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Die Erfindung betrifft ein relevantes Element für eine Kugelumlaufspindel, und zwar eine Kugelumlaufspindel mit einem einrastenden Rücklaufansatz.
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Stand der Technik
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In
1 ist eine herkömmliche Kugelumlaufspindel mit einem einrastenden Rücklaufansatz dargestellt, die aus der
US 4 357 838 A bekannt ist. Dabei werden eine Schraube
10 und eine Befestigungsbohrung
111 in der Schraubenmutter
11 eingesetzt, damit sich ein Rücklaufansatz
12 am distalen Ende der Schraubenrille in der Schraubenmutter
11 befestigen lässt, wobei die Rollkugeln unter Verwendung einer freien Rücklaufbahn
121 des Rücklaufansatzes
12 nacheinander zum Rücklauf führbar sind. In der Praxis weist die oben erwähnte Kugelumlaufspindel jedoch noch die folgenden Nachteile auf:
- 1. Die Montage der oben erwähnten herkömmlichen Konfiguration geschieht in der Weise, dass der Rücklaufansatz 12 in der Befestigungsbohrung 111 installiert wird, woraufhin die Schraube 10 durch eine Radialbohrung 112 in der Schraubenmutter 11 hindurchgeführt wird, woraufhin der Rücklaufansatz 12 mit der Schraube 10 an der Schraubenmutter 11 befestigt ist. Der obige Montagevorgang erfordert aber einen großen Zeit- und Kraftaufwand und benötigt daher weitere Verbesserungen.
- 2. Bei der oben erwähnten Konfiguration ist die Rücklaufbahn 121 auf dem Rücklaufansatz 12 frei ausgeführt. Die Metallkugeln kommen aber auch noch mit der aus Metall hergestellten Schraubenmutter 11 in Berührung, wenn sie zum Rücklauf abbiegen, was ebenfalls Lärm verursacht. Dies erfordert auch Verbesserungen.
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Um die oben erwähnten Probleme zu vermeiden, ist eine weitere Kugelumlaufspindel entwickelt worden, die aus der
US 5 664 459 A bekannt ist [siehe
2]. Dabei kommt ein C-förmiger Arretierring
13 zum Einsatz, mit dem ein Rücklaufansatz
14 an einer Schraubenmutter
15 der Kugelumlaufspindel befestigt ist. Das heißt, dass der Rücklaufansatz
14 zunächst in einer Befestigungsnut
151 der Schraubenmutter
15 installiert wird, woraufhin der Arretierring
13 in eine Arretierrille
152 der Schraubenmutter
15 eingreift, wodurch der Rücklaufansatz
14 eingeklemmt wird, um eine zuverlässige Befestigung zu ermöglichen. Diese Gestaltung weist jedoch die folgenden Nachteile auf:
- 1. Der Zusammenbau erfordert ebenfalls auch einen großen Zeit- und Kraftaufwand, wobei der Arretierring 13 zusätzlich vorgesehen sein muss. Dies benötigt daher Verbesserungen.
- 2. Bei der oben erwähnten Konfiguration ist die Rücklaufbahn 141 auf dem Rücklaufansatz 14 frei ausgeführt. Diese Ausführung bewirkt, dass die Metallkugeln mit der aus Metall hergestellten Schraubenmutter 15 in Berührung kommen, wenn sie zurücklaufen, was ebenfalls Lärm verursacht. Dies erfordert aber auch Verbesserungen.
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Ergänzend zu dem oben diskutierten Stand der Technik offenbart
DE 20 2005 010 302 U1 eine Rollkugelumlaufvorrichtung, die aus einem Lagerkörper, einer Welle, einer Vielzahl von Rollkugeln und mindestens zwei Umlenkelementen besteht. Die Welle an der Außenseite ist mit einer Spiralnut versehen und der Lagerkörper weist eine Durchgangsbohrung auf, deren Innenband mit einer Spiralbahn für die Rollkugeln versehen ist, die an den beiden Enden jeweils mit einer Aufnahmeausnehmung für ein Umlenkelement verbunden ist. Die Umlenkelemente umfassen jeweils an einem Ende eine Zunge und am anderen Ende eine Wandung sowie eine der Zunge gegenüberliegende Bogenscheibe, wobei die Zunge einen Rastteil und die Bogenscheibe an der der Zunge zugewandten Seite einen bogenförmigen Kanal bildet, wobei an der Innenseite der Umlenkelemente jeweils eine bogenförmige Rippe und an der Außenseite der Umlenkelemente jeweils eine elastische Rille vorgesehen ist.
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Aufgabenstellung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kugelumlaufspindel mit einem einrastenden Rücklaufansatz zu schaffen, die die Herabsetzung der Anzahl von Bauelementen erlaubt und den für den Zusammenbau benötigten Zeitaufwand verringert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kugelumlaufspindel mit einem einrastenden Rücklaufansatz, die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Gemäß der Erfindung wird eine Kugelumlaufspindel mit einem einrastenden Rücklaufansatz geschaffen, wobei die Schraubenmutter und der Rücklaufansatz eine Rastnut bzw. einen der Rastnut entgegengesetzten Rastvorsprung aufweist. Der Rücklaufansatz verfügt über einen elastischen Verbindungsabschnitt, mit dem der Rastvorsprung in die Rastnut eingreifen kann. Auf diese Weise kann der erfindungsgemäße Rücklaufansatz einfach an der Schraubenmutter befestigt sein, ohne weitere Bauteile zu benötigen. So können die Kosten mit der Verringerung der Bauteile gesenkt werden. Außerdem wird der einfache und schnelle Zusammenbau unter Verwendung des elastischen Verbindungsabschnitts des Rücklaufansatzes gewährleistet.
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Außerdem wird durch die Erfindung eine Kugelumlaufspindel mit einem einrastenden Rücklaufansatz geschaffen, bei der unnötige (hohe) Geräuschentwicklung wirksam verhindert werden können. Um diese Aufgabe zu erfüllen, ist die Rücklaufbahn des Rücklaufansatzes in umschlossener Weise ausgeführt. Damit wird vermieden, dass die in den Rücklaufansatz gelangenden Rollkugeln mit der aus Metall hergestellten Schraubenmutter in Berührung kommen und dagegen stoßen, wodurch unnötige (hohe) Geräuschentwicklung wirksam verhindert wird.
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Ausführungsbeispiel
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Im Folgenden werden Aufgaben, Merkmale und Funktionsweise der Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung einer herkömmlichen Konfiguration gemäß
US 4 357 838 A ;
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2 eine perspektivische Darstellung einer weiteren herkömmlichen Konfiguration gemäß
US 5 664 459 A ;
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3 eine perspektivische Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Rücklaufansatzes;
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4 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel, wobei die Spindel nicht näher dargestellt ist;
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5 eine perspektivische Gesamtansicht des Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel in montiertem Zustand, wobei die Spindel nicht näher dargestellt ist;
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6 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel; und
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7 eine perspektivische Gesamtansicht des Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel in montiertem Zustand.
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Bezugnehmend auf die 3 bis 5 umfasst eine erfindungsgemäße Kugelumlaufspindel mit einem einrastenden Rücklaufansatz eine Schraubenmutter 20, eine nicht näher dargestellte Spindel, einen Rücklaufansatz 30 und eine Mehrzahl von nicht näher dargestellten Rollkugeln.
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Die Schraubenmutter 20 weist eine in axialer Richtung durchgehende Durchgangsbohrung 21, ein seitlich durchgehendes Rücklaufloch [nicht gezeigt] und eine schraubenförmig um das Innere der Schraubenmutter 20 herum ausgebildete Schraubenrille 22 auf, wobei die Endfläche der Schraubenmutter 20 an einer der Schraubenrille 22 und dem Rücklaufloch entsprechenden Stelle mit einer vertieften Aufnahmehöhlung 23 versehen ist. Die Aufnahmehöhlung 23 ist an ihrer Außenseite mit einer ringförmigen, vertieften Rastnut 24 versehen.
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Die Spindel befindet sich im Inneren der Durchgangsbohrung 21, wobei die Spindel und die Schraubenrille 22 der Schraubenmutter 20 einen Aufnahmeraum zur Aufnahme von Rollkugeln abgrenzen.
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Der Rücklaufansatz 30 ist im Inneren der Aufnahmehöhlung 23 der Schraubenmutter 20 gelagert, wobei der Rücklaufansatz 30 eine umschlossene Rücklaufbahn 31 aufweist, die dicht an einer Schraubenrille 22 der Schraubenmutter 20 mit einem dünnen Führungsstück 311 versehen ist, und wobei die im Inneren der Schraubenmutter 20 befindlichen Schraubenrille 22 über die umschlossene Rücklaufbahn 31 zum Rücklaufloch führt. Vom Rücklaufansatz 30 erstrecken sich mehrere elastische Verbindungsabschnitte 32. Am Ende des elastischen Verbindungsabschnitts 32 sind mehrere Rastvorsprünge 33 integral ausgebildet. Der Rastvorsprung 33 ist in der Form an die Rastnut 24 der Schraubenmutter 20 angepasst, wobei der Rastvorsprung 33 in einer der Rastnut 24 entsprechenden Richtung mit einer Schräge 331 versehen ist. Eine Auflagefläche 332 ist entsprechend der Schräge 331 ausgebildet.
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Die relative Position zwischen dem Rastvorsprung 33 des Rücklaufansatzes 30 und der Rastnut 24 der Schraubenmutter 20 kann je nach Ausführungen variieren. Die Rastnut 24 kann aber auch mit dem elastischen Verbindungsabschnitt 32 des Rücklaufansatzes 30 integral ausgebildet sein. Dies stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel dar.
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Nachfolgend wird der Vergleich der erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel mit einem einrastenden Rücklaufansatz zu dem Stand der Technik beschrieben.
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Beim Zusammenbau der erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel wird die Spindel 30 zunächst in die Schraubenmutter 20 eingeschraubt, wobei die Schraubenrille 31 der Schraubenspindel 30 und die Schraubenrille 22 der Schraubenmutter 20 einen Aufnahmeraum zur Aufnahme von mehreren Rollkugeln abgrenzen. Nun kann der Rücklaufansatz 30 unmittelbar von der Endfläche der Schraubenmutter 20 in axialer Richtung in die Aufnahmehöhlung 23 der Schraubenmutter 20 eingesetzt und dort positioniert werden. Unter Einwirkung der Verformung der Schräge 331 und des elastischen Verbindungsabschnitts 32 kann der Rastvorsprung 33 des Rücklaufansatzes 30 die Interferenz überwinden, wodurch der Rastvorsprung 33 in die Rastnut 24 in seiner Lage eingreift. Der Rastvorsprung 33 des Rücklaufansatzes 30 wird unter Verwendung der Auflagefläche 332 gegen die innere Wandung der Aufnahmehöhlung 23 derart gedrückt, dass der Rastvorsprung 33 in die Rastnut 24 einrastet und axial an der Endfläche der Schraubenmutter 20 des Rücklaufansatzes 30 positioniert wird.
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Auf diese Weise kann der Rastvorsprung 33 des Rücklaufansatzes 30 unter Einwirkung der Verformung der Schräge 331 und des elastischen Verbindungsabschnitts 32 die Interferenz überwinden, wodurch der Rastvorsprung 33 in die Rastnut 24 in seiner Lage eingreift, ohne Befestigungselemente zusätzlich anzuschaffen oder herzustellen. Daher kann die Anzahl von Bauelementen verringert werden, wobei ein schneller und einfacher Zusammenbau gewährleistet wird.
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Des Weiteren weist der erfindungsgemäße Rücklaufansatz 30 eine umschlossene Rücklaufbahn 31 auf, die dicht an einer Schraubenrille 22 der Schraubenmutter 20 mit einem dünnen Führungsstück 311 versehen ist, wobei die im Inneren der Schraubenmutter 20 befindlichen Schraubenrille 22 über die umschlossene Rücklaufbahn 31 zum Rücklaufloch führt, und zwar derart, dass das Führungsstück 311 zwischen den Rollkugeln und der Schraubenmutter 20 vorgesehen ist. Damit wird vermieden, dass die in den Rücklaufansatz gelangenden Rollkugeln mit der aus Metall hergestellten Schraubenmutter in Berührung kommen und dagegen stoßen, wodurch unnötige hohe Geräuschentwicklung wirksam verhindert sind.
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In den 6 und 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rastnut 24 dargestellt. Die Rastnut 24 der erfindungsgemäßen Schraubenmutter 20 ist separat anstatt ringförmig vertieft ausgebildet. Außerdem ist die Rastnut 24 in der Form an den Rastvorsprung 33 des elastischen Verbindungsabschnitts 32 des Rücklaufansatzes 30 angepasst. Auf diese Weise können alle Vorteile der Erfindung aber auch realisiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schraube
- 11
- Schraubenmutter
- 111
- Befestigungsbohrung
- 12
- Rücklaufansatz
- 121
- Rücklaufbahn
- 13
- Arretierring
- 14
- Rücklaufansatz
- 15
- Schraubenmutter
- 151
- Befestigungsnut
- 152
- Arretierrille
- 20
- Schraubenmutter
- 21
- Durchgangsbohrung
- 22
- Schraubenrille
- 23
- Aufnahmehöhlung
- 24
- Rastnut
- 30
- Rücklaufansatz
- 31
- Rücklaufbahn
- 311
- Führungsstück
- 32
- elastischer Verbindungsabschnitt
- 33
- Rastvorsprung
- 331
- Schräge
- 332
- Auflagefläche