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Die
Erfindung betrifft eine Kugelkette, insbesondere eine Kugelkette
mit einer Reihe von Kugeln und einem axial verlängerten
Abstandsband, das darin eine Reihe von Öffnungen zum Aufnehmen
der Kugeln und Abstandshaltern aufweist, welche die Kugeln voneinander
trennen, wodurch die Kugelkette sanft in einem dreidimensionalen
Richtungsänderungskanal mit wenig Geräuschen und
Widerstand umläuft.
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Ein
Bewegungsmechanismus weist ein Bewegungsteil und ein Führungsteil
auf. Das Bewegungsteil und das Führungsteil weisen wenigstens eine
gekuppelte Laufrille und eine Reihe von lasttragenden Kugeln auf,
die entlang der gekuppelten Laufrille rollen. Für jede
gekuppelte Laufrille ist das Bewegungsteil ferner mit einem Rücklaufkanal
und einem Umlenkkanal versehen, um eine Umlaufbahn zu bilden, so
dass die Kugelkette in der Umlaufbahn umlaufen kann und das Bewegungsteil
daher weiter seine Verschiebebewegung an dem Führungsteil ohne
Begrenzung fortführen kann. Um eine Kollision zwischen
den Kugeln und die Abnutzung der Kugeln während der Verschiebebewegung
zu vermeiden, sind eine Mehrzahl von Trennkörpern zwischen
den Kugeln vorgesehen, um benachbarte Kugeln voneinander zu trennen,
damit Geräusche und der Reibungswiderstand reduziert werden,
wobei die benachbarten Trennkörper derart ausgebildet sind, dass
sie eine ungleichmäßige Dicke haben, um die benachbarten
Kugeln in einem ungleichen Abstand voneinander zu trennen, wie in
dem
US-Patent Nr. 5,927,858 offenbart
ist. Jedoch sind wegen des Spiels zwischen den Kugeln und ihren
benachbarten Trennkörpern die Trennkörper leicht
zu kippen, was eine Behinderung in dem Durchgangskanal und einen
unsanften Verlauf der Verschiebebewegung bewirkt.
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Eine
andere Kugelverbindungskette, die in der japanischen ungeprüften
Patentveröffentlichung Nr.
JP-A-5-52217 vorgeschlagen ist, weist ein
Paar streifenartige Verbindungselemente und mehrere Abstandshalter
auf, die mit den Verbindungselementen verbunden und zwischen den
jeweiligen Kugeln angeordnet sind, wobei die Abstandshalter eine
rosenkranzartige Form zum Aufnehmen der Kugeln bilden.
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Ferner
wird die Kugelverbindungskette durch Gießen von flexiblem
Harz hergestellt und ist in der Lage, in der Richtung senkrecht
zu einer von dem Verbindungsteil definierten Ebene auszulenken.
Jedoch kann wegen der Steifigkeit der bandartigen Verbindungskette
in der Querrichtung die Verbindungskette nicht wirksam in dieser
Richtung gebogen werden, was ein wirksames dreidimensionales Biegen verbietet.
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Um
das Problem des unsanften Umlaufs zu bewältigen, das auftritt,
wenn die Kugelkette nicht in einer Ebene senkrecht zu der verlängerten
Fläche der Verbindungskette gebogen wird, sind Linearbewegungsmechanismen,
wie zum Beispiel Kugelumlaufspindeln und Linearführungen,
vorgesehen, wie im
US-Patent
Nr. 5,593,064 offenbart ist. Hierbei weist ein Kugelverbinder
eine Anzahl von Kugeln auf, die in einer Reihe in einem vorbestimmten
Abstand voneinander angeordnet sind, und ein flexibler Verbindungsgurt
weist vier Gurtelemente auf, die in einer streifenartigen Form entlang
der Umfangsflächen der Kugeln ausgebildet sind und mit
den Kugeln in Kontakt gebracht werden, wobei die Gurtelemente gemeinsam
mit einem anderen der Gurtelemente an Zwischenstücken der
einander benachbarten Kugeln verbunden sind und der Verbindungsgurt
in einer Form ausgebildet ist, die im Vergleich zu einem Außendurchmesser
der Kugel in Positionen der die Kugeln verbindenden Zwischenstücke
verengt ist. Der Kugelverbinder ist dementsprechend in irgendeiner Richtung
in die Position leicht nachgiebig zu biegen, und die auf den Kugelverbinder
wirkende Verdrehung ist leicht zu absorbieren. Diese Gestaltung
ermöglicht mehr Freiheit für den Kugelverbinder,
der gebogen und verdreht wird, und eine sanfte Verschiebebewegung
der Kugelkette, wenn diese abweichend von der Ebene senkrecht zu
der verlängerten Fläche der Verbindungskette gebogen
wird. Hierbei muss jedoch, da der Verbindungsgurt in einer Form
ausgebildet ist, die im Vergleich zu einem Außendurchmesser der
Kugel in Positionen der die Kugeln verbindenden Zwischenstücke
verengt ist, so dass nur die Oberseite der vier Riemen in die Führungsnut
des Umlaufkanals fällt und der Umlaufkanal wenigstens aus
zwei Teilen zusammengesetzt ist, ein Eingriffsabschnitt zwischen den
beiden Teilen vorgesehen sein, wodurch eine Fehlausrichtung auftreten
könnte. Daher müssen jedes Mal, wenn der obere
Rand der vier Gurte durch den Eingriffsabschnitt hindurchtritt,
die Gurte neu ausgerichtet werden, oder der Kugelverbinder kann
leicht verklemmt werden. Darüber hinaus sollte, um genügend
Flexibilität zu schaffen, der Verbindungsabschnitt des
Gurtelements eine bestimmte Längslänge und Verengung
haben, was sich auf die Anzahl der die Last aufnehmenden Kugeln und
die Größe der Abstandshalter negativ auswirkt. Gleichermaßen
weist ein den Wälzkörper aufnehmender Abstandshalter,
der in dem
US-Patent Nr. 6,247,846
31 offenbart ist, einen dicken Halteabschnitt mit sphärischen
Vertiefungen auf, die an beiden Seiten davon ausgebildet sind, wobei
die dicken Halteabschnitte zwischen den Wälzkörpern
und den dünnen gebogenen Abschnitten anzuordnen sind, um
nur ein Paar dicke Halteabschnitte zu verbinden, in welchem der
Wälzkörper dazwischen anzuordnen ist. Der dünne
gebogene Abschnitt kann in einem gekrümmten Bereich einer
Wälzkörperumlaufbahn ausgelenkt oder verdreht
werden, und die Abstandshalter, welche mit einem einzelnen dazwischen
angeordneten Wälzkörper einander benachbart sind,
führen gemeinsam eine Drehbewegung um den Wälzkörper
durch, wodurch ein sanfter Umlauf bei dreidimensionaler Änderung
der Richtung der Wälzkörper möglich ist.
Jedoch muss sich, da sich die Abstandshalter in dem Umlaufkanal
unabhängig voneinander bewegen, jede Kugel selbst wieder
neu zu dem Kanal ausrichten, wenn sie durch den Eingriffsabschnitt zwischen
den Teilen des Umlaufkanals hindurchtritt, wodurch eine Fehlausrichtung
eintreten könnte und eine unsanfte Verschiebebewegung verursacht
werden kann.
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Mit
der Erfindung wird eine Kugelkette geschaffen, die in drei Dimensionen
mit einem hohen Freiheitsgrad gebogen werden kann, wodurch sie sanft
und ruhig entlang eines Linearbewegungsmechanismus, wie einer Kugelumlaufspindel
und einer Linearführung, verschoben werden kann.
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Gemäß der
Erfindung weist die Kugelkette eine Reihe von Kugeln und eine Abstandskette
mit einer Mehrzahl von Öffnungen zur Unterbringung der Kugeln
auf. Die Abstandskette weist ferner eine Reihe von Abstandshaltern
auf, die zwischen den Kugeln zur Verhinderung von Kollisionen zwischen
benachbarten Kugeln angeordnet sind. Die Kugelkette weist ferner
ein Paar sich längs erstreckende, dünne flexible
Streifen und eine Mehrzahl von sich quer erstreckenden, flexiblen
Verbindungsträgern auf, die zwischen den Kugeln angeordnet
sind. Beide Enden des flexiblen Verbindungsträgers sind
mit den flexiblen Längsstreifen verbunden. Die Abstandshalter sind über
ein elastisches Element an dem flexiblen Verbindungsträger
angebracht, wodurch der sich quer erstreckende flexible Verbindungsträger
solange wie möglich erhalten bleiben und die beste Flexibilität
zum Biegen in verschiedene Richtungen bringen kann, so dass die
Abstandshalter, die über das elastische Element an dem
Verbindungsträger angebracht sind, auslenken oder sich
frei verdrehen können. Ferner haben die Abstandshalter,
die etwas kleiner als der Durchmesser der Kugeln sind, eine größere
Kontaktfläche mit den entsprechenden Kugeln, wodurch der
Kontaktdruck zwischen einem Abstandshalter und einer Kugel reduziert
wird. Ferner weist jeder Abstandshalter eine Nut auf, deren Raum groß genug
ist, damit das Biegen des entsprechenden Querverbindungsträgers
den Abstandshalter nicht behindert.
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Es
gibt zumindest eine Führungsnut innerhalb des Umlaufkanals
zum Führen der flexiblen Längsstreifen, wodurch
die Kugelkette entlang einer verlängerten Führungsebene,
die von den Führungsnuten innerhalb des Umlaufkanals definiert
wird, verschoben werden kann. Wenn der Umlaufkanal in einer Ebene
senkrecht zu der Führungsebene umgekehrt wird, werden auch
die flexiblen Längsstreifen zweidimensional entlang der
Führungsebene gebogen, und die Flexibilität der
flexiblen Längsstreifen erleichtert das Biegen der Kugelkette,
so dass sich die Kugeln sanft mit geringem Widerstand in dem Kanal bewegen.
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Wenn
der Umlaufkanal derart umgekehrt wird, dass die vertikalen Ebenen
zu der Führungsebene nicht mehr in derselben Ebene liegen,
sondern zueinander verschoben oder geneigt sind, wie zum Beispiel
bei der Kugelumlaufspindel oder einigen Linearführungen,
ist, da sich die Kugelkette in dem Umlaufkanal bewegt und der flexible
Längsstreifen in der Nut und von dieser geführt
wird, der Bewegungsablauf der Kugelkette dementsprechend dreidimensional,
so dass es eine relative Verschiebung, Biegung und Neigung zwischen
den flexiblen Längsstreifen und dem flexiblen Querverbindungsträger
gibt. Mittlerweile müssen die Abstandshalter noch genau
zu den Kugeln ausgerichtet werden. Die unterschiedliche Ausrichtung
des Streifens, des Verbindungsträgers und des Abstandshalters
erfordert Verformungen zwischen diesen, so dass sie leicht an die
Krümmung des Umlaufkanals angepasst werden können. Dies
kann durch die Flexibilität des Streifens und der Verbindungsträger
selbst und das elastische Element zwischen dem Verbindungsträger
und dem daran angebrachten Abstandshalter realisiert werden. Dadurch
kann eine vollständige dreidimensionale Krümmung
der Kugelkette mit einem hohen Freiheitsgrad durchgeführt
werden, und die Kugelkette, deren flexible Längsstreifen
in den Nuten sind und von diesen geführt werden und deren
Abstandshalter genau auf die Kugeln ausgerichtet sind, läuft
sanft in dem Umlaufkanal. Die Abstandskette kann aus Nylon, TPE-Harz
oder Gummi usw. durch Spitzgießen hergestellt werden, um
ihre Flexibilität zu erreichen.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht einer bei der Erfindung anwendbaren Linearführung
von vorn, wobei ein Rücklaufkanal nicht in der Ebene T1
senkrecht zu der Abstandskette in dem Lastbereichskanal liegt;
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2 einen
Schnitt A-A aus 1; 3 eine Vorderansicht
der Abstandskette gemäß der Erfindung in einem
Umlaufkanal mit einem Rücklaufkanal, einem Umlenkkanal
und einem Lastbereichskanal, und eine perspektivische Ansicht G-G
davon;
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4 eine
Draufsicht der Abstandskette gemäß der Erfindung
in einem Umlaufkanal mit einem Rücklaufkanal, einem Umlenkkanal
und einem Lastbereichskanal, und eine perspektivische Ansicht D-D und
E-E davon;
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5 eine
Kugelkette gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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6 eine
Kugelkette gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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7 eine
Kugelkette gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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8 eine
Kugelkette gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung; und
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9 eine
Kugelkette gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform,
die bei einer Kugelumlaufspindel verwendet wird.
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Mit
Bezug auf die 1 und 2 weist
eine Linearführung ein Bewegungsteil 01, ein Führungsteil 02 und
eine Mehrzahl von Kugelketten 03 auf. Das Bewegungsteil 01 weist
eine Mehrzahl von sich längs erstreckenden Bahnen 11 und
etwa längs angeordneten Rücklaufkanälen 12 benachbart
zu der jeweiligen Bahn 11 auf. Die Bahnen 11 und
die Rücklaufkanäle 12 sind jeweils an
beiden Enden mit einem Umlenkkanal 13 verbunden. Das Führungsteil 2 weist
eine Bahn 21 in einer der jeweiligen Bahn 11 gegenüberliegenden
Position auf, um einen Lastbereichskanal 14 zu bilden.
Der Rücklaufkanal 12, der Umlenkkanal 13 und
der Lastbereichskanal 14 bilden zusammen einen Umlaufkanal 15.
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Jede
Kugelkette 03 weist eine Reihe von Kugeln 31 und
eine sich längs erstreckende Abstandskette 30 auf.
Jede Kugelkette 03 hat eine Mehrzahl von Öffnungen
zum Aufnehmen der Kugeln 31 und bewegt sich in einem entsprechenden
Umlaufkanal 15, wobei die Kugeln 31 in dem Lastbereichskanal 14 in
den Bahnen 11, 21 rollen und die Last tragen,
in dem Umlenkkanal 13 umgelenkt werden und in dem Rücklaufkanal 12 zurücklaufen.
Dadurch wird das Bewegungsteil 01 entlang des Führungsteils 2 endlos
verschoben. Wie in 1 gezeigt, erstrecken sich Führungsnuten 16 entlang
jedes Umlaufkanals 15. Eine Führungsebene H1 wird
von einem Paar Führungsnuten 16 in dem entsprechenden
Lastbereichskanal 14 definiert, und eine Führungsebene
H2 wird von einem Paar Führungsnuten 16 in dem
entsprechenden Rücklaufkanal 12 definiert. Eine
optimale Position des Rücklaufkanals 12 in der
Linearführung ist nicht immer in einer Ebene T1, die den
Mittelpunkt des Lastbereichskanals 14 kreuzt und senkrecht
zu der Ebene H1 liegt. Eine Ebene Cl, die von den Kugelmittelpunkten
in dem Rücklaufkanal 12 und in dem Lastbereichskanal 14 definiert
wird, ist in einem Winkel φ1 zu der Ebene T1 geneigt. Daher
gibt es eine Verschiebung Δ zwischen der Ebene T1 und einer Ebene
T3, die den Kugelmittelpunkt in dem Rücklaufkanal 12 kreuzt
und senkrecht zu der Führungsebene H2 in dem Rücklaufkanal 12 liegt.
Wie in den 3 und 4 gezeigt,
verläuft die Kugelkette 03 durch den Lastbereichskanal 14,
den Umlenkkanal 13 und den Rücklaufkanal 12.
Die Abstandskette 30 der Kugelkette 03 weist eine
Reihe von Abstandshaltern 32 auf, die zwischen den Kugeln 31 angeordnet
sind. Die Kontaktflächen 35 eines Abstandshalters 32 mit den
benachbarten Kugeln 31 sind jeweils zu den Kugeln 31 ausgerichtet.
Ein dünner flexibler Längsstreifen 33,
der in den Führungsnuten 16 des Lastbereichskanals 14 eingeschlossen
und bewegbar ist, und eine Mehrzahl von sich quer erstreckenden
flexiblen Verbindungsträgern 34 liegen in einer
Ebene H. Eine perspektivische Ansicht G-G in 3 zeigt die
Ausrichtung der Achsen X, Y und Z, wobei die X-Achse entlang der
Bewegungsrichtung der Kugelkette 03 verläuft,
die Y-Achse senkrecht zu der X-Achse und in der Ebene H verläuft,
und die Z-Achse senkrecht zu der Y-Achse und der Ebene H verläuft.
Die Achsen X, Y und Z verlaufen gebogen entlang dem Kurvenverlauf
der Führungsnuten 16 in dem Umlaufkanal 15.
Wenn die Abstandskette 30 entweder in dem Lastbereichskanal 14 oder
dem Rücklaufkanal 12 ist, sind die flexiblen Längsstreifen 33 und
die flexiblen Querverbindungsträger 34 senkrecht
zueinander, während die Abstandshalter 32 und
die flexiblen Querverbindungsträger 34 parallel zueinander
sind. Wenn die Abstandskette 30 in den Umlenkkanal 13 gedreht
wird, neigt sich der flexible Querverbindungsträger 34 zu
dem flexiblen Streifen 33 unter Bildung eines Auslenkwinkels φ3
um die Z-Achse, wie in 3 gezeigt ist. Gleichzeitig
sollen die Abstandshalter 32 immer zu den benachbarten Kugeln 31 ausgerichtet
bleiben, so dass sich die Abstandshalter 32 und die flexiblen
Querverbindungsträger 34 um die Z-Achse unter
Bildung eines Winkels φ4 einander verdrehen müssen,
wie in einer perspektivischen Ansicht E-E in 4 gezeigt
ist. Ferner müssen sich die Abstandshalter 32 und
die flexiblen Querverbindungsträger 34 um die
Y-Achse unter Bildung eines Winkels φ5 einander verdrehen,
wie auch in 4 gezeigt ist. Ferner müssen
sich die Abstandshalter 32 und die flexiblen Querverbindungsträger 34 um
die X-Achse unter Bildung eines Winkels φ6 einander verdrehen,
wie in einer perspektivischen Ansicht D-D in 4 gezeigt
ist. Da sich die Kugeln 31 und die flexiblen Längsstreifen 33 in
dem Umlaufkanal 15 und parallel zu diesem bewegen, ist der
Winkel φ3 gleich dem Winkel φ1, der von dem Schnittpunkt
der Ebenen C1 und T1 gebildet wird, wenn der flexible Querverbindungsträger 34 parallel zu
der Führungsebene H der Abstandskette 30 liegt. Ferner
sind, da die Abstandshalter 32 zu den Kugeln 31 ausgerichtet
sind, die Winkel φ3 und φ4 gleich. Das heißt,
je größer die Verschiebung Δ ist, die
von den Ebenen T1 und T3 definiert wird, desto größer muss
der Freiheitsgrad für die Abstandskette 30 zur Neigung
um die Winkel φ3 und φ4 sein.
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Um
die Verformung der Abstandskette 30 zu erleichtern, wenn
sie in den Umlenkkanal 13 mit geringem Widerstand eintritt,
weist eine Abstandskette 30 gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie in 5 gezeigt
ist, ein Paar dünne flexible Längsstreifen 33 und
eine Mehrzahl von flexiblen Querverbindungsträgern 34 auf,
die jeweils mit einem Abstandshalter 32 und an ihren beiden
Enden mit dem flexiblen Längsstreifen 33 verbunden
sind. Jeder Abstandshalter 32 ist zwischen zwei benachbarten
Kugeln 31 angeordnet und weist nach innen gewölbte
Kontaktflächen 35 auf, um die Form der Kugeln 31 aufzunehmen,
d. h. der Kreisbogen der Kontaktflächen 35 ist
gleich dem Durchmesser der Kugeln 31. Das elastische Element
für die Verbindung der Abstandshalter 32 und des
flexiblen Querverbindungsträgers 34 wird durch
die Verengung der Verbindungsfläche 36 zwischen
den Abstandshaltern 32 und dem flexiblen Querverbindungsträger 34 gebildet,
wobei die Verbindungsfläche zumindest kleiner als der Durchmesser
der Abstandshalter 32 ist, so dass die flexible Auslenkung zwischen
den Abstandshaltern 32 und dem flexiblen Querverbindungsträger 34 vergrößert
wird. Daher können die Abstandshalter 32 und der
flexible Querverbindungsträger 34 einer flexiblen
Verformung mit geringem Widerstand ausgesetzt werden, wie in 3 gezeigt
ist. Eine derartige Verformung erreicht einen Neigungswinkel φ4
um die Z-Achse, einen anderen Neigungswinkel φ5 um die
Y-Achse und einen weiteren Neigungswinkel φ6 um die X-Achse nach Bedarf.
Gleichzeitig erhöht die Verengung der Verbindungsflächen 36 gemäß der
Erfindung die Flexibilität und behält die Länge
des flexiblen Querverbindungsträgers 34 bei. Andererseits
ist die Verbindungsfläche zwischen den flexiblen Längsstreifen 33 und
dem flexiblen Querverbindungsträger 34 etwa gleich
der Querschnittsfläche des flexiblen Längsstreifens 33,
wodurch die flexiblen Längsstreifen 33 und der
flexible Querverbindungsträger 34 zum Erreichen
der flexiblen Verformung beitragen und sich um die Z-Achse unter
Bildung des Neigungswinkels φ3 verdrehen können,
so dass sich die Abstandskette 30 der Kugelkette 03 sanft
mit geringem Widerstand entlang der von den jeweiligen Führungsnuten
in dem Umlaufkanal 15 definierten Führungsebene
verschieben kann. Die Größe der Verbindungsfläche 36 hängt von
der notwendigen Elastizität ab, die zum Bilden des Neigungswinkels φ3
erforderlich ist.
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Mit
Bezug auf 6 weist eine Abstandskette 40 einer
Kugelkette ein Paar flexible Längsstreifen 43,
eine Mehrzahl von flexiblen Querverbindungsträgern 44 und
eine Reihe von Abstandshaltern 42 auf, die zwischen Kugeln 41 angeordnet
sind. Das elastische Element für die Verbindung der Abstandshalter 42 und
des flexiblen Querverbindungsträgers 44 wird durch
einen flexiblen Quersteg 47 gebildet, welcher die Ebene
H durchdringt, die von den flexiblen Längsstreifen 43 und
dem flexiblen Querverbindungsträger 44 definiert
wird. Der flexible Quersteg 47 hat in der Mitte ein Verbindungsstück,
das mit dem Querverbindungsträger 44 verbunden
ist. Die Abstandshalter 42 sind durch die Ebene H unter
Bildung eines Paares Abstandshalterteile 42a und 42b getrennt,
welche mit beiden Enden des flexiblen Querstegs 47 verbunden sind.
Die Kontaktflächen 45 zwischen den Paaren Abstandshalterteile 42a und 42b und
den Kugeln 41 sind kreisbogenförmig an die Form
der Kugeln 41 angepasst, wodurch der flexible Steg 47 die
Flexibilität der Verformung zwischen den Abstandshaltern 42 und
dem flexiblen Querverbindungsträger 44 weiter erhöhen
kann. Daher können, wenn die Abstandskette 40,
deren flexible Längsstreifen 43 in der Führungsnut 16 eingeschlossen
sind, in den Umlenkkanal 13 eintritt, die Abstandshalter 42 leicht
auslenken und zu den Kugeln 41 ausgerichtet werden, der Widerstand
wird reduziert, und die Bewegung der Abstandskette 40 in
dem Umlaufkanal 15 kann sanft verlaufen.
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Die
Endabstandshalter an beiden Enden der Abstandskette 40 weisen
jeweils ein Paar Abstandshalterstücke 142a, 142b und
ein Verbindungsstück 48 auf, an welchem die Abstandshalterstücke 142a, 142b integriert
sind. Die Öffnungen 49 zum Aufnehmen der Kugeln 41 zwischen
den Abstandshaltern 42 entsprechen etwa der Größe
der Kugeln 41. Daher werden, wenn alle Kugeln 41 in
die Aufnahmeöffnungen 49 eingesetzt sind, alle
Paare Abstandshalterteile 42a und 42b von den
Kugeln 41 und den integrierten Endabstandshaltern 142a, 142b eingeschlossen, wodurch
sie keinerlei unnötige Auslenkung durchführen,
die eine Behinderung in der Umgebung des Umlaufkanals 15 verursacht.
Die Enden eines Paares flexibler Längsstreifen 43 sind
zu den Kugeln 41 hin gewölbt, so dass die Verbindungsstücke 48 die
Führungsstücke für die beiden Enden der
Abstandskette 40 sind.
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Mit
Bezug auf 7 weist eine Abstandskette 50 einer
Kugelkette gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ein Paar flexible Längsstreifen 53,
eine Mehrzahl von Querverbindungsträgern 54 und
eine Reihe von Abstandshaltern 52 auf, die zwischen Kugeln 51 angeordnet
sind, wobei die Abstandshalter 52 mit dem Querverbindungsträger 54 verbunden
sind. Jeder Abstandshalter 52 ist durch eine Ebene S, welche
den Querverbindungsträger 54 kreuzt und senkrecht
zu dem flexiblen Längsstreifen 53 verläuft,
in ein Paar Abstandshalterteile 52a und 52b getrennt,
welche längs hintereinander angeordnet sind. Das vordere
Abstandshalterteil 52a ist benachbart zu einer Vorderseite
der jeweiligen Kugel 51, und das hintere Abstandshalterteil 52b ist
benachbart zu einer hinteren Seite der jeweiligen Kugel 51.
Die Kontaktflächen 55 zwischen den Paaren Abstandshalterteile 52a und 52b und
den Kugeln 51 sind kreisbogenförmig an die Form
der Kugeln 51 angepasst. Die flexible Verbindung zwischen
den Abstandshalterteilen 52a und 52b und dem Querverbindungsträger 54 wird
durch einen flexiblen Quersteg 57 erreicht, welcher die Ebene
H durchdringt, die von den flexiblen Längsstreifen 53 und
dem flexiblen Querverbindungsträger 54 definiert
wird, und verbindet das Paar Abstands halterteile 52a und 52b an
beiden Enden. Die Mitte des flexiblen Querstegs 57 ist
mit dem jeweiligen Querverbindungsträger 54 verbunden.
Der Abstand zwischen dem flexiblen Querverbindungsträger 54 und
den Abstandshalterteilen 52a und 52b ist genügend
groß, so dass das Kippen der Abstandshalterteile 52a und 52b den
flexiblen Querverbindungsträger 54 nicht behindert.
Der Quersteg 57 kann die Flexibilität der Auslenkung
zwischen den Abstandshaltern 52 und dem flexiblen Querverbindungsträger 54 weiter
erhöhen. Daher können, wenn die Abstandskette 50,
deren flexible Längsstreifen 53 in der Führungsnut 16 eingeschlossen
sind, in den Umlenkkanal 13 eintritt, die Abstandshalter 52 leicht
auslenken und zu den Kugeln 51 ausgerichtet werden, der
Widerstand wird reduziert, und die Bewegung der Abstandskette 50 in
dem Umlaufkanal 15 kann sanft verlaufen, wie in 1 gezeigt
ist.
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Mit
Bezug auf 8 weist eine Abstandskette 60 einer
Kugelkette gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ein Paar flexible Längsstreifen 63,
eine Mehrzahl von flexiblen Querverbindungsträgern 64 und
eine Reihe von Abstandshaltern 62 auf, die zwischen Kugeln 61 angeordnet
sind. Das elastische Element für die Verbindung zwischen
dem Paar Abstandshaltern 62 und dem flexiblen Querverbindungsträger 64 wird
durch einen flexiblen Quersteg 67 realisiert, welcher die Ebene
H durchdringt, die von den flexiblen Längsstreifen 63 und
dem flexiblen Querverbindungsträger 64 definiert
wird. Der flexible Quersteg 67 verbindet an seinen Enden
ein Paar Abstandshalterteile 62a und 62b und in
seiner Mitte den flexiblen Querverbindungsträger 64.
Die Kontaktflächen 65 der Paare Abstandshalterteile 62a und 62b,
die den Kugeln 61 zugewandt sind, sind kreisbogenförmig
an die Form der Kugeln 61 angepasst. Um eine übermäßige Öffnung der
Abstandshalterteile 62a und 62b zu verhindern, d.
h. dass ihr Rand größer als die Querschnittsfläche der
Kugeln 61 und sie die Umgebung des Umlaufkanals 15 behindern,
sind das Paar Abstandshalterteile 62a und 62b mit
wenigstens einem Verbindungsstreifen 68 verbunden. Der
Quersteg 67 kann die Flexibilität der Auslenkung
zwischen den Abstandshaltern 62 und dem flexiblen Querverbindungsträger 64 weiter
erhöhen.
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Daher
können, wenn die Abstandskette 60, deren flexible
Längsstreifen 63 in der Führungsnut 16 eingeschlossen
sind, in den Umlenkkanal 13 eintritt, die Abstandshalter 62 leicht
auslenken und zu den Kugeln 61 ausgerichtet werden, der
Widerstand wird reduziert, und die Bewegung der Abstandskette 60 in dem
Umlaufkanal 15 kann sanft verlaufen, wie in 1 gezeigt
ist.
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Mit
Bezug auf 9 weist eine Kugelumlaufspindel
ein Bewegungsteil 110, das eine hohlzylindrische Mutter
ist, eine Führungsstange 120 und wenigstens eine
Kugelkette 130 auf, die um die Führungsstange 120 herum
schraubenförmig gewunden ist. Die Innenwand des Bewegungsteils 110 ist
mit wenigstens einer sich schraubenförmig erstreckenden
Bahn 111 versehen, und die Außenwand der Führungsstange 120 ist
mit wenigstens einer entsprechenden schraubenförmigen Bahn 121 versehen,
wodurch die Kupplung zwischen den Bahnen 111, 121 einen
Lastbereichskanal 140 bildet, der sich schraubenförmig
entlang der Achse der Führungsstange 120 erstreckt.
Die Kugelkette 130 weist eine Reihe von Kugeln 71 und
eine damit verbundene Abstandskette 70 auf, welche im Wesentlichen
der ersten Ausführungsform der Erfindung entspricht. Die Abstandskette 70 ist
mit einer Reihe von Öffnungen zum Aufnehmen der entsprechenden
Kugeln 71 versehen, wodurch diese voneinander getrennt
und richtig gehalten werden. Wenn das Bewegungsteil 110 gedreht
wird, bewegt sich die Kugelkette 130 entlang der schraubenförmigen
Bahn 121, und daher bewegt sich das Bewegungsteil 110 in
Axialrichtung der Führungsstange 120 fort. Die
Abstandskette 70 ist in einer geradlinigen Form, wobei
die flexiblen Querverbindungsträger 74 senkrecht
zu dem flexiblen Längsstreifen 73 sind, wenn die
Abstandskette 70 frei ist. Die Abstandskette 70 ist
in einer Schraubenform gewunden, wenn sie in einem Lastbereichskanal 140 ist,
und die flexiblen Längsstreifen 73 sind zwischen dem
Bewegungsteil 110 und der Außenfläche
der Führungsstange 120 eingeschlossen und bewegen sich
zusammen mit den Kugeln 71 entlang der sich schraubenförmig
erstreckenden Bahnen 111, 121. Diese Situation
ist dieselbe wie bei der in 3 gezeigten
Kugelkette 30, die in den Umlenkkanal 13 eintritt,
wobei die Ebene senkrecht zu der Führungsebene des schraubenförmigen
Lastbereichskanals 140, die von dem Paar flexibler Längsstreifen 73 oder der
Außenfläche der Führungsstange 120 definiert wird,
nicht in derselben Ebene ist. Daher neigen sich die flexiblen Querverbindungsträger 74 in
Bezug auf den flexiblen Längsstreifen 73 in einem
Winkel φ3, während die Abstandshalter 72,
die zu den Kugeln 51 ausgerichtet sind, parallel zu den
flexiblen Längsstreifen 73 verlaufen. Das Paar
Abstandshalterteile 72a, 72b soll sich in Bezug
auf den flexiblen Querverbindungsträger 74 in
zwei Winkeln φ3, φ4 neigen, welche entsprechend
der Erhöhung der Steigung der sich schraubenförmig
erstreckenden Bahnen 111, 121 größer
werden. Die Abstandskette 70, die gleich der in 6 gezeigten
Abstandskette 40 ist, weist einen flexiblen Steg 77 als
elastisches Element auf und erreicht eine Flexibilität
der Verformung zwischen den Abstandshaltern 72 und dem
flexiblen Querverbindungsträger 74. Daher können
die Abstandshalter 72 und der entsprechende flexible Querverbindungsträger 74 einen
Neigungswinkel φ4 bilden. Ferner wird, da die Verbindungsflächen
viel kleiner als die Querschnittsflächen der Abstandshalter 72 sind,
die Länge des flexiblen Querverbindungsträgers 74 wirksam
vergrößert. Ferner ermöglicht die Flexibilität
der flexiblen Längsstreifen 73 und des flexiblen
Querverbindungsträgers 74 einen Neigungswinkel φ6
zwischen den flexiblen Längsstreifen 73 und dem
flexiblen Querverbindungsträger 74. Daher kann
sich die Abstandskette 70 zusammen mit den Kugeln 71 in dem
schraubenförmigen Lastbereichskanal 140 unter
geringem Widerstand sanft bewegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5927858 [0002]
- - JP 5-52217 A [0003]
- - US 5593064 [0005]
- - US 624784631 [0005]