滚珠丝杠和用于补偿不平衡度的方法技术

本发明专利技术涉及一种滚珠丝杠，包括丝杠和同轴地至少部分包围丝杠的丝杠螺母。丝杠螺母容纳滚珠转向机构且因此具有在设计上受限制的不平衡度。力传递元件形锁合地与丝杠螺母连接。在此，丝杠螺母的周面具有至少一个凹部，所述凹部如此来定尺寸且布置，使得所述凹部对于力传递元件而言用作止挡或槽且同时有助于丝杠螺母的不平衡度补偿。此外，本发明专利技术还涉及一种用于补偿不平衡度的方法。

【技术实现步骤摘要】
滚珠丝杠和用于补偿不平衡度的方法
本专利技术涉及一种滚珠丝杠，尤其是带有环绕丝杠螺母的力传递元件，该力传递元件为了力导出而利用丝杠螺母的特征，该丝杠螺母又用于不平衡度补偿。
技术介绍
带有作为滚动体的滚珠的滚动螺旋传动机构通常被称作滚珠循环丝杠或也被称作滚珠丝杠(KGT)。技术上来看，滚珠丝杠用作螺旋传动装置，其减速或者加速传动通过确定丝杠的尺寸、更准确地说通过丝杠的斜率来确定。滚珠丝杠被使用在许多技术应用中，尤其是在机械制造中且在该处优选在机床中使用。然而滚珠丝杠同样越来越多地作为纵向驱动器在目前大多使用液压系统的领域中应用、例如在注塑机和伺服转向器中应用。此外，滚珠丝杠同样在机电式和电子液压式制动系统中起到越来越重要的作用，此时滚珠丝杠作为对于液压制动缸的替代或并联于已知的制动系统被用作制动辅助系统的操纵元件。在图1中描绘了一种根据现有技术的滚珠丝杠。滚珠丝杠10的主要组成部分包括丝杠12和环绕该丝杠的丝杠螺母14。在运行中滚珠在这两个构件之间环绕，其中，丝杠12以及丝杠螺母14的螺纹线互补地构造且如此地彼此协调，使得其作为滚珠导向装置起作用。丝杠螺母14包括螺母体13，该螺母体具有(至少)一个用于滚珠转向机构15的开口17。该滚珠转向机构15此处被示出为嵌入元件，该嵌入元件沉入开口17中。该转向机构具有如下目的，即，将滚珠在第一位置处从在丝杠螺母14与丝杠12之间的滚珠导向装置中取出且在第二位置处向回引导。滚珠向回引导装置于是构成跨接螺母丝杠系统的至少一个、经常多个螺纹线的旁路。由此形成对于滚珠丝杠10的滚珠而言的闭合的环绕路径。受丝杠螺母的设计限制，该丝杠螺母经常不对称地围绕其中心的旋转轴线来构造。滚珠向回引导装置或滚珠转向机构恰好确保，丝杠螺母的主惯性轴线不再与通过丝杠的轴向中轴线18限定的旋转轴线一致。该状态导致在运行中旋转的丝杠螺母的动态不平衡度。这表现为轴承件、固定装置的增加的负荷且因此表现为整个系统的增加的磨损。此外，由于动态不平衡度引起振动，该振动导致可听见的工作噪音，这经常是不期望的。现在已知的是，通过在正确位置处添加或者去除重量元件可避免或者显著减少旋转体的不平衡度。这在大批量生产零件的情形中可例如在试样上尝试且其后被批量实现。用于消除不平衡度的一种措施在于，在丝杠螺母中设置且以180°轴向偏移地安装尽可能相同的然而镜像对称的凹部(例如用于滚珠转向机构)。备选地，每隔120°轴向偏移地同样可设置有两个这样的补偿凹部。关于由滚珠转向机构所引起的不平衡度，这然而由于复杂的几何形状是耗费的。图2示出了带有两个凹部24和25的丝杠螺母体20，这两个凹部是设置用于滚珠向回引导通道的开口(铣槽或者空隙)。两个凹部22、23设置用于补偿由滚珠转向机构所引起的不平衡度。凹部22、23被示出为带有平坦的底部的槽，这在制造技术上是有利的，然而不同于上述镜像对称的空隙的方案。滚珠丝杠通常被如此使用，即，丝杠是位置固定的且被驱动，从而使得丝杠螺母可沿着丝杠移动，或反之。在该情况中，在丝杠以及丝杠螺母中须设置有允许如下的元件，所述元件可靠地固定保持或驱动构件，换言之，导入或导出转矩。经常为此使用齿轮，所述齿轮作为单独构件制成且可被压制、焊接或粘接到丝杠螺母上。备选地，也可设想其它力传递元件，例如摩擦轮、齿形带轮或类似物。力传递元件的概念因此应被理解为所有允许向丝杠螺母传递转矩或由丝杠螺母传递转矩的机械元件。DE102008002627A1描述了一种滚珠丝杠，其丝杠螺母具有补偿器件，该补偿器件反作用于通过单侧的滚珠向回引导构件形成的不平衡度且如此地布置和定尺寸，使得滚珠循环螺母的主惯性轴线至少靠近丝杠的旋转轴线。上述文献通过在丝杠螺母内侧上附加的凹部实现这点。文献DE102016120249.5提出，将在丝杠螺母外侧上的面状的凹部用作补偿器件。所述凹部具有如下优点，即，其在制造技术上可更容易地实现。
技术实现思路
本专利技术设定如下目的，由现有技术出发提出一种丝杠螺母，该丝杠螺母改善在力传递元件与丝杠螺母之间的力导出或转矩导出且同时最小化用于制造用于不平衡度的补偿器件的成本。这由此实现，即，至少一个凹部在丝杠的外侧上如此布置且定尺寸，使得所述凹部用作用于容纳力传递元件的互补特征的槽或止挡面且同时是(一起)补偿不平衡度的凹部的部分。换言之，该布置和定尺寸引起如下，即，由丝杠螺母和力传递元件构成的组合的主惯性轴线至少近似与该组合的运转的旋转轴线一致。通常，丝杠螺母的基体(在不考虑法兰或附件的情形中)被设计成基本上圆柱形的主体，该主体具有用于滚珠转向构件的凹部。这些凹部越大或者设置有越多的滚珠转向机构，丝杠螺母的不平衡度越大。因此已提出，将凹部分布地布置在周缘上，由此不平衡度被部分再次补偿。备选地作如下描述，即，尽可能大地实施滚珠转向机构自身，以便在与在该处被转向的滚珠的相互作用中补偿失重。然而，两种解决方案提高了滚珠丝杠的成本和/或装配耗费。显然，面状的凹部如在图2中所描述的和示出的那样同样可满足不平衡度补偿的功能。本专利技术提出，至少一个凹部38、48布置在丝杠螺母34、44的外侧、更准确来说周面上且如此来定尺寸，即，至少一个凹部对于力传递元件而言用作用于转矩传递的(力)作用面或者槽且同时有助于丝杠螺母的不平衡度补偿。在此如下证实是有效的，即，优先考虑用于力传递元件的功能上的边界条件。作为“作用面”在此在第一设计步骤中定义了丝杠螺母的表面的面区段，该丝杠螺母不同于丝杠螺母的几何结构上的基本形状来提供，以便允许在力传递元件与丝杠螺母之间的所要求的(特殊的或经预定的)转矩传递。在此，该面不被狭隘地仅理解为力可被有效地传递到其上(即力分量法向于平面作用到其上)的这样的面元件，而是如在槽或凹部22、23、38的情况中所示出的那样为了该目的所提供的凹部的整个面。该作用面至少如此来定尺寸，使得期望的转矩可被可靠传递，例如作为在丝杠螺母中的止挡面或槽。为此互补设计的特征(键或者带动件)于是处在力传递元件上。在此作为第二设计步骤注意如下，即，凹部38、48应优选面状地设计。在此面状意味着，凹部不呈沟状或裂缝状，而是具有凹坑的外形，其在宽度上的最小伸展尺寸多倍大于凹坑的深度。图5至9示例地示出如下，即，在根据本专利技术的定义的面状的凹部的情形中，凹部(如所实施的那样)的宽度b至少是最大的径向凹入深度t的3倍。作为对于宽度b而言的参考点在此选择如下点，凹部在所述点处开始；换言之，在所述点处与丝杠螺母34、44的原有外部几何形状的偏差开始。在此，b的测量在相对于旋转轴线的横截面平面中实现。类似地，凹入深度t被定义为该凹部与丝杠螺母34、44的原有外部几何形状的最大的径向测得的深度偏差。如果在丝杠螺母34、44上设置有多边形轮廓，该规定可如下来满足，即，多边形的一侧在丝杠螺母上被削平地实施，其中，凹入深度t的设计可同等地如所示出的那样构成且宽度b近似地可被看作与均匀的多边形的原有外轮廓的偏差。根据本专利技术，凹部优选具有带有倒圆的角部的矩形的形状或者与扁平长孔的形状相符，如在图3中特征38图解说明的那样。该面的轮廓线优选如此布置，使得该面的轮廓线的直线区段平行于或垂直于丝杠螺母的中心纵轴线。备选地，在注意到面状实施方案的上述条件的情况下，凹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.滚珠丝杠(30、40)，包括：丝杠(42)；和丝杠螺母(44)，所述丝杠螺母同轴地至少部分包围所述丝杠(42)；和多个滚珠(43)，所述滚珠能在丝杠(42)与丝杠螺母(44)之间的间隙中环绕；和布置在所述丝杠螺母(14)的周面中的开口(36、37)中的滚珠转向机构(15)，以及力传递元件(39、49)，所述力传递元件形锁合地与所述丝杠螺母(44)连接，其特征在于，所述丝杠螺母(34、44)的周面具有至少一个凹部(38、48)，所述凹部如此来定尺寸和布置，使得所述凹部对于所述力传递元件(39、49)而言用作止挡或槽并且同时有助于所述丝杠螺母的不平衡度补偿。

【技术特征摘要】
2018.04.20 EP 18168493.71.滚珠丝杠(30、40)，包括：丝杠(42)；和丝杠螺母(44)，所述丝杠螺母同轴地至少部分包围所述丝杠(42)；和多个滚珠(43)，所述滚珠能在丝杠(42)与丝杠螺母(44)之间的间隙中环绕；和布置在所述丝杠螺母(14)的周面中的开口(36、37)中的滚珠转向机构(15)，以及力传递元件(39、49)，所述力传递元件形锁合地与所述丝杠螺母(44)连接，其特征在于，所述丝杠螺母(34、44)的周面具有至少一个凹部(38、48)，所述凹部如此来定尺寸和布置，使得所述凹部对于所述力传递元件(39、49)而言用作止挡或槽并且同时有助于所述丝杠螺母的不平衡度补偿。2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠，其特征在于，所述凹部具有带有倒圆的角部的矩形的形状、扁平长孔的形状、圆形的或椭圆形的形状或者正方形凹部的形状。3.根据权利要求1-2所述的滚珠丝杠，其特征在于，所述凹部具有平坦的底部，该底部带有相对于螺母体的周面环绕的、至少部分凹入的边缘，或所述凹部不带有边缘台阶地通入所述螺母体的圆柱形周面。4.根据权利要求1-3所述的滚珠丝杠，其特征在于，所述凹部的径向测得的深度为十分之几毫米直至几毫米。5.根据权利要求1-4所述的滚珠丝杠，其特征在于，所述凹部以阶梯式漏斗形式在深度上能具有多个阶层...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·佩里克，S·弗雷，A·谢德利希，M·扎克，
申请(专利权)人：SFS因泰克控股股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH