BALL SCREW AND NUT TRANSMISSION

Abstract: 1. A ballscrew whose spindle (1) and nut (2) are each formed with helical grooves (3, 4) substantially part-circular in cross-section which bound at least one ball race containing the balls (8) ; the nut has at least one return channel (9) contacting the balls from one end portion of a screw thread of the ball race to the other end portion of such screw thread : and disposed in the nut laterally alongside the helical groove (4) bounding the ball race is at least one resilient plastics holding element which bears axially against a surface of a depression and has a moulded-on, lip-shaped retaining member (12) which retains the balls of the ball race captive in the helical groove of the nut, at least over a portion of the length thereof, characterized in that the holding element is a resilient band (10, 11) which is introduced via a web-like holding member (14) into a matching groove (15) in the nut (2) and is positively retained therein.

Description: Kugelumlauf-Schraubgetriebe Die Erfindung betrifft ein Kugelumlauf-Schraubgetriebe, dessen Spindel und Mutter jeweils mit im Querschnitt im wesentlichen teilkreisförmigen Schraubennuten ausgebildet sind,die wenigstens einen die Kugeln enttenden Kugelumlaufkanal begrenzen, wobei die Mutter wenigstens einen die Kugeln von einem Endabschnitt eines Schraubenganges des Kugelumlaufkanales zu dem anderen Endabschnitt dieses Schraubenganges leitenden Rückleitungskanal aufweist. Die kugeln eines Kugelumlaufkanales sind dabei lediglich durch die den Kugelumlaufkanal begrenzenden, die Kugellaufbahnen bildenden Schraubennuten der Spindel und der Mutter gehalten. Wird die mutter unbeabsichtigt zu weit von der Spindel abgeschraubt, so fallen die Kugeln aus dem Kugelumlaufkanal heraus, mit dem Ergebnis, dass das Zurückschrauben der Mutter wegen der Notwendigkeit, die fehlenden Kugeln vorher wieder einzusetzen, mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist. Ausserdem ist auch aus den gleichen Gründen die Montage eines solchen Kugelumlauf-Schraubqetriebes bei der Herstellurig nicht ganz einfach. Schliesslich können beim Einsatz des Kugelumlauf- Schraubgetriebes in verschmutzter Umgebung Verunreinigungen durch den zwischen der Mutter und der Spindel vorllandenen Ringspalt in die die Kugeln enthaltenden Scllraubennuten eilsdringen und zu einer Beschädi- gung oder Zerstörung des Getriebes führen, während andererseits über diesen Ringspalt auch ein Schmiermittelaustritt erfolgen kann. Es müssen deshalb häufig besondere Abdichtungsmassnahmen durch Dichtungsmanschetten od.dgl. getroffen werden, die verhältnismässig teuer und aufwendig sind. Aufgabe der Erfindung ist es, hier abzuhelfen und ein Kugelumlauf-Schraubgetriebe zu schaffen, bei dem ein unbeabsichtigtes Herausfallen der Kugeln aus der zugehörigen Schraubennut der Mutter bei von der Spindel abgeschraubter Mutter verhindert ist und gleichzeitig die Möglichkeit besteht, eine einwandfreie Abdichtung des zwischen der Spindel und der Mutter vorhandenen Ringspaltes zu erzielen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs genannte Kugelumlauf-Schraubgetriebe erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass in der Mutter seitlich neben deri den Kugelumlaufkanal begrenzenden Schraubennut wenigstens ein biegsames Band angeordnet ist, das einen die Kugeln des Kugelumlaufkanales zumindest über einen Teil der Länge der Schraubennut der Mutter in deren Schraubennut unverlierbar haltenden Teil aufweist. Das Band besteht mit Vorteil aus Kunststoffmaterial und weist zweckmässigerweise einen an einem stegartigen Halteteil angeformten lippenförmigen Halterungsteil auf, mit dem es an den Kugeln oberhalb deren Mitten angreift. Der lippenförmige Halterungsteil, der sich über die Länge des Bandes erstreckt und im Querschnitt im wesentlichen keilförmig ist, übt nur eine verhältnismässig kleine Reibungskraft auf die Kugeln aus; er übergreift die Kugeln teilweise und hält sie damit sicher in der zugeordneten Schraubennut zurück. Das elastische Band ist mit Vorteil mit seinem Halteteil in eine entsprechende Nut der Mutter eingefügt, wobei es in der Regel genügt, dass die Nut parallelflankig begrenzt ist, so dass das Band mit seinem Halteteil einfach eingedrückt werden kann. Es sind aber auch Ausführungsformen denkbar, bei denen das Band in der als Profilnut ausgebildeten Nut formschlüssig gehaltert ist. Da das Band aus einem elastischen Material besteht, kann es auch in diesem Fall in der Regel einfach in die Nut eingedrückt werden. Ist ein solches Band auf der Aussenseite des vorne liegenden Kugelumlaufkanales vorgesehen, so dient es gleichzeitig dazu, dass der zwischen der Mutter und der Spindel bestehende Ringspalt nach aussen hin auf dieser Seite durch das Band abgedichtet ist. Weist das Kugelumlauf-Schraubgetriebe zur Erzielung der notwendigen Tragzahl mehrere Kugelumlaufkanäle auf, so ist die Anordnung mit Vorzug derart getroffen, dass das Band zwischen zwei benachbarten Schraubengängen der Mutter angeordnet und mit zwei die Kugeln der beiden Schraubengänge halternden Halteteilen ausgebildet ist. Dabei können dann die beiden lippenförmigen Halterungsteile an einem gemeinsamen Halteteil angeformt sein, das seinerseits, wie bereits erläutert, in eine entsprechende Nut der Mutter eingefügt ist. Das Band erstreckt sich in der Regel über den gesamten Umfang der die Schraubennut enthaltenden Bohrung der Mutter. Es kann im Bereiche des Rückleitungs kanales unterbrochen sein, oder aber die Anordnung kann derart getroffen sein, dass der Rückleitungskanal über das hier durchgehende Band hinweggeleitet ist. Zur Vereinfachung der Herstellung des Kugelumlauf Schraubgetriebes können die Schraubennuten der Mutter durch wenigstens einen entsprechend einem Schraubengang gebogenen, im Querschnitt im wesentlichen rinnenförmigen Profilring gebildet sein, der in einem ihn umgebenden Mutterkörper angeordnet ist. Dabei ist es dann zweckmässig, wenn die Nut bzw. die Nuten zur Aufnahme des Halteteiles des Bandes durch den Profilring oder die Profilringe begrenzt ist bzw. sind. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 ein Kugelumlauf-Schraubgetriebe in per spektivischer Darstellung, Fig. 2 die Mutter des Kugelumlauf-Schraubgetri#- bes nach Fig. 1, teilweise im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht, im Aus schnitt und in einem anderen Massstab, Fig. 3 die Mutter nach Fig. 2, geschnitten längs der Linie III-III der Fig. 2 in einer Seitenansicht und im Ausschnitt, Fig. 4 das Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie IV-IV der Fig. 1,in einer Seitenansicht,im Ausschnitt und in einem anderen Massstab, Fig. 5 ein Kugelumlauf-Schraubgetriebe gemäss der Erfindung in einer abyändcrten Aus führungsform und in einer stirnseitigen Ansicht und Fig. 6 das Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach Fig. 5, geschnitten längs der Linie VI-VI der Fig. 5, in einer Seitenansicht, im Aus schnitt und in einem anderen Massstab. Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Kugelumlauf-Schraubgetriebe weist eine Spindel 1 und eine Mutter 2 auf, die jeweils mit ulaufenden, im Querschnitt im wesentlichen teilkreisförmigen Schraubennuten 3 bzw. 4 ausgebildet sind. Zwischen den einzelnen Schraubengängen der in die Umfangsfläche der zylindrischen Spindel 1 eingearbeiteten Schraubennut 3 verlaufen ebenfalls schraubenförmige Stege 5, denen Stege 6 entsprechen, die zwischen den Schraubengängen der in der zylindrischen Bohrung 7 der Mutter 2 angeordneten Schrauben nutzens 4 entsprechen. Die Mutter 2 enthält mindestens drei nebeneinanderliegende geschlossene Kugelumlaufkanäle, in denen jeweils Kugeln 8 angeordnet sind. Die Kugeln 8 werden von einem Endabschnitt eines Schraubenganges des jeweiligen Kugelumlaufkanales zu dem anderen Endabschnitt dieses Schraubenganges durch einen Rückleitungskanal 9 geleitet, der in der Mutter 2 oder in einem in eine entsprechende Bohrung oder Ausnehmung derselben eingesetzten Rückleitungskörper ausgebildet ist. Seitlich neben der einen Kugelumlaufkanal begrenzenden Schraubennut 4 ist auf dem zugehörigen schraubenförmigen Steg 6 der Mutter 2 ein biegsames Band 10 bzw. 11 (Fig. 2, 4) angeordnet, das vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial besteht und die Kugeln 8 des Kugelumlaufkanales zumindest über einen Teil der Länge der Schraubennut 4 der Mutter unverlierbar in dem Kugelumlaufkanal hält. Zu diesem Zwecke weist das in seinem Querschnitt in den Einzelheiten insbesondere in den Fig. 4, 6 dargestellte biegsame Band 10 bzw. 11 wenigstens ein über die Länge des Bandes durchgehendes lippenförmiges Halterungsteil 12 auf, dessen Querschnittsgestalt im wesentlichen keilförmig ist. Das Halterungsteil 12 ist an einer IYurzel 13 mit einem ebenfalls über die Länae des Bandes durchgehenden stegartigen Halteteil 14 einstückig verbunden, das bei der dargestellten Ausführungsform eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsgestalt aufweist. Zwischen zwei benachbarten Schraubengängen der Mutter 2 ist in der aus den Fig. 2 und 4 ersichtlichen Weise jeweils ein Band 10 angeordnet, das mit zwei lippenförmigen Halterungsteilen 12 ausgebildet ist, die jeweils über ihre Wurzel 13 mit einem gemeinsamen Hal- teteil 14 einstückig verbunden sind. Die neben den beiden aussen liegenden Kugelumlaufbahnen angeordneten biegsamen Bänder 11 sind in der aus Fig. 6 zu ersehenden Weise jeweils lediglich mit einem lippenförmigen Halterungsteil 12 versehen, doch ist es grundsätzlich auch möglich, an dieser Stelle das biegsame Band 10 einfach durchgehen zu lassen. Das biegsame Band 10 bzw. 9 ist mit seinem Halteteil 14 in eine in dem schraubenförmigen Steg 6 der Mutter 2 zwischen zwei benachbarten Schraubengängen mittig angeordneten schraubenförmigen Nut 15 gehaltert, wobei es auf dem Steg 6 jeweils mit wenigstens einer Schulter 16 aufliegt. Die schraubenförmige Nut 15 ist hier parallelflankig ausgebildet; in einer alternativen Ausführungsform könnte sie auch eine andere, beispielsweise schwalbenschwanz- oder teilkreisförmige Querschnittsgestalt aufweisen, so dass das entsprechend gestaltete Halteteil 14 formschlüssig gehaltert ist. Das biegsame Band 10 bzw. 11 ragt mit der Randkante seines lippenförmigen Halterungsteiles 16 über die Mitten 17 der Kugeln 8, wobei es sich etwa bis zur Höhe der schraubenförmigen Stege 5 der Spindel 1 erstreckt und liegt mit leichter elastischer Kraft an den Kugeln 8 an, wobei sich eine im wesentlichen lediglich linienförmige Berührung ergibt. Die Kugeln 8 sind damit durch das biegsame Band 10 bzw. 11 unverlierbar in der Schraubennut 4 der Mutter 2 gehaltert, so dass diese von der Spindel 1 abgeschraubt werden kann, ohne dass die Kugeln 8 herausfallen. Das biegsame Band 10 kann, wie bereits früher erwähnt, durchgehend über die gesamte axiale Länge der Mutter 2 in die in den schraubenförmigen Steg 6 eingearbeitete Nut 15 in der beschriebenen Weise eingesetzt sein. Dann muss die Anordnung im Bereiche der Rückleitungskanäle 9, wie in Fig. 2 dargestellt, gestaltet sein, d.h. jeder Rückleitungskanal 9 muss die Kugeln 8 in der Mutter 2 über das von ihm überquerte Band 10 und die zugehörige Nut 15 in einem radial aussenliegenden Bereich hinwegleiten. Alternativ kann die Anordnung aber auch derart getroffen sein, dass das biegsame Band in dem Bereich des jeweiligen Rückleitungskanales 9 unterbrochen ist, wie dies in Fig. 2 bei 20 angedeutet ist. In diesem Falle kann aussen das einlippige Band 11 verwendet werden. Während bei dem im Vorstehenden anhand der Fig. 1 bis 4 erläuterten Kugelumlauf-Schraubgetriebe die Schraubennuten 4 unmittelbar in das entsprechend ausgewählte härtbare Material der Mutter 2 eingearbeitet sind - was einen erheblichen Herstellungsaufwand bedingt - sind bei der Ausführungsform nach den Fig. 5, 6 die Schraubennuten 4 der Mutter durch drei,jc-weils entsprechend einem Schraubengang gebogene, im Querschnitt im wesentlichen rinnenförmige Profilringe 21 begrenzt, die in einen sie umgebenden Mutterkörper 2a, der auch aus Kunststoffmaterial bestehen kann, eingegossen oder eingespritzt sind. Jeder der Profilringe 21 besteht aus zwei symmetrischen Ringteilen 21a, 21b, die jeweils aus einem entsprechenden Stahlblechteil mit hoher Präzision geprägt und gebogen sind. Die beiden Ringteile 21a, 21b sind durch den Mutterkörper 2a in ihrer gegenseitigen Lage exakt fixiert. Jeder Profilring 21 ist mit einem angeformten, den Rückleitungskanal 9 bildenden kurzen Abschnitt 22 versehen, der entsprechend dem Rückleitungskanal nach Fig. 2 querverlaufend angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform sind die zur Aufnahme des Halteteiles 14 des biegsamen Bandes 10 bzw. 11 dienenden schraubenförmigen Nuten 15 jeweils durch entsprechende randseitige, ringförmige Vertiefungen 23 der Profilringe 21 begrenzt. Im übrigen ist die Anordnung entsprechend der anhand der Fig. 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsform, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile beschreiben, so dass sich eine weitere Erörterung insoweit erübrigt.

Claims: Patentansprüche 1. Kugelumlauf-Schraubgetriebe, dessen Spindel und Mutter jeweils mit im Querschnitt im wesentlichen teilkreisförmigen Schraubennuten ausgebildet sind, die wenigstens einen die Kugeln enthaltenden Ku gelumlaufkanal begrenzen, wobei die Mutter wenig stens einen die Kugeln von einem Endabschnitt ei nes Schraubenganges des Kugelumlaufkanales zu dem andern Endabschnitt dieses Schraubenganges lei tenden Rückleitungskanal aufweist, dadurch gekenn zeichnet, dass in der Mutter (2, 2a) seitlich ne ben der den Kugelumlaufkanal begrenzenden Schrau bennut (4) wenigstens ein biegsames Band (10, 11) angeordnet ist, das einen die Kugeln (8) des Ku gelumlaufkanales zumindest über einen Teil der Länge der Schraubennut (4) der Mutter in deren Schraubennut (4) unverlierbar haltenden Teil (12) aufweist. 2. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass das Band (10, 11) aus Kunststoffmaterial besteht. 3. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (10, 11) ei nen an einem stegartigen Halteteil (14) angeform ten lippenfGrn,lgen Halterungsteil (12) aufweist. 4. KugeAumlauf-Scnraubgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekenr,zeichenet, dass das Band (10, 11) mit seinem Halteteil (14) in eine entsprechende Nut (15) der Mutter (2) eingefügt ist. 5. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (10, 11) in der als Profilnut ausgebildeten Nut (15) formschlüssig ge haltert ist. 6. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen der Mutter (2) und der Spindel (1) bestehende Ringspalt nach aussen hin auf zumindest einer Seite durch das Band (11) abgedichtet ist. 7. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (10) zwischen zwei benachbarten Schrauben gängen der Mutter (2) angeordnet und mit zwei die Kugeln (8) der beiden Schraubengänge halternden Halterungsteilen (12) ausgebildet ist. 8. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden lippenförmigen Halterungsteile (12) an einem ge meinsamen Halteteil (14) angeformt sind. 9. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Band über den gesamten Umfang der die Schrauben nut (4) enthaltenden Bohrung (7) der Mutter (2) erstreckt. 10. Kugelumlauf-Schraubgetriebe nact, einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubennuten (4) der Mutter (2) durch wenig stens ellen entsprechend einem Schraubengang ge bogenen, im Querschnitt im wesentlichen rinnen förmigen Profilring (21) gebildet sind, der in einem ihn umgebenden Mutterkörper (2a) angeordnet ist und dass die Nut(en) (15) zur Aufnahme des Hal teteiles (14) des Bandes (10, 11) durch den Pro filring (21) oder die Profilringe (21) begrenzt ist bzw. sind.

Inventors: NEFF, KARL
Applicants: NEFF GEWINDESPINDELN GMBH
Application year: 1984
Main classification: F16H25
IPC codes: F16H25