DE10140884A1 - Kugelumlaufspindelvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Kugelumlaufspindelvorrichtung ist mit einer Schraubenspindel (1) versehen, die eine spiralförmige Kugelspindelnut (1a), ein Mutterelement (2) mit einer Kugelspindelnut (2a) und eine Vielzahl von Kugeln (8) hat. Ein gleichmäßig fortlaufender bearbeiteter Bereich (12) ist an einem Bereich der Spindelnut (2a) durch Schleifen eines Eckbereichs zwischen der Spindelnut (2a) und einer Verbindungsbahn (6) ausgebildet. Der bearbeitete Bereich (12) ist so ausgebildet, daß die Distanz zwischen den Spindelnuten (1a, 2a) in Vorschubrichtung der Kugel (8), die aus der Verbindungsbahn (6) zwischen die Spindelnuten (1a, 2a) eintritt, allmählich verringert wird. Dieser bearbeitete Bereich (12) erstreckt sich von einem Ende der Verbindungsbahn (6) in einer Umfangsrichtung des Mutterelements (2) und innerhalb eines Bereichs von 90 DEG von dem Eckbereich (10) entlang der Umfangsrichtung des Mutterelements (2).

Description

Die Anmeldung basiert auf der JP-Patentanmeldung 2000- 252602, eingereicht am 23. August 2000, deren Priorität sie beansprucht und die hier summarisch eingeführt wird.

Die Erfindung betrifft eine Kugelumlaufspindelvorrichtung, die in einer Vorschubeinrichtung für verschiedene Anlagen verwendet wird.

Eine Kugelumlaufspindelvorrichtung ist ein mechanisches Ele­ ment, das eine Drehbewegung in eine Linearbewegung umwandeln kann. Die Kugelumlaufspindelvorrichtung weist eine Schrau­ benspindel, die an ihrer Außenumfangsfläche mit einer spi­ ralförmigen Kugelspindelnut ausgebildet ist, sowie ein Mut­ terelement auf, das auf der Außenumfangsfläche dieser Schraubenspindel angebracht ist. Eine der Kugelspindelnut der Schraubenspindel gegenüberliegende Kugelspindelnut ist an einer Innenumfangsfläche des Mutterelements ausgebildet.

Eine spiralförmige Kugelrollkontaktbahn ist von der Kugel­ spindelnut der Schraubenspindel und der Kugelspindelnut des Mutterelements, die einander gegenüberliegen, gebildet. Ein Bereich und ein weiterer Bereich der Kugelrollkontaktbahn, die voneinander beabstandet sind, sind miteinander durch ei­ ne an dem Mutterelement vorgesehene Verbindungsbahn verbun­ den. Eine endlose Kugelumlaufbahn ist durch die Kugelroll­ kontaktbahn und die Verbindungsbahn gebildet. In der Kugel­ umlaufbahn sind auf endlos fortlaufende Weise viele Kugeln auf genommen.

Das Mutterelement ist relativ zu der Schraubenspindel dreh­ bar. Wenn beispielsweise die Schraubenspindel relativ zu dem Mutterelement gedreht wird, laufen die jeweiligen Kugeln, die zwischen der Schraubenspindel und dem Mutterelement po­ sitioniert sind, in der Kugelumlaufbahn endlos um, während sie sich gleichzeitig drehen. Daher laufen die Kugeln in der Umlaufbahn entsprechend der Rotation der Schraubenspindel endlos um, so daß das Mutterelement relativ zu der Schrau­ benspindel präzise und gleichmäßig in einer Axialrichtung derselben bewegt werden kann.

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine herkömmliche Kugelspindelvorrichtung 100 vom Rohrtyp zeigt. Ein Mutterelement 2 ist auf einer Außenumfangsfläche einer Schraubenspindel 1 angebracht. Eine spiralförmige Kugelspin­ delnut 1a ist an einer Außenumfangsfläche der Schraubenspin­ del 1 ausgebildet. Eine Kugelspindelnut 2a ist an einer Au­ ßenumfangsfläche des Mutterelements 2 ausgebildet. Die Ku­ gelspindelnut 2a liegt der Kugelspindelnut 1a der Schrauben­ spindel 1 gegenüber. Diese Kugelspindelnuten 1a und 2a bil­ den eine spiralförmige Kugelumlaufbahn 3.

Durchgangslöcher 4a und 4b sind an einer Umfangswand des Mutterelements 2 ausgebildet. Diese Durchgangslöcher 4a und 4b sind durch ein Rohr 5 miteinander verbunden. Das Rohr 5 ist an einem Außenumfangsbereich des Mutterelements 2 ange­ ordnet. Beide Endbereiche des Rohrs 5 sind in die Durch­ gangslöcher 4a und 4b eingesetzt. Eine Verbindungsbahn 6 ist von den Durchgangslöchern 4a, 4b und dem Rohr 5 gebildet. Die Verbindungsbahn 6 verbindet einen Bereich und einen an­ deren Bereich der Kugelrollkontaktbahn 3, die voneinander beabstandet sind, miteinander.

Daher kommunizieren beide Enden der Kugelrollkontaktbahn 3 miteinander über die Verbindungsbahn 6, so daß eine endlose Kugelumlaufbahn 7 gebildet ist. In der Kugelumlaufbahn 7 sind viele Kugeln 8 aufgenommen. Diese Kugeln 8 sind endlos in der Umlaufbahn 7 angeordnet. Jede Kugel 8 besteht aus ei­ nem Werkstoff, der aus Stahl, Keramik, Kunststoff oder der­ gleichen ausgewählt ist. Die Kugeln 8 laufen endlos um, wäh­ rend sie gleichzeitig mit der Rotation der Schraubenspindel 1 in der Umlaufbahn 7 abrollen.

Wenn das Mutterelement 2 relativ zu der Schraubenspindel 1 beispielsweise in einer mit dem Pfeil R in Fig. 7 bezeichne­ ten Richtung gedreht wird, rollt jede Kugel 8 in einer Rich­ tung des Pfeils R entlang der Kugelspindelnut 1a ab. Die Be­ wegungsgeschwindigkeit der Kugel 8 ist geringer als die Drehgeschwindigkeit des Mutterelements 2. Daher bewegt sich jede Kugel 8 relativ in einer zu dem Pfeil R entgegengesetz­ ten Richtung zu der Kugelspindelnut 2a des Mutterelements 2 hin aus dem Rohr 5 durch ein Durchgangsloch 4a.

Die herkömmliche Kugelspindelvorrichtung 100 hat einen Eck­ bereich 10 an einem Verbindungsbereich zwischen der Rollkon­ taktbahn 3 und der Verbindungsbahn 6, und zwar einen Grenz­ bereich zwischen der Kugelspindelnut 2a und der Verbindungs­ bahn 6, wie Fig. 7 zeigt. Bei der herkömmlichen Kugelspin­ delvorrichtung 100 geschieht es daher, daß eine gleichmäßige Umlaufbewegung der in der Umlaufbahn 7 umlaufenden Kugel 8 durch den Eckbereich 10 verhindert wird, was in einer ver­ schlechterten Funktionsfähigkeit oder Betriebslebensdauer der Kugelspindelvorrichtung 100 resultiert.

Wenn auf die Kugelspindelvorrichtung 100 eine äußere Bela­ stung einwirkt, tritt ein Zustand auf, in dem eine Distanz zwischen den Spindelnuten 1a und 2a verringert oder verkürzt wird. Der Grund für die Verkürzung der Distanz zwischen den Spindelnuten 1a und 2a ist der Hertzsche Kontakt bzw. die Hertzsche Pressung zwischen einer Spindelnut 1a und der Ku­ gel 8, die Hertzsche Pressung zwischen der anderen Spindel­ nut 2a und der Kugel 8 und die elastische Formänderung der Kugel 8 selber. In der Beschreibung wird der Zustand, in dem die Distanz zwischen den Spindelnuten 1a und 2a verkürzt ist, als "elastische Annäherung" bezeichnet.

Wenn die elastische Annäherung stattfindet, tritt die Kugel 8 aus dem Rohr 5 ein, das eine unbelastete Zone zwischen den Spindelnuten 1a und 2a ist, die eine belastete Zone sind. Beim Auftreten der elastischen Annäherung kann die Kugel nicht durch eigene Kraft zwischen die Spindelnuten 1a und 2a eintreten. Daher tritt eine vorhergehende Kugel 8 dadurch, daß sie von der nachfolgenden Kugel 8 geschoben wird, zwi­ schen die Spindelnuten 1a und 2a ein.

Herkömmlich wird die Kugelspindelnut 2a über den gesamten Innenumfang des Mutterelements 2 auf der Basis eines durch die Mitte jeder Kugel 8 verlaufenden Kreisdurchmessers kon­ tinuierlich bearbeitet. Wenn daher die oben angesprochene äußere Belastung auf die Kugelspindelvorrichtung 100 ein­ wirkt, nähern sich die Spindelnuten 1a und 2a einander über den gesamten Innenumfang des Mutterelements 2 um die gleiche Distanz. Infolgedessen wird die Kugel 8, so bald sie zwi­ schen die Spindelnuten 1a und 2a aus dem Rohr eingetreten ist, sehr schnell zusammengepreßt.

Wenn beispielsweise bei einer Kugelspindelvorrichtung mit einem Durchmesser von 100 mm, einer Ganghöhe von 25 mm und einem Kugeldurchmesser von 19,05 mm eine Belastung darauf aufgebracht wird, erreicht die elastische Annäherung zwi­ schen den Spindelnuten in einigen Fällen einen Wert von 50 µm. Das heißt, wenn die Kugel aus einer unbelasteten Zone in eine belastete Zone eintritt, erfolgt eine Kompression von 50 µm. Wenn also die Belastung ausreichend groß ist, kann eines der nachstehend beschriebenen Probleme auftreten.

• 1. Die Pressung ist an dem Eckbereich 10 zwischen der Ku­ gelspindelnut 2a und dem Ende des Rohrs 5 konzentriert, so daß dort Abblättern auftritt.
• 2. Die Kugel 8 blockiert leicht in der Nähe des Eckbereichs 10, so daß die Kugel 8 nicht gleichmäßig umlaufen kann.
• 3. Wenn die Kugel 8 aus dem Rohr 5 in die Kugelspindelnut 2a eintritt, wird eine vorhergehende Kugel 8 von der nach­ folgenden Kugel 8 geschoben, so daß die Kugel 8 beschädigt oder abgenutzt wird. Durch den Verschleiß oder Abrieb er­ zeugtes Pulver oder Partikel verkürzen die Betriebslebens­ dauer der Kugelspindelvorrichtung.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Kugelum­ laufspindelvorrichtung, die ein gleichmäßiges Umlaufen von Kugeln zuläßt und deren Betriebslebensdauer verbessert sein kann.

Eine Kugelumlaufspindelvorrichtung gemäß der Erfindung weist folgendes auf: eine Schraubenspindel, die an ihrer Außenum­ fangsfläche mit einer spiralförmigen Kugelspindelnut ausge­ bildet ist; ein Mutterelement, das auf einen Außenumfang der Schraubenspindel aufgesetzt und an einer Innenumfangsfläche mit einer Kugelspindelnut ausgebildet ist, die der Kugel­ spindelnut der Schraubenspindel gegenüberliegt; eine Kugel­ rollkontaktbahn, die durch die einander gegenüberliegenden jeweiligen Kugelspindelnuten gebildet ist; eine Verbindungs­ bahn, die in dem Mutterelement vorgesehen ist, um zu bewir­ ken, daß ein Bereich und ein anderer Bereich der Kugelroll­ kontaktbahn miteinander kommunizieren; eine Endlosumlauf­ bahn, die durch die Verbindungsbahn und die Kugelrollkon­ taktbahn gebildet ist; und eine Vielzahl von Kugeln, die in der Umlaufbahn aufgenommen sind, wobei ferner ein bearbeite­ ter Bereich mit einer gleichmäßig fortlaufenden Gestalt vor­ gesehen ist, der durch Schleifen eines Eckbereichs zwischen der Kugelrollkontaktbahn und der Verbindungsbahn gebildet ist.

Gemäß der Erfindung können die Kugeln ab einer Anfangsphase, nachdem eine Kugelspindelvorrichtung gerade fertiggestellt worden ist, leichtgängig umlaufen. Die Kugelspindelvorrich­ tung der Erfindung hat ausgezeichnete Funktionsfähigkeit und verbesserte Betriebslebensdauer. Da die Kugeln leichter aus einer unbelasteten Zone im Inneren der Verbindungsbahn in eine belastete Zone zwischen den jeweiligen Spindelnuten eintreten können, kann verhindert werden, daß die Kugeln aufgrund eines Kontakts zwischen den Kugeln verletzt und verschlissen werden.

Der bearbeitete Bereich, der durch Balligdrehen oder der­ gleichen gebildet ist, kann zu konischer Gestalt geformt sein, wobei die Distanz zwischen den Spindelnuten in einer Vorschubrichtung einer aus der Verbindungsbahn zwischen die Spindelnuten eintretenden Kugel allmählich abnimmt. Ferner kann der bearbeitete Bereich so ausgebildet sein, daß er von einem Ende der Verbindungsbahn in einer Umfangsrichtung des Mutterelements innerhalb eines Bereichs von 90° von dem Eck­ bereich entlang der Umfangsrichtung des Mutterelements ver­ läuft. Wenn bei dieser Ausbildung die Kugel aus der Verbin­ dungsbahn in die Kugelrollkontaktbahn eintritt, wird die Ku­ gel allmählich gepreßt, so daß das Auftreten einer Bela­ stungskonzentration in der Kugelspindelnut vermieden wird. Da dann, wenn der bearbeitete Bereich von dem Eckbereich über den Bereich von 90° davon hinaus entlang der Umfangs­ richtung des Mutterelements verläuft, die Kugelspindelvor­ richtung eine verringerte Belastungsfähigkeit hat, ist der bearbeitete Bereich auf den Bereich von höchstens 90° von dem Eckbereich ausgehend begrenzt.

Es wird bevorzugt, daß das Maß des Einstechens in den bear­ beiteten Bereich größer als das Maß der elastischen Annähe­ rung der Kugelspindelnut ist. Im Hinblick auf die Radial­ richtung des Mutterelements kann insbesondere das Maß des Einstechens innerhalb eines Bereichs von 1/400 bis 1/10 des Kugeldurchmessers vorgegeben sein. Wenn das Einstechmaß kleiner als 1/400 des Kugeldurchmessers ist, kann sich die Kugel nicht gleichmäßig bewegen, was dazu führt, daß das an­ gesprochene Problem nicht gelöst werden kann. Wenn das Ein­ stechmaß 1/10 des Kugeldurchmessers überschreitet, ver­ schlechtert sich die Funktionsfähigkeit der Kugelspindelvor­ richtung.

Weitere Vorteile und Ziele der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung und sind teilweise aus der Beschreibung ersichtlich oder ergeben sich durch die prakti­ sche Anwendung der Erfindung. Die Ziele und Vorteile der Er­ findung können durch die nachstehend angeführten Kombinatio­ nen realisiert und erhalten werden.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeich­ nungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Bereichs einer Kugelspin­ delvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Perspektivansicht, die das Gesamtaussehen der Kugelspindelvorrichtung von Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Bereichs einer Kugelspin­ delvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 eine Schnittansicht der gesamten Kugelspindelvor­ richtung von Fig. 3;

Fig. 5 eine Schnittansicht, die einen Bereich der in Fig. 3 gezeigten Kugelspindelvorrichtung vergrößert zeigt;

Fig. 6 eine Schnittansicht eines Bereichs einer Kugelspin­ delvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 eine Schnittansicht einer herkömmlichen Kugelspin­ delvorrichtung; und

Fig. 8 eine Schnittansicht eines Bereichs der in Fig. 7 ge­ zeigten herkömmlichen Kugelspindelvorrichtung.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 wird nachstehend eine erste Ausführungsform erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Hauptbereich einer Kugelspindelvorrich­ tung 1A vom Rohrtyp gemäß der ersten Ausführungsform. Wie Fig. 2 zeigt, ist ein Mutterelement 2 auf einem Außenumfang einer Schraubenspindel 1 angebracht. Eine spiralförmige Ku­ gelspindelnut 1a ist an einer Außenumfangsfläche der Schrau­ benspindel 1 ausgebildet. Eine spiralförmige Kugelspindelnut 2a, die der Kugelspindelnut 1a der Schraubenspindel 1 gegen­ überliegt, ist an einer Innenumfangsfläche des Mutterele­ ments 2 ausgebildet. Eine spiralförmige Kugelrollkontaktbahn 3 ist von den Kugelspindelnuten 1a und 2a, die einander ge­ genüberliegen, gebildet.

Durchgangslöcher 4a und 4b sind in einer Umfangswand des Mutterelements 2 ausgebildet. Diese Durchgangslöcher 4a und 4b sind über ein Rohr 5 miteinander verbunden. Das Rohr 5 ist an einem Außenumfangsbereich des Mutterelements 2 ange­ ordnet. Die beiden Enden des Rohrs 5 sind in die Durchgangs­ löcher 4a bzw. 4b eingesetzt. Eine Verbindungsbahn 6 ist von den Durchgangslöchern 4a, 4b und dem Rohr 5 gebildet. Ein Bereich und ein anderer Bereich der Kugelrollkontaktbahn 3, die voneinander beabstandet sind, können durch die Verbin­ dungsbahn 6 miteinander kommunizieren.

Die Kugelrollkontaktbahn 3 ist so ausgebildet, daß sie durch die Verbindungsbahn 6 als Endlosbahn ausgebildet ist, so daß eine Kugelumlaufbahn 7 gebildet ist. In der Kugelumlaufbahn 7 sind viele Kugeln 8 aufgenommen. Diese Kugeln 8 sind kon­ tinuierlich auf endlose Weise innerhalb der Umlaufbahn 7 an­ geordnet. Jede Kugel 8 ist aus einem Werkstoff geformt, der aus Stahl, Keramik, Kunststoff oder dergleichen ausgewählt ist. Diese Kugeln 8 laufen endlos um, während sie in der Um­ laufbahn 7 abrollen, wenn die Schraubenspindel 1 und das Mutterelement 2 relativ zueinander gedreht werden.

Wenn das Mutterelement 2 relativ zu der Schraubenspindel 1 beispielsweise in einer Richtung entsprechend dem Pfeil R gedreht wird, rollt jede Kugel 8 in Richtung des Pfeils R entlang der zweiten Kugelspindelnut 1a ab. Da die Bewegungs­ geschwindigkeit der Kugel 8 geringer als die Drehgeschwin­ digkeit des Mutterelements 2 ist, bewegt sich jede Kugel 8 in Richtung eines Pfeils R' ausgehend von dem Rohr 5 durch ein Durchgangsloch 4a zu der Kugelspindelnut 2a des Mut­ terelements 2 hin.

Die in Fig. 8 gezeigte herkömmliche Kugelspindelvorrichtung 100 hat unmittelbar nach ihrer Herstellung einen Eckbereich 10 an einem Verbindungsbereich zwischen der Kugelrollkon­ taktbahn 3 und der Verbindungsbahn 6. Andererseits wird bei der in Fig. 1 gezeigten Kugelspindelvorrichtung 1A ein bear­ beiteter Bereich 11 mit flacher und glatter Gestalt durch abtragendes Bearbeiten des Eckbereichs 10 in einem Ferti­ gungsstadium der Vorrichtung geformt. Der bearbeitete Be­ reich 11 wird ausgebildet, indem unter Anwendung eines Schleifsteins oder dergleichen eine Abfasung an einem Grenz­ bereich zwischen der Kugelspindelnut 2a des Mutterelements 2 und der Verbindungsbahn 6 über die Länge L entlang der Um­ fangsrichtung des Mutterelements 2 ausgebildet wird.

Bei der so ausgebildeten Kugelspindelvorrichtung 1A sind die Kugelrollkontaktbahn 3 und die Verbindungsbahn 6 miteinander gleichmäßig fortlaufend. Daher können die Kugeln 8 in einer Anfangsphase, wenn die Kugelspindelvorrichtung 1A gerade fertiggestellt ist, ruhig und gleichmäßig in der Kugelum­ laufbahn 7 umlaufen. Dadurch treten an den Kugeln 8 und in der Kugelumlaufbahn 7 praktisch weder Verschleiß noch Abrieb auf, und zwar auch nicht in einer Anfangsphase des Betriebs der Kugelspindelvorrichtung 1A, so daß die Funktionsfähig­ keit der Vorrichtung in ausgezeichnetem Zustand bleibt und ihre Betriebslebensdauer verlängert wird.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen eine zweite Ausführungsform der Ku­ gelspindelvorrichtung 1B vom Rohrtyp. Diese Kugelspindelvor­ richtung 1B gleicht der Kugelspindelvorrichtung 1A der er­ sten Ausführungsform mit Ausnahme des bearbeiteten Bereichs 12. Bereiche und Elemente der Kugelspindelvorrichtung 1B, die der Kugelspindelvorrichtung 1A der ersten Ausführungs­ form entsprechen, sind daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht erneut beschrieben.

Ein sanft bogenförmiger bearbeiteter Bereich 12 ist an einer Innenfläche eines Mutterelements 2 der Kugelspindelvorrich­ tung 1B ausgebildet. Dieser bearbeitete Bereich 12 ist durch Balligschleifen bearbeitet, wobei eine Schleifeinrichtung wie etwa ein Schleifstein oder dergleichen verwendet wird. Der bearbeitete Bereich 12 ist durch Schleifen des Eckbe­ reichs 10, der bei der herkömmlichen Kugelspindelvorrichtung 100 (Fig. 7) ausgebildet ist, in einem relativ langen Be­ reich einschließlich des Eckbereichs 10 zu Bogenform mit ei­ nem Schleifstein oder dergleichen ausgebildet. Wie Fig. 5 zeigt, wurde der Eckbereich 10 an einem Schnittpunkt gebil­ det, an dem ein Kreis 2b entlang der Kugelspindelnut 2a des Mutterelements 2 und ein verlängertes Segment 6a der Innen­ fläche der Verbindungsbahn 6 einander schneiden.

Wie Fig. 4 zeigt, verläuft der bearbeitete Bereich 12 von dem Ende C der Verbindungsbahn 6 in einer Umfangsrichtung des Mutterelements 2. Dieser bearbeitete Bereich 12 ist zu Konusform ausgebildet, wobei die Distanz zwischen den Kugel­ spindelnuten 1a und 2a im Hinblick auf eine Vorschubrichtung (eine Richtung entsprechend dem Pfeil R' in Fig. 5) der Ku­ gel 8, die aus der Verbindungsbahn zwischen die jeweiligen Kugelspindelnuten 1a und 2a eintritt, allmählich kleiner wird. Dieser bearbeitete Bereich 12 ist so ausgebildet, daß er von dem Ende C der Verbindungsbahn 6 in einer Umfangs­ richtung des Mutterelements 2 innerhalb eines Bereichs von 90° ausgehend von dem Eckbereich 12 entlang der Umfangsrich­ tung verläuft.

Durch Vorsehen des bearbeiteten Bereichs 12 wird es der Ku­ gel 8 erleichtert, zwischen die Spindelnuten 1a und 2a ein­ zutreten. Da außerdem die Kugel 8 entsprechend ihrem Abrol­ len allmählich mit Pressung beaufschlagt wird, wird eine Be­ lastungskonzentration an der Kugelspindelnut 2a vermieden. Wenn die Länge des bearbeiteten Bereichs 12 90° in der Um­ fangsrichtung des Mutterelements 2 überschreitet, nimmt die Belastungsfähigkeit der Kugelspindelvorrichtung 1B ab. Daher ist die Länge des bearbeiteten Bereichs 12 so vorgegeben, daß sie höchstens innerhalb des Bereichs von 90° von dem Eckbereich 10 liegt.

Das Schleifmaß (Einstechmaß H von Fig. 5) des bearbeiteten Bereichs 12 ist aus den angegebenen Gründen größer als das Maß der elastischen Annäherung der Kugelspindelnuten 1a und 2a. Das heißt, das Einstechmaß H in bezug auf die Radial­ richtung des Mutterelements 2 ist innerhalb eines Bereichs von 1/400 bis 1/10 des Durchmessers der Kugel 8 vorgegeben.

Bei der so ausgebildeten Kugelspindelvorrichtung 1B der zweiten Ausführungsform sind die Kugelrollkontaktbahn 3 und die Verbindungsbahn 6 miteinander gleichmäßig fortlaufend. Daher läuft jede Kugel 8 in der Umlaufbahn 7 bereits in ei­ ner Anfangsphase des Betriebs der Kugelspindelvorrichtung 1B gleichmäßig um. Somit wird ab dem Beginn des Betriebs der Kugelspindelvorrichtung 1B ein Verschleiß der Kugel 8 und der Umlaufbahn 7 verhindert, so daß eine ausgezeichnete Funktionsfähigkeit der Vorrichtung 1B erhalten wird und ihre Betriebslebensdauer verbessert ist.

Die Erfindung ist nicht nur bei Kugelspindelvorrichtungen vom Rohrtyp anwendbar, deren Verbindungsbahn 6 durch das Rohr 5 gebildet ist, sondern auch bei Kugelspindelvorrich­ tungen vom Innenumlauftyp, die Teile für eine Verbindungs­ bahn verwenden. Die Erfindung kann ferner bei einer Kugel­ spindelvorrichtung Anwendung finden, bei der eine Verbin­ dungsbahn an einer Endkappe ausgebildet ist. Kurz gesagt kann die Kugelspindelvorrichtung der Erfindung durch Formen des gleichmäßig fortlaufenden bearbeiteten Bereichs durch Schleifen oder Ausfräsen des Eckbereichs zwischen der Ver­ bindungsbahn des Mutterelements und der Kugelspindelnut er­ halten werden.

Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform der Kugelspindel­ vorrichtung 1C. Diese Kugelspindelvorrichtung 1C gleicht der Kugelspindelvorrichtung 1B der zweiten Ausführungsform mit Ausnahme des Rohrs 5.

Ein Rohr 5 der Kugelspindelvorrichtung 1C ist mit einem End­ bereich 5b, der in das in dem Mutterelement 2 gebildete Loch 5a eingesetzt ist, und mit einem Zungenbereich 5c, der von einem Bereich des Endbereichs 5b vorspringt, versehen. Der Zungenbereich 5c liegt der Kugelspindelnut 2a des Mutterele­ ments 2 gegenüber. Durch den Zungenbereich 5c und die Kugel­ spindelnut 2a ist ein löffelartiger Kugelaufnahmeraum S de­ finiert. Der Zungenbereich 5c ist in einer Richtung zu der Kugelspindelnut 2a hin gekrümmt. Der Zungenbereich 5c mit dieser Gestalt ist vorgesehen, so daß die Verbindungsbahn 6 und die Kugelumlaufbahn 7 miteinander in einer sanft ge­ krümmten Weise über den löffelartigen Kugelaufnahmeraum S verbunden sind.

Wenn die Kugelspindelvorrichtung 1C in Gebrauch ist, laufen die Kugeln 8 im Inneren der Verbindungsbahn 6 und der Kuge­ lumlaufbahn 7 um. Während dieses Umlaufens bewegt sich jede Kugel 8 beim Abrollen zwischen der Verbindungsbahn 6 und der Kugelumlaufbahn 7 über den löffelartigen Kugelaufnahmeraum S. Da bei dieser Ausführungsform der Zungenbereich 5c in Richtung der Kugelspindelnut 2a gekrümmt ist, wird verhin­ dert, daß die Anordnung der Kugeln 8, die den löffelartigen Kugelaufnahmeraum S durchlaufen, erheblich gestört wird. Die jeweiligen Kugeln 8 rollen gleichmäßig zwischen der Verbin­ dungsbahn 6 und der Kugelumlaufbahn 8 ab, wo sie in einem ausgefluchteten Zustand gehalten werden. Da der Zungenbe­ reich 5c mit dieser Gestalt am Endbereich des Rohrs 5 vorge­ sehen ist, kann die Kugel 8 auch dann gleichmäßig bewegt werden, wenn durch starkes Schleifen des Eckbereichs 10 ein breiter bearbeiteter Bereich 12 geformt ist.

Da ferner ein Vorderende des Zungenbereichs 5c in Richtung der Kugelspindelnut 2a gekrümmt ist, wird verhindert, daß die sich aus der Kugelumlaufbahn 7 in Richtung zu der Ver­ bindungsbahn 6 bewegende Kugel 8 mit hoher Kraft auf den Zungenbereich 5c in dem löffelartigen Kugelaufnahmeraum S trifft. Selbst wenn sich die Kugeln 8 mit hoher Geschwindig­ keit bewegen, können sie in dieser Kugelspindelvorrichtung 1C gleichmäßig zwischen der Verbindungsbahn und der Kugelum­ laufbahn 7 umlaufen. Die Kugelspindelvorrichtung 1C hat sehr gute Funktionsfähigkeit und verbesserte Betriebslebensdauer im Vergleich mit einer Kugelspindelvorrichtung, bei der der Zungenbereich 5c gerade ist.

Weitere Vorteile und Modifikationen sind für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich. Die Erfindung ist daher nicht auf die speziellen Einzelheiten und repräsentativen Ausführungs­ formen beschränkt, die hier gezeigt und beschrieben sind. Verschiedene Modifikationen können daher vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung, wie sie in den Patentansprü­ chen angegeben ist, abzuweichen.

Claims (5)

1. Kugelumlaufspindelvorrichtung, die folgendes aufweist:
eine Schraubenspindel (1), deren Außenumfangsfläche mit einer spiralförmigen Kugelspindelnut (1a) ausgebildet ist;
ein Mutterelement (2), das auf einer Außenumfangsfläche der Schraubenspindel (1) angebracht ist und dessen Innenum­ fangsfläche mit einer der Kugelspindelnut (1a) der Schrau­ benspindel (1) gegenüberliegenden Kugelspindelnut (2a) aus­ gebildet ist;
eine Kugelrollkontaktbahn (3), die durch die einander gegenüberliegenden Kugelspindelnuten (1a, 2a) gebildet ist;
eine Verbindungsbahn (6), die in dem Mutterelement (2) vorgesehen ist und einen Bereich und einen anderen Bereich der Kugelrollkontaktbahn (3) miteinander in Kommunikation bringt;
eine Endlosumlaufbahn (7), die durch die Verbindungs­ bahn (6) und die Kugelrollkontaktbahn (3) gebildet ist, und eine Vielzahl von Kugeln (8), die in der Umlaufbahn (7) aufgenommen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein bearbeiteter Bereich (11, 12) mit einer gleichmäßig fortlaufenden Gestalt vorgesehen ist, der durch Schleifen eines Eckbereichs (10) an einem Verbindungsbereich zwischen der Kugelrollkontaktbahn (3) und der Verbindungs­ bahn (6) geformt ist; und
daß der bearbeitete Bereich (11, 12) so geformt ist, daß die Distanz zwischen den Kugelspindelnuten (1a, 2a) in bezug auf eine Vorschubrichtung der Kugel (8), die aus der Verbindungsbahn (6) zwischen die jeweiligen Nuten (1a, 2a) eintritt, allmählich kleiner wird, und daß der bearbeitete Bereich (11, 12) so geformt ist, daß er von einem Ende (C) der Verbindungsbahn (6) in einer Umfangsrichtung des Mutter­ elements (2) innerhalb eines Bereichs von 90° von dem Eckbe­ reich entlang der Umfangsrichtung des Mutterelements (2) verläuft.

2. Kugelumlaufspindelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einstechmaß des bearbeiteten Be­ reichs (11, 12) in einem Bereich von 1/400 bis 1/10 des Durchmessers der Kugel (8) in bezug auf eine Durchmesser­ richtung des Mutterelements (2) liegt.

3. Kugelumlaufspindelvorrichtung nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch ein Rohr (5), das die Verbindungsbahn (6) bildet, wobei ein Zungenbereich (5c), der in einer Richtung der Kugelspindelnut (2a) des Mutterelements (2) gekrümmt ist, an einem Endbereich (5b) des Rohrs (5) ausgebildet ist und zwischen dem Zungenbereich (5c) und der Kugelspindelnut (2a) des Mutterelements (2) ein löffelartiger Kugelaufnahme­ raum (S) gebildet ist.

4. Kugelspindelvorrichtung, die folgendes aufweist:
eine Schraubenspindel (1), deren Außenumfangsfläche mit einer spiralförmigen Kugelspindelnut (1a) ausgebildet ist;
ein Mutterelement (2), das auf einer Außenumfangsfläche der Schraubenspindel (1) angebracht ist und dessen Innenum­ fangsfläche mit einer der Kugelspindelnut (1a) der Schrau­ benspindel (1) gegenüberliegenden Kugelspindelnut (2a) aus­ gebildet ist;
eine Kugelrollkontaktbahn (3), die durch die einander gegenüberliegenden Kugelspindelnuten (1a, 2a) gebildet ist;
eine Verbindungsbahn (6), die in dem Mutterelement (2) vorgesehen ist und einen Bereich und einen anderen Bereich der Kugelrollkontaktbahn (3) miteinander in Kommunikation bringt;
eine Endlosumlaufbahn (7), die durch die Verbindungs­ bahn (6) und die Kugelrollkontaktbahn (3) gebildet ist, und eine Vielzahl von Kugeln (8), die in der Umlaufbahn (7) aufgenommen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein bearbeiteter Bereich (11, 12) mit einer gleichmäßig fortlaufenden Gestalt vorgesehen ist, der durch Schleifen eines Eckbereichs (10) an einem Verbindungsbereich zwischen der Kugelrollkontaktbahn (3) und der Verbindungs­ bahn (6) geformt ist; und
daß der bearbeitete Bereich (11, 12) so geformt ist, daß die Distanz zwischen den Kugelspindelnuten (1a, 2a) in bezug auf eine Vorschubrichtung der aus der Verbindungsbahn (6) zwischen die jeweiligen Nuten (1a, 2a) eintretende Kugel (8) allmählich kleiner wird, wobei ein Einstechmaß des bear­ beiteten Bereichs (11, 12) in einem Bereich von 1/400 bis 1/10 des Durchmessers der Kugel (8) in bezug auf eine Durch­ messerrichtung des Mutterelements (2) liegt.

5. Kugelumlaufspindelvorrichtung nach Anspruch 4, gekenn­ zeichnet durch ein Rohr (5), das die Verbindungsbahn (6) bildet, wobei ein Zungenbereich (5c), der in einer Richtung der Kugelspindelnut (2a) des Mutterelements (2) gekrümmt ist, an einem Endbereich (5b) des Rohrs (5) ausgebildet ist und zwischen dem Zungenbereich (5c) und der Kugelspindelnut (2a) des Mutterelements (2) ein löffelartiger Kugelaufnahme­ raum (S) gebildet ist.