WO2017020899A1

WO2017020899A1 - Kugelgewindetrieb

Info

Publication number: WO2017020899A1
Application number: PCT/DE2016/200322
Authority: WO
Inventors: Mario Kreutzer; Gerd Sanewski; Nadine KLIEMANN
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2016-07-14
Publication date: 2017-02-09
Also published as: US11015688B2; CN107923501A; KR102610606B1; DE102015214859B4; CN107923501B; DE102015214859A1; KR20180036997A; US20180209521A1

Abstract

Kugelgewindetrieb, umfassend eine Gewindespindel (2) mit wenigstens einer außenliegenden Kugelrille (3) und eine Gewindemutter (4) mit wenigstens einer innenliegenden Kugelrille (5), welche Kugelrillen (3, 5) sich zu einem Kugelkanal (6) ergänzen, in dem Kugeln (7), über die die Gewindespindel (2) relativ zur Gewindemutter (4) geführt ist, aufgenommen sind, wobei in die Kugelrille (5) der Gewindemutter (2) wenigstens eine radial geschlossene Tasche (8) eingebracht ist, in der ein Umlenkelement (9) zum Umlenken der in der Kugelrille (5) laufenden Kugeln (7) aufgenommen ist, wobei die Gewindemutter (4) eine, dem als Einzelumlenkelement ausgeführten Umlenkelement (9) axial vorgesetzte, an ihrer Außenseite angeordnete Außenumlenkeinrichtung (20) aufweist, die in zwei radiale Durchbrechungen (22) in der Gewindemutter (4) eingreift, und über die die Kugeln (7) axial versetzt werden.

Description

Kuqelqewindetrieb

Die Erfindung betrifft einen Kugelgewindetrieb, umfassend eine Gewindespindel mit wenigstens einer außenliegenden Kugelrille und eine Gewindemutter mit wenigstens einer innenliegenden Kugelrille, welche Kugelrillen sich zu einem Kugelkanal ergän- zen, in dem Kugeln, über die die Gewindespindel relativ zur Gewindemutter geführt ist, aufgenommen sind, wobei in die Kugelrille der Gewindemutter wenigstens eine ra- dial geschlossene Tasche eingebracht ist, in der ein Umlenkelement zum Umlenken der in der Kugelrille laufenden Kugeln aufgenommen ist.

Kugelgewinde dienen im Allgemeinen dazu, eine Drehbewegung in eine Verschiebung (Translation) umzuwandeln. Hierzu ist entweder die Spindel oder die Mutter mit einem Antrieb, insbesondere einem Elektromotor, gegebenenfalls über ein zwischengeschal- tetes Getriebe, verbunden. Wenn die Spindel durch den Antrieb gedreht wird, wird die Mutter, die über die in den Laufbahnen angeordneten Kugeln mit der Spindel verbun- den ist, axial, also in Längsrichtung der Spindel, verschoben. Wird die Mutter hinge- gen mit dem Antrieb gekoppelt und über diesen gedreht, so wird die Spindel axial durch die rotierende, jedoch positionsfeste Mutter geschoben.

Üblicherweise sind an der Mutter mehrere Umlenkkörper angeordnet, die der Umset- zung der Kugeln dienen. Hierzu weist die Mutter mehrere, zumeist umfangsmäßig versetzte Durchbrechungen auf, in die die zumeist aus Kunststoff gefertigten Umlenk- körper eingesetzt sind. Die im Kugelkanal zwischen der Gewindespindel und der Ge- windemutter laufenden Kugeln laufen über eine Einlauföffnung in den Umlenkkörper ein, durchlaufen den Umlenkkörper in einem entsprechenden Kanal- oder Führungs- abschnitt und laufen über eine Auslauföffnung in einen benachbarten Abschnitt des Kugelkanals aus. Es bilden sich also geschlossene Kugelumläufe.

Wird die Gewindemutter angetrieben, so ist sie in geeigneterweise zu lagern respek- tive mit dem Antrieb zu koppen. Da die Mutterwandung über die Durchbrechungen, in denen die Umlenkkörper aufgenommen sind, an mehreren Stellen unterbrochen ist, wird entweder ein zylindrischer Ring auf die Mutter außenseitig aufgesetzt, über den die Lagerung erfolgt. Alternativ wird die Mutter auch axial entsprechend verlängert ausgeführt, um in dem verlängerten Bereich die Lager- oder Kopplungsmöglichkeit zum Antrieb zu realisieren.

Aus DE 10 2013 106 814 A1 und DE 81 08 413 U1 sind Kugelgewindetriebe bekannt, bei denen die Gewindemutter mit einer innenliegenden Ausnehmung versehen ist, in der ein längliches, sich über mehrere Windungen der mutterseitigen Kugelrille erstre- ckendes Umlenkelement angeordnet ist, das mehrere benachbart zueinander ange- ordnete Umlenkabschnitte aufweist. Alternativ zur Verwendung eines solchen Umlenk- elements ist es auch möglich, mehrere separate Umlenkelemente axial nebeneinan- der anzuordnen. Bei dem aus DE 10 2013 106 814 A1 bekannten Trieb wird das Um- lenkelement über Befestigungsschrauben, die durch die Mutter hindurch in das Um- lenkelement eingeschraubt werden, fixiert. Bei dem Trieb aus DE 81 08 413 U1 ist die Ausnehmung sowie das Umlenkelement derart konzipiert, dass die Kugeln ab- schnittsweise vom Taschenboden geführt werden, das heißt, sie laufen direkt auf den Taschenboden auf. Da bei diesen Triebausgestaltungen die mutterseitige Kugelrille über die längliche Ausnehmung unterbrochen ist, ergibt sich keine optimale Lastvertei- lung auf die einzelnen Kugelreihen. Dies wirkt sich negativ aus, insbesondere wenn der Kugelgewindetrieb mit Querkräften belastet ist.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen demgegenüber verbesserten Kugel- gewindetrieb anzugeben.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Kugelgewindetrieb der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Gewindemutter eine, dem als Einzelum- lenkelement ausgeführten Umlenkelement axial vorgesetzte, an ihrer Außenseite an- geordnete Außenumlenkeinrichtung aufweist, die in zwei radiale Durchbrechungen in der Gewindemutter eingreift, und über die die Kugeln axial versetzt werden.

Der erfindungsgemäße Kugelgewindetrieb zeichnet sich gewindemutterseitig durch eine Kombination eines Einzelumlenkelements mit einer Außenumlenkeinrichtung aus. Das Einzelumlenkelement, das bevorzugt im Bereich eines Endes der Gewinde- mutter angeordnet ist, ist in der radial geschlossenen Tasche aufgenommen. Das heißt, dass in diesem Bereich eine geschlossene Außenseite der Gewindemutter ge- geben ist, was es ermöglicht, in diesem Bereich oder benachbart hierzu eine entspre- chende Lager- oder Antriebsgeometrie integral auszubilden. Über die Einzelumlen- kung, also die hierüber definierte separate Kugelreihe, ergibt sich eine sehr gute Ab- stützung der Gewindemutter bei einer einwirkenden Querkraft, wodurch die Kugeln der Hauptumlenkung, die in der Außenumlenkeinrichtung umgesetzt werden, in die- sem Fall entlastet werden. An die Einzelumlenkung schließt sich, axial gesehen möglichst nahe benachbart, eine, Außenumlenkeinrichtung die es ermöglicht, die Kugeln der zweiten, langen Kugelreihe axial umzusetzen. Hierzu weist die Gewindemutter zwei radiale Durchbrechungen auf, in die die Außenumlenkeinrichtung jeweils mit einem entsprechenden Eingriffsab- schnitt eingreift, um Kugeln aus dem Kugelkanal aufzunehmen und in einen Umsetz- kanal der Außenumlenkeinrichtung einzuführen respektive aus diesem wieder in den Kugelkanal einzuführen. Die Kugelrille der Gewindemutter ist in diesem Bereich - ab- gesehen von den beiden radialen Durchbrechungen - nicht unterbrochen, das heißt, dass sich eine sehr gute Lastverteilung auf die Kugeln der langen Kugelreihe dieser Hauptumlenkung ergibt.

Insgesamt bietet die erfindungsgemäße Kombination wenigstens einer solchen Ein- zelumlenkung mit wenigstens einer Außenumlenkung mehrere Vorteile. Zum einen ergibt sich eine sehr gute, gleichmäßige Lastverteilung auf die einzelnen Kugelreihen der Kugeln, die die Gewindemutter im Wesentlichen tragen, also die Kugeln, die über die Außenumlenkeinrichtung umgelenkt werden. Zum anderen ist über die Einzelum- lenkung mit der radial geschlossenen Tasche die Möglichkeit gegeben, an der Mutter- außenseite eine integrale Lager- oder Antriebsgeometrie auszubilden, und gleichzeitig etwaige im Betrieb hierüber eingetragene Querkräfte über die separate Kugelreihe der Einzelumlenkung abzustützen, so dass die Kugeln der Außenumlenkung entlastet werden.

Bevorzugt fällt die Axialposition der Tasche zumindest teilweise mit der Axialposition einer an der Außenseite der Gewindemutter integral ausgebildeten, der Lagerung der Gewindemutter dienenden Lagergeometrie oder dem Antrieb der Gewindemutter die- nenden Antriebsgeometrie zusammen. Da die Außenseite der Gewindemutter im Be- reich der Einzelumlenkung aufgrund der Taschenausbildung wie beschreiben ge- schlossen ist, ist es möglich, an ihr eine integrale Lager- oder Antriebsgeometrie aus- zubilden. Diese Lager- oder Antriebsgeometrie wird erfindungsgemäß so positioniert, dass sie zumindest abschnittsweise, gegebenenfalls auch vollständig mit der Axialpo- sition der Tasche der Einzelumlenkung zusammenfällt, mithin also eine radial gese- hene Überdeckung gegeben ist. Daher kann die Gewindemutter axial gesehen kurz ausgeführt werden. Eine hierfür bisher erforderliche axiale Verlängerung der Gewin- demutter ist vorteilhaft nicht nötig. Es ergibt sich ein sehr kompakter Aufbau seitens der Gewindemutter.

Die Lagergeometrie, die integral an der Mutteraußenseite ausgebildet ist, ist bevor- zugt eine Wälzkörperlaufrille eines die Gewindemutter drehlagernden Stützlagers. Das heißt, dass letztlich der Stützlagerinnen ring, der über die Wälzkörperlauffläche gebil- det wird, integral an der Mutteraußenseite ausgeformt wird.

Eine integral ausgebildete Antriebsgeometrie kann beispielsweise ein Zahnkranz sein, der an der Mutteraußenseite ausgeformt wird. Dieser Zahnkranz kann beispielsweise dem Eingriff eines Antriebsritzels dienen, oder dem Eingriff eines Zahnriemens, also unterschiedlichen Antriebselementen, mit denen die Gewindemutter angetrieben wird.

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung kann der

Durchmesser der über das Einzelumlenkelement umgelenkten Kugeln kleiner sein als der Durchmesser der über die Außenumlenkeinrichtung umgelenkten Kugeln. Es wer- den also unterschiedliche Kugelsortierungen eingesetzt, das heißt, dass die Kugeln der Kugelreihe der Einzelumlenkung im Durchmesser minimal kleiner sind als die Ku- geln der Kugelreihe der Außenumlenkung, wobei der Durchmesserunterschied im Be- reich weniger Mikrometer liegt. Das heißt, dass im normalen Betrieb, wenn also keine Querkräfte auf die Gewindemutter wirken, die Kugeln der Kugelreihe der Einzelumlen- kung leer, also ohne Reibung laufen, lediglich die Kugeln der langen Kugelreihe der Außenumlenkung tragen. Erst wenn eine Querkraft wirkt, es mithin also zu einer ge- ringfügigen Verkippung der Gewindemutter relativ zu Spindel kommt, tragen die Ku- geln der Einzelumlenkung, worüber die Hauptumlenkung entlastet wird, mithin also vor Überlast geschützt wird. Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Erfindungsausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Umfangsposition, an der die Tasche ausgebildet ist, und die Umfangs- positionen, an denen die Durchbrechungen vorgesehen sind, unterschiedlich sind. Das heißt, dass die Tasche und die Durchbrechungen, axial gesehen nicht deckungs- gleich zueinander liegen, also nicht fluchten, so dass sich eine verbesserte Lastvertei- lung ergibt. Auch ist es denkbar, die beiden Durchbrechungen der Außenumlenkung an unterschiedlichen Umfangspositionen auszubilden, also ebenfalls axial gesehen nicht deckungsgleich zu positionieren.

Das Umlenkelement ist in der Tasche entsprechend zu fixieren. Neben der Möglich- keit, das Umlenkelement in der Tasche über eine Klebeverbindung zu befestigen, ist eine klemmende Halterung des Umlenkelements in der Tasche bevorzugt. Da die Ta- sche, nachdem sie in die Kugelrille der Gewindemutter eingetieft ist, auch axial be- grenzt ist, ist eine entsprechende Klemmhalterung eines Umlenkelements ohne weite- res möglich.

Wenngleich für eine solche Klemmhalterung das Umlenkelement geometrisch gese- hen entsprechend bemessen sein kann, so dass es beim Bestücken der Gewindemut- ter entsprechend fest in die Tasche einzudrücken ist, sieht eine zweckmäßige Weiter- bildung der Erfindung vor, an einer Seite oder beidseits wenigstens einen elastischen Klemmabschnitt vorzusehen, der oder die klemmend an den die Tasche axial begren- zenden Wänden anliegen. Über ein solches elastisches Element, das beispielsweise als seitlich vorspringende Federzunge ausgeführt sein kann, wird eine entsprechende Verklemmung des Umlenkelements sichergestellt. Ist nur ein solches Klemmelement vorgesehen, so liegt es mit entsprechender Vorspannung an einer Taschenwand an, das Umlenkelement liegt mit seinem Elementkörper an der gegenüberliegenden Ta- schenwand an. Sind an beiden Seiten entsprechende Klemmabschnitte vorgesehen, so liegen sie jeweils an den gegenüberliegenden Taschenwänden unter entsprechen- der Vorspannung an.

Die Breite der Tasche selbst kann sich, axial gesehen, zum Taschenboden hin erwei- tern. Das heißt, dass die Tasche zumindest abschnittsweise hinterschnitten ausge- führt ist, was beispielsweise durch eine trapezförmige Erweiterung zum Taschenbo- den hin realisiert sein kann. Da das Umlenkelement wie beschrieben bevorzugt klem- mend in der Tasche aufgenommen ist, wird über diese hinterschnittene Taschengeo- metrie auch eine gute radiale Fixierung des Umlenkelements erreicht. In Weiterbildung der Erfindung kann das Umlenkelement zwei in Umfangsrichtung ver- laufende Zentrierabschnitte aufweisen, die in benachbarte Abschnitte der Kugelrille eingreifen. Über diese Zentrierabschnitte wird eine exakte Positionierung des Umlenk- körpers relativ zur Kugelrille der Gewindemutter erreicht. Derartige Zentrierabschnitte sind jedoch nicht zwingend erforderlich, wenn das Umlenkelement mit einem oder zwei elastischen Klemmabschnitten ausgestaltet ist, da auch über diese eine axiale Zentrierung möglich ist.

Um die Gewindemutter noch kürzer ausgestalten zu können, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die wenigstens eine Tasche an der Stirnseite der Gewinde- mutter offen ist und eine lokale radiale Eintiefung aufweist, in die ein radialer Vor- sprung des Umlenkelements eingreift. Das heißt, dass die Tasche unmittelbar an- schließend an die Mutterstirnseite angeordnet und zur Stirnseite hin offen ist, also nur an einer Seite axial gesehen geschlossen ist. Um das Umlenkelement axial zu si- chern, weist die Tasche eine lokale radiale Eintiefung auf, so dass sich zur Stirnseite hin ein entsprechender Anlagesteg ausbildet. In dieser radialen Eintiefung greift ein entsprechender radialer Vorsprung des Umlenkelements form- und/oder kraftschlüssig ein. Dieser Vorsprung liegt an dem Anlagesteg an, so dass das Umlenkelement wie- derum axial fixiert ist. Das Umlenkelement an sich liegt ansonsten an der Stirnseite der Gewindemutter frei.

Alternativ zur Ausbildung einer solchen lokalen radialen Eintiefung im Taschenboden und eines entsprechenden Vorsprungs am Umlenkelement ist es auch denkbar, an der Gewindemutter im Bereich der Stirnseite ein ringförmiges Halteelement, also eine Art Sprengring oder Ähnliches, anzuordnen, das die an der Stirnseite offene Tasche schließt und das Umlenkelement axial sichert. In diesem Fall ist weder die Tasche noch das Umlenkelement entsprechend auszugestalten, sondern lediglich eine ent- sprechende Fixierungsmöglichkeit für das ringförmige Haltelement, beispielsweise ei- ne eingestochene Nut oder eine Bohrung oder dergleichen auszubilden, wobei die Haltenut oder die Bohrung bevorzugt in die Stirnseite der Mutter eingebracht ist, damit das Umlenkelement wiederum stirnseitig abschließend angeordnet werden kann.

Ein solcher erfindungsgemäßer Kugelgewindetrieb ist insbesondere als Teil eines elektromechanischen Aktors dienlich, z. B. für die Lenkung eines Kraftfahrzeugs, bei dem bei gleichem Bauraum eine erhöhte Tragfähigkeit erforderlich ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnah- me auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen: eine Teilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Kugelgewindetriebs mit

Einzel- und Außenumlenkung, Figur 2 eine Perspektivansicht des Kugelgewindetriebs aus Figur 1 mit einer ers- ten Variante einer axialen Fixierung des Einzelumlenkelements,

Figur 3 eine Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungs- gemäßen Kugelgewindetriebs mit einer zweiten Variante der axialen Fi- xierung des Einzelumlenkelements,

Figur 4 eine Längsschnittansicht durch die Gewindemutter aus Figur 3,

Figur 5 eine Detailansicht eines in die Gewindemutter aufgenommenen Einzel- umlenkelements,

Figur 6 eine Stirnansicht des Umlenkelements aus Figur 5, und

Figur 7 eine Seitenansicht des Umlenkelements aus Figur 5.

Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kugelgewindetrieb 1 umfassend eine Gewin- despindel 2 mit einer an ihrer Außenseite ausgebildeten Kugelrille 3 sowie eine Ge- windemutter 4, die hier geschnitten gezeigt ist, mit einer an ihrer Innenseite ausgebil- deten Kugelrille 5. Die Kugelrillen 3 und 5 ergänzen sich in bekannter Weise zu einem umlaufenden Kugelkanal 6, in dem Kugeln 7 laufen.

An der Innenseite der Gewindemutter 4, also in der Kugelrille 5, ist eine Tasche 8 ausgebildet, in der ein Umlenkelement 9 aufgenommen ist, das zum Umlenken der Kugeln 7 von einem Kanalabschnitt in den benachbarten Kanalabschnitt dient, so dass sich eine umlaufende geschlossene Kugelreihe bildet. Das Umlenkelement 9 ist als Einzelumlenkelement ausgebildet, mit dem die Kugeln 7 von einem Kanalabschnitt in den unmittelbar benachbarten Kanalabschnitt über die Gewindeschulter umgesetzt wird.

Die Tasche 8 ist radial geschlossen. Dies ermöglicht es, an der Außenseite der Ge- windemutter 4 im gezeigten Beispiel eine Lagergeometrie 10 integral auszubilden, hier in Form einer Wälzkörperlaufrille 11 , die den Innenlaufring eines Stützlagers 12 bildet, über das die Gewindemutter zu einem Umgebungsbauteil abgestützt respektive an dem sie hierüber gelagert ist. Das Stützlager 12 umfasst einen Außenring 13 sowie Kugeln 14, die in der Wälzkörperlaufrille 11 und einer entsprechenden Laufrille 15 am Außenring 13 laufen. Die Tasche 8 selbst ist axial gesehen benachbart zu einer Stirnseite 16 der Gewinde- mutter 4 angeordnet. Zur axialen Fixierung des Umlenkelements 9 ist bei diesem Aus- führungsbeispiel die Tasche mit einer lokalen, radialen Eintiefung 17 versehen, wäh- rend das Umlenkelement einen radialen Vorsprung 18 aufweist, der in die Eintiefung 17 eingreift. Hierüber wird eine axiale Fixierung erreicht, da der Vorsprung 18 form- und/oder kraftschlüssig in die Eintiefung 17 eingreift. Diese Ausgestaltung ist insbe- sondere dann zweckmäßig, wenn, wie hier, die Tasche 8 axial gesehen an der Stirn- seite 16 offen ist. Denn in diesem Fall ist die Tasche 8 nur an der Innenseite über eine Taschenwand 19 begrenzt, während sie an der Stirnseite 16 freiliegt. Um ein Heraus- fallen zu verhindern dient die Fixierung über die Eintiefung 17 nebst Vorsprung 18.

Wie Figur 1 zeigt, befindet sich das Stützlager 12 respektive die integral ausgebildete Lagergeometrie 10 radial oberhalb der Tasche 8 respektive des Umlenkelements 9, das heißt, die Axialpositionen fallen hier zusammen. Eine etwaige über das Stützlager 12 auf die Gewindespindel 2 eingetragene Querlast wird folglich in diesem Bereich, wo die Gewindemutter zur Umgebung hin abgestützt ist, über die Kugelreihe der Ein- zelumlenkung aufgenommen und hierüber die Kugelreihe, die die Mutter 4 auf der Gewindespindel 2 geführt ist, in diesem Fall entlastet. Dabei sind bevorzugt die Ku- geln 7 der Einzelumlenkung. also die Kugeln 7, die über das Umlenkelement 9 umge- lenkt werden, minimal im Durchmesser kleiner als die Kugeln 7, über die die Gewin- demutter 4 auf der Gewindespindel 2 geführt ist. Dies führt dazu, dass die Kugeln 7 im Bereich der Einzelumlenkung reibungsfrei leerlaufen, so lange keine Querkraft gege- ben ist. Es tragen dann lediglich die Kugeln 7 der Hauptumlenkung, worauf nachfol- gend noch eingegangen wird. Lediglich im Querlastfall tragen auch die Kugeln 7 der Einzelumlenkung und stützen die Gewindemutter 4 ab.

Der Kugelgewindetrieb 1 weist ferner eine Außenumlenkeinrichtung 20 auf, umfas- send ein Außenumlenkelement 21 bestehend üblicherweise aus zwei separaten Ele- mentabschnitten 21a und 21 b, die in geeigneter weise kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind. Das Außenumlenkelement 21 umgreift die Gewindemut- ter 4. Diese weist zwei radiale Durchbrechungen 22 auf (siehe hierzu beispielsweise Figur 4), in die entsprechende Einführ- und Ausführabschnitte 23 des Außenumlenk- elements 21 eingreifen. Über diese Einführ- und Ausführabschnitte werden die Kugeln 7 aus dem Kugelkanal 6 aufgenommen und in den Umlenkkanal 24 der Außenum- lenkeinrichtung 21 gefördert respektive aus dem Umlenkkanal 24 zurück in den Ku- gelkanal 6 gesetzt. Über diese Außenumlenkeinrichtung ist es möglich, die Kugeln 7 über mehrere Gewindeumläufe hinweg axial zu versetzen, so dass sich eine mehrfach umlaufende Kugelreihe ergibt, die die Gewindemutter 4 trägt. Infolge der Außenum- lenkung ist die Kugelrille 5 der Gewindemutter 4 nicht unterbrochen, so dass sich eine sehr gute Lastverteilung über sämtliche Kugeln 7 ergibt.

Ersichtlich bietet der erfindungsgemäße Kugelgewindetrieb 1 einerseits die Möglich- keit, eine gleichmäßige Lastverteilung im Bereich der Hauptumlenkung, also der Au- ßenumlenkeinrichtung 20, die die Gewindemutter 4 trägt, zu realisieren, da die Kugel- rille 5 der Gewindemutter 4 nicht unterbrochen ist. Gleichzeitig bietet die Ausbildung der Einzelumlenkung die Möglichkeit, an einem nicht durchbrochenen Bereich an der Mutteraußenseite eine Lager- oder auch Antriebsgeometrie, z. B. eine Verzahnungs- geometrie, auszubilden, die der Lagerung respektive dem Antrieb der Gewindemutter 4 dient, ohne dass hier zusätzliche Bauteile mutterseitig anzuordnen sind. ln Figur 1 ist die Ausbildung einer Lagergeometrie 10 in Form der Wälzkörperlaufrille 11 gezeigt. Am anderen Mutterende ist eine Antriebsgeometrie 25 ausgebildet oder vorgesehen, beispielsweise ein auf die Mutter ausgesetzter Zahnkranz, mit dem ein Zahnriemen oder Ähnliches kämmt.

Figur 2 zeigt eine Stirnansicht eines Kugelgewindetriebs 1 , bei dem das Umlenkele- ment 9 der Einzelumlenkung in anderer Weise als zur Figur 1 beschreiben axial fixiert ist. Die Tasche 8 ist auch hier axial offen, jedoch nicht mit einer Eintiefung versehen. Vielmehr erfolgt hier die axiale Fixierung Uber ein ringförmiges Sicherungselement 26, das axial gesehen das Umlenkelement 9 an der Stirnseite 16 übergreift. Mit seinen beiden Enden 27 greift das Sicherungselement 26, das hier z.B. aus einem Metall- draht ist, in eine Bohrung 28 ein, so dass es fixiert ist.

Die Figuren 3 und 4 zeigen demgegenüber eine dritte Ausgestaltung einer axialen Fi- xierung des Umlenkelements 9. Beim dortigen Kugelgewindetrieb 1 ist die Tasche 8 ebenfalls axial gesehen offen. Zur axialen Fixierung ist auch hier ein ringförmiges Si- cherungselement 26 vorgesehen, das hier jedoch als breiterer Sicherungsring ausge- bildet ist, der, siehe die Schnittansicht gemäß Figur 4, in eine entsprechende Haltenut 29, die an der Stirnseite 16 ausgebildet ist, eingesetzt ist. Er übergreift, siehe Figur 3, ebenfalls das Umlenkelement 9, so dass dieses axial fixiert ist. Ein solcher Siche- rungsring kann gleichzeitig auch die Funktion eines Fettabstreifers oder einer Abde- ckung einnehmen. Zur Verdrehsicherung dieses Sicherungsrings kann eine kleine Bohrung oder Ausnehmung an der Mutter 4 vorgesehen sein, in die ein entsprechen- der Sicherungsabschnitt des Sicherungsrings eingreift.

Das Umlenkelement 9 selbst ist in vergrößerter Darstellung in den Figuren 5 - 7 ge- zeigt. Es weist den eigentlichen Umlenkkörper 30 auf, an dem zwei Einlauf- und Aus- laufabschnitte 31 ausgebildet sind, die jeweils in die Kugelrille 5 münden und das Ein- laufen und Auslaufen der Kugeln 7 ermöglichen. An die Einlauf- und Auslaufabschnitte 31 schließt sich ein Führungs- oder Kanalabschnitt 32 an, der gewunden verläuft und es ermöglicht, die Kugeln 7 von einem Kugelrillenabschnitt in den benachbarten Ku- gelrillenabschnitt umzusetzen. Der Umlenkkörper 30 weist des Weiteren zwei Zentrierabschnitte 33 auf, die der axia- len Zentrierung des Umlenkelements 9 in der Kugelrille 5 dienen. Die Zentrierab- schnitte 33 greifen ebenfalls in die Kugelrille 5 ein. Sie sind, siehe Figur 7, natürlich der Form der Kugelrille entsprechend gebogen ausgeführt.

Zur Klemmfixierung des Umlenkelements 9 in der Tasche 8 sind im gezeigten Beispiel an beiden Seiten des Umlenkelements 8 elastische Klemmabschnitte 34 ausgebildet, die, siehe beispielsweise die Figuren 6 und 7, als elastische Federzungen ausgebildet sind. Die Federzungen schnappen beim Einsetzen hinter die bevorzugt

hinterschnittenen Taschenenden 19, sofern die Tasche 8 beidseits über solche Ta- schenwände 19 geschlossen ist. Eine solche beidseits geschlossene Tasche kann sich trapezförmig im Querschnitt zum Taschenboden hin erweitern.

Die Ausbildung zweier solcher Klemmabschnitte 34 ist natürlich nur dann erforderlich, wenn die Tasche beidseits über axiale Taschenwände 19 geschlossen ist. Ist die Ta- sche 8 stirnseitig offen, wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ge- zeigt, so ist nur an einer Seite ein entsprechender elastischer Klemmabschnitt 34 aus- zubilden, an der anderen Seite erfolgt die Fixierung über ein entsprechendes Siche- rungselement oder beispielsweise die Kombination aus Eintiefung und Vorsprung, wie zu Figur 1 beschrieben.

Das Umlenkelement 9 wie auch die Elementabschnitte 21 a, 21b der Außenumlenk- elemente 21 sind bevorzugt aus Kunststoff gefertigt. Die Sicherungselemente 26 sind bevorzugt aus Metall, beispielsweise in Form eines Metalldrahts bei der Ausführungs- form gemäß Figur 2, oder aus Metallblech im Falle der Ausführung gemäß der Figuren 3 und 4. Bezuaszeichenliste

I Kugelgewindetrieb

2 Gewindespindel

3 Kugelrille

4 Gewindemutter

5 Kugelrille

6 Kugelkanal

7 Kugel

8 Tasche

9 Umlenkelement

10 Lagergeometrie

I I Wälzkörperlaufrille

12 Stützlager

13 Außenring

14 Kugel

15 Laufrille

16 Stirnseite

17 Eintiefung

18 Vorsprung

19 Taschenwand

20 Außenumlenkeinrichtung

21 Außenumlenkelement

21 a Elementabschnitt

21b Elementabschnitt

22 Durchbrechung

23 Ausführabschnitt

24 Umienkkanal

25 Antriebsgeometrie

26 Sicherungselement

27 Ende

28 Bohrung 29 Haltenut

30 Umlenkkörper

31 Auslaufabschnitt

32 Führungs- oder Kanalabschnitt

33 Zentrierabschnitt

34 Klemmabschnitt

Claims

Patentansprüche

1 . Kugelgewindetrieb, umfassend eine Gewindespindel (2) mit wenigstens einer außenliegenden Kugelrille (3) und eine Gewindemutter (4) mit wenigstens einer innenliegenden Kugelrille (5), welche Kugelrillen (3, 5) sich zu einem Kugelka- nal (6) ergänzen, in dem Kugeln (7) aufgenommen sind, wobei in die Kugelrille (5) der Gewindemutter (2) wenigstens eine radial geschlossene Tasche (8) eingebracht ist, in der ein Umlenkelement (9) zum Umlenken der in der Kugel- rille (5) laufenden Kugeln (7) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindemutter (4) eine, dem als Einzelumlenkelement ausgeführten Umlenk-element (9) axial vorgesetzte, an ihrer Außenseite angeordnete Au- ßenumlenkeinrichtung (20) aufweist, die in zwei radiale Durchbrechungen (22) in der Gewindemutter (4) eingreift, und über die die Kugeln (7) axial versetzt werden.

2. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialposition der Tasche (8) zumindest teilweise mit der Axialposition einer an der Außenseite der Gewindemutter (4) integral ausgebildeten, der Lagerung der Gewindemutter (4) dienenden Lagergeometrie (10) oder dem Antrieb der Gewindemutter dienenden Antriebsgeometrie zusammenfällt.

3. Kugelgewinde nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerge- ometrie (10) eine Wälzkörperlaufrille (11) eines die Gewindemutter (4) drehla- gernden Stützlagers (12) ist, und dass die Antriebsgeometrie ein Zahnkranz ist.

4. Kugelgewindetrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Durchmesser der über das Umlenkelement (9) umge- lenkten Kugeln (7) kleiner ist als der der über die Außenumlenkeinrichtung (20) umgelenkten Kugeln.

5. Kugelgewindetrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Umfangsposition, an der die Tasche (8) ausgebildet ist, und die Umfangspositionen, an denen die Durchbrechungen (22) vorgese- hen sind, unterschiedlich sind.

6. Kugeigewindetrieb nach Anspruch einem der vorangehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement (9) in der Tasche (8) klem- mend gehaltert ist.

7. Kugelgewindetrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Um- lenkelement (9) an einer Seite oder beidseits wenigstens einen elastischen Klemmabschnitt (34) vorgesehen ist, der oder die klemmend an den die Tasche (8) axial begrenzenden Wänden (19) anliegen.

8. Kugelgewindetrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Umlenkelement (9) zwei in Umfangsrichtung verlau- fende Zentierabschnitte (33) aufweist, die in benachbarte Abschnitte der Kugel- rille (5) eingreifen.

9. Kugelgewindetrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Tasche (8) an der Stirnseite (23) der Gewindemutter (4) offen ist und eine lokale radiale Eintiefung (17) aufweist, in die ein radialer Vorsprung (18) des Umlenkelements (9) eingreift.

10. Kugelgewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich- net, dass die Tasche (8) an der Stirnseite (23) der Gewindemutter (4) offen ist und ein ringförmiges Sicherungselement (26) zur axialen und/oder radialen Fi- xierung des Umlenkelements (9) vorgesehen ist.