WO2009007226A2 - Ball screw drive - Google Patents

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WO2009007226A2
WO2009007226A2 PCT/EP2008/057896 EP2008057896W WO2009007226A2 WO 2009007226 A2 WO2009007226 A2 WO 2009007226A2 EP 2008057896 W EP2008057896 W EP 2008057896W WO 2009007226 A2 WO2009007226 A2 WO 2009007226A2
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deflection
nut
ball screw
ball
screw according
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WO2009007226A3 (en
Inventor
Thorsten MEYERHÖFER
Jürgen OSTERLÄNGER
Jochen Schrök
Original Assignee
Schaeffler Kg
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Publication date
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    • 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 invention relates to a ball screw comprising a spindle and a spindle nut running on it, wherein on the spindle and he spin nut complementary ball raceways are provided, in which at least one ball nut-side channel-like deflection feasible balls are performed, the deflection with their both ends are inserted into nut-side bores.
  • Such ball screws are known and are used everywhere, where with such a drive an object between two specific positions to be adjusted, so where an actuating movement in one or both directions longitudinally or rotationally by means of a motor drive is needed. Examples are the automotive sector, building services, materials handling, etc.
  • ball screws on a deflection via which the balls are taken on a thread and axially transported along the mother and threaded into another thread again.
  • the deflection is channel-like, it has two end portions which are inserted into corresponding nut-side bores and terminate in the region of the nut-side ball raceway, and in or out of which the balls enter or exit. These ends open into an angled extending middle portion extending along the nut outer side between the two ends.
  • these deflections seen in cross-section are substantially hollow cylindrical, that is, the balls are encompassed on all sides.
  • the invention is therefore based on the problem to give a ball screw, in which the geometry of the spindle nut on the deflection is influenced as little as possible.
  • the deflection is open at least in the section running along the outside of the spindle nut to the spindle nut.
  • the balls are not completely embraced in the outside of the nut extending deflection section, but protrude slightly from the deflection out. They are led on the mother's outside. That is, no Umlenkungswandung is provided in this section, which advantageously leads to the fact that the radial structure can be reduced.
  • the open section runs in an advantageous development of the invention by more than 180 °, so that a wrap of the balls results in more than 180 °, so these are undercut guided in the deflection, despite they protrude to the mother out of the deflection ,
  • An expedient development of the invention provides to form a guide channel on the outside of the spindle nut, in which engages the deflection and in which the balls are guided. Over this, the radial structure can be further reduced even after the deflection in which radially in the nut extending guide channel is inserted.
  • the guide channel also serves as a running surface for the protruding from the deflection nuts. If necessary, the deflection can be completely accommodated in the guide channel and can be flush with the outer surface of the nut, so that the outer geometry of the nut does not change despite the integration of the deflection. However, since the deflection can be further inserted into the channel due to the elimination of the wall on the nut side and the radial structure is determined only by the ball diameter and the Umlen- kung outer wall, the overall diameter of the nut can be reduced.
  • the deflection itself may be a one-part or a two-part component, wherein in particular when the deflection over its entire length to the mother is open, so both at the ends and continuously over the elongated guide portion, offers a one-piece design.
  • the deflection is formed of plastic and produced in an injection molding process.
  • the bores are usually tangen- tial- to the cylindrical threaded bore of the nut extending bores not center point symmetrical to the ball raceway, so do not open the center of the nut inside trained ball raceway, but are arranged eccentrically thereto, the bores are preferably arranged offset in the axial direction , This means that the two bores are offset in opposite directions at the last bearing ball passage with axial offset, with respect to the ball races to the outside.
  • the borehole inevitably engages in the space between two adjacent passages, so that the latter and thus the pitch can be kept very small, and therefore very small gradients can be realized.
  • the deflection at its ends is advantageously made asymmetrical in cross section, the asymmetry being designed such that the deflection point given eccentricity at least partially, if possible completely compensated. That is, the wall thickness of the deflection is asymmetrical in the end, it is, if any wall in a certain section, which faces the bearing ball passes, there is significantly thinner than in the opposite region, and preferably by the degree of eccentricity different ,
  • the holes are preferably arranged offset in the axial direction, that is, they are pulled apart or offset in the opposite direction.
  • the geometry of the ends of the deflection is asymmetrical as described, that is, they have a single-ended cross-section, so are not hollow cylindrical.
  • the conversion Steering channel be arranged eccentrically to the center of the end of the deflection. That is, the deflection channel opens at the deflection end offset by an amount to the center, which corresponds substantially to the eccentricity of the bore relative to the ball track center to compensate for this offset. This inevitably results in that the wall thickness of the deflection changes seen in cross-section in the end region, it is the thinnest on the side facing the ball channel, on the opposite side it is the thickest.
  • the deflection can also be opened at its ends to the ball raceway from which the balls are received.
  • the balls are no longer completely looped when entering or leaving the deflection, but protrude slightly out of the laterally open deflection, so are guided in this area of the bore inner wall itself.
  • the open ends run more than 180 °, so that an undercut results, and thus the balls are encompassed by more than 180 °.
  • the elimination of the deflection wall in this area offers, to an even greater extent, the possibility of reducing the pitch and thus the shoulders between the aisles, since no wall material of the deflection is to be taken into account in the design of the drive in this area.
  • 1 is a schematic representation of a ball screw according to the invention in a side view
  • 2 is a sectional view in the direction of the line II - II in Fig. 1
  • FIG. 3 is a sectional view in the direction of line III - III in Fig. 1,
  • FIG. 4 is a sectional view through the nut for illustrating the eccentric arrangement of the bores in the direction of line IV - IV in Fig. 5,
  • FIG. 5 is a sectional view through the nut of FIG. 4 in the direction of the line V - V,
  • FIG. 6 is a sectional view through the nut in the direction of line VI - VI in Fig. 4,
  • Fig. 10 is a plan view of the end of a deflection of a second embodiment.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a ball screw according to the invention 1 comprising a spindle 2 with a channel-like ball raceway 3 and a spindle nut 4, which runs on the spindle and also on its inner wall channel-like ball raceways 5, wherein in a known manner, the ball raceways 3 and 5 to add ball channels.
  • balls 6 are guided, which via a deflection 7, which is arranged in a nut-side channel-like receptacle 8 and with the outside of the nut - see Fig. 3 - flush ends are implemented, from a front end of the Ball channel to a rear end. That is, at one end, the balls are inserted into the deflection 7, run through the deflection 7 and are threaded out again at the other end and run into the ball channel.
  • the structure of such a ball screw is known per se.
  • substantially tangential bores 9 are formed on the nut side, into which the ends 10 of the deflection 7 are inserted.
  • the bores see FIG. 5, preferably open slightly in front of the center plane 11 of the nut, so that a sufficient residual wall thickness of the thread shoulder for the next thread still remains.
  • the holes 9 offset by a measure e to the center of the ball track 5 of the nut 4 is arranged. That is, the center M B of a cylindrical bore 9 is offset by the dimension e in the example shown axially offset from the center M ⁇ the ball raceway. It follows that the shoulder 12 is cut to the adjacent, further inside thread only to a small extent by the respective hole 9.
  • the deflection 7, see FIGS. 7 to 9, is designed in such a way that this eccentric offset e is compensated and the balls can enter the deflection 7 without resistance.
  • the deflection 7 is open at its ends 10, that is, the balls are not completely wrapped.
  • the wall 13 of the deflection 7 causes something more than 180 °, so that there is an undercut ball guide.
  • the deflection 7 is, see Figures 7 - 9, open over its entire length, including in the middle section 14, with which it is received in the guide channel 8 of the mother. That is, the balls 6, which protrude slightly from the slot 15 extending over the entire deflection length, are guided on one side over the deflection 7, on the other side over the inner wall of the Holes 9 and the guide channel. 8
  • the open to the mother outside configuration of the deflection 7 in section 14 also makes it possible to arrange the deflection 7 radially small or to integrate in the guide channel 8, even there there is no Umlenkungswandung., Or to reduce the outer diameter of the spindle nut.
  • one of the central features of the deflection 7 is that it has an asymmetrical cross-sectional profile in the region of its ends 10 to accommodate the preferably axial offset e of the bores 9 to the center of the ball raceway from which the balls are received or into which the ball is threaded again are supposed to compensate. As shown in FIGS. 7-9, this can be reduced by the fact that the deflection is opened laterally, that is to say no complete looping of the ball takes place. Alternatively, depending on how much installation space remains, however, it can also be realized by - see the alternative embodiment of the deflection 7 of FIG.
  • the deflection 7 from FIG. 10 can be designed to be open in the middle section 14 in a manner similar to the deflection 7 of the embodiment described above, in order to reduce the radial structure and to bring it as far as possible into a possible position. channel to the mother.

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Abstract

The invention relates to a ball screw drive comprising a spindle and a spindle nut which runs on said spindle, wherein complementary ball raceways are provided on the spindle and on the spindle nut, in which ball raceways are guided balls which can be transferred by means of at least one nut-side channel-like deflection, wherein the deflection is inserted with its two ends into nut-side bores which open out into the nut-side raceway, characterized in that the deflection (7) is open in the direction of the spindle nut (4) at least in the section (14) which runs along the outer side of the spindle nut (4).

Description

Kugelgewindetrieb Ball Screw
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb umfassend eine Spindel und eine auf dieser laufende Spindelmutter, wobei an der Spindel und and er Spin- delmutter sich ergänzende Kugellaufbahnen vorgesehen sind, in denen über wenigstens eine Kugel mutterseitige kanalartige Umlenkung umsetzbare Kugeln geführt sind, wobei die Umlenkung mit ihren beiden Enden in mutterseitige Bohrungen eingesetzt ist.The invention relates to a ball screw comprising a spindle and a spindle nut running on it, wherein on the spindle and he spin nut complementary ball raceways are provided, in which at least one ball nut-side channel-like deflection feasible balls are performed, the deflection with their both ends are inserted into nut-side bores.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Derartige Kugelgewindetriebe sind bekannt und kommen überall dort zum Einsatz, wo mit einem solchen Trieb ein Gegenstand zwischen zwei bestimmten Positionen verstellt werden soll, wo also eine Stellbewegung in einer oder beiden Richtungen längs oder rotativ mit Hilfe eines motorischen Antriebs von Nöten ist. Beispiele sind der Kraftfahrzeugbereich, Haustechnik, Fördertechnik etc. Bekanntlich weisen Kugelgewindetriebe eine Umlenkung auf, über die die Kugeln auf einem Gewindegang aufgenommen werden und axial gesehen längs der Mutter transportiert und in einen anderen Gewindegang wieder eingefädelt werden. Die Umlenkung ist kanalartig ausgeführt, sie besitzt zwei Endabschnitte, die in entsprechende mutterseitige Bohrungen eingesetzt sind und im Bereich der mutterseitigen Kugellaufbahn enden, und in die beziehungsweise aus denen die Kugeln ein- beziehungsweise austreten. Diese Enden münden in einen abgewinkelt dazu verlaufenden mittleren Abschnitt, der sich entlang der Mutternaußenseite zwischen den beiden Enden erstreckt. Üblicherweise sind diese Umlenkungen im Querschnitt gesehen im Wesentlichen hohlzylindrisch, das heißt, die Kugeln sind allseitig umfasst.Such ball screws are known and are used everywhere, where with such a drive an object between two specific positions to be adjusted, so where an actuating movement in one or both directions longitudinally or rotationally by means of a motor drive is needed. Examples are the automotive sector, building services, materials handling, etc. As is well known ball screws on a deflection, via which the balls are taken on a thread and axially transported along the mother and threaded into another thread again. The deflection is channel-like, it has two end portions which are inserted into corresponding nut-side bores and terminate in the region of the nut-side ball raceway, and in or out of which the balls enter or exit. These ends open into an angled extending middle portion extending along the nut outer side between the two ends. Usually these deflections seen in cross-section are substantially hollow cylindrical, that is, the balls are encompassed on all sides.
Nachdem in zunehmenden Maß möglichst klein bauende Kugelgewindetriebe gefordert werden, die auch in radialer Richtung möglichst schmal dimensioniert sind, kann je nach Auslegung des Kugelgewindetriebs ein Problem daraus resultieren, dass die Umlenkung mutternaußenseitig verläuft, mithin also unter Umständen radial etwas vorspringt, bzw. ein größerer Mutterdurchmesser zu wählen ist um dies zu vermeiden.After increasingly small as possible ball screws can be required, which are dimensioned as narrow as possible in the radial direction, depending on the design of the ball screw a problem resulting from the fact that the deflection extends nuts outside, so therefore possibly something radially projecting, or to choose a larger nut diameter is to avoid this ,
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, einen Kugelgewindetrieb an- zugeben, bei dem die Geometrie der Spindelmutter über die Umlenkung möglichst wenig beeinflusst wird.The invention is therefore based on the problem to give a ball screw, in which the geometry of the spindle nut on the deflection is influenced as little as possible.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Kugelgewindetrieb der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Umlenkung zumindest im entlang der Außenseite der Spindelmutter verlaufenden Abschnitt zur Spindelmutter hin geöffnet ist.To solve this problem is provided according to the invention in a ball screw of the type mentioned that the deflection is open at least in the running along the outside of the spindle nut section to the spindle nut out.
Erfindungsgemäß ist die Umlenkung zumindest im entlang der Außenseite der Spindelmutter laufenden Abschnitt zur Spindelmutter hin geöffnet. Damit sind also im außenseitig der Mutter verlaufenden Umlenkungsabschnitt die Kugeln nicht vollständig umschlungen, sondern ragen etwas aus der Umlenkung heraus. Sie sind auf der Mutteraußenseite geführt. Das heißt, in diesem Abschnitt ist keine Umlenkungswandung vorgesehen, was vorteilhaft dazu führt, dass der radiale Aufbau verkleinert werden kann. Der geöffnete Abschnitt lauft in vorteil- hafter Weiterbildung der Erfindung um mehr als 180° um, so dass sich eine Umschlingung der Kugeln um mehr als 180° ergibt, diese sind also hinterschnitten in der Umlenkung geführt, trotzdem sie zur Mutter hin aus der Umlenkung herausragen.According to the invention, the deflection is open at least in the section running along the outside of the spindle nut to the spindle nut. Thus, the balls are not completely embraced in the outside of the nut extending deflection section, but protrude slightly from the deflection out. They are led on the mother's outside. That is, no Umlenkungswandung is provided in this section, which advantageously leads to the fact that the radial structure can be reduced. The open section runs in an advantageous development of the invention by more than 180 °, so that a wrap of the balls results in more than 180 °, so these are undercut guided in the deflection, despite they protrude to the mother out of the deflection ,
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, an der Außenseite der Spindelmutter einen Führungskanal auszubilden, in den die Umlenkung eingreift und in dem die Kugeln geführt sind. Hierüber kann der radial Aufbau noch weiter verkleinert werden, nachdem die Umlenkung in dem sich radial in die Mutter erstreckenden Führungskanal eingesetzt ist. Der Führungskanal dient gleichzeitig als Lauffläche für die aus der Umlenkung herausragenden Muttern. Dabei kann die Umlenkung wenn möglich vollständig im Führungskanal aufgenommen sein und vorzugsweise oberflächenbündig mit der Muttern- außenseite abschließen, so dass sich trotz Integration der Umlenkung die äußere Geometrie der Mutter nicht ändert. Da die Umlenkung jedoch infolge des Entfalls der Wandung an der Mutterseite weiter in den Kanal eingesetzt werden kann und der radiale Aufbau nur durch den Kugeldurchmesser und die Umlen- kungsaußenwand bestimmt wird, kann insgesamt der Durchmesser der Mutter verkleinert werden.An expedient development of the invention provides to form a guide channel on the outside of the spindle nut, in which engages the deflection and in which the balls are guided. Over this, the radial structure can be further reduced even after the deflection in which radially in the nut extending guide channel is inserted. The guide channel also serves as a running surface for the protruding from the deflection nuts. If necessary, the deflection can be completely accommodated in the guide channel and can be flush with the outer surface of the nut, so that the outer geometry of the nut does not change despite the integration of the deflection. However, since the deflection can be further inserted into the channel due to the elimination of the wall on the nut side and the radial structure is determined only by the ball diameter and the Umlen- kung outer wall, the overall diameter of the nut can be reduced.
Die Umlenkung selbst kann ein einteiliges oder ein zweiteiliges Bauteil sein, wobei insbesondere dann, wenn die Umlenkung über ihre gesamte Länge zur Mutter hin geöffnet ist, also sowohl an den Enden als auch durchgehend über den länglichen Führungsabschnitt, sich eine einteilige Ausgestaltung anbietet. Bevorzugt ist die Umlenkung aus Kunststoff gebildet und in einem Spritzgussverfahren hergestellt.The deflection itself may be a one-part or a two-part component, wherein in particular when the deflection over its entire length to the mother is open, so both at the ends and continuously over the elongated guide portion, offers a one-piece design. Preferably, the deflection is formed of plastic and produced in an injection molding process.
In Weiterbildung der Erfindung sind die üblicherweise im Wesentlichen tangen- tial zur zylindrischen Gewindebohrung der Mutter verlaufenden Bohrungen nicht mittelpunktsymmetrisch zur Kugellaufbahn, münden also nicht mittig an der mutterinnenseitig ausgebildeten Kugellaufbahn, sondern sind exzentrisch dazu angeordnet, wobei die Bohrungen bevorzugt in axialer Richtung versetzt angeordnet sind. Das heißt, die beiden Bohrungen sind am jeweils letzten tra- genden Kugelgang bei axialem Versatz in entgegengesetzte Richtungen versetzt, und zwar bezogen auf die Kugellaufgänge nach außen. Dies führt dazu, dass zwangsläufig die Bohrung in nur geringem Maß in den Bauraum zwischen zwei benachbarten Gängen eingreift, so dass dieser und damit der Gangabstand sehr klein gehalten werden kann, mithin also auch sehr geringe Steigun- gen realisiert werden können. Um trotzdem die Kugeln sauber in die Umlenkung einführen zu können, ohne dass diese gegen eine Kante am Umlenkung- sende laufen, ist vorteilhaft die Umlenkung an ihren Enden im Querschnitt unsymmetrisch ausgeführt, wobei die Unsymmetrie derart ausgelegt ist, dass die gegebene Exzentrizität zumindest teilweise, wenn möglich vollständig, kompensiert wird. Das heißt, die Wandstärke der Umlenkung ist im Endbereich unsymmetrisch, sie ist, sofern überhaupt eine Wand in einem bestimmten Abschnitt, der zu den tragenden Kugelgängen weist, vorhanden ist, dort deutlich dünner als im gegenüberliegenden Bereich, und bevorzugt um das Maß der Exzentrizität unterschiedlich.In a further development of the invention are usually tangen- tial- to the cylindrical threaded bore of the nut extending bores not center point symmetrical to the ball raceway, so do not open the center of the nut inside trained ball raceway, but are arranged eccentrically thereto, the bores are preferably arranged offset in the axial direction , This means that the two bores are offset in opposite directions at the last bearing ball passage with axial offset, with respect to the ball races to the outside. As a result, the borehole inevitably engages in the space between two adjacent passages, so that the latter and thus the pitch can be kept very small, and therefore very small gradients can be realized. Nevertheless, in order to be able to introduce the balls cleanly into the deflection, without them running against an edge on the deflection end, the deflection at its ends is advantageously made asymmetrical in cross section, the asymmetry being designed such that the deflection point given eccentricity at least partially, if possible completely compensated. That is, the wall thickness of the deflection is asymmetrical in the end, it is, if any wall in a certain section, which faces the bearing ball passes, there is significantly thinner than in the opposite region, and preferably by the degree of eccentricity different ,
Hierdurch ist es möglich, trotz sehr kleiner Steigung und sehr schmalen Flanken zwischen den Kugelgängen dennoch eine Umlenkung positionieren zu können, ohne dass diese in irgend einer Weise den Kugellauf beeinträchtig. Denn aufgrund der exzentrischen Bohrungsanordnung und dem unsymmetrischen Umlenkungsprofil wird die Umlenkung, bezogen auf die zwischen den Bohrungen befindlichen Kugelgänge, seitlich versetzt und axial gesehen nach außen gezogen, so dass die Bohrung respektive die Umlenkung den Kugellauf nicht beeinträchtigt. Gleichwohl ist der Exzentrizitätsversatz über die Unsym- metrie der Umlenkungsgeometrie weitgehend kompensiert, so dass ein reibungsloser Kugelein- und -auslauf in beziehungsweise aus der Umlenkung gewährleistet ist.This makes it possible to still be able to position a deflection despite very small pitch and very narrow flanks between the ball gears, without this affecting the ball race in any way. Because due to the eccentric hole arrangement and the asymmetrical deflection profile, the deflection, based on the ball bearings located between the holes, laterally offset and axially pulled outwards, so that the bore or the deflection does not affect the ball race. Nevertheless, the eccentricity offset is largely compensated by the asymmetry of the deflection geometry, so that a smooth ball inlet and outlet into or out of the deflection is ensured.
Wie beschrieben sind die Bohrungen bevorzugt in axialer Richtung versetzt angeordnet, das heißt, sie sind in entgegengesetzter Richtung auseinander gezogen beziehungsweise versetzt angeordnet. Bevorzugt laufen die Bohrungen - gesehen im Mutterquerschnitt - maximal bis in die Mitte der Mutter, bevorzugt enden sie jedoch etwas vor der Mitte. Das heißt, der Aufnahmepunkt der Kugeln in den Umlenkbereich liegt maximal auf dem Äquator (= Mitte der Mutter), bevorzugt jedoch etwas darüber (die Bohrung endet also vor der Muttermitte). Im letzteren Fall ergibt sich zwar eine etwas größere Richtungsänderung der ein- oder auslaufenden Kugeln, jedoch ist die verbleibende Restwandstärke zur benachbarten Kugellaufbahn etwas größer.As described, the holes are preferably arranged offset in the axial direction, that is, they are pulled apart or offset in the opposite direction. Preferably, the holes run - as seen in the mother cross-section - maximum to the middle of the mother, but preferably they end slightly in front of the center. That is, the pickup point of the balls in the deflection is maximum on the equator (= center of the nut), but preferably something about it (the hole ends so before the middle of the mother). In the latter case, although a slightly larger change in direction of the incoming or outgoing balls, but the remaining wall thickness to the adjacent ball track is slightly larger.
Die Geometrie der Enden der Umlenkung ist wie beschrieben unsymmetrisch, das heißt, sie weisen einen unsymmetrischen Querschnitt auf, sind also nicht hohlzylindrisch. Dabei kann in einer ersten Erfindungsausgestaltung der Um- lenkungskanal exzentrisch zur Mitte des Endes der Umlenkung angeordnet sein. Das heißt, der Umlenkungskanal mündet am Umlenkungsende um ein Maß zur Mitte versetzt, das im Wesentlichen der Exzentrizität der Bohrung bezogen zur Kugellaufbahnmitte entspricht, um diesen Versatz zu kompensieren. Hieraus resultiert zwangsläufig, dass sich die Wandstärke der Umlenkung im Endbereich im Querschnitt gesehen ändert, sie ist am dünnsten an der dem Kugelkanal zugewandten Seite, an der gegenüberliegenden Seite ist sie am dicksten.The geometry of the ends of the deflection is asymmetrical as described, that is, they have a single-ended cross-section, so are not hollow cylindrical. In a first embodiment of the invention, the conversion Steering channel be arranged eccentrically to the center of the end of the deflection. That is, the deflection channel opens at the deflection end offset by an amount to the center, which corresponds substantially to the eccentricity of the bore relative to the ball track center to compensate for this offset. This inevitably results in that the wall thickness of the deflection changes seen in cross-section in the end region, it is the thinnest on the side facing the ball channel, on the opposite side it is the thickest.
Alternativ zu der geschlossenen, vom Außenumfang her nach wie vor zylindrischen Ausgestaltung der Umlenkung mit exzentrisch angeordneten Umlenkungskanal kann die Umlenkung auch an ihren Enden zur Kugellaufbahn, aus der die Kugeln aufgenommen werden, geöffnet sein. Bei dieser Erfindungsausgestaltung sind die Kugeln beim Ein- oder Auslaufen in die Umlenkung nicht mehr vollständig umschlungen, sondern ragen aus der seitlich geöffneten Umlenkung etwas heraus, werden also in diesem Bereich von der Bohrungsinnenwand selbst geführt. Die geöffneten Enden laufen im Querschnitt gesehen um mehr als 180° um, so dass sich ein Hinterschnitt ergibt, und die Kugeln also um mehr also 180° umgriffen sind. Der Entfall der Umlenkungswand in diesem Be- reich bietet in noch größerem Maß die Möglichkeit, die Steigung und damit die Schultern zwischen den Gängen zu verkleinern, da bei der Auslegung des Triebes in diesem Bereich kein Wandmaterial der Umlenkung zu berücksichtigen ist.As an alternative to the closed, still cylindrical configuration of the deflection with an eccentrically arranged deflection channel, the deflection can also be opened at its ends to the ball raceway from which the balls are received. In this embodiment of the invention, the balls are no longer completely looped when entering or leaving the deflection, but protrude slightly out of the laterally open deflection, so are guided in this area of the bore inner wall itself. When viewed in cross-section, the open ends run more than 180 °, so that an undercut results, and thus the balls are encompassed by more than 180 °. The elimination of the deflection wall in this area offers, to an even greater extent, the possibility of reducing the pitch and thus the shoulders between the aisles, since no wall material of the deflection is to be taken into account in the design of the drive in this area.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von dem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:Further advantages, features and details of the invention are described below with reference to the embodiment with reference to the figures. The figures are schematic representations and show:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Kugelgewindetriebs in einer Seitenansicht, Fig. 2 eine Schnittansicht in Richtung der Linie Il - Il in Fig. 1 ,1 is a schematic representation of a ball screw according to the invention in a side view, 2 is a sectional view in the direction of the line II - II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Schnittansicht in Richtung der Linie III - III in Fig. 1 ,3 is a sectional view in the direction of line III - III in Fig. 1,
Fig. 4 eine Schnittansicht durch die Mutter zur Darstellung der exzentrischen Anordnung der Bohrungen in Richtung der Linie IV - IV in Fig. 5,4 is a sectional view through the nut for illustrating the eccentric arrangement of the bores in the direction of line IV - IV in Fig. 5,
Fig. 5 eine Schnittansicht durch die Mutter aus Fig. 4 in Richtung der Linie V - V,5 is a sectional view through the nut of FIG. 4 in the direction of the line V - V,
Fig. 6 eine Schnittansicht durch die Mutter in Richtung der Linie VI - VI in Fig. 4,6 is a sectional view through the nut in the direction of line VI - VI in Fig. 4,
Fig. 7 eine Perspektivansicht der Umlenkung,7 is a perspective view of the deflection,
Fig. 8 eine Schnittansicht durch die Umlenkung aus Fig. 7 in Längsrichtung (gemäß der Linie VIII in Fig. 9),8 is a sectional view through the deflection of Figure 7 in the longitudinal direction (along the line VIII in Fig. 9),
Fig. 9 eine Querschnittsansicht in Richtung der Linie IX - IX in Fig. 8 durch die Umlenkung, und9 is a cross-sectional view in the direction of the line IX - IX in Fig. 8 by the deflection, and
Fig. 10 eine Aufsicht auf das Ende einer Umlenkung einer zweiten Ausführungsform.Fig. 10 is a plan view of the end of a deflection of a second embodiment.
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Fig. 1 zeigt in einer Prinzipdarstellung einen erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb 1 umfassend eine Spindel 2 mit einer kanalartigen Kugellaufbahn 3 und eine Spindelmutter 4, die auf der Spindel läuft und die an ihrer Innenwandung ebenfalls kanalartige Kugellaufbahnen 5 aufweist, wobei sich in bekannter Weise die Kugellaufbahnen 3 und 5 zu Kugelkanälen ergänzen. In den Kugelkanälen beziehungsweise dem einen umlaufenden Kugelkanal, der sich über die gesamte Mutternlänge ergibt, sind Kugeln 6 geführt, die über eine Umlen- kung 7, die in einer mutterseitigen kanalartigen Aufnahme 8 angeordnet ist und mit der Außenseite der Mutter - siehe Fig. 3 - oberflächenbündig endet, umgesetzt werden, von einem vorderen Ende des Kugelkanals zu einem hinteren Ende. Das heißt, am einen Ende werden die Kugeln in die Umlenkung 7 eingeführt, laufen durch die Umlenkung 7 und werden am anderen Ende wieder ausgefädelt und laufen in den Kugelkanal. Der Aufbau eines solchen Kugelgewindetriebs ist an sich hinlänglich bekannt.Fig. 1 shows a schematic representation of a ball screw according to the invention 1 comprising a spindle 2 with a channel-like ball raceway 3 and a spindle nut 4, which runs on the spindle and also on its inner wall channel-like ball raceways 5, wherein in a known manner, the ball raceways 3 and 5 to add ball channels. In the ball channels or the one circumferential ball channel, about the entire length of the nut results, balls 6 are guided, which via a deflection 7, which is arranged in a nut-side channel-like receptacle 8 and with the outside of the nut - see Fig. 3 - flush ends are implemented, from a front end of the Ball channel to a rear end. That is, at one end, the balls are inserted into the deflection 7, run through the deflection 7 and are threaded out again at the other end and run into the ball channel. The structure of such a ball screw is known per se.
Wie ebenfalls bekannt, sind mutternseitig im Wesentlichen tangentiale Bohrungen 9 ausgebildet, in die die Enden 10 der Umlenkung 7 eingesetzt sind. Die Bohrungen, siehe hierzu Fig. 5, münden bevorzugt etwas vor der Mittelebene 11 der Mutter, so dass noch eine hinreichende Restwandstärke der Gewindegangschulter zum nächsten Gewindegang verbleibt.As also known, substantially tangential bores 9 are formed on the nut side, into which the ends 10 of the deflection 7 are inserted. The bores, see FIG. 5, preferably open slightly in front of the center plane 11 of the nut, so that a sufficient residual wall thickness of the thread shoulder for the next thread still remains.
Wie sich aus Fig. 4 ergibt, sind erfindungsgemäß die Bohrungen 9 um ein Maß e versetzt zur Mitte der Kugellaufbahn 5 der Mutter 4 angeordnet. Das heißt, die Mitte MB einer zylindrischen Bohrung 9 ist um das Maß e im gezeigten Beispiel axial versetzt zur Mitte Mκ der Kugellaufbahn versetzt. Hieraus ergibt sich, dass die Schulter 12 zum benachbarten, weiter innen liegenden Gewindegang nur in einem geringen Maß von der jeweiligen Bohrung 9 angeschnitten wird.As is apparent from Fig. 4, according to the invention, the holes 9 offset by a measure e to the center of the ball track 5 of the nut 4 is arranged. That is, the center M B of a cylindrical bore 9 is offset by the dimension e in the example shown axially offset from the center M κ the ball raceway. It follows that the shoulder 12 is cut to the adjacent, further inside thread only to a small extent by the respective hole 9.
Die Umlenkung 7, siehe hierzu die Figuren 7 - 9, ist derart ausgelegt, dass dieser exzentrische Versatz e kompensiert wird und die Kugeln widerstandslos in die Umlenkung 7 einlaufen können. Hierzu ist die Umlenkung 7 an ihren Enden 10 geöffnet, das heißt, die Kugeln werden nicht vollständig umschlungen. Die Wandung 13 der Umlenkung 7 äuft um etwas mehr als 180° um, so dass sich eine hinterschnittene Kugelführung ergibt. Die Umlenkung 7 ist, siehe die Figuren 7 - 9, über ihre gesamte Länge geöffnet, also auch im mittleren Ab- schnitt 14, mit dem sie in dem Führungskanal 8 der Mutter aufgenommen ist. Das heißt, die Kugeln 6, die etwas aus dem sich über die gesamte Umlen- kungslänge erstreckenden Schlitz 15 herausragen, sind an der einen Seite über die Umlenkung 7 geführt, an der anderen Seite über die Innenwand der Bohrungen 9 beziehungsweise den Führungskanal 8.The deflection 7, see FIGS. 7 to 9, is designed in such a way that this eccentric offset e is compensated and the balls can enter the deflection 7 without resistance. For this purpose, the deflection 7 is open at its ends 10, that is, the balls are not completely wrapped. The wall 13 of the deflection 7 causes something more than 180 °, so that there is an undercut ball guide. The deflection 7 is, see Figures 7 - 9, open over its entire length, including in the middle section 14, with which it is received in the guide channel 8 of the mother. That is, the balls 6, which protrude slightly from the slot 15 extending over the entire deflection length, are guided on one side over the deflection 7, on the other side over the inner wall of the Holes 9 and the guide channel. 8
Nachdem die Enden der Umlenkung 7 infolge der geschlitzten beziehungsweise geöffneten Ausführung zwangsläufig ein unsymmetrisches Querschnittspro- fil aufweisen, und zwangsläufig im Bereich zur Schulter 12 infolge der geschlitzten oder geöffneten Ausführung die Umlenkungswandung nicht vorhanden ist, kann auf diese Weise die Exzentrizität beziehungsweise der Versatz e ausgeglichen werden.After the ends of the deflection 7 due to the slotted or open design inevitably have an asymmetrical Querschnittspro- fil, and inevitably in the region of the shoulder 12 due to the slotted or open version, the Umlenkungswandung is not present, can compensate for the eccentricity or the offset e in this way become.
Die zur Mutteraußenseite hin geöffnete Ausgestaltung der Umlenkung 7 im Abschnitt 14 ermöglicht es ferner, die Umlenkung 7 radial klein bauend anzuordnen beziehungsweise in dem Führungskanal 8 zu integrieren, nachdem auch dort die Umlenkungswandung nicht vorhanden ist., bzw. den Außendurchmesser der Spindelmutter zu verkleinern.The open to the mother outside configuration of the deflection 7 in section 14 also makes it possible to arrange the deflection 7 radially small or to integrate in the guide channel 8, even there there is no Umlenkungswandung., Or to reduce the outer diameter of the spindle nut.
Wie beschrieben ist eines der zentralen Merkmale der Umlenkung 7, dass diese im Bereich ihrer Enden 10 ein unsymmetrisches Querschnittsprofil aufweist, um den bevorzugt axialen Versatz e der Bohrungen 9 zur Laufbahnmitte der Kugellaufbahn, aus der die Kugeln aufgenommen beziehungsweise in die die Kugel wieder eingefädelt werden sollen, zu kompensieren. Dies kann wie in den Figuren 7 - 9 gezeigt dadurch reduziert werden, dass die Umlenkung seitlich geöffnet ist, also keine vollständige Kugelumschlingung erfolgt. Alternativ kann dies, je nachdem wie viel Bauraum verbleibt, jedoch auch dadurch realisiert werden, dass - siehe hierzu die Alternaivausführung der Umlenkung 7 aus Fig. 10 - die Umlenkung im Bereich der Enden 10 geschlossen ist, jedoch der Umlenkungskugelkanal 16 zur Mitte des zylindrischen Umlenkungsendes 10 versetzt angeordnet ist, wobei hier der Versatz mit e' angegeben ist, wobei e' = e sein kann. Das heißt, dass auch über eine solche Ausgestaltung der Bohrungsversatz kompensiert werden kann und ein geschmeidiges, wider- standsfreies Wechseln der Kugeln möglich ist. Dabei kann die Umlenkung 7 aus Fig. 10 im mittleren Abschnitt 14 in ähnlicher Weise wie die Umlenkung 7 der zuvor beschriebenen Ausgestaltung geöffnet ausgebildet sein, um den radialen Aufbau zu verringern und um sie möglichst tief in einen etwaigen Füh- rungskanal an der Mutter einzusetzen.As described, one of the central features of the deflection 7 is that it has an asymmetrical cross-sectional profile in the region of its ends 10 to accommodate the preferably axial offset e of the bores 9 to the center of the ball raceway from which the balls are received or into which the ball is threaded again are supposed to compensate. As shown in FIGS. 7-9, this can be reduced by the fact that the deflection is opened laterally, that is to say no complete looping of the ball takes place. Alternatively, depending on how much installation space remains, however, it can also be realized by - see the alternative embodiment of the deflection 7 of FIG. 10 - the deflection in the region of the ends 10 is closed, but the deflection ball channel 16 to the center of the cylindrical deflection end 10 is offset, wherein here the offset is indicated by e ', where e' = e can be. This means that the bore offset can also be compensated for by means of such an embodiment and a smooth, resistance-free change of the balls is possible. In this case, the deflection 7 from FIG. 10 can be designed to be open in the middle section 14 in a manner similar to the deflection 7 of the embodiment described above, in order to reduce the radial structure and to bring it as far as possible into a possible position. channel to the mother.
Die Umlenkung 7 gleich welcher Ausgestaltung ist bevorzugt aus Kunststoff und in einem Spritzgießverfahren hergestellt. Es kann sich dabei um ein eintei- liges Bauteil handeln, denkbar ist aber auch eine zweiteilige Ausgestaltung. The deflection 7, whichever embodiment is preferably made of plastic and in an injection molding process. It may be a one-piece component, but it is also conceivable a two-part design.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Kugelgewindetπeb1 ball thread
2 Spindel2 spindle
3 Kugellaufbahn3 ball raceway
4 Spindelmutter4 spindle nut
5 Kugellaufbahn5 ball raceway
6 Kugeln6 balls
7 Umlenkung7 diversion
8 Aufnahme8 recording
9 Bohrungen9 holes
10 Enden10 ends
11 Mittelebene11 median plane
12 Schulter12 shoulder
13 Wandung13 wall
14 Abschnitt14 section
15 Schlitz15 slot
16 Umlenkungskanal16 diversion channel
MB Mitte der zylindrischen Bohrung e VersatzM B center of the cylindrical bore e offset
Mκ Mitte der Kugellaufbahn M κ center of the ball track

Claims

Patentansprüche claims
1. Kugelgewindetrieb umfassend eine Spindel und eine auf dieser laufende Spindelmutter, wobei an der Spindel und an der Spindelmutter sich ergänzende Kugellaufbahnen vorgesehen sind, in denen über wenigstens eine mutterseitige kanalartige Umlenkung umsetzbare Kugeln geführt sind, wobei die Umlenkung mit ihren beiden Enden in mutterseitige Bohrungen eingesetzt ist, die in der mutternseitigen Laufbahn münden, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Umlenkung (7) zumindest im entlang der Außenseite der1. ball screw comprising a spindle and a spindle nut running on this, wherein on the spindle and on the spindle nut complementary ball tracks are provided in which at least one nut-side channel-like deflection feasible balls are performed, the deflection with its two ends in the nut side holes is inserted, which open in the nut-side track, characterized in that the deflection (7) at least along the outside of the
Spindelmutter (4) verlaufenden Abschnitt (14) zur Spindelmutter (4) hin geöffnet ist.Spindle nut (4) extending portion (14) to the spindle nut (4) is opened.
2. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der ge- öffnete Abschnitt (14) im Querschnitt um mehr als 180° umläuft.2. Ball screw according to claim 1, characterized in that the opened portion (14) rotates in cross section by more than 180 °.
3. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite der Spindelmutter (4) ein Führungskanal (8) ausgebildet ist, in den die Umlenkung (7) eingreift und in dem die Kugeln (6) geführt sind.3. Ball screw according to claim 1 or 2, characterized in that on the outside of the spindle nut (4), a guide channel (8) is formed, in which the deflection (7) engages and in which the balls (6) are guided.
4. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkung (7) im Führungskanal (8) aufgenommen ist, und vorzugsweise oberflächenbündig mit der Mutteraußenseite abschließt.4. Ball screw according to claim 3, characterized in that the deflection (7) in the guide channel (8) is received, and preferably flush with the outer surface of the surface is flush.
5. Kugelgewindetrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkung (7) ein ein- oder zweiteiliges Bauteil ist.5. Ball screw according to one of the preceding claims, characterized in that the deflection (7) is a one- or two-piece component.
6. Kugelgewindetrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Umlenkung (7) ein ein- oder zweiteiliges Spritzgussteil aus Kunststoff ist.6. Ball screw according to one of the preceding claims, character- ized in that the deflection (7) is a one- or two-part injection molded part made of plastic.
7. Kugelgewindetrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (9) exzentrisch (e) zum Mitte (Mκ) der Kugellaufbahn (5) mündet und die Umlenkung (7) an ihren Enden (10) einen unsymmetrischen Querschnitt aufweist.7. Ball screw according to one of the preceding claims, characterized in that the bores (9) eccentrically (e) to the center (M κ ) of the ball raceway (5) opens and the deflection (7) at their ends (10) has an asymmetrical cross-section ,
8. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (9) in axialer Richtung versetzt angeordnet sind. 8. Ball screw according to claim 7, characterized in that the bores (9) are arranged offset in the axial direction.
9. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (9) - gesehen im Mutterquerschnitt - in oder vor der Mitte der Spindelmutter (4) enden.9. ball screw according to claim 7 or 8, characterized in that the bores (9) - seen in the nut cross section - in or in front of the center of the spindle nut (4) ends.
10. Kugelgewindetrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkungskanal (16) exzentrisch zur Mitte des Endes (10) der Umlenkung (7) angeordnet ist.10. Ball screw according to one of the preceding claims, characterized in that the deflection channel (16) is arranged eccentrically to the center of the end (10) of the deflection (7).
1 1. Kugelgewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkung (7) an ihren Enden (10) zur Kugellaufbahn (5), aus der die Kugeln (6) aufgenommen werden, geöffnet ist.1 1. Ball screw according to one of claims 1 to 9, characterized in that the deflection (7) at its ends (10) to the ball raceway (5) from which the balls (6) are added, is open.
12. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die geöffneten Enden (10) im Querschnitt um mehr als 180° umlaufen. 12. Ball screw according to claim 1 1, characterized in that the open ends (10) rotate in cross section by more than 180 °.
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