

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Konzept für eine Mutter eines Wälzgewindetriebs
1. Eine Mutter oder eine Spindel für einen Wälzgewindetrieb, dadurch gekennzeichnet dass die Mutter oder die Spindel einen Gewindegang (1 10) umfasst, der ausgebildet ist, um Wälzkörper (120) entlang eines Gewindes der Spindel oder der Mutter derart zu führen, dass die Wälzköper (120) mit dem Gewinde im Eingriff stehen und eine Kraftübertragung zwischen der Mutter und der Spindel erzeugt wird, wobei der Gewindegang (1 10) ausgebildet ist, um die Wälzköper (120) einem Rückführkanal zuzuführen und um die Wälzkörper (120) aus dem Rückführkanal aufzunehmen, und der Gewindegang (1 10) ausgebildet ist, um die Wälzkörper (120) vor der Rückführung in den Rückführkanal von der Kraftübertragung zu entlasten und/oder um die Wälzkörper (120) erst nach der Aufnahme von dem Rückführkanal mit der Kraftübertragung zu belasten, wobei der Gewindegang (1 10) eine Tiefe aufweist, die die Ausdehnung des Gewindegangs in radialer Richtung von der Rotationsachse der Mutter weg angibt bzw. zu der Rotationsachse der Spindel hin angibt, und wobei die Tiefe des Gewindeganges (1 10) sich zumindest an einem Ende des Gewindeganges (1 10) linear vergrößert.
2. Die Mutter oder die Spindel gemäß Anspruch 1, bei der der Gewinde gang (1 10) einen ausgeweiteten Eintrittsbereich für die Wälzkörper (120) und/oder einen ausgeweiteten Austrittsbereich für die Wälzkörper (120) aufweist.
3. Die Mutter oder die Spindel gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kraftübertragung zwischen der Mutter und der Spindel in axialer Richtung entlang der Rotationsachse der Mutter und der Spindel erfolgt.
4. Die Mutter oder die Spindel gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Gewindegang (1 10) ausgebildet ist, um in einem mittleren Bereich die Wälzkörper (120) so zu führen, dass die Kraftübertragung zwischen der Mutter und der Spindel entsteht und wobei der Gewindegang (1 10) in einem äußeren Bereich ausgebildet ist, um die Kraftübertragung zu lösen und den Wälzkörper (120) noch innerhalb des Gewindegangs (1 10) zu entlasten bzw. zu belasten.
5. Die Mutter oder die Spindel gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der ein Querschnitt des Gewindeganges (1 10) zumindest zu einem seiner Enden hin trichterförmig oder halbtrichterförmig ausgebildet ist.
6. Die Mutter gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Gewindegang (1 10) eine Lauffläche aufweist, die an zumindest einem Ende des Gewindeganges (1 10) in radialer Richtung weiter von der Rotationsachse der Mutter entfernt ist als in einem mittleren Bereich des Gewindeganges (1 10) oder die Spindel gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Gewindegang (1 10) eine Lauffläche aufweist, die an zumindest einem Ende des Gewindeganges (1 10) in radialer Richtung näher an der Rotationsachse der Mutter liegt als in einem mittleren Bereich des Gewindeganges (1 10).
7. Ein Wälzgewindetrieb mit einer Mutter oder einer Spindel gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
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