CZ307758B6

CZ307758B6 - Způsob výroby převáděcího tělíska v matici kuličkového šroubu a matice s takto vyrobenými převáděcími tělísky

Info

Publication number: CZ307758B6
Application number: CZ2016-633A
Authority: CZ
Inventors: Lubomír Ostrý
Original assignee: KSK Precise Motion, a.s.
Priority date: 2016-10-11
Filing date: 2016-10-11
Publication date: 2019-04-17
Also published as: CZ2016633A3

Abstract

Do matice (3) kuličkového šroubu s alespoň jedním radiálním průchozím tvarovým otvorem (7) se vloží spodní část (13) vstřikovací formy, která se přesně usadí ve vnitřním závitu (4) matice (3) při průchozím tvarovém otvoru (7). Vrchní část (14) vstřikovací formy se přesně usadí nad průchozím tvarovým otvorem (7) na vnějším povrchu matice (3). Tím vznikne .tvarová dutina ohraničená povrchem spodní části (13) vstřikovací formy uzavírajícím průchozí tvarový otvor (7) při jeho ústí do vnitřního závitu (4) matice (3), povrchem matice (3) v průchozím tvarovém otvoru (7) a povrchem vrchní části (14) vstřikovací formy uzavírajícím průchozí tvarový otvor (7) při vnějším povrchu matice (3), kde tvarová dutina odpovídá tvaru převáděcího tělíska (8) s tvarovou převáděcí drážkou (9) a zajišťovacími prvky proti jeho posunuti v průchozím tvarovém otvoru (7). Poté se injekčním vstřikováním přes vstřikovací kanálek (16) vytvořený ve vrchní části (14) vstřikovací formy nebo v tělese matice (3) zhotoví převáděcí tělísko (8). Matice (3) tak obsahuje převáděcí tělísko (8), které je opatřeno zajišťovacími prvky proti jeho posunutí v průchozím tvarovém otvoru (7) a jeho tvarová převáděcí drážka (9) plynule navazuje na vnitřní závit (4) matice (3).

Description

Oblast techniky

Vynález spadá do oblasti strojírenství a týká se způsobu výroby převáděcího tělíska v matici kuličkového šroubu a matice s takto vyrobenými převáděcími tělísky.

Dosavadní stav techniky

Kuličkový šroub je přesný pohybový šroub, který sestává ze závitového hřídele, na kterém je pomocí oběžných kuliček uložena maticová jednotka. Při vzájemném pohybu závitového hřídele a matice se oběžné kuličky odvalují v závitové drážce vytvořené vnějším závitem závitového hřídele a vnitřním závitem matice, a je tedy třeba zajistit jejich oběh v uzavřeném okruhu. Jsou známy dva základní typy mechanismů, které uzavřený oběh kuliček zajišťují. K prvnímu typu patří řešení, která využívají převod kuliček přes několik závitů závitové drážky. Tato řešení používají pro převod kuliček buď trubková převáděcí vedení připevněná k tělesu matice, nebo podélné převáděcí kanály vyvrtané axiálně v tělese matice, přičemž v matici jsou zabudována různá převáděcí tělíska, nebo v čele matice víčka, která umožňují převod oběžných kuliček ze závitové drážky do převáděcího kanálu a po jejich proběhnutí převáděcím kanálem zpět do závitové drážky. Tato převáděcí tělíska se vkládají do matice buď radiálně, nebo axiálně do obrobených otvorů. Druhý typ využívá převod kuliček v rámci jednoho závitu závitové drážky. Tato řešení používají pro převod kuliček převáděcí tělíska vložená do radiálních otvorů vytvořených v matici, která převádějí kuličky po proběhnutí přes hřbet závitu hřídele zpět na začátek okruhu. Nevýhodou tohoto řešení je, že drážka v převáděcím tělísku nenavazuje přesně na vnitřní závit v matici, což má vliv na plynulost chodba tím i na kvalitu kuličkového šroubu. Další nevýhodou je to, že je třeba převáděcí tělísko v matici fixovat, což komplikuje konstrukci a prodražuje montáž kuličkového šroubu, případně se převáděcí tělísko v matici nefixuje, ale je uloženo pružně s možným kýváním při průchodu oběžných kuliček, což má opět vliv na plynulost chodu. Je také známo řešení, kdy se převáděcí tělísko do matice nevkládá, ale převáděcí drážka se do matice lisuje. Nevýhodou tohoto řešení je výrobní náročnost jak při výrobě drážky, tak při výrobě závitu.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje způsob výroby převáděcího tělíska v matici kuličkového šroubu a matice s takto vytvořenými převáděcími tělísky, v provedení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že do matice s alespoň jedním radiálním průchozím tvarovým otvorem se vloží spodní část vstřikovací formy, která se přesně usadí ve vnitřním závitu matice při průchozím tvarovém otvoru, zatímco vrchní část vstřikovací formy se přesně usadí nad průchozím tvarovým otvorem na vnějším povrchu matice, čímž vznikne tvarová dutina ohraničená povrchem spodní části vstřikovací formy uzavírajícím průchozí tvarový otvor při jeho ústí do vnitřního závitu matice, povrchem matice v průchozím tvarovém otvoru a povrchem vrchní části vstřikovací formy uzavírajícím průchozí tvarový otvor při vnějším povrchu matice, kde tvarová dutina odpovídá tvaru převáděcího tělíska s tvarovou převáděcí drážkou a zajišťovacími prvky proti jeho posunutí v průchozím tvarovém otvoru, a poté se injekčním vstřikováním přes vstřikovací kanálek vytvořený ve vrchní části vstřikovací formy nebo v tělese matice zhotoví převáděcí tělísko.

Převáděcí tělísko je v matici kuličkového šroubu opatřeno zajišťovacími prvky proti jeho posunutí v průchozím tvarovém otvoru a jeho tvarová převáděcí drážka plynule navazuje na vnitřní závit matice.

- 1 CZ 307758 B6

Zajišťovací prvky převáděcího tělíska tvoří tvarová prodloužení jeho bočních stěn osazená ve vnitřním závitu matice.

Zajišťovací prvky převáděcího tělíska mohou také tvořit tvarové výstupky na jeho bočních stěnách umístěné ve vybrání v matici v průchozím tvarovém otvoru.

Převáděcí tělísko může být z plastické hmoty nebo kovového práškového materiálu nebo keramického práškového materiálu.

Způsob výroby převáděcího tělíska v matici kuličkového šroubu, podle vynálezu, umožňuje jednodušší montáž kuličkového šroubu, neboť odpadá vkládání a fixace převáděcího tělíska do matice a jeho přizpůsobování tak, aby oba přechody z matice do převáděcího tělíska byly co nejhladší. Fixace převáděcího tělíska v průchozím tvarovém otvoru matice je zajištěna tvarovými výstupky převáděcího tělíska zhotovenými injekčním vstřikováním současně s převáděcím tělískem a nemusí se tedy provádět zvlášť lepením, šroubováním, případně jiným způsobem, jako je tomu u vkládaných převáděcích tělísek.

Výhodou matice kuličkového šroubu s převáděcími tělísky vytvořenými způsobem výroby podle vynálezu je zejména to, že na rozdíl od vkládaných převáděcích tělísek, díky usazení spodní části vstřikovací formy přímo do závitu matice, nevzniká schodek v přechodu mezi tvarovou převáděcí drážkou převáděcího tělíska a vnitřním závitem matice. Kuličkový šroub s takovou maticí má potom hladší chod, protože oběžné kuličky při přechodu ze závitové drážky do tvarové převáděcí drážky, a naopak nenarážejí na přechod, ale hladce jej přeběhnou, což má pozitivní vliv i na hlučnost kuličkového šroubu.

Objasnění výkresů

Příklad provedení matice kuličkového šroubu s převáděcími tělísky podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojených výkresech. Na obr. 1 a 2 je zobrazena část matice s převáděcím tělískem vytvořeným injekčním vstřikováním, v axonometrickém pohledu, kde na obr. 1 je tato matice s částí závitového hřídele a na obr. 2 s převáděcím tělískem, v příčném řezu, na obr. 3 je část matice s vloženou spodní i vrchní částí vstřikovací formy, v příčném řezu, na obr. 4 je zobrazena část matice v příčném řezu s vloženou spodní částí vstřikovací formy a obr. 5 znázorňuje spodní část vstřikovací formy, v axonometrickém pohledu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Kuličkový šroub sestává ze závitového hřídele 1 s vnějším závitem 2 a matice 3 s vnitřním závitem 4. Vnější závit 2 závitového hřídele 1 a vnitřní závit 4 matice 2 tvoří společnou závitovou drážku 5, ve které jsou uloženy oběžné kuličky 6. V matici 3 jsou vytvořeny radiální průchozí tvarové otvory 7, ve kterých jsou umístěna převáděcí tělíska 8 s tvarovými převáděcími drážkami 9 pro převod oběžných kuliček 6 v závitové drážce 5. Převáděcí tělíska 8 jsou vytvořena injekčním vstřikováním vstřikovaného materiálu přímo do průchozích tvarových otvorů 7 matice 3 za použití vstřikovací formy pro jejich výrobu. Vstřikovaným materiálem může být plastická hmota nebo kovový práškový materiál nebo keramický práškový materiál. Každé převáděcí tělísko 8 je opatřeno zajišťovacími prvky proti jeho posunutí v průchozím tvarovém otvoru 7. Zajišťovací prvky převáděcího tělíska 8 tvoří tvarová prodloužení 10 jeho bočních stěn, kterými je převáděcí tělísko 8 osazeno ve vnitřním závitu 4 matice 3 a která slouží jako zábrana proti vytlačení převáděcího tělíska 8 oběžnými kuličkami 6 ven z průchozího tvarového otvoru 7. Proti posunutí převáděcího tělíska 8 v obou směrech může být v průchozím tvarovém otvoru 7 matice 3 vyfirézováno vybrání 11 různého tvaru a délky, např. drážka nebo několik drážek, do kterého při injekčním vstřikování zateče vstřikovaný materiál a tím vytvoří výstupky 12, které působí jako fixace převáděcího tělíska 8 v průchozím tvarovém otvoru 7.

Vstřikovací forma pro výrobu převáděcích tělísek 8 v průchozích tvarových otvorech 7 matice 3 sestává ze spodní část 13, která je uzpůsobena pro přesné usazení ve vnitřním závitu 4 matice 3

-2CZ 307758 B6 při průchozím tvarovém otvoru 7 a jejíž vrchní část 14 je uzpůsobena pro uzavření průchozího tvarového otvoru 7 na vnějším povrchu matice 3. Povrch spodní části 13 vstřikovací formy uzavírající průchozí tvarový otvor 7 při jeho ústí do vnitřního závitu 4 matice 3 spolu s povrchem matice 3 v průchozím tvarovém otvoru 7 uzavřeném vrchní částí 14 vstřikovací formy tvoří tvarovou dutinu, která odpovídá tvaru převáděcího tělíska 8 s tvarovou převáděcí drážkou 9 a zajišťovacími prvky proti jeho posunutí v průchozím tvarovém otvoru 7.

Převáděcí tělísko 8 v matici 3 kuličkového šroubu s radiálně uspořádanými převáděcími tělísky 8 se zhotoví tak, že do matice 3 s průchozími tvarovými otvory 7 se vloží spodní část 13 vstřikovací formy, která se přesně usadí ve vnitřním závitu 4 matice 3 u průchozího tvarového otvoru 7 tak, aby přechod 15 z tvarové převáděcí drážky 9 převáděcího tělíska 8 do vnitřního závitu 4 matice 3 byl hladký bez schodku. Vrchní část 14 vstřikovací formy se usadí nad průchozím tvarovým otvorem 7 na povrchu matice 3, přičemž vrchní část 14 může zasahovat do průchozího tvarového otvoru 7, nebo jej pouze uzavírat. Převáděcí tělísko 8 s tvarovou převáděcí drážkou 9 a zajišťovacími prvky proti jeho posunutí v průchozím tvarovém otvoru 7 se vytvoří injekčním vstříknutím vstřikovaného materiálu do takto vzniklé tvarové dutiny, přičemž vstřikovací kanálek 16 je zpravidla ve vrchní části 14 vstřikovací formy, ale může být i přímo v tělese matice 3.

Průmyslová využitelnost

Způsob výroby převáděcího tělíska v matici kuličkového šroubu a matice s takto zhotovenými převáděcími tělísky, podle vynálezu, jsou určeny pro kuličkové šrouby používané zejména pro pohybové mechanismy obráběcích strojů, robotů, manipulátorů apod., které vyžadují vysokou účinnost převodu rotačního pohybu na přímočarý a naopak, vysokou přesnost polohování a kvalitu chodu při definované tuhosti a únosnosti převodu.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Způsob výroby převáděcího tělíska (8) v matici (3) kuličkového šroubu, vyznačující se tím, že do matice (3) s alespoň jedním radiálním průchozím tvarovým otvorem (7) se vloží spodní část (13) vstřikovací formy, která se přesně usadí ve vnitřním závitu (4) matice (3) při průchozím tvarovém otvoru (7), zatímco vrchní část (14) vstřikovací formy se přesně usadí nad průchozím tvarovým otvorem (7) na vnějším povrchu matice (3), čímž vznikne tvarová dutina ohraničená povrchem spodní části (13) vstřikovací formy uzavírajícím průchozí tvarový otvor (7) při jeho ústí do vnitřního závitu (4) matice (3), povrchem matice (3) v průchozím tvarovém otvoru (7) a povrchem vrchní části (14) vstřikovací formy uzavírajícím průchozí tvarový otvor (7) při vnějším povrchu matice (3), kde tvarová dutina odpovídá tvaru převáděcího tělíska (8) s tvarovou převáděcí drážkou (9) a zajišťovacími prvky proti jeho posunutí v průchozím tvarovém otvoru (7), a poté se injekčním vstřikováním přes vstřikovací kanálek (16) vytvořený ve vrchní části (14) vstřikovací formy nebo v tělese matice (3) zhotoví převáděcí tělísko (8).

2. Matice (3) kuličkového šroubu s převáděcím tělískem (8) vytvořeným podle nároku 1, vyznačující se tím, že převáděcí tělísko (8) je opatřeno zajišťovacími prvky proti jeho posunutí v průchozím tvarovém otvoru (7) a jeho tvarová převáděcí drážka (9) plynule navazuje na vnitřní závit (4) matice (3).

3. Matice (3) podle nároku 2, vyznačující se tím, že zajišťovací prvky převáděcího tělíska (8) tvoří tvarová prodloužení (10) jeho bočních stěn osazená ve vnitřním závitu (4) matice (3).

-3CZ 307758 B6

4. Matice (3) podle nároku 2, vyznačující se tím, že zajišťovací prvky převáděcího tělíska (8) tvoří tvarové výstupky (12) na jeho bočních stěnách umístěné ve vybrání (11) v matici (3) v průchozím tvarovém otvoru (7).

5 5. Matice (3) podle nároku 2, vyznačující se tím, že převáděcí tělísko (8) je z plastické hmoty nebo kovového práškového materiálu nebo keramického práškového materiálu.