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Patent Searching and Data


Title:
BALL SCREW NUT AND METHOD FOR PRODUCING A BALL SCREW NUT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/158150
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a ball screw nut for a ball screw drive, comprising a sleeve element (3) which is formed as a sheet metal part and has a thread (8) which is formed for the largest part as a load channel (9), wherein a relief section (14) formed within the thread (8) extends from the load channel (9) at least slightly radially outwards and adjoins a deflection channel (11).

Inventors:
PFEFFER, Claus (Lenzenhecke 8, Gerhardshofen, 91466, DE)
BAIER, Richard (Rainsberg 13, Aurachtal, 91086, DE)
KREUTZER, Mario (Oberlinder-Str. 71, Sonneberg, 96515, DE)
Application Number:
DE2019/100078
Publication Date:
August 22, 2019
Filing Date:
January 25, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG (Industriestraße 1-3, Herzogenaurach, 91074, DE)
International Classes:
F16H25/24; F16H25/22
Foreign References:
DE102014220725A12015-10-01
DE10062982A12002-06-20
US6192585B12001-02-27
JP2017032064A2017-02-09
DE102014204562A12015-09-17
DE2829433C21986-09-25
EP1281880B12007-06-06
DE102009009851A12010-08-26
DE102014221135B32016-01-07
US5749265A1998-05-12
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Claims:
Patentansprüche

1. Kugelgewindemutter für einen Kugelgewindetrieb, umfassend ein als Blechteil ausgebildetes Hülsenelement (3) mit einem zum größten Teil als Lastkanal (9) ausgebildeten Gewindegang (8), wobei ein innerhalb des Gewindegangs (8) gebildeter Entlastungsabschnitt (14) vom Lastkanal (9) aus zumindest gering- fügig radial nach außen verläuft und an einen Umlenkkanal (11 ) grenzt.

2. Kugelgewindemutter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsabschnitt (14) durch mindestens einen in Richtung des Gewinde- gangs (8) verlaufenden Einschnitt (19,20,23) gegenüber dem übrigen Gewin- degang (8) radial nach außen verlagert ist, wobei auch der Außendurchmesser des Hülsenelementes (3) im Bereich des Entlastungsabschnittes (14) vergrö- ßert ist.

3. Kugelgewindemutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsabschnitt (14) in beiden Axialrichtungen des Hülsenelementes (3) jeweils durch einen Einschnitt (19,20) begrenzt ist.

4. Kugelgewindemutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsabschnitt (14) durch einen einzigen, in dessen Längsrichtung ver- laufenden Einschnitt (23) mittig geteilt ist.

5. Kugelgewindemutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkkanal (11 ) Teil einer Einzelumlenkung (12) ist.

6. Kugelgewindemutter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (3) in ein ringförmiges Trägerteil (5) eingesetzt ist, an dessen Innenumfangsfläche Ausnehmungen (24) erster Art gebildet sind, in welche das Hülsenelement (3) im Bereich der Entlastungsabschnitte (14) eingreift, sowie mindestens eine an die Ausnehmungen (24) erster Art grenzende Ausneh- mung (25) zweiter Art, welche im Vergleich zu den Ausnehmungen (24) erster Art tiefer und zur Aufnahme des Umlenkkanals (11 ) ausgebildet ist.

7. Kugelgewindemutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkkanal (11 ) Teil einer Außenumlenkung und durch ein gesondertes, aus Kunststoff gefertigtes Element (28) gebildet ist.

8. Kugelgewindemutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkkanal (11 ) Teil einer Stirnumlenkung (27) ist.

9. Kugelgewindemutter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (3) im Bereich des Entlastungsabschnittes (14) eine reduzierte Wandstärke aufweist, wobei der Außendurchmesser des gesamten Hülsen- elementes (3), soweit auf dessen Innenseite der Gewindegang (8) einschließ- lich des Entlastungsabschnittes (14) gebildet ist, einheitlich ist.

10. Verfahren zur Herstellung einer Kugelgewindemutter, mit folgenden Schritten:

- Bereitstellung eines Metallrohlings sowie eines ringförmigen Trägerteils (5), - Erzeugung eines eine Kugellaufbahn aufweisenden Hülsenelementes (3) durch spanlose Formung eines Gewindegangs (8) im Metallrohling, wobei der Gewindegang (8) über den größten Teil seiner Länge als Lastkanal (9) ausgebildet wird und mindestens ein Ende des Lastkanals (9) in einen Ent- lastungsabschnitt (14) übergeht, welcher vom Lastkanal (9) aus zumindest geringfügig in Radialrichtung des Hülsenelementes (3) nach außen verläuft,

- Einsetzen des Hülsenelementes (3) in das ringförmige Trägerteil (5), wobei der Entlastungsabschnitt (14) durch das Trägerteil (5) soweit nach innen gezwungen wird, dass einerseits das Hülsenelement (3) mit seiner Außen- wandung auch im Bereich des Entlastungsabschnitts (14), ebenso wie mit dem Lastkanal (9), am Trägerteil (5) anliegt und andererseits der Innen- durchmesser der als Gewindegang (8) geformten Wandung des Hülsenele- mentes (3) im Bereich des Entlastungsabschnitts (14) im Vergleich zum Lastkanal (9) vergrößert bleibt.

Description:
Kuqelqewindemutter und Verfahren zur Herstellung einer Kuqelqewindemutter

Die Erfindung betrifft eine für die Verwendung in einem Kugelgewindetrieb geeignete Kugelgewindemutter sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Kugelgewindemutter.

Aus der DE 28 29 433 C2 ist ein als Schraubengetriebe bezeichneter Kugelgewinde- trieb bekannt. Das bekannte Schraubengetriebe umfasst ein langgestrecktes

Schraubenteil, das heißt eine Gewindespindel, sowie eine Getriebemutter, welche aus einer Außenhülse und einem inneren hülsenartigen Bauteil aufgebaut ist. Eine Ku- gelabrollbahn ist durch das hülsenartige Bauteil gebildet. Dieses Bauteil ist mit einer Mehrzahl von Durchgangsbohrungen versehen, in die Kugelrückführelemente einge- setzt sind. Das hülsenartige Bauteil weist eine in im Wesentlichen einheitliche Wand- stärke auf.

Ein in der EP 1 281 880 B1 offenbarter Kugelgewindetrieb umfasst eine Mutter, die ei- ne spiralförmige, mit einer Wellenrille einer Welle, das heißt Spindel, korrespondie- rende Mutter-Kugelrille mit einem halbkreisförmigen Querschnitt aufweist. Mindestens ein Abschnitt der Mutter-Kugelrille weist einen größeren effektiven Durchmesser als die übrigen Abschnitte der Mutter-Kugelrille auf. Sofern lediglich ein einziger derartiger Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser existiert, befindet sich dieser mittig zwischen den beiden Stirnseiten der Mutter, das heißt Kugelgewindemutter. Sofern mehrere Abschnitte mit erweitertem Durchmesser vorhanden sind, sind diese gleichförmig längs der Mutter-Kugelrille verteilt, wobei in keinem Fall ein Abschnitt der Mutter- Kugelrille mit erweitertem Durchmesser an eine Stirnseite der Mutter grenzt. Im Be- reich der beiden Stirnseiten der Mutter grenzt die Kugelrille an eine Kugelrückführung, welche in der EP 1 281 880 B1 als Zirkulationsglied bezeichnet wird. Damit ist eine Außenumlenkung des Kugelgewindetriebs gegeben.

Ein weiterer Kugelgewindetrieb, bei welchem eine Kugelrille einer Kugelmutter keinen durchgehend einheitlichen Querschnitt aufweist, ist in der DE 10 2009 009 851 A1 be- schrieben. In diesem Fall ist die Kugelrille der Kugelmutter durch wenigstens einen schulterfreien Innenumfangsabschnitt der Kugelmutter unterbrochen. Mehrere in die- ser Art freigestellte Innenumfangsabschnitte können bereits vor dem Erzeugen der Kugelrille am Innenumfang der Kugelmutter bereitgestellt werden. Auch beim Kugel- gewindetrieb nach der DE 10 2009 009 851 A1 handelt es sich um einen Kugelgewin- detrieb mit Außenumlenkung. Allgemein wird darauf hingewiesen, dass zwischen den Enden eines Umlenkrohres und dem Beginn des Lastabschnittes des Kugelgewinde- triebs ein Einlaufabschnitt oder auch Auslaufabschnitt ausgebildet sein kann, so dass die ein- oder auslaufenden Kugeln allmählich be- oder entlastet werden.

Die DE 10 2014 221 135 B3 offenbart eine Kugelgewindemutter mit einem ein Gewin- deprofil aufweisenden, rohrförmigen, optional mit Kunststoff umspritzten Blechkörper. Der Blechkörper ist aus einem das Gewindeprofil beschreibenden Blechteil und einem darin eingesetzten, als weiteres Blechteil ausgebildeten Kugelrückführungsstück zu- sammengesetzt. Ebenso wie bei dem aus der DE 28 29 433 C2 bekannten Kugelge- windetrieb handelt es sich somit um ein Teil eines Kugelgewindetriebs mit Einzelum- lenkung.

Die US 5,749,265 A offenbart einen Kugelgewindetrieb, dessen Mutter eine Kugelrille aufweist, deren Durchmesser sich über die gesamte Gewindemutter hinweg - in Längsrichtung des Spindeltriebs betrachtet - kontinuierlich ändert. Auf diese Weise soll eine Vergleichmäßigung der Krafteinleitung in die Kugelgewindemutter erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kugelgewindetrieb gegenüber dem Stand der Technik sowohl unter fertigungstechnischen Aspekten als auch hinsichtlich der in Relation zum konstruktiven Aufwand zu betrachtenden mechanischen Belast- barkeit sowie Betriebssicherheit weiterzuentwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine für einen Kugelgewindetrieb geeignete Kugelgewindemutter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Kugelgewindemutter gemäß Anspruch 10. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Herstellungsverfahren erläu- terte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Vor- richtung, das heißt die Kugelgewindemutter, und umgekehrt.

Die Kugelgewindemutter umfasst ein als Blechteil ausgebildetes Hülsenelement mit einem zum größten Teil als Lastabschnitt ausgebildeten Gewindegang, wobei ein Ent- lastungsabschnitt des Gewindegangs einen integralen Bestandteil des Blechteils dar- stellt und in Relation zum Lastkanal radial zumindest geringfügig nach außen verlagert ist und an einen Umlenkkanal grenzt, welcher ebenfalls der Kugelgewindemutter zu- zurechnen ist. Beim Entlastungsabschnitt handelt es sich somit ebenso wie beim Lastabschnitt um einen umformtechnisch hergestellten Abschnitt des Hülsenelemen- tes, wobei der Entlastungsabschnitt einstückig an den Lastabschnitt anschließt. Im Unterschied hierzu kann der Umlenkkanal durch ein gesondertes Element, wie prinzi- piell zum Beispiel aus der DE 10 2014 221 135 B3 bekannt, gebildet sein. Eine Stoß- steile zwischen dem Gewindegang der Kugelgewindemutter und einem gesonderten Umlenkelement befindet sich somit außerhalb des Lastabschnitts.

Das Hülsenelement ist rationell aus einem hülsenförmigen Metallrohling herstellbar. Hierbei wird der gesamte Gewindegang, das heißt sowohl der Lastabschnitt als auch die an diesen angrenzenden Entlastungsabschnitte, umformtechnisch erzeugt, wobei die Entlastungsabschnitte durch angeformte oder angebogene Entlastungsrampen gebildet sind. Sofern Aussparungen für Umlenkelemente vorgesehen sind, können solche Ausnehmungen ebenfalls spanlos, zum Beispiel durch Schneiden oder Stan- zen oder eine Kombination aus Schneiden und Stanzen, eingebracht werden.

Gemäß einer ersten Konzeption ist der Entlastungsabschnitt des Hülsenelementes durch mindestens einen in Richtung des Gewindegangs verlaufenden Einschnitt, das heißt einen längs der schraubenförmigen Kugelrille verlaufenden Einschnitt, gegen- über dem übrigen Gewindegang radial nach außen verlagert. Diese Konzeption ist durch verschiedene Bauformen realisierbar. Gemäß einer ersten möglichen Bauform ist der Entlastungsabschnitt in beiden Axial- richtungen des Hülsenelementes jeweils durch einen Einschnitt der genannten Art be- grenzt. Im Bereich des Entlastungsabschnitts ist die Kugelrille somit durch eine zu- mindest geringfügig nach außen gebogene Zunge gebildet, welche nahtlos an den Lastabschnitt anschließt.

Gemäß einer alternativen Bauform ist der Gewindegang im Entlastungsabschnitt durch einen einzigen, in dessen Längsrichtung verlaufenden Einschnitt mittig geteilt. Dies bedeutet, dass die Kugelrille in der Mitte zumindest geringfügig aufgeklappt ist, um den Entlastungsabschnitt zu schaffen.

In beiden Bauformen ist der Außendurchmesser des Hülsenelementes im Bereich des Entlastungsabschnitts im Vergleich zu Bereichen, in welchen sich der Lastabschnitt befindet, geringfügig vergrößert. Hierbei kann im Laufe des Herstellungsverfahrens zunächst eine stärker ausgeprägte Durchmesservergrößerung als beim endgültigen Hülsenelement gegeben sein.

Gemäß einer zweiten möglichen Konzeption weist das Hülsenelement im Bereich des Entlastungsabschnittes keinen Einschnitt, jedoch eine reduzierte Wandstärke auf, wo bei der Außendurchmesser des gesamten Hülsenelementes in diesem Fall, soweit im Hülsenelement der Gewindegang ausgeprägt ist, entweder einheitlich oder uneinheit- lich, nämlich im Bereich des Entlastungsabschnitts erweitert, sein kann.

Sowohl gemäß der ersten Konzeption geformte Hülsenelemente als auch gemäß der zweiten Konzeption geformte Hülsenelemente sind geeignet, in ein ringförmiges Trä- gerteil aus Metall, welches Kräfte aufnimmt, das heißt das Hülsenelement abstützt, eingesetzt zu werden. Dies gilt insbesondere in Fällen, in denen durch den Umlenk- kanal eine Einzelumlenkung gebildet ist. Die Formung des Hülsenelementes aus einem Metallrohling mit hohler, zylindrischer Grundform und der Zusammenbau mit einem ringförmigen Trägerteil zur Kugelgewin- demutter kann folgende Schritte umfassen:

- Bereitstellung eines vorzugsweise zylindrischen Metallrohlings sowie eines ringförmigen, ebenfalls aus Metall gefertigten Trägerteils, wobei es sich bei dem Metallrohling um ein im Vergleich zum Trägerteil dünnwandiges Blech- teil handelt,

- Erzeugung eines eine Kugellaufbahn aufweisenden Hülsenelementes durch spanlose Formung eines Gewindegangs im Metallrohling, wobei der Gewin- degang über den größten Teil seiner Länge als späterer Lastabschnitt der Kugelgewindemutter vorgesehen ist und mindestens ein Ende des Lastab- schnitts in einen Entlastungsabschnitt des Gewindegangs übergeht, welcher vom Lastabschnitt aus zumindest geringfügig in Radialrichtung des Hülsen- elementes nach außen verläuft,

- Einsetzen des Hülsenelementes in das ringförmige Trägerteil, wobei der Entlastungsabschnitt durch das Trägerteil soweit nach innen gezwungen wird, dass einerseits das Hülsenelement mit seiner Außenwandung auch im Bereich des Entlastungsabschnitts, ebenso wie mit dem Lastabschnitt, am Trägerteil anliegt und andererseits der Innendurchmesser der als Gewinde- gang geformten Wandung des Hülsenelementes im Bereich des Entlas- tungsabschnitts im Vergleich zum Lastabschnitt vergrößert bleibt.

Vor dem Einsetzen des Hülsenelementes in das ringförmige Trägerteil wird das Hül- senelement in bevorzugter Verfahrensführung einer Wärmebehandlung unterzogen. Das auf diese Weise gehärtete Hülsenelement weist eine ausreichende Wälzfestigkeit im Gewindegang auf. Darüber hinaus kann auch in den Kontaktbereichen zwischen Hülsenelement und Trägerteil eine Härtung des Hülsenelementes von Vorteil sein.

In an sich bekannter Weise kann durch die Kugelgewindemutter entweder eine einzi- ge Einzelumlenkung oder eine Mehrzahl an Einzelumlenkungen gebildet sein. Der Begriff Einzelumlenkung bedeutet, dass Kugeln, nachdem sie eine einzige Windung annähernd komplett durchlaufen haben, durch die in der Kugelgewindemutter befindli- che Umlenkung wieder an den Beginn der Windung zurückgeleitet werden. Im Ver- gleich zu Außenumlenkungen zeichnen sich Einzelumlenkungen durch einen beson- ders geringen Raumbedarf in radialer Richtung des Kugelgewindetriebs aus.

Bei einer Außenumlenkung unterliegt dagegen die Anzahl der Windungen, welche ei- ne Kugel durchläuft, bevor sie durch ein Umlenkelement zurückgeführt wird, prinzipiell keinen Beschränkungen. Sofern im vorliegenden Fall eine Außenumlenkung gegeben ist, ist der Umlenkkanal beispielsweise durch ein gesondertes, aus Kunststoff gefertig- tes Element gebildet. Auch eine Stirnumlenkung der Wälzkörper, das heißt Kugeln, des Kugelgewindetriebs ist möglich. Insbesondere in Fällen einer Stirnumlenkung o- der einer Außenumlenkung kommt nicht nur eine eingängige, sondern auch eine mehrgängige Gestaltung des Kugelgewindetriebs in Betracht.

Das Trägerteil, in welches das Flülsenelement eingesetzt ist, kann zusätzlich zur Hal- terung des Flülsenelementes und Aufnahme von Kräften verschiedenste Funktionen erfüllen. Beispielsweise ist an der Außenumfangsfläche des Trägerteils unmittelbar durch dieses Teil oder durch ein gesondertes Element eine Verzahnung ausgebildet, womit die Kugelgewindemutter als Antriebselement eines Kugelgewindetriebs nutzbar ist. Je nach Art der Verzahnung kann der Antrieb beispielsweise mittels eines Riemen- triebs oder in Form eines Stirnradgetriebes erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann sich an der Außenumfangsfläche des Trägerteils beispielsweise eine Laufbahn für ein Wälzlager, insbesondere Kugellager, befinden.

Je nach Anwendungsfall kann statt der Kugelgewindemutter auch die Gewindespindel als Antriebselement des Kugelgewindetriebs fungieren, wobei in diesem Fall die Ku- gelgewindemutter in verdrehgesicherter Weise innerhalb einer Umgebungskonstrukti- on linear verlagerbar ist. Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. FHierin zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer mehrteiligen Kugelgewindemutter,

Fig. 2 ein Detail der Anordnung nach Fig. 1 ,

Fig. 3 ein Einzelteil, nämlich Flülsenelement, der Kugelgewindemutter nach

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung,

Fig. 4 das Flülsenelement nach Fig. 3 in geschnittener Darstellung,

Fig. 5 ein Detail aus Fig. 4,

Fig. 6 ausschnittsweise ein alternativ ausgestaltetes Flülsenelement für eine

Kugelgewindemutter,

Fig. 7 ein Detail aus Fig. 6,

Fig. 8 ein Trägerteil der Kugelgewindemutter nach Fig. 1 in perspektivischer

Ansicht,

Fig. 9 ausschnittsweise einen Kugelgewindetrieb einschließlich der Kugelge- windemutter nach Fig. 1 ,

Fig. 10 eine alternative Ausgestaltung einer Kugelgewindemutter in einer Dar- stellung analog Fig. 1 , Fig. 1 1 ein Detail aus der Anordnung nach Fig. 10,

Fig. 12 eine Kugelgewindemutter mit formschlüssiger Verdrehsicherung zwi- schen Trägerteil und Hülsenelement,

Fig. 13 eine Kugelgewindemutter mit Stirnumlenkung,

Fig. 14 ein Detail aus der Anordnung nach Fig. 13,

Fig. 15 ein Einzelteil, nämlich Hülsenelement, einer Kugelgewindemutter, wobei ein Entlastungsabschnitt ohne Einschnitt geformt ist,

Fig. 16 ein Detail aus Fig. 15,

Fig. 17 eine Kugelgewindemutter einschließlich Hülsenelement nach Fig. 15 in einer Ansicht analog Fig. 1 ,

Fig. 18 ein Detail der Anordnung nach Fig. 17,

Fig. 19 eine Kugelgewindemutter mit Außenlenkung in perspektivischer Darstel- lung,

Fig. 20 eine geschnittene Darstellung der Kugelgewindemutter nach Fig. 19,

Fig. 21 eine Kugelgewindemutter mit Außenumlenkung und einem Hülsenele- ment entsprechend Fig. 6, Fig. 22 eine Kugelgewindemutter mit Außenumlenkung und einem Hülsenele- ment entsprechend Fig. 15.

Die folgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf sämt- liche Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Ein Kugelgewindetrieb 1 umfasst eine Gewindespindel 2 und eine mehrteile Kugelge- windemutter 10. Teile der Kugelgewindemutter 10 sind ein Flülsenelement 3 und ein Trägerteil 5, welches das Flülsenelement 3 abstützt. Beim Flülsenelement 3 handelt es sich um ein Blechteil. Optional ist auch die Gewindespindel 2 als Blechteil ausgebildet, wie in Fig. 9 skizziert. In diesem Fall ist die Gewindespindel 2 durch ein rohrförmiges Trägerteil 4 abgestützt. Gewindegänge des Kugelgewindetriebs 1 sind im Fall der Gewindespindel 2 mit 7 und im Fall der Kugelgewindemutter 10 mit 8 bezeichnet. Im Beispiel nach Fig. 9 erfolgt die Drehmomentübertragung zwischen dem Flülsenele- ment 3 und dem zugehörigen Trägerteil 5 formschlüssig. In allen Ausführungsbeispie- len zeichnen sich die Gewindegänge 8, wie aus den Figuren hervorgeht, an der Au- ßenumfangsfläche des Flülsenelementes 3 ab, so dass dessen Wandstärke, eventuell mit Ausnahme der Entlastungsabschnitte 14, weitgehend einheitlich ist.

Als Antriebselement des Kugelgewindetriebs 1 kann wahlweise die Gewindespindel 2 oder die Kugelgewindemutter 10 fungieren. Im letztgenannten Fall kann das Trägerteil 5 entsprechend Fig. 9 eine Verzahnung 6 aufweisen, die einen Antrieb mittels eines Riementriebs ermöglicht. Eine solche Verzahnung 6 ist optional auch bei den Baufor- men nach den Figuren 1 , 10 und 17 vorhanden. Mit M ist die Mittelachse des Kugel- gewindetriebs 1 , das heißt die Rotationsachse der Gewindespindel 2 oder der Kugel- gewindemutter 10, bezeichnet.

In allen Bauformen umfasst der durch das Flülsenelement 3 gebildete Gewindegang 8 mindestens einen Lastkanal 9 und mehrere Entlastungsabschnitte 14. Der Lastkanal 9 erstreckt sich hierbei über den größten Teil des Gewindegangs 8. Die Entlastungsab- schnitte 14 stellen Übergänge zwischen dem Lastkanal 9 und einem Umlenkkanal 11 dar. Der Umlenkkanal 11 kann in Form einer Einzelumlenkung 12 (Fig. 1 , Fig. 10,

Fig. 12, Fig. 17), in Form einer Stirnumlenkung (Fig. 13) oder als Außenumlenkung (Fig. 19 bis 22) gestaltet sein. Halterungen des Umlenkkanals 11 sind in Fällen mit Einzelumlenkung 12 mit dem Bezugszeichen 13 gekennzeichnet. Zur Aufnahme der Einzelumlenkungen 12 weist das Trägerteil 5 Vertiefungen 15 auf, welche auch als Freistellungen bezeichnet werden.

Die Entlastungsabschnitte 14 sind in der Ausführungsform nach Fig. 1 durch zungen- artige, in eine Aussparung 21 auslaufende Abschnitte des Gewindegangs 8 gebildet. Ist das Hülsenelement 3 in das Trägerteil 5 eingesetzt, so befindet sich der Entlas- tungsabschnitt 14 in einem mit 16 bezeichneten Bereich erweiterten Durchmessers an der Innenumfangsfläche des Trägerteils 5. Axial neben dem Bereich 16 erweiterten Durchmessers befindet sich eine zylindrische Innenwandung 17 mit im Vergleich zum Bereich 16 verringerten Durchmesser. Ein zwischen dem Bereich 16 und der Innen- wandung 17 gebildeter Absatz ist mit 18 bezeichnet.

Der Entlastungsabschnitt 14 ist durch Einschnitte 19, 20, welche beispielsweise in Fig. 2 erkennbar sind und in Richtung des Gewindegangs 8, das heißt im Wesentli- chen in Umfangsrichtung des Hülsenelements 3, verlaufen, von benachbarten Ab- schnitten des Hülsenelements 3 getrennt. Eine Radiusdifferenz zwischen der Außen- wandung des Entlastungsabschnitts 14 und der Außenwandung des benachbarten Abschnitts des Hülsenelements 3, das heißt eines Abschnitts, in welchem sich der Lastkanal 9 befindet, ist mit dh bezeichnet. Bei der spanlosen Formung des Hülsen- elements 3 kann der Entlastungsabschnitt 14 zunächst weiter nach außen gebogen sein. Die Radiusdifferenz dh ist durch die Geometrie des Trägerteils 5 vorgegeben und stellt sich bei der Montage der Kugelgewindemutter 5 ein. Die Radiusdifferenz dh ist derart bemessen, dass beim Betrieb des Kugelgewindetriebs 1 dessen Wälzkörper, das heißt Kugeln, in den Entlastungsabschnitten 14 vollständig entlastet sind. An jeder Einzelumlenkung 12 befinden zwei Entlastungsabschnitte 14. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist der Entlastungsabschnitt 14 durch einen einzi- gen in Längsrichtung des Gewindegangs 8 verlaufenden Spalt 23, das heißt Einschnitt im Hülsenelement 3, gebildet. In diesem Fall sind Abschnitte des Hülsenelements 3 zu beiden Seiten des Spaltes 23 etwas nach außen gebogen. Im Hülsenelement 3 abrol- lende Kugeln 22, welche in den Fig. 6 und 7 angedeutet sind, haben damit im Entlas- tungsabschnitt 14 im Vergleich zum Lastkanal 9 zusätzlichen Raum in radialer Rich- tung des Kugelgewindetriebs 1. Mit dt ist in Fig. 7 die Teilkreisradiusdifferenz zwi- schen Kugeln 22 im Lastkanal 9 und Kugeln 22 im Entlastungsabschnitt 14 gekenn- zeichnet. Betragsmäßig entspricht dt etwa der Radiusdifferenz dh gemäß Fig. 5. Die lediglich einfach geschlitzte Form der Entlastungsabschnitte 14, wie in den Figuren 6 und 7 dargestellt, kommt insbesondere für Kugelgewindetriebe 1 mit schmaler Lauf- bahnschulter des Gewindegangs 8 in Betracht. Beispielsweise ist das Verhältnis zwi- schen Gewindesteigung zu Kugeldurchmesser der Wälzkörper 22 kleiner als 1 ,4.

Die in Fig. 8 dargestellte Bauform des Trägerteils 5 ist zur Aufnahme des Hülsenele- ments 3 nach Fig. 6 geeignet. Gut erkennbar ist die mehrstufige Gestaltung der Ver- tiefung 15: Die Vertiefung 15 setzt sich zusammen aus zwei Ausnehmungen 24 erster Art und einer Ausnehmung 25 zweiter Art, welche in Umfangsrichtung zwischen den Ausnehmungen 24 erster Art liegt und unmittelbar an diese anschließt. Die Ausneh- mungen 24 erster Art haben eine wesentliche geringere Tiefe als die Ausnehmung 25 zweiter Art. Innerhalb der fertig montierten Gewindemutter 10 liegen die Entlastungs- abschnitte 14 in den Ausnehmungen 24 erster Art am Innenumfang des Trägerteils 5 an, während in der Ausnehmung 25 der Umlenkkanal 11 aufgenommen ist. Das Trä- gerteil 5 nach Fig. 8 ist auch zur Aufnahme des Flülsenelements 3 nach Fig. 3 geeig- net. Das Trägerteil 5 ist beispielsweise mit spanabhebender Bearbeitung aus Stahl gefertigt. Auch eine Fierstellung des Trägerteils 5 als Sinterteil ist möglich.

Die Fig. 10 zeigt eine Bauform des Hülsenelements 3, welches sich von den vorste- hend erläuterten Bauformen dadurch unterscheidet, dass ein einheitlicher Außen- durchmesser über die gesamte Länge des Hülsenelements 3 gegeben ist. Der Entlas- tungsabschnitt 14 ist in diesem Fall durch eine in diesem Bereich geringfügig reduzier- te Wandstärke des Hülsenelements 3 gegeben. Entsprechend der einheitlichen Geo- metrie am Außenumfang des Hülsenelements 3 weist die zylindrische Innenwandung 17 einen einheitlichen Innendurchmesser auf. Ausgenommen hiervon sind die Vertie- fungen 15, in welchen die Einzelumlenkungen 12 aufgenommen sind. Durch die redu- zierte Wandstärke, welche in den Entlastungsabschnitten 14, das heißt innerhalb des Gewindegangs 8, gegeben ist, rollen die in Fig. 11 nicht dargestellten Wälzkörper in diesen Abschnitten 14, ebenso wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7, mit einem um den Betrag dt vergrößerten Teilkreisradius, verglichen mit dem Lastkanal 9, ab.

Das Drehmoment, welches beim Betrieb des Kugelgewindetriebs 1 zwischen dem Trägerteil 5 und dem Hülsenelement 3 zu übertragen ist, kann prinzipiell entweder durch eine formschlüssige oder durch eine reibschlüssige Verbindung zwischen den genannten Teilen 5, 3 aufgenommen werden. In der Bauform nach Fig. 12 ist ein Formschluss an einer Stirnseite der Kugelgewindemutter 10 in Form einer Verdrehsi- cherung 26 gegeben.

Bei der modifizierten Bauform nach Fig. 13 ist an der Stirnseite der Kugelgewindemut- ter 10 eine Stirnumlenkung 27 zur Rückführung der Kugeln 22 erkennbar.

Die Bauform des Hülsenelements 3 nach Fig. 15 hat mit den Bauformen nach den Fig. 1 und 6 insofern Gemeinsamkeiten, als im Bereich des Entlastungsabschnitts 14 ein erweiterter Durchmesser des Hülsenelements 3 gegeben ist. In der Gestaltung gemäß Fig. 15 entfallen jedoch jegliche Spalte oder Einschnitte am oder im Entlastungsab- schnitt 14. Vielmehr ist eine Außenradiusdifferenz dh an der Mantelfläche des Hülsen- elements 3 ausschließlich umformtechnisch hergestellt, ohne die geschlossene Ober- fläche des Hülsenelements 3 zu zerstören. Dem erweiterten Außendurchmesser im Bereich des Entlastungsabschnitts 14 angepasst, weist das Trägerteil 5, ebenso wie unter Bauform nach Fig. 1 , einen Absatz 18 auf, welcher in Fig. 18 erkennbar ist. Die Gestaltung des Hülsenelements 3 nach Fig. 15 ist insbesondere für Kugelgewinde- triebe 1 geeignet, bei denen das Verhältnis zwischen Gewindesteigung zum Durch- messer der Wälzkörper 22 größer als 1 ,4 ist. Eine nicht beabsichtigte Verformung ei- nes Lastkanals 9 bei der umformtechnischen Bearbeitung der Entlastungsabschnitte 14 ist bei diesem Mindestverhältnis zwischen Gewindesteigung und Wälzkörper- durchmesser mit besonders hoher Wahrscheinlichkeit auszuschließen.

Die Fig. 19 bis 22 zeigen Ausführungsbeispiele von Kugelgewindetrieben 1 mit Au- ßenumlenkung. Zu diesem Zweck vorgesehene, insgesamt eine Ringform bildende Außenum lenkstücke 28 sind aus Kunststoff gefertigt und jeweils mehrteilig aufgebaut. Der in den Außenum lenkstücken 28 befindliche Um lenkkanal 1 1 überbrückt in an sich bekannter Weise mehrere Windungen der Gewindegänge 7, 8.

In Fig. 19 sind Versteifungsrippen 29 der Außenum lenkstücke 28 sowie Flaltekonturen 30, die ebenfalls durch die Außenum lenkstücke 28 gebildet sind, erkennbar. An den Flaltekonturen sind Klammern 33 gehalten, die die mehrteiligen Außenumlenkstücke 28 Zusammenhalten.

Durch das Trägerteil 5 sind in jeder Bauform nach den Fig. 19 bis 22 ein Flansch 31 sowie eine Kugellaufbahn 32 gebildet. Am Flansch 31 ist beispielsweise ein Antriebs- rad befestigbar. Auf der Kugellaufbahn 32 rollen Wälzkörper eines nicht weiter darge- stellten Kugellagers ab, mit welchem die Kugelgewindemutter 10 in einer Umge- bungskonstruktion gelagert ist.

In der Bauform nach Fig. 20 sind zu beiden Seiten des Entlastungsabschnitts 14 Ein- schnitte 19, 20 erkennbar, wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben. Die Gestaltung gemäß Fig. 21 mit mittigem Einschnitt 23 im Entlastungsabschnitt 14 ent- spricht dagegen der Variante nach Fig. 6. Gemäß 22 ist der Entlastungsabschnitt 14 dagegen frei von Spalten oder Einschnitten, wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 17 und 18 beschrieben. Bezuqszeichenliste Kugelgewindetrieb

Gewindespindel

Hülsenelement

Trägerteil der Gewindespindel

Trägerteil der Spindelmutter

Verzahnung

Gewindegang der Gewindespindel

Gewindegang der Spindelmutter

Lastkanal, Lastabschnitt

Kugelgewindemutter

Umlenkkanal

Einzelumlenkung

Halterung der Einzelumlenkung

Entlastungsabschnitt

Vertiefung

Bereich erweiterten Durchmessers

Zylindrische Innenwandung

Absatz

Einschnitt

Einschnitt

Aussparung im Hülsenelement

Kugel, Wälzkörper

Spalt, Einschnitt

Ausnehmung erster Art

Ausnehmung zweiter Art

Verdrehsicherung

Stirnumlenkung

Außenumlenkstück

Versteifungsrippe

Haltekontur

Flansch 32 Kugellaufbahn

33 Klammer dh Außenradiusdifferenz des Hülsenelements dt Teilkreisradiusdifferenz

M Mittelachse