DE102018131064A1

DE102018131064A1 - Kugelgewindespindel

Info

Publication number: DE102018131064A1
Application number: DE102018131064.1A
Authority: DE
Inventors: Ryo Kaibe; Hitoshi Hakogi; Yoshimi Iwasaki; Tatsuto Omori
Original assignee: Kuroda Precision Industries Ltd
Current assignee: Kuroda Precision Industries Ltd
Priority date: 2017-12-25
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2038-12-06
Also published as: US20190195325A1; DE102018131064B4; US10648546B2; JP6556819B2; CN110030351A; JP2019113119A; CN110030351B

Abstract

Um zu verhindern, dass die Positionsgenauigkeit des Kugelrücklaufkanals und der Zunge des Endablenkers gegenüber dem Mutterhauptkörper durch eine Axialkraft beeinträchtigt wird, die von einer Schraube aufgebracht wird, die zur Sicherung des Endablenkers am Mutterhauptkörper dient, beinhaltet der Endablenker einen Flansch (32) der an einem axialen Ende eines Hauptteils (30) des Endablenkers vorgesehen ist und mit einem axialen Durchgangsloch (50) zur Aufnahme einer Schraube versehen ist, die in den Mutterhauptkörper eingeschraubt ist, und eine Rippe (52), die von einer radialen Innenkante des Flansches zu einer Innenseite der Ablenkeraufnahmeaussparung (26) vorragt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kugelgewindespindel, insbesondere auf eine Kugelgewindespindel mit einer Mutter, die durch das Sichern eines Endablenkers an einem Mutterhauptkörper gebildet wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine bekannte Kugelgewindespindel, die als Teil eines linearen Antriebsmechanismus verwendet werden kann, umfasst eine Gewindespindel mit einer äußeren Umfangsfläche, die mit einem Spindelgewinde ausgebildet ist, einen Mutterhauptkörper mit einer inneren Umfangsfläche, die mit einem dem Spindelgewinde gegenüberliegenden Muttergewinde ausgebildet ist, um gemeinsam mit dem Spindelgewinde einen Wälzkanal zu definieren, einen Kugelrücklaufkanal, der sich in einer Axialrichtung erstreckt, und eine Ablenkeraufnahmeaussparung, die auf wenigstens einer Stirnfläche des Mutterhauptkörpers in Fortsetzung des Muttergewindes ausgebildet ist und ein offenes Ende des Kugelrücklaufkanals definiert, eine Vielzahl von Kugeln, die in dem Wälzkanal und dem Kugelrücklaufkanal aufgenommen sind, und einen Endablenker, der in der Ablenkeraufnahmeaussparung aufgenommen ist, wobei der Endablenker ausgeführt ist mit einem Kugeldurchgangskanal zum Durchleiten der Kugeln zwischen dem Wälzkanal und dem Kugelrücklaufkanal und einer Zunge, die die Kugeln von dem Wälzkanal zu dem Kugeldurchgangskanal führt. Der Endablenker ist mit Hilfe von Schrauben, die axial durch den Endablenker geführt und in den Mutterhauptkörper eingeschraubt sind, fest an dem Mutterhauptkörper gesichert. Siehe zum Beispiel JP2007-24305A und JP2013-174316A .
Da die durch das Anziehen der Schrauben hervorgerufene Axialkraft auf die vordere axiale Stirnfläche des Endablenkers und die Unterseite der Ablenkeraufnahmeaussparung einwirkt, an der die vordere Stirnfläche des Endablenkers anliegt, und die Anzugskraft der Schrauben als eine Druckkraft auf die gesamte axiale Länge des Endablenkers aufgebracht wird, wird bei einer solchen konventionellen Kugelgewindespindel der Endablenker über einen weiten Bereich davon verformt, was wiederum die Positionsgenauigkeit des Kugeldurchgangskanals und der Zunge gegenüber dem Mutterhauptkörper beeinträchtigen kann. Eine solche Beeinträchtigung der Positionsgenauigkeit kann den reibungslosen Betrieb der Kugelgewindespindel negativ beeinflussen.
Dieses Problem ist besonders akut, wenn der Endablenker aus Kunststoff besteht und anfälliger für Verformungen ist, als ein aus einem metallischen Werkstoff bestehender Ablenker.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts eines solchen Problems des Standes der Technik besteht eine vorrangige Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Kugelgewindespindel bereitzustellen, bei der die Positionsgenauigkeit des Kugelrücklaufkanals und der Zunge eines Endablenkers gegenüber einem Mutterhauptkörper nicht beeinträchtigt wird durch eine Axialkraft, die von Schrauben zur Sicherung des Endablenkers an dem Mutterhauptkörper aufgebracht wird.
Um dieses Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine Kugelgewindespindel zur Verfügung, umfassend: eine Gewindespindel (12) mit einer äußeren Umfangsfläche, die mit einem Spindelgewinde ausgebildet ist; einen Mutterhauptkörper (14) mit einer inneren Umfangsfläche, die mit einem dem Spindelgewinde gegenüberliegenden Muttergewinde ausgebildet ist und gemeinsam mit dem Spindelgewinde einen Wälzkanal (20) definiert, mit einem Kugelrücklaufkanal (24), der sich in einer Axialrichtung erstreckt, und mit einer Ablenkeraufnahmeaussparung (26), die an wenigstens einer Stirnfläche des Mutterhauptkörpers in Fortsetzung mit dem Muttergewinde ausgebildet ist und ein offenes Ende des Kugelrücklaufkanals definiert; eine Vielzahl von Kugeln (28), die in dem Wälzkanal und dem Kugelrücklaufkanal aufgenommen sind; und einen Endablenker (16), der in der Ablenkeraufnahmeaussparung aufgenommen ist; wobei der Endablenker umfasst: ein Hauptteil (30), das mit einem Kugeldurchgangskanal (36) zum Durchleiten der Kugeln zwischen dem Wälzkanal und dem Kugelrücklaufkanal und einer Zunge (38) versehen ist, die die Kugeln von dem Wälzkanal zu dem Kugeldurchgangskanal führt, einen Flansch (32), der an einem axialen Ende des Hauptteils vorgesehen und mit einem axialen Durchgangsloch (50) zur Aufnahme einer Schraube (60) versehen ist, die in den Mutterhauptkörper eingeschraubt ist, um den Endablenker an dem Mutterhauptkörper zu sichern, und eine Rippe (52), die von einer radialen Innenkante des Flansches zu einer Innenseite der Ablenkeraufnahmeaussparung vorsteht.
Dadurch wird die Befestigungskraft der Schraube (Axialkraft) durch den Flansch abgestützt und die Biegesteifigkeit des Flansches durch die Rippe verstärkt, die Verformung des gesamten Endablenkers einschließlich des Flansches wird reduziert, so dass die Beeinträchtigung der Positionsgenauigkeit des Kugelrücklaufkanals und der Zunge gegenüber dem Mutterhauptkörper minimiert werden kann. Die Rippe erstreckt sich vom Flansch aus nach innen in die Ablenkeraufnahmeaussparung, so dass die axiale Länge der Mutter nicht vergrößert werden muss.
Der Endablenker kann aus einem gegossenen Kunststoffteil oder einem Metallteil, wie zum Beispiel einem metallischen Gussteil, bestehen.
Vorzugsweise ist bei dieser Kugelgewindespindel vorgesehen, dass das Hauptteil ein Paar vorstehender Stücke (42, 44) beinhaltet, die sich von beiden Seiten der Zunge in Bezug auf die Axialrichtung in Umfangsrichtung des Mutterhauptkörpers erstrecken, wobei die vorstehenden Stücke gemeinsam mit einer inneren Umfangsoberfläche der Ablenkeraufnahmeaussparung eine Kugelführungsrille (40) definieren, die sich zwischen dem Kugeldurchgangskanal (36) und dem Wälzkanal (20) erstreckt, und wobei eines der vorstehenden Stücke (42), das sich auf einer Seite des Flansches befindet, integral mit dem Flansch ausgebildet ist.
Dabei dient einer von beiden, der Flansch oder das vorstehende Stück, als Verstärkungsrippe für den Anderen, so dass die Biegesteifigkeit dieser beiden Teile verbessert werden kann.
Vorzugsweise umfasst bei dieser Kugelgewindespindel der Flansch ein radiales Flanschteil (46), das sich von dem axialen Ende des Hauptteils in einer radial nach außen gerichteten Richtung erstreckt und ein Teil beinhaltet, das mit dem einen vorstehenden Stück (42) integral ist, und ein umlaufendes Flanschteil (48) umfasst, das sich von dem axialen Ende des Hauptteils in einer Umfangsrichtung entgegengesetzt zu einer Vorstehrichtung der vorstehenden Stücke erstreckt.
Dadurch dient sowohl das radiale Flanschteil als auch das vorstehende Stück als Verstärkungsrippe für das jeweils andere, so dass die Biegesteifigkeit dieser beiden Teile verbessert werden kann.
Vorzugsweise ist bei dieser Kugelgewindespindel der Flansch (32) mit einer ringförmigen Konfiguration versehen, die sich in einer Ebene orthogonal zur Axialrichtung erstreckt, und wobei die Rippe erstreckt sich entlang einer inneren Peripherie des Flansches, um gemeinsam mit dem Hauptteil eine geschlossene Schleife zu bilden.
Dadurch ist die verstärkende Wirkung der Rippe auf die Biegesteifigkeit des Flansches besonders ausgeprägt und auch die Biegesteifigkeit des Hauptteils wird erhöht, mit dem Ergebnis, dass die Beeinträchtigung der Positionsgenauigkeit des Kugelrücklaufkanals und der Zunge gegenüber dem Mutterhauptkörper vermieden werden kann.
Vorzugsweise umfasst bei dieser Kugelgewindespindel die Rippe ein Teil, das sich radial mit der inneren Umfangsfläche des Mutterhauptkörpers überlappt und einen Oberflächenkontakt mit dieser herstellt.
Dadurch wird die Biegesteifigkeit des Flansches weiter verbessert, so dass die Beeinträchtigung der Positionsgenauigkeit des Kugelrücklaufkanals und der Zunge gegenüber dem Mutterhauptkörper besonders effektiv vermieden werden kann.
Vorzugsweise ist bei dieser Kugelgewindespindel der Mutterhauptkörper mit einer Aussparung (62) ausgestattet, die dazu konfiguriert ist, die Rippe (52) aufzunehmen.
Dadurch wird verhindert, dass der Außendurchmesser der Mutter in Folge des Vorhandenseins der Rippe vergrößert ist.
Gemäß der Kugelgewindespindel der vorliegenden Erfindung wird die Positionsgenauigkeit des Kugelrücklaufkanals und der Zunge des Endablenkers gegenüber dem Mutterhauptkörper vor einer Beeinträchtigung durch eine Axialkraft geschützt, die von einer Schraube aufgebracht wird, die zur Sicherung des Endablenkers am Mutterhauptkörper dient.
Figurenliste

1 ist eine vertikale Schnittansicht einer Kugelgewindespindel gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht der Kugelgewindespindel;
3 ist eine perspektivische Ansicht der Kugelgewindespindel mit einer Gewindestange, die hier weggelassen wurde;
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Kugelgewindespindel mit der darin weggelassenen Gewindestange;
5 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Endablenkers der Kugelgewindespindel in der durch A in 4 angegebenen Richtung;
6 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Endablenkers der Kugelgewindespindel in der durch B in 5 angegebenen Richtung;
7 ist eine linke Seitenansicht des Endablenkers der Kugelgewindespindel;
8 ist eine rechte Seitenansicht des Endablenkers der Kugelgewindespindel;
9 ist eine perspektivische Ansicht einer Kugelgewindespindel gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 ist eine perspektivische Ansicht der Kugelgewindespindel mit einer darin weggelassenen Gewindestange;
11 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Kugelgewindespindel mit der darin weggelassenen Gewindestange;
12 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Endablenkers der Kugelgewindespindel in der durch C in 11 angegebenen Richtung;
13 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Endablenkers der Kugelgewindespindel in der durch D in 12 angegebenen Richtung; und
14 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Endablenkers der Kugelgewindespindel in der durch E in 13 angegebenen Richtung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
Eine Kugelgewindespindel gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die 1 bis 8 beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, beinhaltet die Kugelgewindespindel 10 der ersten Ausführungsform eine Gewindespindel 12, einen Mutterhauptkörper 14 und ein Paar Endablenker 16.
Die Richtung der zentralen axialen Linie der Kugelgewindespindel ist definiert als die Axialrichtung X, die sich in 1 seitlich erstreckt. Die Umfangsrichtung, wie sie in dieser Offenbarung verwendet wird, ist eine Richtung, die um die zentrale axiale Linie der Kugelgewindespindel 10 zentriert ist.
Die Gewindespindel 12 besteht aus einer metallischen Stange mit einem kreisförmigen Querschnitt und hat eine äußere Umfangsfläche, die mit einem Spindelgewinde 18 darauf ausgebildet ist.
Der Mutterhauptkörper 14 ist aus einem zylindrischen metallischen Teil gebildet und ausgestattet mit einer inneren Umfangsfläche 14A, die gegenüber dem Spindelgewinde 18 der Gewindespindel 12 mit einem Muttergewinde 22 ausgebildet ist, um gemeinsam mit dem Spindelgewinde 18 einen Wälzkanal 20 zu definieren, einem Kugelrücklaufkanal 24, der sich in der Axialrichtung X in der zylindrischen Wand des Mutterhauptkörpers 14 erstreckt, und einem Paar Stirnflächen 14B, die an beiden axialen Enden (in Axialrichtung X) des Mutterhauptkörpers 14 angeordnet sind und jeweils eine Ablenkeraufnahmeaussparung 26 definieren. Ein Endablenker 16 ist in jeder Ablenkeraufnahmeaussparung 26 aufgenommen.
Eine Vielzahl von metallischen Kugel 28 sind in dem Wälzkanal 20 und dem Kugelrücklaufkanal 24 aufgenommen, um darin zu rollen.
Der Endablenker 16, die Ablenkeraufnahmeaussparung 26 und die Befestigungsstruktur für den Endablenker 16 werden im Folgenden mit Bezug auf die 2 bis 8 beschrieben.
Jeder Endablenker 16 besteht aus einem gegossenen Kunststoffteil, hergestellt aus einem Kunststoffmaterial, wie zum Beispiel Polyacetal (POM), Polyetheretherketon (PEEK), Polyphenylensulfid (PPS), Polyamid (PA) und so weiter, und beinhaltet ein Hauptteil 30 und einen Flansch 32, der bezüglich der Axialrichtung X an einem Ende davon vorgesehen ist (dieses Ende kann als ein äußeres Ende bezeichnet werden).
Das Hauptteil 30 ist ausgestattet mit einer Kugelführungsrille 34, die gekrümmt ist, um einen Axialabschnitt 34A und einen Umfangsabschnitt 34B zu beinhalten, und definiert einen Kugeldurchgangskanal 36 (siehe 3) mit einem geschlossenen Querschnitt in Verbindung mit einer inneren Umfangsfläche 54B (die im Folgenden beschrieben wird) der Ablenkeraufnahmeaussparung 26, einer Zunge 38, die sich in der Umfangsrichtung von einem Spitzende des Umfangsabschnitts 34B der Kugelführungsrille 34 erstreckt und sich radial nach innen wölbt, um in einen entsprechenden Teil des Spindelgewindes 18 einzudringen, und einem Paar vorstehender Stücke 42 und 44, die sich von beiden Seiten (in Axialrichtung X voneinander beabstandet) der Zunge 38 in der Umfangsrichtung des Mutterhauptkörpers 14 im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken.
Die vorstehenden Stücke 42 und 44 sind als individuelle Kragarme mit Basisenden auf der Seite der Zunge 38 ausgebildet und in der Axialrichtung X voneinander beabstandet und definieren zusammen mit einer inneren Umfangsfläche 54B der Ablenkeraufnahmeaussparung 26 eine Kugelführungsrille 40 (siehe 3), die die Kugelführungsrille 34 fortsetzt. Die Kugelführungsrille 40 erstreckt sich zwischen dem Kugeldurchgangskanal 36 und dem Wälzkanal 20 und stellt gemeinsam mit dem Spindelgewinde 18 eine Verlängerung des Wälzkanals 20 bereit, die die Kugeln 28 zwischen dem Kugeldurchgangskanal 36 und dem Wälzkanal 20 weiterreicht. Die Zunge 38 ist konfiguriert, um die Kugeln 28 aus der Kugelführungsrille 40 aufzunehmen und die Kugeln 28 zu dem Kugeldurchgangskanal 36 zu führen.
Die Kugelführungsrille 40 stellt gemeinsam mit dem entsprechenden Teil des Spindelgewindes 18 der Gewindespindel 12 einen Kanal für die Kugeln 28 bereit, und dieser Kanal verbindet den Wälzkanal 20 und den Kugeldurchgangskanal 36 miteinander. Die vorstehenden Stücke 42 und 44 sind jeweils mit inneren Umfangsflächen 42A und 43A versehen, die aus gekrümmten Oberflächen bestehen, die sich in der Umfangsrichtung erstrecken, um eine Behinderung der Gewindespindel 12 zu vermeiden.
Der Flansch 32 dient als ein Befestigungsstück für den Endablenker 16 gegenüber dem Mutterhauptkörper 14 und erstreckt sich von einem axial äußeren Ende des Hauptteils 30 radial nach außen und umlaufend, um gemeinsam mit der Stirnfläche 14B des Mutterhauptkörpers 14 eine vollständige ringförmige Stirnfläche zu definieren.
Insbesondere beinhaltet der Flansch 32 ein radiales Flanschteil 46, das sich vom äußeren Ende des Hauptteils 30 radial nach außen erstreckt und eines der vorstehenden Stücke 42 (das äußere vorstehende Stück 42) als integralen Teil davon aufweist, und ein umlaufendes Flanschteil 48, das sich umlaufend von einer Seite des radialen Flanschteils 46 aus erstreckt, welche vom vorstehenden Stück 42 weg zeigt. Das radiale Flanschteil 46 und das umlaufende Flanschteil 48 sind jeweils mit einem Durchgangsloch 50 ausgestattet, die sich in der Axialrichtung X erstrecken. Das umlaufende Flanschteil 48 ist mit einer inneren Umfangsfläche 48A ausgestattet, die aus einer umlaufenden gekrümmten Fläche besteht, die sich von der inneren Umfangsfläche 42A des vorstehenden Stücks 42 aus fortsetzt, um eine Behinderung der Gewindespindel 12 zu vermeiden.
Das radiale Flanschteil 46 dient als Verstärkungsrippe zur Verstärkung der Biegesteifigkeit des umlaufend vorstehenden Stücks 42 und dient gleichzeitig als Teil des Befestigungsteils für den Endablenker 16. Es kann auch gesagt werden, dass das vorstehende Stück 42 als Verstärkungsrippe zur Verstärkung der Biegesteifigkeit des radialen Flanschteils 46 dient, indem es auf der radial inneren Seite des radialen Flanschteils 46 gebildet ist. Somit dienen das radiale Flanschteil 46 und das vorstehende Stück 42 als Verstärkungsrippen zur wechselseitigen Verstärkung der Biegesteifigkeit.
Der Endablenker 16 ist integral mit einer Rippe 52 ausgestattet, die von dem radialen inneren Rand des umlaufenden Flanschteils 48 in Axialrichtung X nach innen ragt und sich entlang einer inneren Umfangsfläche 48A des umlaufenden Flanschteils 48 erstreckt.
Die Rippe 52 hat die Funktion, die Biegesteifigkeit des umlaufenden Flanschteils 48 zu verstärken, und ist mit dem Hauptteil 30 an einem umlaufenden Endteil desselben befestigt und definiert eine innere Umfangsfläche 52A, die bündig und durchgehend mit der inneren Umfangsfläche 48A des umlaufenden Flanschteils 48 ist, um eine Behinderung der Gewindespindel 12 zu vermeiden. Wie in 3 dargestellt, beinhaltet die Rippe 52 einen überlappenden Teil 52B, der über der inneren Umfangsfläche 14A des Mutterhauptkörpers 14 liegt. Insbesondere steht die äußere Umfangsfläche des überlappenden Teils 52B in Oberflächenkontakt mit der inneren Umfangsfläche 14A des Mutterhauptkörpers 14.
Jede Ablenkeraufnahmeaussparung 26 beinhaltet einen Hauptteilaufnahmeabschnitt 54, der im Wesentlichen konform zum Hauptteil 30 ausgebildet ist, um das Hauptteil 30 darin aufzunehmen, und einen Flanschaufnahmeabschnitt 56, der in der Axialrichtung X weiter außen angeordnet ist als der Hauptteilaufnahmeabschnitt 54, und der im Wesentlichen konform zum Flansch 32 ausgebildet ist, um den Flansch 32 darin aufzunehmen.
Der Hauptteilaufnahmeabschnitt 54 ist mit einer Bodenfläche 54A versehen, die sich in einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung X auf einer bezüglich der Axialrichtung X inneren Seite (die Innenseite der Ablenkerhalteaussparung 26) erstreckt. Ein axiales Ende 24A (siehe 4) des Kugelrücklaufkanals 24 öffnet sich an der Bodenfläche 54A. Der Hauptteilaufnahmeabschnitt 54 ist zwischen seinem offenen Ende, angrenzend an den Flanschaufnahmeabschnitt 56 und die Bodenfläche 54A, mit einer inneren Umfangsfläche 54B ausgestattet, und diese innere Umfangsfläche 54B ist im Wesentlichen konform mit der äußeren Umfangsfläche 30A, die auf der radial äußeren Seite des Hauptteils 30 definiert ist. Ein Muttergewinde 22 erreicht die innere Umfangsfläche 54B. Genauer gesagt, liegt das Anschlussende des Muttergewindes 22 in der inneren Umfangsfläche 54B.
Der Endablenker 16 ist relativ zu dem Mutterhauptkörper 14 sowohl in Umfangsrichtung als auch in der Radialrichtung positioniert, indem das Hauptteil 30 in den Hauptteilaufnahmeabschnitt 54 eingesetzt ist, während die äußere Umfangsfläche 30A des Hauptteils 30 in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 54B des Hauptteilaufnahmeabschnitts 54 ist.
Der Flanschaufnahmeabschnitt 56 ist mit einer Bodenfläche 56A ausgestattet, die eine Ebene definiert, die orthogonal zu der Axialrichtung X auf der inneren Seite (Innenseite) davon in der Axialrichtung X verläuft. Ein Paar Gewindelöcher 58 für Schrauben 60 sind in der Bodenfläche 56A an Positionen ausgebildet, die den Durchgangslöchern 50 entsprechen. Der Flanschaufnahmeabschnitt 56 ist mit einer inneren Umfangsfläche 56B ausgestattet, die im Wesentlichen konform mit der äußeren Umfangsfläche 32A des Flansches 32 an einem radial äußeren Teil davon ist, der zwischen dem offenen Ende, das der Stirnfläche 14B des Mutterhauptkörpers 14 entspricht, und der Bodenfläche 56A davon angeordnet ist. Die äußere Umfangsfläche 32A des Flansches 32 und die innere Umfangsfläche 56B des Flanschaufnahmeabschnitts 56 sind lose genug miteinander verbunden, um die Positionierung des Endablenkers 16 aufgrund des engen oder festen Sitzes zwischen dem Hauptteil 30 und dem Hauptteilaufnahmeabschnitt 54 nicht zu behindern.
Sobald das Hauptteil 30 jedes Endablenkers 16 in den Hauptteilaufnahmeabschnitt 54 eingesetzt ist und der Flansch 32 wie vorstehend beschrieben in den Flanschaufnahmeabschnitt 56 eingesetzt ist, werden Schrauben 60, bestehend aus Senkkopfschrauben, durch die jeweiligen Durchgangslöcher 50 geführt und in die jeweiligen Gewindelöcher 58 eingeschraubt. Durch das Anziehen dieser Schrauben 60 wird der Endablenker 16 fest mit dem Mutterhauptkörper 14 verbunden.
Auf diese Weise werden durch die feste Sicherung der Endablenker 16 an dem Mutterhauptkörper 14 die Anschlussenden der Kugelführungsrillen 40 mit den entsprechenden Enden des Muttergewindes 22 verbunden und der Kugeldurchgangskanal 36 ist mit dem Kugelrücklaufkanal 24 in jedem Ablenker 16 verbunden.
Nach einer solchen festen Sicherung wird eine innere Stirnfläche 32B des Flansches 32 in der Axialrichtung X stark gegen eine Bodenfläche 56A des Flanschaufnahmeabschnitts 56 gedrückt, während die innere Stirnfläche 30B des Hauptteils 30 in der Axialrichtung X leicht gegen die Bodenfläche 54A des Teilaufnahmeabschnitts 54 gedrückt wird oder sogar überhaupt nicht mit der Bodenfläche 54A in Berührung kommen kann.
Da die Schrauben 60 in der Axialrichtung in den Flansch 32 des Endablenkers 16 eindringen und in den Mutterhauptkörper 14 eingeschraubt sind, wird die auf den Flansch 32 durch das Anziehen der Schrauben 60 ausgeübte Axialkraft auf die Stirnfläche 32B des Flansches 32 und die Bodenfläche 56A des Flanschaufnahmeabschnitts 56 übertragen, die in der Axialrichtung aneinander anstoßen, und wirkt nicht wesentlich auf das Hauptteil 30.
In Folge dessen wirkt die Anzugskraft der Schrauben 60 nur auf den Flansch 32, so dass die Verformung des Endablenkers 16 aufgrund des Festziehens der Schrauben 60 auf den Flansch 32 begrenzt ist und das Hauptteil 30 unter dem Festziehen der Schrauben 60 nicht verformt wird. In Folge dessen ist die Positionsgenauigkeit der Kugelführungsrillen 34 und 40, der Zunge 38, der vorstehenden Stücke 42 und 44 gegenüber dem Mutterhauptkörper 14 trotz dem Anziehen der Schrauben 60 sichergestellt, so dass eine reibungslose Zirkulation der Kugeln 28 sichergestellt ist. Dies verbessert die Betriebsleistung der Kugelgewindespindel 10 und die Haltbarkeit der Endablenker 16.
Darüber hinaus ist jeder Endablenker 16 mit der Rippe 52 an dem umlaufenden Flanschteil 48 ausgestattet, so dass die Biegesteifigkeit des umlaufenden Flanschteils 48 verbessert ist. Da das vorstehende Stück 42 ferner als eine Verstärkungsrippe für das radiale Flanschteil 46 wirkt, ist die Biegesteifigkeit des radialen Flanschteils 46 verbessert. In Folge dessen wird das Verformen des Flansches 32 aufgrund des Festziehens der Schrauben 60 minimiert. Dies minimiert auch die Verschlechterung der Positionsgenauigkeit der Kugelführungsrillen 34 und 40, der Zunge 38, der vorstehenden Stücke 42 und 44 in Bezug auf den Mutterhauptkörper 14 trotz des Festziehens der Schrauben 60, so dass eine reibungslose Zirkulation der Kugeln 28 sichergestellt ist und die Betriebsleistung der Kugelgewindespindel 10 und die Haltbarkeit der Endablenker 16 verbessert sind.
Da die Rippe 52 außerdem den überlappenden Abschnitt 52B beinhaltet, der mit der inneren Umfangsfläche 14A des Mutterhauptkörpers 14 überlappt und ihr in einem engen Oberflächenkontakt radial gegenüber liegt, ist die Biegesteifigkeit des umlaufenden Flanschteils 48 durch die Rippe 52 in effektiver Weise verstärkt, so dass die Verformung des umlaufenden Flanschteils 48 effektiv noch weiter minimiert ist. Dies trägt auch dazu bei, die Beeinträchtigung der Positionsgenauigkeit der Kugelführungsrillen 34 und 40, der Zunge 38 und der vorstehenden Stücke 42 und 44 gegenüber dem Mutterhauptkörper 14 trotz des Festziehens der Schrauben 60 zu verhindern, so dass das reibungslose Zirkulieren der Kugeln 28 gesichert ist und die Betriebsleistung der Kugelgewindespindel 10 und die Haltbarkeit der Endablenker 16 verbessert sind.
Da sich die Rippe 52 von der radialen Innenkante des umlaufenden Flanschteils 48 in der Axialrichtung X nach innen erstreckt, verursacht die Rippe 52 keine Erhöhung der Axiallänge der Mutter oder des Außendurchmessers der Mutter.
Eine Kugelgewindespindel gemäß einer zweiten Ausführungsform ist im Folgenden mit Bezug auf die 9 bis 14 beschrieben. In den 9 bis 14 sind Teile, die denen in den 1 bis 8 entsprechen, mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet, und diese Teile können in der folgenden Beschreibung weggelassen werden.
In der zweiten Ausführungsform ist der Flansch 32 jedes Endablenkers 16 mit einer ringförmigen Form ausgestattet, die, in Axialrichtung X gesehen, konzentrisch zur Mitte des Mutterhauptkörpers 14 ist und sich im Wesentlichen über dessen gesamten Umfang erstreckt. Der Flansch 32 hat eine nach innen gerichtete Stirnfläche 32B, die an einer entsprechenden Stirnfläche 14B des Mutterhauptkörpers 14 anliegt. Die Stirnfläche 14B des Mutterhauptkörpers 14 ist mit einer Vielzahl (vier) von Gewindelöchern ausgebildet, die in einem regelmäßigen Abstand entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die entsprechenden Durchgangslöcher 50 werden in der Axialrichtung durch den Flansch 32 geführt.
Der Endablenker 16 ist fest an die Stirnfläche 14B des Mutterhauptkörpers 14 mit einer Vielzahl von Schrauben 60 gesichert, die durch die jeweiligen Durchgangslöcher 50 geführt und in die jeweiligen Gewindelöcher 58 eingeschraubt sind.
Somit wirkt auch in der zweiten Ausführungsform die Anzugskraft der Schrauben 60 nur auf den Flansch 32 und die Verformung des Endablenkers 16 durch das Festziehen der Schrauben 60 wird auf den Flansch 32 begrenzt, so dass die Anzugskraft der Schrauben 60 daran gehindert wird, das Verformen des Hauptteils 30 zu verursachen. In Folge dessen kann die Positionsgenauigkeit der Kugelführungsrillen 34 und 40, der Zunge 38 und der vorstehendenStücke 42 und 44 gegenüber dem Mutterhauptkörper 14 sichergestellt werden und die reibungslose Zirkulation der Kugeln 28 ist trotz des Anziehens der Schrauben 60 sichergestellt. Dies verbessert die Betriebsleistung der Kugelgewindespindel 10 und die Lebensdauer der Endablenker 16.
Die Rippe 52 erstreckt sich in Axialrichtung X vom im Wesentlichen gesamten Umfang der radialen Innenkante des Flansches 32 nach innen zur Innenseite. Genauer gesagt, erstreckt sich die Rippe 52 in Umfangsrichtung von einem ersten Ende 52C davon, das mit dem freien Ende des vorstehenden Stücks 42 verbunden ist, zu einem zweiten Ende 52D, das mit der Zunge 38 des Hauptteils 30 verbunden ist. Mit anderen Worten, die Rippe 52 bildet gemeinsam mit dem Hauptteil 30 eine geschlossene Schleife entlang des inneren Umfangs des Flansches 32.
Dabei wirkt die Rippe 52 als Verstärkungsrippe zum Erhöhen der Biegesteifigkeit des Flansches 32 gemeinsam mit dem Hauptteil 30. Da die beiden umlaufenden Enden der Rippe 52 mit dem Hauptteil 30 verbunden sind, um gemeinsam mit dem Hauptteil 30 eine geschlossene Schleife zu bilden, wird auch die Biegesteifigkeit der Rippe 52 selbst erhöht, so dass die Fähigkeit der Rippe 52 zur Erhöhung der Biegesteifigkeit des Flansches 32 weiter verbessert wird.
Somit wird die Verformung des Flansches 32 effektiv minimiert und die Beeinträchtigung der Positionsgenauigkeit der Kugelführungsrillen 34 und 40, der Zunge 38 und der vorstehenden Stücke 42 und 44 gegenüber dem Mutterhauptkörper 14 kann minimiert sein. Dies sichert eine reibungslose Zirkulation der Kugeln 28 und verbessert die Betriebsleistung der Kugelgewindespindel 10 und die Lebensdauer des Endablenkers 16.
Da die Rippe 52 von der radialen Innenkante des umlaufenden Flanschteils 48 in Axialrichtung X nach innen ragt, bewirkt sie weder eine Erhöhung der Axiallänge der Mutter noch eine Erhöhung des Durchmessers der Mutter.
Die innere Peripherie der Stirnfläche 14B des Mutterhauptkörpers 14 ist mit einer im Wesentlichen ringförmigen Rippenaufnahmeaussparung 62 ausgestattet, die durch Vergrößern der durch die inneren Peripherie der Stirnfläche 14B definierten Bohrung geformt wird, um die Rippe 52 darin aufzunehmen. Durch das Einsetzen der Rippe 52 in die Rippenaufnahmeaussparung 62 wird verhindert, dass der Außendurchmesser der Mutter groß wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, kann sie modifiziert und ersetzt werden, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
So ist beispielsweise das Material des Endablenkers 16 nicht auf Harz beschränkt, sondern kann auch aus einem Metall, wie beispielsweise einem Gusselement, bestehen. Die Kugelgewindespindel 10 kann ein Typ sein, der den Endablenker 16 nur an einem Ende des Mutterhauptkörpers 14 hat. Die Struktur, bei der der Mutterhauptkörper 14 die Rippenaufnahmeaussparung 62 zur Aufnahme der Rippe 52 des Endablenkers 16 beinhaltet, kann wie bei der ersten Ausführungsform angewendet werden.
Die in den vorstehenden Ausführungsformen enthaltenen Komponenten sind nicht unbedingt wesentlich für die vorliegende Erfindung und können bei Bedarf weggelassen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2007024305 A [0002]
JP 2013174316 A [0002]

Claims

Kugelgewindespindel, umfassend: eine Gewindespindel mit einer äußeren Umfangsfläche, die mit einem Spindelgewinde ausgebildet ist; einen Mutterhauptkörper mit einer inneren Umfangsfläche, die mit einem dem Spindelgewinde gegenüberliegenden Muttergewinde ausgebildet ist, um gemeinsam mit dem Spindelgewinde einen Wälzkanal zu definieren, einem Kugelrücklaufkanal, der sich in einer Axialrichtung erstreckt, und einer Ablenkeraufnahmeaussparung, die an wenigstens einer Stirnfläche des Mutterhauptkörpers in Fortsetzung mit dem Muttergewinde ausgebildet ist und ein offenes Ende des Kugelrücklaufkanals definiert; eine Vielzahl von Kugeln, die in dem Wälzkanal und dem Kugelrücklaufkanal aufgenommen sind; und einen Endablenker, der in der Ablenkeraufnahmeaussparung aufgenommen ist; wobei der Endablenker umfasst: ein Hauptteil, das mit einem Kugeldurchgangskanal zum Durchleiten der Kugeln zwischen dem Wälzkanal und dem Kugelrücklaufkanal, und einer Zunge versehen ist, die die Kugeln von dem Wälzkanal zu dem Kugeldurchgangskanal führt, einen Flansch, der an einem axialen Ende des Hauptteils vorgesehen und mit einem axialen Durchgangsloch zur Aufnahme einer Schraube versehen ist, die in den Mutterhauptkörper eingeschraubt ist, um den Endablenker an dem Mutterhauptkörper zu sichern, und eine Rippe, die von einer radialen Innenkante des Flansches zu einer Innenseite der Ablenkeraufnahmeaussparung vorsteht.
Kugelgewindespindel nach Anspruch 1, wobei das Hauptteil ein Paar vorstehender Stücke beinhaltet, die sich von beiden Seiten der Zunge in Bezug auf die Axialrichtung in Umfangsrichtung des Mutterhauptkörpers erstrecken, wobei die vorstehenden Stücke gemeinsam mit einer inneren Umfangsoberfläche der Ablenkeraufnahmeaussparung eine Kugelführungsrille definieren, die sich zwischen dem Kugeldurchgangskanal und dem Wälzkanal erstreckt, und wobei eines der vorstehenden Stücke, das sich auf einer Seite des Flansches befindet, integral mit dem Flansch ausgebildet ist.
Kugelgewindespindel nach Anspruch 2, wobei der Flansch ein radiales Flanschteil, das sich von dem axialen Ende des Hauptteils in einer radial nach außen gerichteten Richtung erstreckt und ein Teil beinhaltet, das mit dem einen vorstehenden Stück integral ist, und ein umlaufendes Flanschteil umfasst, das sich von dem axialen Ende des Hauptteils in einer Umfangsrichtung entgegengesetzt zu einer Vorstehrichtung der vorstehenden Stücke erstreckt.
Kugelgewindespindel nach Anspruch 1, wobei der Flansch mit einer ringförmigen Konfiguration versehen ist, die sich in einer Ebene orthogonal zur Axialrichtung erstreckt, und wobei die Rippe sich entlang einer inneren Peripherie des Flansches erstreckt, um gemeinsam mit dem Hauptteil eine geschlossene Schleife zu bilden.
Kugelgewindespindel nach Anspruch 1, wobei die Rippe ein Teil umfasst, das sich radial mit der inneren Umfangsfläche des Mutterhauptkörpers überlappt und einen Oberflächenkontakt mit dieser herstellt.
Kugelgewindespindel nach Anspruch 1, wobei der Mutterhauptkörper mit einer Aussparung ausgestattet ist, die dazu konfiguriert ist, die Rippe aufzunehmen.