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Dokumentenidentifikation DE102006026953A1 20.12.2007
Titel Kugelumlaufspindel mit einem einrastenden Rücklaufansatz
Anmelder Hiwin Technologies Corp., Taichung, TW
Erfinder Chen, Xin-He, Taichung, TW
Vertreter Hauck Patent- und Rechtsanwälte, 80339 München
DE-Anmeldedatum 09.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006026953
Offenlegungstag 20.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.12.2007
IPC-Hauptklasse F16H 25/22(2006.01)A, F, I, 20060609, B, H, DE
Zusammenfassung Kugelumlaufspindel mit einem einrastenden Rücklaufansatz, die eine Schraubenmutter, eine Spindel und einen Rücklaufansatz aufweist. Die Schraubenmutter und der Rücklaufansatz weisen eine Rastnut bzw. einen der Rastnut entgegengesetzten Rastvorsprung auf. Der Rücklaufansatz verfügt über einen elastischen Verbindungsabschnitt, mit dem der Rastvorsprung in die Rastnut eingreifen kann. Damit wird vermieden, dass ein Befestigungselement zum Befestigen des Rücklaufansatzes an der Schraubenmutter eingesetzt werden muss, wie dies beim Stand der Technik meist der Fall war. 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. Außerdem ist die Rücklaufbahn des Rücklaufansatzes in umschlossener Weise ausgeführt. Damit wird vermieden, dass die Rollkugeln mit der Schraubenmutter in Berührung kommen und dagegen stoßen, wodurch unnötige (hohe) Geräuschentwicklung wirksam verhindert wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein relevantes Element für eine Kugelumlaufspindel, insbesondere eine Kugelumlaufspindel mit einem einrastenden Rücklaufansatz.

Stand der Technik

In 1 ist eine herkömmliche Kugelumlaufspindel mit einem einrastenden Rücklaufansatz dargestellt, die aus der US 4357838 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 Spiralrille 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.

Um die oben erwähnten Probleme zu vermeiden, ist eine weitere Kugelumlaufspindel entwickelt worden, die aus der US 5664459 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.

Aufgabenstellung

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.

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.

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.

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.

Ausführungsbeispiel

Im Folgenden werden Aufgaben, Merkmale und Funktionsweise der Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer herkömmlichen Konfiguration gemäß US 4357838;

2 eine perspektivische Darstellung einer weiteren herkömmlichen Konfiguration gemäß US 5664459;

3 eine perspektivische Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Rücklaufansatzes;

4 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel, wobei die Spindel nicht näher dargestellt ist;

5 eine perspektivische Gesamtansicht des Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel in montiertem Zustand, wobei die Spindel nicht näher dargestellt ist;

6 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel; und

7 eine perspektivische Gesamtansicht des Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel in montiertem Zustand.

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.

Die Schraubenmutter 20 weist eine in axialer Richtung durchgehende Durchgangsbohrung 21, ein seitlich durchgehendes Rücklaufloch [nicht gezeigt] und eine spiral um das Innere der Schraubenmutter 20 herum ausgebildete Spiralrille 22 auf, wobei die Endfläche der Schraubenmutter 20 an einer der Spiralrille 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.

Die Spindel befindet sich im Inneren der Durchgangsbohrung 21, wobei die Spindel und die Spiralrille 22 der Schraubenmutter 20 einen Aufnahmeraum zur Aufnahme von Rollkugeln abgrenzen.

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 Spiralrille 22 der Schraubenmutter 20 mit einem dünnen Führungsstück 311 versehen ist, und wobei die im Inneren der Schraubenmutter 20 befindlichen Spiralrille 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.

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.

Nachfolgend wird der Vergleich der erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel mit einem einrastenden Rücklaufansatz zu dem Stand der Technik beschrieben.

Beim Zusammenbau der erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel wird die Spindel 30 zunächst in die Schraubenmutter 20 eingeschraubt, wobei die Spiralrille 31 der Schraubenspindel 30 und die Spiralrille 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.

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.

Des Weiteren weist der erfindungsgemäße Rücklaufansatz 30 eine umschlossene Rücklaufbahn 31 auf, die dicht an einer Spiralrille 22 der Schraubenmutter 20 mit einem dünnen Führungsstück 311 versehen ist, wobei die im Inneren der Schraubenmutter 20 befindlichen Spiralrille 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.

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.

Obwohl die Erfindung in Bezug auf obige Beispiele beschrieben wurde, welche derzeit als praktikabelste und bevorzugteste Ausführungsformen betrachtet werden, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Im Gegenteil sollen verschiedene Modifikationen und ähnliche Anordnungen abgedeckt werden, die sich im Umfang der beigefügten Ansprüche befinden, welche mit der breitesten Interpretation übereinstimmen, um alle derartigen Modifikationen und ähnliche Anordnung zu umfassen.

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
Spiralrille
23
Aufnahmehöhlung
24
Rastnut
30
Rücklaufansatz
31
Rücklaufbahn
311
Führungsstück
32
elastischer Verbindungsabschnitt
33
Rastvorsprung
331
Schräge
332
Auflagefläche


Anspruch[de]
Kugelumlaufspindel mit einem einrastenden Rücklaufansatz, die eine Schraubenmutter (20), eine sich in die Schraubenmutter (20) schraubende Spindel und einen Rücklaufansatz (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklaufansatz (30) mit elastischen Verbindungsabschnitten (32) versehen ist, wobei die Schraubenmutter (20) und der Verbindungsabschnitt (32) des Rücklaufansatzes (30) über eine Rastnut (24) bzw. einen Rastvorsprung (33) verfügen, und wobei der Rastvorsprung (33) in die Rastnut (24) eingreift, was für einen sicheren Halt des Rücklaufansatzes (30) an der Schraubenmutter (20) sorgt. Kugelumlaufspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklaufansatz (30) eine umschlossene Rücklaufbahn (31) aufweist, die dicht an einer Spiralrille (22) der Schraubenmutter (20) mit einem dünnen Führungsstück (311) versehen ist, wobei die im Inneren der Schraubenmutter (20) befindlichen Rollkugeln über die umschlossene Rücklaufbahn (31) zum Rücklaufloch führt. Kugelumlaufspindel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

– dass die Endfläche der Schraubenmutter (20) an einer der Spiralrille (22) und dem Rücklaufloch entsprechenden Stelle mit einer Aufnahmehöhlung (23) versehen ist, in der sich die vertiefte Rastnut (24) befindet; und

– dass der Rücklaufansatz (30) in die Aufnahmehöhlung (23) der Schraubenmutter (20) eingreift, wobei sich mehrere elastische Verbindungsabschnitte (32) vom Rücklaufansatz (30) erstrecken, und wobei der am Ende des Verbindungsabschnitts (32) ausgebildete Rastvorsprung (33) eine der Rastnut (24) der Schraubenmutter (20) angepasste Schräge (331) aufweist, und wobei eine Auflagefläche (332) entsprechend der Schräge (331) ausgebildet ist.
Kugelumlaufspindel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenmutter (20) an der Außenseite der Aufnahmehöhlung (23) mit einer ringförmigen, vertieften Rastnut (24) versehen ist. Kugelumlaufspindel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenmutter (20) an der Außenseite der Aufnahmehöhlung (23) mit einer vertieften Rastnut (24) versehen ist. Kugelumlaufspindel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

– dass die Endfläche der Schraubenmutter (20) an einer der Spiralrille (22) und dem Rücklaufloch entsprechenden Stelle mit einer Aufnahmehöhlung (23) versehen ist, in der sich der Rastvorsprung (33) befindet, an dessen einer Seite eine Schräge (331) ausgebildet ist, wobei eine Auflagefläche (332) entsprechend der Schräge (331) ausgebildet ist; und

– dass der Rücklaufansatz (30) in die Aufnahmehöhlung (23) der Schraubenmutter (20) eingreift, wobei sich mehrere elastische Verbindungsabschnitte (32) vom Rücklaufansatz (30) erstrecken, und wobei im elastischen Verbindungsabschnitt (32) eine Rastnut (24) ausgebildet ist, die in der Form an den Rastvorsprung (33) der Schraubenmutter (20) derart angepasst ist, dass der Rastvorsprung (33) in die Rastnut (24) eingreifen kann, was für einen axialen Halt des Rücklaufansatzes (30) an der Endfläche der Schraubenmutter (20) sorgt.






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