DE102014113484B3

DE102014113484B3 - Kugelgewindetriebanordnung mit getunneltem Laufring

Info

Publication number: DE102014113484B3
Application number: DE102014113484.2A
Authority: DE
Inventors: c/o Hiwin Technologies Corp. Kuo Chang-Hsin; c/o Hiwin Technologies Corp. Chang Sheng-Chih
Original assignee: Hiwin Technologies Corp
Current assignee: Hiwin Technologies Corp
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2034-09-19
Also published as: US9400041B2; TWI509171B; JP5865446B2; JP2016003763A; TW201600765A; KR101534057B1; CN105276114A; US20150362050A1; CN105276114B

Abstract

Eine Kugelgewindetriebanordnung mit getunneltem Laufring (10) beinhaltet eine Mutter (20) mit einer inneren Gewinderille (22), eine Spindelwelle (30), die durch die Mutter (20) eingefügt vorliegt und äußere Rillen (32), eine Befestigungsrille (34), die sich über die äußeren Rillen (32) und eine erste Rückflussrille (36) erstreckt, die in radialer Verbindung mit der Befestigungsrille (34) steht, sowie eine Rückflusskomponente (40), die in der Befestigungsrille (34) der Spindelwelle (30) angeordnet vorliegt und eine Rollrille (42) beinhaltet, die mit den äußeren Rillen (32) verbunden vorliegt, um ein Außengewinde zu bilden, das mit der inneren Gewinderille (22) einen spiralförmigen Kanal (12) dazwischen definiert, und eine zweite Rückflussrille (44), die mit der ersten Rückflussrille (36) einen Rückflusskanal (16) dazwischen in Verbindung mit dem spiralförmigen Kanal (12) bildet. Somit können mehrere Kugeln (50) in dem spiralförmigen Kanal (12) und dem Rückflusskanal (16) zirkuliert werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Kugelgewindetriebe und insbesondere eine Kugelgewindetriebanordnung mit Laufring in einem Tunnel, der die Lebensdauer und die Rückführstabilität erhöht.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Aus dem Stand der Technik sind viele Kugelgewindetriebe bekannt. Die japanische Offenlegungsschrift JP 2010-090 953 A offenbart die Schaffung eines Rückführkanals auf der Oberfläche einer Spindelwelle, um es den Kugeln zu ermöglichen, entlang einer äußeren Gewinderille der Spindelwelle zu zirkulieren. Dieser Zirkulationskanal erstreckt sich jedoch nur über einen einzelnen Gewindegang. Für eine Anwendung, bei der die Führung größenmäßig nahe an dem Kugeldurchmesser liegt, kann eine Einwirkung der Kugeln relevant sein, wenn die Gewindegänge zwischen einzelnen Gewindergängen besonders schmal ausgestaltet sind. Das Gebrauchsmuster Taiwan M472136 U verwendet eine ähnliche Zirkulationskanalgestaltung, die sich über einen einzelnen Gewindegang erstreckt. Diese Gestaltung weist jedoch dieselben Nachteile auf wie das vorstehend erwähnte japanische Patent. Ferner kommt es bei Gestaltungen mit Gangversatz zu Problemen mit der räumlichen Anordnung. Die japanische Offenlegungsschrift JP 2005-201 347 A offenbart eine abgestufte Gestaltung, um die Kugeln zu führen. Diese Gestaltung weist jedoch den Nachteil auf, dass bei ihr Schwierigkeiten in der Bearbeitung bestehen und sie eine geringe Zirkulationsstabilität aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde unter den gegebenen Umständen verwirklicht. Es ist daher die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kugelgewindetriebanordnung mit getunneltem Laufring bereitzustellen, der die Lebensdauer und die Rückführstabilität deutlich erhöht.
Um diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu lösen, umfasst eine Kugelgewindetriebanordnung mit getunneltem Laufring der vorliegenden Erfindung eine Mutter, die eine innere Gewinderille aufweist, eine Spindelwelle, die drehbar durch die Mutter eingefügt vorliegt, Rückflusskomponenten und mehrere Kugeln. Die Spindelwelle umfasst auf einer äußeren Oberfläche mehrere äußere Gewindegänge, die zu der inneren Gewinderille passen, eine erste Rückflussrille und eine Befestigungsrille. Die äußeren Gewindegänge sind entlang der Längsrichtung der Mutter angeordnet und werden als vorderer äußerer Gewindegang an der Vorderseite, hinterer äußerer Gewindegang an der gegenständigen Rückseite und wenigstens ein mittlerer Gewindegang zwischen dem vorderen äußeren Gewindegang und dem hinteren äußeren Gewindegang bezeichnet. Die erste Rückführrille weist zwei Enden auf, die mit dem ersten Ende des vorderen äußeren Gewindegangs und dem zweiten Ende des hinteren äußeren Gewindegangs entsprechend verbunden sind. Die Befestigungsrille erstreckt sich im Wesentlichen entlang der ersten Rückführrille und wird in Verbindung mit dem zweiten Ende des vorderen äußeren Gewindegangs, dem ersten Ende des hinteren äußeren Gewindegangs und den zwei gegenständigen Enden jedes zwischenliegenden äußeren Gewindegangs gehalten. Die Rückflusskomponente liegt in der Befestigungsrille der Spindelwelle angeordnet vor und umfasst mehrere Rollrillen, die in Richtung der inneren Gewinderille weisen. Die Anzahl der Rollrillen ist gleich der Anzahl der äußeren Gewindegänge weniger eins. Die Rollrillen weisen in Richtung der inneren Gewinderille der Mutter und sind entsprechend mit dem zweiten Ende des vorderen äußeren Gewindegangs, dem ersten Ende jedes zwischenliegenden äußeren Gewindegangs und dem zweiten Ende der hinteren äußeren Gewindegangs verbunden. Die Rollrillen und die äußeren Gewindegänge sind miteinander verbunden, um eine äußere Gewinderille zu bilden. Die äußere Gewinderille und die innere Gewinderille bilden zwischen sich einen schraubenförmigen Kanal. Die Rückflusskomponente umfasst ferner eine zweite Rückflussrille, die sich an einer gegenständigen Oberfläche der Rückflusskomponente befindet. Die zweite Rückflussrille weist in Richtung der ersten Rückflussrille der Spindelwelle, wobei sie zusammen mit der ersten Rückflussrille der Spindelwelle einen Rückflusskanal zwischen sich bildet. Der Rückflusskanal liegt mit dem schraubenförmigen Kanal verbunden vor. Die Kugeln sind beweglich in dem Rückflusskanal oder dem schraubenförmigen Kanal angeordnet. Ferner kann die Anzahl der äußeren Gewinderillen drei betragen. Alternativ kann die Anzahl der äußeren Gewinderillen mehr als drei betragen, um die Gesamtlänge der äußeren Rillen zur Aufnahme zusätzlicher Kugeln zu erhöhen. Daher weist die Kugelgewindetriebanordnung mit getunneltem Laufring seine Rückflusskomponente in der äußeren Oberfläche der Spindelwelle auf, so dass die Mutter, die Spindelwelle und die Rückflusskomponente einen umschlossenen Laufring zum Zirkulieren der Kugeln aufweisen. Daher benötigt die Kugelgewindetriebanordnung mit getunneltem Laufring keine Gestaltung mit Gangversatz und sie kann verhindern, dass Kugeln andere Bestandteile während des Zirkulierens treffen. Daher verbessert die Erfindung die Haltbarkeit, Zuverlässigkeit und Stabilität der Zirkulierung.
Andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch Bezug auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den anhängigen Zeichnungen besser verstanden, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Bestandteile des Aufbaus bezeichnen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schräge Draufsicht auf eine Kugelgewindetriebanordnung mit getunneltem Laufring gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Explosionsansicht auf die Kugelgewindetriebanordnung mit getunneltem Laufring gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Ansicht von oben auf die Spindelwelle der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine schräge Draufsicht auf eine Rückflusskomponente der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 entspricht der 4 aus einem anderen Blickwinkel.
6 ist eine schematische Anordnungsansicht der Spindelwelle, der Rückflusskomponente und der Kugeln der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Längsschnitt der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der die Anordnung des Rückflusskanals und des schraubenförmigen Kanals zeigt.
8 ist ein Querschnitt der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der die Beziehung zwischen der ersten Rückflussrille der Spindelwelle und der zweiten Rückflussrille der Rückflusskomponente zeigt.
9 ist ein Längsschnitt einer Kugelgewindetriebanordnung mit getunneltem Laufring gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In den 1 bis 8 ist eine Kugelgewindetriebanordnung mit getunneltem Laufring 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Kugelgewindetriebanordnung 10 umfasst eine Mutter 20, eine Spindelwelle 30, eine Rückflusskomponente 40 sowie mehrere Kugeln 50.
Die Mutter 20 umfasst eine innere Gewinderille 22.
Die Spindelwelle 30 liegt drehbar durch die Mutter 20 eingeführt vor und umfasst mehrere von beispielsweise drei äußeren Gewindegängen bzw. Gewinderillen 32, die sich um den Umfang erstrecken und zu der inneren Gewinderille 22 passen. Wie in den 2 bis 6 gezeigt, sind diese äußeren Gewindegänge 32 entlang der Achse der Spindelwelle 30 voneinander beabstandet und werden als vorderer äußerer Gewindegang 321 an der Vorderseite, hinterer äußerer Gewindegang 323 an der gegenständigen Rückseite und wenigstens einem beispielsweise einem mittleren Gewindegang 322 in der Mitte zwischen dem vorderen äußeren Gewindegang 321 und dem hinteren äußeren Gewindegang 323 bezeichnet. Die Spindelwelle 30 umfasst ferner eine Befestigungsrille 34, die sich über die äußere Gewindegänge 32 erstreckt, sowie eine erste Rückflussrille 36, die radial mit der Befestigungsrille 34 in Verbindung gehalten wird. Die Befestigungsrille 34 erstreckt sich in Längsrichtung der Spindelwelle 30 in einer gekrümmten Art und Weise und über mehrere Gewindeführungen der äußeren Gewindegänge 32.
Der Querschnitt der ersten Rückflussrille 36 weist eine halbrunde Form auf. Ein erstes Ende 321A der ersten Rückflussrille 36 ist mit dem vorderen äußeren Gewindegang 321 verbunden und ein gegenständiges zweites Ende 321B ist mit der hinteren äußeren Gewindegang 323 verbunden. Ferner definiert die erste Rückflussrille 36 zwei erste Lageroberflächen 38 an zwei gegenständigen lateralen Seiten. Es wird angemerkt, dass sich die Befestigungsrille 34 im Wesentlichen entlang der ersten Rückflussrille 36 erstreckt und mit dem zweiten Ende 321B der vorderen äußeren Gewinderille 321, zwei gegenständigen Enden 322A und 322B des zwischenliegenden äußeren Gewindegangs 322 und dem ersten Ende 323A des hinteren äußeren Gewindegangs 323 in Verbindung gehalten wird.
Bezogen auf die 2 bis 8 umfasst die Rückflusskomponente 40 mehrere Rollrillen 42, die sich in einer äußeren Oberfläche davon befinden und zu den inneren Gewinderillen 22 passen. Die Anzahl der Rollrillen 42 ist gleich der Anzahl der zwischenliegenden äußeren Gewindegänge 322 plus eins (das bedeutet, die Gesamtanzahl an äußeren Gewindegängen weniger eins). Diese Rollrillen 42 sind jeweils mit dem zweiten Ende 321B des vorderen äußeren Gewindegangs 321, dem ersten Ende 322A des zwischenliegenden äußeren Gewindegangs 322, dem zweiten Ende 322B des zwischenliegenden äußeren Gewindegangs 322 und dem zweiten Ende 323B des hinteren äußeren Gewindegangs 323 verbunden. Die Rollrillen 42 und die äußeren Gewindegänge 32 sind miteinander verbunden, um eine äußere Gewinderille 52 zu bilden. Die äußere Gewinderille 52 und die innere Gewinderille 22 der Mutter 20 definieren zwischen sich einen geschlossenen schraubenförmigen Kanal 12.
Es wird angemerkt, dass die Rückflusskomponente 40 ferner eine zweite Rückflussrille 44 umfasst, die sich an einer gegenständigen Oberfläche davon befindet. Der Querschnitt der zweiten Rückflussrille 44 weist eine Halbkreisform auf. Die zweite Rückflussrille 44 definiert zwei zweite Lageroberflächen 46 an zwei gegenständigen lateralen Seiten davon. Beim Zusammenbau liegt die Rückflusskomponente 40 in der Befestigungsrille 34 der Spindelwelle 30 angeordnet vor, damit die zweite Lageroberfläche 46 der Rückflusskomponente 40 gegen die erste Lageroberfläche 38 der Spindelwelle 30 anstoßen kann. Nach dem Zusammensetzen weist die zweite Rückflussrille 44 der Rückflusskomponente 40 in Richtung der ersten Rückflussrille 36 der Spindelwelle 30, wobei mit der ersten Rückflussrille 36 der Spindelwelle 30 ein Rückflusskanal 16 dazwischen gebildet wird, der mit dem schraubenförmigen Kanal 12 verbunden ist.
Die Kugeln 50 liegen in dem sprialförmigen Kanal 12 oder dem Rückflusskanal 16 angeordnet vor und können darin durch Drehen der Spindelwelle 30 einen Kreis durchlaufen. In der in den 1 bis 8 gezeigten ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die Anzahl der äußeren Gewindegänge drei.
9 zeigt eine Kugelgewindetriebanordnung mit getunneltem Laufring gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß dieser zweiten Ausführungsform ist die Anzahl an äußeren Gewindegänge größer als drei. Wie dargestellt beträgt die Anzahl der äußeren Gewindegänge in dieser Ausführungsform vier, einschließlich eines vorderen äußeren Gewindegangs 321, eines hinteren äußeren Gewindegangs 323 und zwei zwischenliegenden äußeren Gewindegängen 322. Daher ist die Gesamtlänge der Außenrillen 52 zum Aufnehmen von Kugeln 50 erhöht, um eine relativ große Last tragen zu können.
Aus der vorstehend erwähnten Gestaltung kann abgeleitet werden, dass die Kugelgewindetriebanordnung mit getunneltem Laufring 10 eine Rückflusskomponente 40 aufweist, die sich in der äußeren Oberfläche der Spindelwelle 30 befindet, um zusammen mit der Spindelwelle 30 einen tunnelähnlichen Rückflusskanal 16 zu bilden, der zu einem schraubenförmigen Kanal 12 zwischen der Mutter 20 und der Spindelwelle 30 passt, um die Kugeln 50 für einen Kreisdurchlauf aufzunehmen. Verglichen mit der Gestaltung des Standes der Technik benötigt die Kugelgewindetriebanordnung mit getunneltem Laufring 10 keinen Gangversatz, weshalb der äußere Durchmesser der Mutter 20 verringert ist und die Kugeln 50 daran hindert, andere Bestandteile während des Zyklus zu treffen und somit verbessert die Erfindung deutlich die strukturelle Haltbarkeit, Zuverlässigkeit und die Stabilität der Zirkulierung.

Claims

Kugelgewindetriebanordnung (10) umfassend: Eine Mutter (20) umfassend eine innere Gewinderille (22), eine Spindelwelle (30), die drehbar durch die Mutter (20) eingefügt vorliegt, wobei die Spindelwelle (30) mehrere äußere Gewindergänge (32) umfasst, die zu der inneren Gewinderille (22) passen, sowie eine erste Rückflussrille (36) und eine Befestigungsrille (34), wobei jede der äußeren Gewindegänge gegenständige erste und zweite Enden aufweist, wobei die äußeren Gewindegänge (32) entlang der Längsrichtung der Spindelwelle (30) angeordnet sind und als vorderer äußerer Gewindegang (321) an der Vorderseite, hinterer äußerer Gewindegang (323) an einer gegenständigen Rückseite und wenigstens einem zwischenliegenden äußeren Gewindegang (322) zwischen dem vorderen äußeren Gewindegang (321) und dem hinteren äußeren Gewindegang (323) definiert sind, wobei die erste Rückflussrille (36) ein erstes Ende (321A) umfasst, das mit dem vorderen äußeren Gewindegang (321) verbunden vorliegt, und ein gegenständiges zweites Ende (321B), das mit dem hinteren äußeren Gewindegang (323) verbunden vorliegt, wobei sich die Befestigungsrille (34) im Wesentlichen entlang der ersten Rückflussrille (36) erstreckt und in Verbindung mit dem zweiten Ende (321B) der vorderen äußeren Gewinderille (321), dem ersten Ende (321A) der hinteren äußeren Gewinderille (323) sowie den gegenständigen ersten und zweiten Enden (322A, 322B) der wenigstens einen zwischenliegenden Gewinderille (322) steht, eine Rückflusskomponente (40), die in der Befestigungsrille (34) der Spindelwelle (30) angeordnet vorliegt, wobei die Rückflusskomponente (40) mehrere Rollrillen (42) umfasst, die sich in einer äußeren Oberfläche davon befinden und entsprechend mit dem zweiten Ende (321B) des vorderen äußeren Gewindegangs (321), dem ersten Ende (322A) des zwischenliegenden äußeren Gewindegangs (321) und dem zweiten Ende (323B) des hinteren äußeren Gewindegangs (323) verbunden vorliegen, wobei die Rollrillen (42) und die äußere Gewindegänge (32) miteinander verbunden sind, um eine äußere Gewinderille (52) zu bilden, wobei die äußere Gewinderille (52) und die innere Gewinderille (22) zwischen sich einen schraubenförmigen Kanal (12) bilden, wobei die Rückflusskomponente (40) ferner eine zweite Rückflussrille (44) an einer gegenständigen inneren Oberfläche davon umfasst, wobei die zweite Rückflussrille (44) in Richtung der ersten Rückflussrille (36) der Spindelwelle (30) weist und mit der ersten Rückflussrille (36) der Spindelwelle (30) einen Rückflusskanal (16) dazwischen bildet, wobei der Rückflusskanal (16) mit dem schraubenförmigen Kanal (12) verbunden vorliegt, und mehrere Kugeln (50), die drehbar in einem von dem Rückflusskanal (16) und dem schraubenförmigen Kanal (12) aufgenommen vorliegen.
Kugelgewindetriebanordnung (10) nach Anspruch 1, worin sich die Befestigungsrille (34) der Spindelwelle (30) entlang der Länge der Spindelwelle (30) in einer gekrümmten Art und Weise und über wenigstens zwei Gewindegänge der äußeren Gewindegänge (32) erstreckt.
Kugelgewindetriebanordnung (10) nach Anspruch 1, worin die erste Rückflussrille (36) der Spindelwelle (30) zwei erste Lageroberflächen (38) an zwei gegenständigen lateralen Seiten davon definiert, wobei die zweite Rückflussrille (44) der Rückflusskomponente (40) zwei zweite Lageroberflächen (46) an zwei gegenständigen lateralen Seiten davon definiert, die entsprechend gegen die ersten Lageroberflächen (38) anstoßen.
Kugelgewindetriebanordnung (10) nach Anspruch 1, worin die erste Rückflussrille (36) der Spindelwelle (30) einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, und wobei die zweite Rückflussrille (44) der Rückflusskomponente (40) einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.
Kugelgewindetriebanordnung (10) nach Anspruch 1, worin die Anzahl der äußeren Gewindegänge (32) drei beträgt.
Kugelgewindetriebanordnung (10) nach Anspruch 1, worin die Anzahl der äußeren Gewindegänge (32) größer als drei ist, um die Länge der äußeren Gewindegänge (32) zu erhöhen, um eine relativ größere Anzahl an Kugeln (50) aufnehmen zu können.