DE10042610B4

DE10042610B4 - "Kugelumlaufspindelvorrichtung"

Info

Publication number: DE10042610B4
Application number: DE10042610A
Authority: DE
Inventors: Noriaki Maebashi Sekiya; Daisuke Maebashi Maruyama; Toshiyuki Maebashi Iehisa; Kazuo Maebashi Miyaguchi
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 2000-08-30
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2020-08-31
Also published as: DE10042610A1; US6450055B1

Abstract

Kugelumlaufspindelvorrichtung, enthaltend:
eine Gewindespindel (1), die eine erste schraubenlinienförmige Nut (1a) auf ihrer äußeren Umfangsoberfläche hat;
eine Mutter (2), die auf den äußeren Umfang der Gewindespindel (1) aufgesetzt ist, wobei die Mutter an ihrer inneren Umfangsoberfläche eine zweite schraubenlinienförmige Nut (2a) hat, die der ersten schraubenlinienförmigen Nut (1a) zugehörig ist;
eine Rollkontaktbahn (3), die durch die erste und die zweite schraubenlinienförmige Nut (1a, 2a), die aufeinander zu weisen, gebildet ist;
eine Verbindungsbahn (6), die an der Mutter (2) vorgesehen ist, wobei die Verbindungsbahn einen Teil und einen anderen Teil der Rollkontaktbahn (3) miteinander verbindet;
einen Kugelkreislauf (7), der durch die Verbindungsbahn (6) und die Rollkontaktbahn (3) in endlos kommunizierender Weise gebildet ist; und
eine Vielzahl von Kugeln (8), die in dem Kugelkreislauf (7) so enthalten sind, daß die Kugeln endlos angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein bearbeiteter Abschnitt (11, 12) mit einer...

Description

Die Erfindung betrifft eine Kugelumlaufspindelvorrichtung, die als Vorschubmechanismus oder dergleichen in verschiedenen Vorrichtungen verwendet wird.
Eine Kugelumlaufspindelvorrichtung ist ein Maschinenelement, um beispielsweise eine Drehbewegung in eine Linearbewegung umzuwandeln. Die Kugelumlaufspindelvorrichtung enthält eine Gewindespindel, auf deren äußerer Umfangsoberfläche eine erste schraubenlinienförmige Nut für Wälzkugeln gebildet ist, und eine Mutter, die auf den Umfang der Gewindespindel aufgesetzt ist. Eine zweite schraubenlinienförmige Nut, die der ersten schraubenlinienförmigen Nut zugeordnet ist, ist auf der inneren Umfangsoberfläche der Mutter gebildet.
Eine schraubenlinienförmige Rollkontaktbahn der Kugeln ist durch die erste und die zweite schraubenlinienförmige Nut, die aufeinander zu weisen, gebildet. Ein Teil und ein anderer Teil der Rollkontaktbahn, die voneinander getrennt sind, stehen über eine Verbindungsbahn, die in der Mutter vorgesehen ist, miteinander in Verbindung. Ein endloser Kugelkreislauf ist durch die Rollkontaktbahn der Kugeln und die Verbindungsbahn gebildet. Eine Anzahl von Kugeln sind in dem Kugelkreislauf enthalten. Das Material der Kugeln ist Stahl, Keramik, Kunststoff oder Harz etc. Diese Kugeln sind aufeinanderfolgend und endlos in dem Kugelkreislauf angeordnet.
Wenn sich die Gewindespindel relativ zur Mutter dreht, wird die Drehung über die Kugeln zwischen der Gewindespindel und der Mutter auf die Mutter übertragen und dadurch die Mutter in axialer Richtung zu der Gewindespindel bewegt. Begleitend zu dieser Bewegung zirkuliert jede Kugel endlos in dem Kugelkreislauf. Durch die endlose Zirkulation der Kugeln bewegt sich die Mutter gleichmäßig mit hoher Genauigkeit in axialer Richtung der Gewindespindel in Übereinstimmung mit der Drehung der Gewindespindel.

6 zeigt eine typische Ansicht eines Querschnitts einer herkömmlichen Kugelumlaufspindelvorrichtung 100 des Rohrtyps. Eine derartige Kugelumlaufspindelvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 33 04 784 C2 bekannt. Eine Mutter 2 ist am äußeren Umfang einer Gewindespindel 1 angebracht. Eine erste schraubenlinienförmige Nut 1a ist in der äußeren Umfangsoberfläche der Gewindespindel 1 gebildet. Eine zweite schraubenlinienförmige Nut 2a, die auf die erste schraubenlinienförmige Nut 1a zu weist, ist in einer inneren Umfangsoberfläche der Mutter 2 gebildet. Eine schraubenlinienförmige Rollkontaktbahn 3 der Kugeln ist durch die erste und die zweite schraubenlinienförmige Nut 1a und 2a gebildet.

Durchgangslöcher 4a, 4b sind in einer Umfangswand der Nut 2 gebildet. Diese Durchgangslöcher 4a und 4b sind durch ein Rohr 5 miteinander verbunden, das an einem äußeren Umfangsteil der Mutter 2 vorgesehen ist. Beide Enden des Rohres 5 sind in die Durchgangslöcher 4a bzw. 4b eingesetzt. Die Durchgangslöcher 4a und 4b und das Rohr 5 bilden eine Verbindungsbahn 6, um einen Teil und einen anderen Teil der Rollkontaktbahn, die voneinander beabstandet sind, miteinander zu verbinden.

Ein Kugelkreislauf 7 ist durch die Rollkontaktbahn 3, die über die Verbindungsbahn 6 in Endlosverbindung steht, gebildet. Eine Anzahl von Kugeln 8 sind in dem Kugelkreislauf 7 in endloser Abfolge enthalten. Diese Kugeln 8 zirkulieren in dem Kugelkreislauf 7, wobei sie in dem Kugelkreislauf 7 rollen, wenn die Gewindespindel 1 und die Mutter 2 relativ zueinander gedreht werden.

In dieser Kugelumlaufspindelvorrichtung 100 läuft dann, wenn sich beispielsweise die Mutter 2 relativ zu der Gewindespindel 1 in der durch einen Pfeil R in 7 gezeigten Richtung dreht, jede Kugel 8 entlang der schraubenlinienförmigen Nut 1a in Richtung des Pfeiles R. Da die Drehungsgeschwindigkeit der Mutter 2 schneller ist als die Bewegungsgeschwindigkeit der Kugeln 8, bewegt sich jede Kugel 8 durch ein Durchgangsloch 4a aus dem Rohr 5 zu der schraubenlinienförmigen Nut 2a der Mutter 2.

In der herkömmlichen Kugelumlaufspindelvorrichtung 100 ist für einen bestimmten Zeitraum nach dem Beginn der Benutzung der Vorrichtung, wie in 7 gezeigt, ein Winkelabschnitt 10 zwischen der Rollkontaktbahn 3 und der Verbindungsbahn 6, genauer ausgedrückt an der Grenze zwischen der schraubenlinienförmigen Nut 2a der Mutter 2 und der Verbindungsbahn 6 vorhanden. Dabei liegt das Problem vor, daß dieser Winkelabschnitt 10 die gleichmäßige Bewegung der Kugeln 8, die durch den Kugelkreislauf 7 zirkulieren, verhindert und die Betriebsfähigkeit und Lebensdauer der Vorrichtung verschlechtert wird.

Wenn eine externe Last auf die Kugelumlaufspindelvorrichtung 100 wirkt, wird der Abstand zwischen den schraubenlinienförmigen Nuten 1a und 2a durch einen Hertz-Kontakt zwischen der ersten schraubenlinienförmigen Nut 1a und den Kugeln 8, einen Hertz-Kontakt zwischen der zweiten schraubenlinienförmigen Nut 2a und den Kugeln 8 und die elastische Verformung der Kugeln 8 selbst eng. Dieser Zustand wird in dieser Beschreibung als "elastische Verengung" bezeichnet.

In dem Zustand, in dem die elastische Verengung vorliegt, treten die Kugeln 8 aus dem Rohr 5, welches ein lastfreier Bereich ist, in den Teil zwischen den schraubenlinienförmigen Nuten 1a und 2a ein, bei dem es sich um einen lastbeaufschlagten Bereich handelt. Wenn die elastische Verengung in den schraubenlinienförmigen Nuten 1a und 2a vorliegt, können die Kugeln 8 in diesem Zustand nicht zwischen die schraubenlinienförmigen Nuten 1a und 2a eindringen. Daher tritt eine vorausgehende Kugel 8 zwischen die schraubenlinienförmigen Nuten 1a und 2a ein, indem sie von einer nachfolgenden Kugel 8 geschoben wird.

Nach dem Stand der Technik wird die schraubenlinienförmige Nut 2a der Mutter 2 kontinuierlich durch den gesamten inneren Umfang der Mutter 2 auf der Basis des Mitteldurchmessers der Kugeln 8 gefräst. Wenn daher eine externe Last wirkt, kommen die schraubenlinienförmigen Nuten 1a und 2a gleichermaßen über den gesamten inneren Umfang der Mutter 2 in den Zustand der elastischen Verengung. Folglich wird in dem Moment, in dem die Kugel 8 aus dem Rohr 5 in die schraubenlinienförmigen Nuten 1a und 2a eintritt, die Kugel 8 rasch zusammengedrückt.

Beispielsweise in einer Kugelumlaufspindelvorrichtung mit einem Durchmesser von 100 mm, einer Steigung von 25 mm und einem Kugeldurchmesser von 19,05 mm erreicht das Ausmaß der elastischen Verengung zwischen den schraubenlinienförmigen Nuten, wenn Last auf die Vorrichtung wirkt, manchmal 50 μm. Wenn in diesem Fall die Kugel aus dem unbelasteten Bereich in den lastbeaufschlagten Bereich eintritt, wird die Kugel um beinahe 50 μm zusammengedrückt. Insbesondere bei einer großen Last besteht daher die Gefahr, daß die folgenden Probleme auftreten:

1. Die Belastung wird auf den Winkelabschnitt 10 zwischen der schraubenlinienförmigen Nut 2a und dem Ende des Rohres 5 konzentriert und eine Abblätterung tritt ausgehend von diesem Teil auf;
2. es besteht die Tendenz, daß die Kugeln 8 in der Nähe des Winkelabschnitts 10 stoppen und der gleichmäßige Umlauf der Kugeln 8 behindert ist; und
3. wenn die Kugel 8 aus dem Rohr 5 in die schraubenlinienförmige Nut 2a eintritt, wird die vorausgehende Kugel 8 von der nachfolgenden Kugel 8 geschoben, so daß dadurch die Kugel beschädigt und verschlissen wird. Durch den Verschleiß erzeugte Partikel verschlechtern die Lebensdauer der Kugelumlaufspindelvorrichtung.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kugelumlaufspindelvorrichtung anzugeben, in der die Kugeln gleichmäßiger zirkulieren können, um eine gute Betriebsfähigkeit aufrechtzuerhalten und die Lebensdauer zu verbessern.

Eine Kugelumlaufspindelvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung zur Lösung der vorstehend beschriebenen Aufgabe enthält:
eine Gewindespindel, die eine erste schraubenlinienförmige Nut auf ihrer äußeren Umfangsoberfläche hat;
eine Mutter, die auf den äußeren Umfang der Gewindespindel aufgesetzt ist, wobei die Mutter an ihrer inneren Umfangsoberfläche eine zweite schraubenlinienförmige Nut hat, die der ersten schraubenlinienförmigen Nut zugehörig ist;
eine Rollkontaktbahn, die durch die erste und die zweite schraubenlinienförmige Nut, die aufeinander zu weisen, gebildet ist;
eine Verbindungsbahn, die an der Mutter vorgesehen ist, wobei die Verbindungsbahn einen Teil und einen anderen Teil der Rollkontaktbahn miteinander verbindet;
einen Kugelkreislauf, der durch die Verbindungsbahn und die Rollkontaktbahn in endlos kommunizierender Weise gebildet ist; und
eine Vielzahl von Kugeln, die in dem Kugelkreislauf so enthalten sind, daß die Kugeln endlos angeordnet sind, und
einen bearbeiteten Abschnitt mit einer glatten Form, der an der inneren Umfangsoberfläche der Mutter durch Entfernen eines Winkelabschnittes zwischen der Rollkontaktbahn und der Verbindungsbahn gebildet ist.

Der bearbeitete Abschnitt, der durch ballig Drehen oder dergleichen gebildet wurde, hat eine solche Form, daß die Distanz zwischen den schraubenlinienförmigen Nuten allmählich in der Richtung abnimmt, in welcher die Kugeln von der Verbindungsbahn zwischen die schraubenlinienförmigen Nuten eintreten. Der bearbeitete Abschnitt verläuft vorzugsweise von einem Ende der Verbindungsbahn in Umfangsrichtung der Mutter und ist innerhalb eines Bereiches von 90° von dem Winkelabschnitt in Umfangsrichtung der Mutter gebildet. Dadurch wird dann, wenn eine Kugel aus der Verbindungsbahn in die Rollkontaktbahn eintritt, die Kugel allmählich zusammengedrückt und die Konzentration der Belastung auf die schraubenlinienförmige Nut kann vermieden werden. Wenn der bearbeitete Abschnitt den Bereich von 90° von dem Winkelabschnitt in Umfangsrichtung der Mutter überschreitet, wird die Lastkapazität der Kugelumlaufspindelvorrichtung verringert. Daher ist der maximale Bereich zum Bilden des bearbeiteten Abschnitts 90° von dem Winkelabschnitt.

Die Bearbeitungstiefe des bearbeiteten Abschnitts ist vorzugsweise größer als das Ausmaß der elastischen Verengung der schraubenlinienförmigen Nut. Insbesondere beträgt der Bereich der Bearbeitungstiefe in radialer Richtung der Mutter vorzugsweise zwischen 1/400 und 1/10 des Durchmessers der Kugel. Wenn die Bearbeitungstiefe gleich oder geringer als 1/400 des Durchmessers der Kugel ist, bewegen sich die Kugeln nicht gleichmäßig, und die vorstehend beschriebene Aufgabe, die von der vorliegenden Erfindung zu lösen ist, wird nicht gelöst. Wenn die Zerspanungs- bzw. Bearbeitungstiefe 1/10 des Durchmessers der Kugel überschreitet, verschlechtert sich die Betriebsfähigkeit der Kugelumlaufspindelvorrichtung.

Gemäß vorliegender Erfindung können wie vorstehend beschrieben dadurch, daß der bearbeitete Abschnitt zwischen der Rollkontaktbahn und der Verbindungsbahn gebildet wird, die Kugeln bereits unmittelbar nach der Herstellung der Kugelumlaufspindelvorrichtung gleichmäßig und glatt zirkulieren. Die Kugelumlaufspindelvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung hat eine gute Betriebsfähigkeit und die Lebensdauer der Vorrichtung kann verbessert werden. Da ferner die Kugeln aus dem lastfreien Bereich innerhalb der Verbindungsbahn ohne weiteres in den belasteten Bereich zwischen den schraubenlinienförmigen Nuten eintreten können, können Verschleiß und Beschädigung aufgrund des Kontakts der Kugeln beschränkt werden.

Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt und sind entweder aus der Beschreibung ersichtlich oder in der praktischen Anwendung der Erfindung erkennbar. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können durch die nachfolgend dargelegten Einrichtungen und Kombinationen gelöst und verwirklicht werden.

Die beiliegenden Zeichnungen, die einen integralen Teil der Beschreibung bilden, zeigen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der vorstehenden allgemeinen Beschreibung und der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.
1 ist eine Schnittansicht eines Teiles einer Kugelumlaufspindelvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Schnittansicht eines Teiles einer Kugelumlaufspindelvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die das gesamte Erscheinungsbild der Kugelumlaufspindelvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung zeigt;
4 ist eine Schnittansicht der Kugelumlaufspindelvorrichtung gemäß der in 2 gezeigten zweiten Ausführungsform;
5 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils der Kugelumlaufspindelvorrichtung gemäß der in 2 gezeigten Ausführungsform;
6 ist eine Schnittansicht einer herkömmlichen Kugelumlaufspindelvorrichtung; und
7 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Teil der in 6 gezeigten herkömmlichen Kugelumlaufspindelvorrichtung zeigt.
Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf 1 und 3 beschrieben.
1 zeigt einen Hauptteil einer Kugelumlaufspindelvorrichtung 1A des Rohrtyps gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie 3 zeigt, ist am äußeren Umfang einer Gewindespindel 1 eine Mutter 2 angebracht. Eine erste schraubenlinienförmige Nut 1a ist in der äußeren Umfangsoberfläche der Gewindespindel 1 gebildet. Wie 1 zeigt, ist eine zweite schraubenlinienförmige Nut 2a, die der ersten schraubenlinienförmigen Nut 1a entspricht, an der inneren Umfangsoberfläche der Mutter 2 gebildet. Eine in Schraubenlinie verlaufende Rollkontaktbahn 3 für Kugeln wird durch diese schraubenlinienförmigen Nuten 1a und 2a, die aufeinander zu gerichtet sind, gebildet.
Durchgangslöcher 4a und 4b sind in einer Umfangswand der Mutter 2 gebildet. Diese Durchgangslöcher 4a und 4b sind durch ein Rohr 5 verbunden. Das Rohr 5 ist entlang dem äußeren Umfang der Mutter 2 angeordnet. Die beiden Enden des Rohres 5 sind in die Durchgangslöcher 4a bzw. 4b eingesetzt. Diese Durchgangslöcher 4a und 4b und das Rohr 5 bilden eine Verbindungsbahn 6 zur Verbindung eines Teiles mit einem anderen, von dem ersten beabstandeten Teil der Rollkontaktbahn 3.
Ein Kugelkreislauf 7 wird durch die Rollkontaktbahn 3 gebildet, die über die Verbindungsbahn 6 in Endlosverbindung steht. Eine Anzahl von Kugeln 8 sind in dem Kugelkreislauf 7 in endlos aufeinanderfolgender Anordnung enthalten. Diese Kugeln 8 sind aus einem Material gebildet, das ausgewählt ist aus Stahl, Keramik, Kunststoff und Harz etc. Die Kugeln 8 zirkulieren in dem Kugelkreislauf 7 endlos, während sie in dem Kugelkreislauf 7 rollen, wenn die Gewindespindel 1 in relative Drehung versetzt wird.
Wenn beispielsweise die Mutter 2 der Kugelumlaufspindelvorrichtung 1A relativ zu der Gewindespindel 1 in einer durch den Pfeil R gezeigten Richtung gedreht wird, rollt jede Kugel 8 entlang der schraubenförmigen Nut 1a in Richtung des Pfeiles R. Da die Drehgeschwindigkeit der Mutter 2 schneller ist als die Bewegungsgeschwindigkeit der Kugeln 8, bewegt sich jede Kugel 8 von dem Rohr 5 zu der schraubenlinienförmigen Nut 2a der Mutter 2 durch das Durchgangsloch 4a.
In der in 7 gezeigten herkömmlichen Kugelumlaufspindelvorrichtung 100 ist ein Winkelabschnitt 10 zwischen der Rollkontaktbahn 3 und der Verbindungsbahn 6 vorhanden. Im Vergleich dazu wird bei der Kugelumlaufspindelvorrichtung 1A gemäß vorliegender Erfindung, die in 1 gezeigt ist, der Winkelabschnitt 10 beim Herstellungsvorgang der Vorrichtung abgetragen und dadurch wird ein bearbeiteter Abschnitt 11 mit einer flachen und glatten Form gebildet. Der bearbeitete Abschnitt 11 wird über die Länge L in Umfangsrichtung der Mutter 2 gebildet, indem ein Teil der schraubenlinienförmigen Nut 2a in dem Grenzbereich der schraubenlinienförmigen Nut 2a und der Verbindungsbahn 6 abgeschrägt wird. Der bearbeitete Abschnitt 11 ist verjüngt, so daß die Distanz zwischen den schraubenlinienförmigen Nuten 1a und 2a in der Richtung, in der die Kugeln 8 aus der Verbindungsbahn 6 zwischen die schraubenlinienförmigen Nuten 1a und 2a eintreten, allmählich abnimmt.
In der wie vorstehend beschrieben aufgebauten Kugelumlaufspindelvorrichtung 1A sind die Rollkontaktbahn 3 und die Verbindungsbahn 6 glatt miteinander verbunden. Daher zirkulieren in der Kugelumlaufspindelvorrichtung 1A die Kugeln 8 innerhalb des Kreislaufes 7 von Betriebsbeginn an direkt nach der Herstellung der Vorrichtung gleichmäßig. Daher hat die Vorrichtung eine gute Betriebsfähigkeit, die Kugeln 8 und der Kugelkreislauf 7 unterliegen kaum dem Verschleiß, die Erzeugung von Partikeln durch Verschleiß ist beschränkt und die Lebensdauer der Vorrichtung wird dadurch verbessert.
2 zeigt einen Hauptteil einer Kugelumlaufspindelvorrichtung 1B des Rohrtyps gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau der Kugelumlaufspindelvorrichtung 1B ist ähnlich dem der Kugelumlaufspindelvorrichtung 1A gemäß der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme des nachfolgend beschriebenen bearbeiteten Abschnitts 12. Daher sind dieselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform den Teilen der Kugelumlaufspindelvorrichtung 1B zugewiesen, die gleich der ersten Ausführungsform sind, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
Die Kugelumlaufspindelvorrichtung 1B gemäß der zweiten Ausführungsform enthält den bearbeiteten Abschnitt 12, der durch Entfernen eines relativ langen Bereiches einschließlich des Winkelabschnitts 10 der herkömmlichen Kugelumlaufspindelvorrichtung 100 gebildet wird. Der bearbeitete Abschnitt 12 wird durch Abtragen eines Teiles einer schraubenlinienförmigen Nut 2a einer Mutter 2 zu einer gleichmäßigen Form, die einen großen Krümmungsradius hat, mittels ballig Drehen unter Verwendung von schleifenden Einrichtungen, wie z.B. ein Schleifstein, geschaffen.
Wie 4 zeigt, erstreckt sich der bearbeitete Abschnitt 12 von einem Ende C einer Verbindungsbahn 6 in Umfangsrichtung der Mutter 2. Der bearbeitete Abschnitt 12 ist verjüngt, so daß eine Distanz zwischen den schraubenlinienförmigen Nuten 1a und 2a in der Richtung, in der die Kugeln 8 aus der Verbindungsbahn 6 zwischen die schraubenlinienförmigen Nuten 1a und 2a eintreten, allmählich abnimmt. Der bearbeitete Abschnitt 12 erstreckt sich von dem Ende C der Verbindungsbahn 6 in Umfangsrichtung der Mutter 2 und ist innerhalb eines Bereichs von 90° von dem Winkelabschnitt 10 in der Umfangsrichtung der Mutter 2 gebildet. Wenn der bearbeitete Abschnitt 12 so gebildet wird, daß er von dem Winkelabschnitt 10 in Umfangsrichtung der Mutter 2 90° überschreitet, wird die Lastkapazität der Kugelumlaufspindelvorrichtung 1B verringert. Daher ist der maximale Bereich zum Bilden des bearbeiteten Abschnitts 12 ein Bereich von 90° von dem Winkelabschnitt 10.
Durch Bilden dieses bearbeiteten Abschnitts 12 können die Kugeln 8 ohne weiteres zwischen die schraubenlinienförmigen Nuten 1a und 2a eintreten und die Kugeln 8 werden allmählich zusammengedrückt, wenn sich die Kugeln 8 weiterbewegen. Daher wird die Konzentration der Belastung auf die schraubenlinienförmige Nut 2a begrenzt.
Eine Zerspanungs- bzw. Bearbeitungstiefe H (eine Bearbeitungstiefe in radialer Richtung der Mutter 2) des bearbeiteten Abschnitts 12, der in 5 gezeigt ist, wird so eingestellt, daß sie größer ist als das Ausmaß der elastischen Verengung der schraubenlinienförmigen Nuten 1a und 2a, und zwar aus den vorstehend angegebenen Gründen. Insbesondere liegt die Bearbeitungstiefe H im Bereich zwischen 1/400 und 1/10 des Durchmessers der Kugeln 8.
Auch können in der Kugelumlaufspindelvorrichtung 1B mit diesem Aufbau die Kugeln 8, da die Rollkontaktbahn 3 und die Verbindungsbahn 6 gleichmäßig und glatt miteinander verbunden sind, in dem Kugelkreislauf 7 von Betriebsbeginn der neu hergestellten Kugelumlaufspindelvorrichtung 1B an glatt zirkulieren. Daher werden der Verschleiß der Kugeln 8 und des Kugelkreislaufes 7 von Beginn des Betriebes der Kugelumlaufspindelvorrichtung 1B an beschränkt, eine gute Betriebsfähigkeit der Vorrichtung wird erzielt und die Lebensdauer der Vorrichtung kann verbessert werden.
Ferner kann die vorliegende Erfindung in derselben Weise auf eine Kugelumlaufspindelvorrichtung der Bauart mit interner Zirkulation angewandt werden, die ein Brückenteil als Verbindungsbahn nutzt, sowie eine Kugelumlaufspindelvorrichtung, die eine Endkappe verwendet, welche eine Verbindungsbahn aufweist. Zusammenfassend wird die Kugelumlaufspindelvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung dadurch hergestellt, daß ein glatt und gleichmäßig kontinuierlich bearbeiteter Abschnitt durch Abtragen eines Winkelabschnitts zwischen der Verbindungsbahn und der an der Mutter vorgesehenen schraubenlinienförmigen Nut geschaffen wird.
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen werden Fachleuten ohne weiteres einfallen. Deshalb ist die Erfindung in ihrem breiteren Aspekt nicht auf die spezifischen Details und beispielhaften Ausführungsformen beschränkt, die hier gezeigt und beschrieben werden. Demgemäß können verschiedene Modifikationen gemacht werden, ohne den Bereich oder Umfang des allgemeinen Erfindungskonzepts zu verlassen, wie er durch die angefügten Ansprüche und ihre Aquivalente definiert ist.

Claims

Kugelumlaufspindelvorrichtung, enthaltend: eine Gewindespindel (1), die eine erste schraubenlinienförmige Nut (1a) auf ihrer äußeren Umfangsoberfläche hat; eine Mutter (2), die auf den äußeren Umfang der Gewindespindel (1) aufgesetzt ist, wobei die Mutter an ihrer inneren Umfangsoberfläche eine zweite schraubenlinienförmige Nut (2a) hat, die der ersten schraubenlinienförmigen Nut (1a) zugehörig ist; eine Rollkontaktbahn (3), die durch die erste und die zweite schraubenlinienförmige Nut (1a, 2a), die aufeinander zu weisen, gebildet ist; eine Verbindungsbahn (6), die an der Mutter (2) vorgesehen ist, wobei die Verbindungsbahn einen Teil und einen anderen Teil der Rollkontaktbahn (3) miteinander verbindet; einen Kugelkreislauf (7), der durch die Verbindungsbahn (6) und die Rollkontaktbahn (3) in endlos kommunizierender Weise gebildet ist; und eine Vielzahl von Kugeln (8), die in dem Kugelkreislauf (7) so enthalten sind, daß die Kugeln endlos angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein bearbeiteter Abschnitt (11, 12) mit einer glatten, kantenfreien Form an der inneren Umfangsoberfläche der Mutter (2) durch Entfernen eines Winkelabschnittes zwischen der Rollkontaktbahn (3) und der Verbindungsbahn (6) gebildet ist.
Kugelumlaufspindelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bearbeitete Abschnitt (12) eine solche Form hat, daß eine Distanz zwischen den schraubenlinienförmigen Nuten (1a, 2a) in einer Richtung, in der die Kugeln (8) aus der Verbindungsbahn (6) zwischen die schraubenlinienförmigen Nuten (1a, 2a) eintreten, allmählich abnimmt, und der bearbeitete Abschnitt (12) sich von einem Ende (C) der Verbindungsbahn (6) in Umfangsrichtung der Mutter (2) erstreckt und innerhalb eines Bereiches von 90° von dem Winkelabschnitt in Umfangsrichtung in der Mutter (2) gebildet ist.
Kugelumlaufspindelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bearbeitete Abschnitt (12) eine solche Form hat, daß eine Distanz zwischen den schraubenlinienförmigen Nuten (1a, 2a) in der Richtung, in der die Kugeln (8) aus der Verbindungsbahn (6) zwischen die schraubenlinienförmigen Nuten (1a, 2a) eintreten, allmählich abnimmt, und eine Bearbeitungstiefe (H) des bearbeiteten Abschnitts (12) in radialer Richtung der Mutter (2) im Bereich von 1/400 bis 1/10 eines Durchmessers der Kugel (8) liegt.
Kugelumlaufspindelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bearbeitete Abschnitt (12) eine solche Form hat, daß eine Distanz zwischen den schraubenlinienförmigen Nuten (1a, 2a) in der Richtung, in der die Kugeln (8) aus der Verbindungsbahn (6) zwischen die schraubenlinienförmigen Nuten (1a, 2a) eintreten, allmählich abnimmt, der bearbeitete Abschnitt (12) sich von einem Ende (C) der Verbindungsbahn (6) in Umfangsrichtung der Mutter (2) erstreckt und innerhalb eines Bereiches von 90° von dem Winkelabschnitt in Umfangsrichtung in der Mutter (2) gebildet ist, und eine Bearbeitungstiefe (H) des bearbeiteten Abschnitts (12) in radialer Richtung der Mutter (2) im Bereich von 1/400 bis 1/10 eines Durchmessers der Kugel (8) liegt.