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Technischer Bereich
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Kugelumlaufspindel, in der eine Spindelwelle und ein Mutternelement über mehrere
Kugeln miteinander in Gewindeeingriff stehen und insbesondere eine
verbesserte Kugelumlaufspindel, in der das Mutternelement eine sogenannte
Endkappen-Kugelumlaufstruktur aufweist.
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Hintergrundtechnik
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Eine Kugelumlaufspindel, in der eine
Spindelwelle und ein Mutternelement über mehrere Kugeln miteinander
in Gewindeeingriff stehen, ist bekannt. In einer solchen Kugelumlaufspindel
sind eine in einer Außenumfangsfläche der
Spindelwelle ausgebildete spiralförmige Kugelrollnut und eine
in einer Innenumfangsfläche
des Mutternelements ausgebildete spiralförmige kraftübertragende Rollnut einander
gegenüberliegend
angeordnet, um einen Kraftübertragungskanal
zu bilden, wobei durch Kugeln eine Kraft zwischen der Spindelwelle
und dem Mutternelement ausgeübt
wird, während
sie in diesem Kraftübertragungskanal
rollen. Außerdem
weist das Mutternelement einen nicht kraftübertragenden Kanal auf, in
dem Kugeln, die den Kraftübertragungskanal durchlaufen
haben, zum Kraftübertragungskanal
zurücklaufen.
Wenn die Spindelwelle und das Mutternelement eine relative Drehbewegung
ausführen,
laufen die Kugeln endlos vom Kraftübertragungskanal zum nicht
kraftübertragenden
Kanal und vom nicht kraftübertragenden
Kanal zum Kraftübertragungskanal.
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Kugelumlaufspindeln können gemäß der Struktur
des nicht kraftübertragenden
Kanals in mehrere Typen klassifiziert werden, z.B. in eine sogenannte
Endkappen-Kugelumlaufspindel. Beispiele von Endkappen-Kugelumlaufspindeln
sind in der JP-A-06-201013 und in der WO-A-97/48922 beschrieben,
wobei die im erstgenannten Dokument dargestellte Kugelumlaufspindel
in 16 dargestellt ist.
In dieser Kugelumlaufspindel besteht das Mutternelement 100 aus
einem Mutternhauptkörper 102,
in dem eine vorstehend erwähnte
kraftübertragende
Rollnut 101 ausgebildet ist, und aus einem Paar Endkappen 103,
die an den axialen Endflächen des
Mutternhauptkörpers 102 befestigt
sind. Im einzelnen ist eine Kugelrückführöffnung 104 parallel
zur axialen Richtung im Mutternhauptkörper 102 ausgebildet,
und die an den Endflächen
des Mutternhauptkörpers 102 befestigten
Endkappen 103 weisen Ableitabschnitte 108 zum
Ableiten von Kugeln 107 von einer Kugelrollnut 106 der
Spindelwelle 105 und Richtungsänderungskanäle 109 zum Führen der
abgeleiteten Kugeln 107 zu einem Einlaß der Kugelrückführöffnung 104 auf.
Durch Befestigen der Endkappen 103 am Mutternhauptkörper 102 sind
die Kugelrückführöffnung 104 und
die Richtungsänderungskanäle 109 miteinander
kommunizierend verbunden, um einen nicht kraftübertragenden Kanal für die Kugeln 107 zu
bilden. Außerdem
werden die Kugeln in diesem nicht kraftübertragenden Kanal der Endkappenvorrichtung
von einem Ende zum anderen Ende des Mutternhauptkörpers geführt, so
daß in der
Vorrichtung die Gesamtlänge
des Mutternhauptkörpers
vergrößert werden
kann, was vorteilhaft ist, wenn die Steigung der in der Spindelwelle
ausgebildeten Kugelrollnut groß ist.
Daher ist diese Endkappen-Kugelumlaufspindel insbesondere zum Erzeugen
einer linearen Vorschubbewegung eines beweglichen Körpers, z.B.
eines Tischs, mit einer hohen Geschwindigkeit geeignet.
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Wie vorstehend beschrieben wurde,
weisen die Endkappen in der herkömmlichen
Endkappen-Kugelumlaufspindel jedoch Ableitabschnitte zum Ableiten
der Kugeln von der Kugelrollnut der Spindelwelle und Richtungsänderungskanäle zum Führen der
abgeleiteten Kugeln zur Kugelrückführöffnung auf,
so daß die
Dicke der Endkappen ziemlich groß sein muß. Daher ist, wenn die Endkappen
an den Endflächen
des Mutternhauptkörpers
befestigt sind, die Gesamtlänge
des Mutternelements für
die Größe der ausgeübten Kraft
ziemlich groß,
so daß es
unmöglich
ist, die Größe des Mutternelements
zu vermindern.
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Um die Dicke der Endkappen zu vermindern ist
es zweckdienlich, wenn die Richtungsänderungskanäle 109 in der Endkappe 103 sich
wie im Fall der in 16 dargestellten
herkömmlichen
Kugelumlaufspindel senkrecht zur axialen Richtung der Spindelwelle 105 erstrecken.
Die Kugelrollnut 106 der Spindelwelle 105 ist
jedoch spiralförmig
ausgebildet, und die in dieser Kugelrollnut 106 rollenden
Kugeln 107 weisen auch eine Geschwindigkeitskomponente
in der axialen Richtung der Spindelwelle 105 auf. Daher wird,
wenn die Richtungsänderungskanäle 109 sich in
die vorstehend erwähnte
Richtung erstrecken, die Vorschubrichtung der von der Kugelrollnut 106 abgeleiteten
Kugeln 107 zwangsweise geändert, wodurch die Kugeln 107 wiederholt
mit den Endkappen 103 kollidieren. Dadurch besteht, wenn
die Kugeln 107 mit einer hohen Geschwindigkeit umlaufen,
die Gefahr, daß die
Endkappen 103 beschädigt
werden. Außerdem
wird der Umlaufbewegung der Kugeln 107 ein großer Widerstand
entgegengesetzt, was zu einer Begrenzung der Hochgeschwindigkeitsvorschubbewegung
des beweglichen Körpers
führt.
Außerdem
erzeugen die Kugeln 107 und die Endkappen 103 Kollisionsgeräusche, was
zu einem Geräuschproblem
während
des Gebrauchs oder Betriebs führt.
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Kurze Beschreibung der
Erfindung
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die
vorstehend erwähnten
Probleme des Stands der Technik zu lösen und eine Kugelumlaufspindel
bereitzustellen, durch die die Gesamtlänge des Mutternelements minimiert
werden kann und die von der Kugelrollnut abgeleiteten Kugeln glatt
zur Kugelrückführöffnung geführt werden
können,
wodurch auch dann nur minimale Geräusche erzeugt werden, wenn die
Kugeln mit einer hohen Geschwindigkeit umlaufen, so daß die Vorrichtung
insbesondere zum Erzeugen einer Vorschubbewegung eines beweglichen Körpers, z.B.
eines Tischs, sehr geeignet ist.
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Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, ist
in der erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel
eine Vertiefung in der In nenumfangsfläche des Mutternhauptkörpers ausgebildet,
und ein Rücukführelement steht
mit dieser Vertiefung in Eingriff, wobei das Rückführelement in der Vertiefung
derart aufgenommen ist, daß es
von der axialen Endfläche
des Mutternhauptkörpers
nicht hervorsteht. Die Vertiefung ist so ausgebildet, daß sie in
der axialen Endfläche
des Mutternhauptkörpers
und an einer Position offen ist, die jedem der Endabschnitte der
in der Innenumfangsfläche
des Mutternhauptkörpers
ausgebildeten spiralförmigen
kraftübertragenden
Rollnut entspricht. Außerdem
weist das Rückführelement
einen Ableitabschnitt zum Ableiten der Kugeln von der Kugelrollnut
der Spindelwelle und einen Richtungsänderungskanal zum Führen der
abgeleiteten Kugeln zum Einlaß der
Kugelrückführöffnung auf.
Durch den Eingriff zwischen dem Rückführelement und der Vertiefung rollen
die Kugeln, die durch die kraftübertragende Rollnut
des Mutternhauptkörpers
gerollt sind, über den
Ableitabschnitt in den Richtungsänderungskanal.
Außerdem
ist ein Rohrelement am Mutternhauptkörper montiert, durch das eine
im wesentlichen parallel zur Spindelwelle angeordnete Kugelrückführöffnung bereitgestellt
wird. Wenn das Rückführelement mit
der Vertiefung des Mutternhauptkörpers
in Eingriff steht, sind die Kugelrückführöffnung des Rohrelements und
der Richtungsänderungskanal
des Rückführelements
miteinander verbunden und bilden einen Endlosumlaufweg für die Kugeln.
Außerdem
sind im wesentlichen ringförmige
Abdeckplatten an den axialen Endflächen des Mutternhauptkörpers befestigt,
wobei die Abdeckplatten das mit der Vertiefung des Mutternhauptkörpers in
Eingriff stehende Rückführelement
abdecken.
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Daher wird in der erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel
der Endlosumlaufweg für
die Kugeln ausschließlich
durch den Eingriff zwischen dem Rückführelement und der Vertiefung
des Mutternhauptkörpers
gebildet. Außerdem
ist das Rückführelement
in der Vertiefung des Mutternhauptkörpers so angeordnet, daß es nicht
axial vom Mutternhauptkörper
hervorsteht, so daß die
axiale Gesamtlänge
des mit der Spindelwelle über
die Kugeln in Gewindeeingriff stehenden Mutternelements der axialen
Gesamtlänge
des Mutternhauptkörpers
gleicht, wodurch die Gesamtlänge
des Mutternelements minimiert werden kann.
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Insbesondere ist es für die Kugeln,
die von der Kugelrollnut der Spindelwelle abgeleitet werden, um
in die Richtungsänderungskanäle zu rollen,
wichtig, daß der
spindelwellenseitige Einlaßbereich
des Richtungsänderungskanals
glatt in die kraftübertragende
Rollnut des Mutternhauptkörpers übergeht.
Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn der Richtungsänderungskanal
so ausgebildet ist, daß er
mit der Richtung einer Verlängerung
der Kugelrollnut der Spindelwelle in der tangentialen Richtung der
Spindelwelle ausgerichtet ist. D.h., der spindelwellenseitige Einlaßbereich
des Richtungsänderungskanals
ist so ausgebildet, daß er
um den Steigungswinkel der Kugelrollnut bezüglich einer sich senkrecht
zur axialen Richtung der Spindelwelle erstreckenden Ebene geneigt
ist. Auch wenn der derart ausgebildete Richtungsänderungskanal bezüglich einer
sich senkrecht zur axialen Richtung der Spindelwelle erstreckenden Ebene
geneigt ist, wird das Rückführelement,
in dem der Richtungsänderungskanal
ausgebildet ist, im Mutternhauptkörper aufgenommen, so daß die Abdeckplatte
die Form einer einfachen Platte haben kann und nicht die Gefahr
besteht, daß die
Gesamtlänge
des Mutternelements zunimmt, das durch Montieren der Abdeckplatte
fertiggestellt ist.
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Das Rückführelement kann aus Metall oder Kunstharz
hergestellt sein. Während
ein Rückführelement
aus Metall hinsichtlich der Festigkeit für eine Verwendung über eine
lange Zeitperiode vorteilhaft ist, ist ein Rückführelement aus Kunstharz hinsichtlich
der Verminderung der durch das Rollen der Kugeln erzeugten Geräusche vorteilhaft.
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Außerdem hat, weil das Rückführelement
einen Ableitabschnitt und einen Richtungsänderungskanal aufweist, das
Rückführelement
eine komplizierte Konfiguration, wobei es vom Standpunkt der einfachen
Herstellung des Rückführelements
vorteilhaft ist, eine Konstruktion zu verwenden, in der das Rückführelement
durch eine gekrümmte
Ebene, die eine Mittellinie des Richtungsänderungskanals aufweist, in
ein erstes Element und ein zweites Element geteilt ist, wobei das
Rückführelement
aus einer Kombination dieser Elemente gebildet wird.
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Außerdem kann, obwohl das Rückführelement
mit der Vertiefung des Mutternhauptkörpers eng in Eingriff gebracht
werden kann, das Rückführelement
auch einstückig
bzw. integral mit der Abdeckplatte ausgebildet sein, wobei das von
der Abdeckplatte hervorstehende Rückführelement mit der Vertiefung
des Mutternhauptkörpers
in Eingriff kommt, wenn die Abdeckplatte auf der Endfläche des
Mutternhauptkörpers
montiert wird.
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Andererseits ist im spindelwellenseitigen Einlaß des Richtungsänderungskanals
ein Ableitabschnitt zum Ableiten von Kugeln von der Kugelrollnut der
Spindelwelle angeordnet. Vom Gesichtspunkt der glatten Führung der
Kugeln zum Richtungsänderungskanal,
ohne daß diese
mit dem Ableitabschnitt kollidieren können, ist es vorteilhaft, wenn
der Ableitabschnitt an der Spindelwellenseite bezüglich der
Innenumfangsfläche
des Mutternhauptkörpers
leicht hervorsteht, und ist es vorteilhaft, wenn der Richtungsänderungskanal
in Übereinstimmung
mit der Innenumfangsfläche
der Mutter bogenförmig
konfiguriert ist. Durch Ausbilden des Ableitabschnitts in einer derartigen
Konfiguration werden die in der Kugelrollnut der Spindelwelle rollenden
Kugeln an jeder Seite gehalten, während sie von der Kugelrollnut
abgeleitet werden, und sie rollen unverändert in den Richtungsänderungskanal,
so daß nicht
die Gefahr besteht, daß die
Kugeln mit dem Ableitabschnitt kollidieren, und selbst wenn die
Kugeln mit hoher Geschwindigkeit entlang des Endlosumlaufwegs laufen,
wird keine übermäßige Kraft
auf das Rückführelement
ausgeübt.
Außerdem
kann die Geräuschentwicklung
minimiert werden.
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Beim Teilen des Rückführelements in das erste Element
und in das zweite Element durch eine gekrümmte Ebene, die die Mittellinie
des Richtungsänderungskanals
enthält,
kann der Ableitabschnitt auf das erste Element und das zweite Element
aufgeteilt oder nur im ersten bzw. im zweiten Element ausgebildet
werden. Im erstgenannten Fall wird der Richtungsänderungskanal, einschließlich des
Ableitabschnitts, vollständig
auf das erste Element und das zweite Element aufgeteilt, so daß die Konfiguration des
ersten Elements und des zweiten Elements vereinfacht ist und die
Fertigung erleichtert wird. Im letztgenannten Fall, in dem der Ableitabschnitt
im ersten Element oder im zweiten Element ausgebildet ist, kann
der Richtungsänderungskanal
dagegen vollständig
auf das erste Element und das zweite Element aufgeteilt sein, wodurch
die Konfiguration des ersten Elements und des zweiten Elements etwas kompliziert
ist. Andererseits kann der Ableitabschnitt vorteilhaft mit hoher
Genauigkeit ausgebildet werden.
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Außerdem ist es, um zu verhindern,
daß die Kugeln
im Endlosumlaufweg miteinander kollidieren, und eine glatte Umlaufbewegung
der Kugeln zu gewährleisten
und Geräuschentwicklung
möglichst weitgehend
zu verhindern, vorteilhaft, Abstandselemente aus Kunstharz zwischen
einander benachbarten Kugeln bereitzustellen. Weil derartige Abstandselemente
zwischen den Kugeln angeordnet werden müssen, ist es nicht wünschenswert,
wenn die Rollrichtung der Kugeln im Endlosumlaufweg sich abrupt ändert. Wenn
eine derartige Änderung
auftritt, besteht die Gefahr, daß die Abstandselemente von
der Position zwischen den Kugeln versetzt werden. Daher ist es vorteilhaft,
wenn der spindelwellenseitige Einlaßbereich des Richtungsänderungskanals
mit der Richtung der Verlängerung
der kraftübertragenden
Rollnut in der tangentialen Richtung der Innenumfangsfläche des
Mutternhauptkörpers übereinstimmt.
Außerdem
ist es vorteilhaft, wenn der Ableitabschnitt durch Ausschneiden
des Richtungsänderungskanals
in einer bogenförmigen
Konfiguration in Übereinstimmung
mit der Innenumfangsfläche
der Mutter ausgebildet wird.
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Außerdem ist erfindungsgemäß ein Rohrkörper aus
Kunstharz am Mutternhauptkörper
montiert, um eine Kugelrückführöffnung zu
bilden, wobei, wenn das Rückführelement,
in dem der Richtungsänderungskanal
ausgebildet ist, aus Kunstharz besteht, der nicht kraftübertragende
Kanal für
den Endlosum lauf der Kugeln vollständig mit Kunstharz bedeckt
ist, so daß die
Geräuschentwicklung
während
des Umlaufs der Kugeln möglichst
weitgehend minimiert wird.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 zeigt
eine Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel;
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2 zeigt
eine Vorderansicht (teilweise im Aufriß) der ersten Ausführungsform
der Kugelumlaufspindel;
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3 zeigt
eine Explosionsansicht eines in der ersten Ausführungsform vorgesehenen Mutternelements;
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4 zeigt
eine Vorderansicht eines in der ersten Ausführungsform vorgesehenen Mutternhauptkörpers;
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5 zeigt
eine Querschnittansicht entlang der Linie V-V von 4;
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6 zeigt
eine Seitenansicht einer in der ersten Ausführungsform vorgesehenen Abdeckplatte;
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7 zeigt
eine Ansicht betrachtet in Richtung des Pfeils VII in 6;
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8 zeigt
eine Ansicht betrachtet in der Richtung des Pfeils VIII in 6;
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9 zeigt
eine Querschnittsansicht entlang der Linie IX-IX in 8;
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10 zeigt
eine Seitenansicht (teilweise im Aufriß) eines in der ersten Ausführungsform
vorgesehenen Rückführelements;
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11 zeigt
eine Unteransicht des in der ersten Ausführungsform vorgesehenen Rückführelements;
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12 zeigt
eine Sequenzansicht zum Darstellen der Weise, in der eine Kugel
von einer Kugelrollnut einer Spindelwelle abgeleitet wird;
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13 zeigt
eine Explosionsansicht eines Mutternelements einer zweiten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel;
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14 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines in der zweiten Ausführungsform
vorgesehenen Rückführelements;
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15 zeigt
eine Explosionsansicht des in der zweiten Ausführungsform vorgesehenen Rückführelements;
und
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16 zeigt
eine in der JP-A-06-201013 beschriebene Kugelumlaufspindel.
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- 1
- Spindelwelle;
- 2
- Kugel;
- 3
- Mutternelement;
- 4
- Mutternhauptkörper;
- 5
- Abdeckplatte;
- 6
- Rohrelement;
- 9
- Zweites
Element;
- 10
- Kugelrollnut;
- 20
- Abstandselement;
- 42
- Kraftübertragende
Rollnut;
- 47
- Vertiefung;
- 53
- Rückführelement;
- 54
- Erstes
Element;
- 55
- Ableitabschnitt;
- 56
- Richtungsänderungskanal;
- 60
- Kugelrückführöffnung
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Bestes Realisieren
der Erfindung
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Nachstehend wird eine erfindungsgemäße Kugelumlaufspindel
unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
ausführlich
beschrieben.
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Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel.
Diese Kugelumlaufspindel besteht aus einer Spindelwelle 1,
in deren Außenumfangsfläche eine spiralförmige Kugelrollnut 10 mit
einer vorgegebenen Steigung ausgebildet ist, und einem Mutternelement 3,
das über
mehrere Kugeln 2 mit der Spindelwelle 1 in Gewindeeingriff
steht und einen Endlosumlaufweg für die Kugeln 2 aufweist,
wobei das Mutternelement 3 durch eine relative Drehbewegung
zwischen der Spindelwelle 1 und dem Mutternelement 3 eine
Bewegung in der axialen Richtung der Spindelwelle 1 ausführt. Außerdem weist
die Spindelwelle 1 zwei Spuren oder Bahnen von Kugelrollnuten 10 auf,
und das Mutternelement 3 weist auch zwei Endlosumlaufwege
der Kugeln 2 auf.
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In dieser Kugelumlaufspindel sind
Abstandselemente 20 zwischen benachbarten Kugeln 2 im Endlosumlaufweg
angeord net, wodurch verhindert wird, daß die Kugeln 2 direkt
miteinander in Kontakt kommen. Die Abstandselemente 20 sind
aus Kunstharz hergestellte, scheibenförmige Elemente, wobei auf jeder
Seite der scheibenförmigen
Elemente eine kugelförmige
Sitzfläche
ausgebildet ist, an der die kugelförmige Oberfläche jeder
Kugel 2 anliegen soll.
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3 zeigt
eine Explosionsansicht des Mutternelements 3. Wie in der
Zeichnung dargestellt ist, besteht das Mutternelement 3 aus
einem Mutternhauptkörper 4 aus
Stahl, mit dem Mutternhauptkörper
in Eingriff stehenden Rückführelementen 53,
einem Paar Abdeckplatten 5 aus Kunstharz, die an der vorderen
bzw. der hinteren Endfläche
des Mutternhauptkörpers 4 befestigt
sind, und einem Paar Rohrelementen 6, die zwischen den
Abdeckplatten 5 sandwichartig angeordnet und am Mutternhauptkörper 4 befestigt
sind, wobei durch Befestigen der Rückführelemente 53, der
Abdeckplatten 5 und des Rohrelements 6 am Mutternhauptkörper 4 Endlosumlaufwege
für die
Kugeln 2 gebildet werden. Außerdem sind an den Abdeckplatten 5 Labyrinth-
oder Spaltdichtungen 7 befestigt, um zu verhindern, daß Staub
in den Innenraum des Mutternelements 3 eindringt, wobei
die Labyrinth- oder Spaltdichtungen durch durch Schrauben an den
Abdeckplatten 5 befestigte Dichtungsdruckplatten 8 an
den Abdeckplatten 5 befestigt sind. 3 zeigt lediglich die an einer Seite
des Mutternhauptkörpers 4 befestigte
Abdeckplatte 5.
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Die 4 und 5 zeigen den Mutternhauptkörper 4.
Dieser Mutternhauptkörper 4 ist
als Zylinder ausgebildet, in dessen Mitte eine Durchgangsöffnung 40 für die Spindelwelle 1 ausgebildet
ist, und ein Flanschabschnitt 41 zum Befestigen des Mutternhauptkörpers 4 an
einem beweglichen Körper,
z.B. an einem Tisch, steht von seiner Außenumfangsfläche hervor.
Außerdem
sind in der Innenumfangsfläche
der Durchgangsöffnung 40 spiralförmige kraftübertragende
Rollnuten 42 ausgebildet, die den Kugelrollnuten 10 der
Spindelwelle 1 gegenüberliegen, wobei
zwischen den Kugelrollnuten 10 und den kraftübertragenden
Rollnuten 42 Kugeln 2 rollen, über die eine Kraft ausgeübt wird.
Der Flanschabschnitt 41 weist Durchgangsöffnungen 43 auf,
die als Bolzenöffnungen
zum Befestigen des Mutternhauptkörpers 4 am
beweglichen Körper
dienen.
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Die axialen Endflächen des Mutternhauptkörpers 4 bilden
Montageflächen 44 der
Abdeckplatten 5, und in den Montageflächen 44 sind Gewindelöcher 45 ausgebildet,
die dazu geeignet sind, mit Halteschrauben für die Abdeckplatten 5 in
Gewindeeingriff zu kommen. Zwischen diesen Montageflächen 44 sind
Rohrhalterungsöffnungen 46 so
ausgebildet, daß sie
sich axial durch den Mutternhauptkörper 4 erstrecken,
und die vorstehend erwähnten Rohrelemente 6 werden
in die Rohrhalterungsöffnungen 46 eingepaßt und damit
in Eingriff gebracht. Die Rohrelemente 6 sind als Zylinder
mit Kugelrückführöffnungen 60 ausgebildet,
und unbelastete, nicht kraftübertragende
Kugeln 2 rollen durch die Kugelrückführöffnungen 60 in die
axiale Richtung des Mutternhauptkörpers 4. Außerdem sind
die Rohrelemente 6 aus Kunstharz hergestellt, um die Geräuschentwicklung,
die aufgrund des Kontakts zwischen den mit einer hohen Geschwindigkeit
durch die Kugelrückführöffnungen 60 und
die Rohrelemente 6 rollenden Kugeln 2 erzeugt
wird, möglichst
weitgehend zu verhindern.
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In Übereinstimmung mit den beiden
Spuren oder Bahnen der in der Spindelwelle 1 ausgebildeten Kugelrollnuten 10 sind
zwei Rohrhalterungsöffnungen 46 so
ausgebildet, daß sie
um 180° voneinander beabstandet
sind und sich so gegenüberliegen,
daß die
Durchgangsöffnung 40 dazwischen
angeordnet ist. Vertiefungen 47 zum Aufnehmen der Rückführelemente 53 sind
an den Enden der Rohrhalterungsöffnungen 46 ausgebildet
und öffnen
sich in den Montageflächen 44 für die Abdeckplatten 5.
Wie in 4 dargestellt
ist, sind diese Vertiefungen 47 so ausgeschnitten, daß sie sich
von der Durchgangsöffnung 40 des
Mutternhauptkörpers 4 tangential
erstrecken, wodurch die Durchgangsöffnung 40 mit den
Rohrhalterungsöffnungen 46 verbunden
ist. Die Enden der beiden Spuren oder Bahnen der in der Innenumfangsfläche des
Mutternhauptkörpers 4 ausgebildeten
kraftübertragenden
Rollnuten 42 sind unmit telbar bevor sie die Abdeckplattenhalterungsflächen 44 erreichen
durch diese Vertiefungen 47 geteilt.
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Die 6 bis 8 zeigen die Abdeckplatte 5. Die
Abdeckplatte 5 ist als ein im wesentlichen ringförmiges Element
ausgebildet, das die Montagefläche 44 an
der Mutternhauptkörperseite
abdeckt und durch Spritzgießen
aus Kunstharz hergestellt ist. An der Außenseite der Abdeckplatte 5 ist
eine ringförmige
Nut 50 zum Halten der Labyrinth- oder Spaltdichtung 7 um
die Durchgangsöffnung 51 herum
ausgebildet, und es sind Schraubenlöcher 52 zum Befestigen
einer Dichtungsdruckplatte 8 an der Außenseite der ringförmigen Nut 50 ausgebildet.
Außerdem
erstrecken sich Montageöffnungen 59,
durch die die Halteschrauben zum Halten der Abdeckplatte 5 am Mutternhauptkörper 4 durchgeführt werden
sollen, durch die Abdeckplatte 5.
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Außerdem stehen an der Innenseite
der Abdeckplatte 5 die Rückführelemente 53 hervor,
die dazu vorgesehen sind, mit der Vertiefung des Mutternhauptkörpers in
Eingriff zu kommen. Die Rückführelemente
bestehen aus ersten Elementen 54, die so ausgebildet sind,
daß sie
von der Innenseite der Abdeckplatte 5 hervorstehen, und
aus zweiten Elementen 9 (vergl. 10 und 11),
die durch Schrauben an den ersten Elementen 54 befestigt
sind. Wie in 3 dargestellt
ist, weisen die Rückführelemente 53 durch
Kombinieren der ersten Elemente 54 mit den zweiten Elementen 9 Ableitabschnitte 55 zum Ableiten
der Kugeln 2 von den Kugelrollnuten 10 der Spindelwelle 1 und
Richtungsänderungskanäle 56 zum
Führen
der abgeleiteten Kugeln 2 in Kugelrückführöffnungen 60 der Rohrelemente 6 auf.
Die zweiten Elemente 9 weisen Flansche 92 zum
Aufnehmen von Sechskantmuttern (nicht dargestellt) auf. Von der Seite
der Abdeckplatte 5 eingeführte Bolzen werden mit den
Sechskantmuttern in Gewindeeingriff gebracht, wodurch die zweiten
Elemente 9 an der Abdeckplatte 5 befestigt werden.
Durchgangsöffnungen 58 zum
Hindurchführen
der Bolzen sind benachbart zu den ersten Elementen 54 ausgebildet,
und Durchgangsöffnungen 91 zum
Hindurchführen der
Bolzen sind benachbart zu den zweiten Elementen 9 ausgebildet.
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Im Inneren der Rückführelemente 53 sind
die Richtungsänderungskanäle 56 so
gekrümmt,
daß die Rollrichtung
der Kugeln 2 sich 90° oder
mehr ändert, und
ein Ende jedes der Richtungsänderungskanäle 56 ist
an einer Seitenfläche
des Rückführelements 53 offen,
das von der Abdeckplatte 5 hervorsteht, und das andere
Ende davon ist an der vorderen Endfläche des Rückführelements 53 offen,
das von der Abdeckplatte 5 hervorsteht. Die erstgenannte Öffnung ist
der Einlaß an
der Seite der Spindelwelle 1, und die letztgenannte Öffnung ist
der im Rohrelement 6 ausgebildete Einlaß an der Seite der Kugelrückführöffnung 60.
Eine ringförmige
Nut 61 ist am Randabschnitt an der Seite der Kugelrückführöffnung 60 jedes
Richtungsänderungskanals 56 ausgebildet. Wenn
die Abdeckplatte 5 am Mutternhauptkörper 4 befestigt ist,
stehen die vorderen Endabschnitte der Rohrelemente 6 mit
der ringförmigen
Nut 61 in Eingriff. Aufgrund dieser Anordnung werden die
in der Abdeckplatte 5 ausgebildeten Richtungsänderungskanäle 56 und
die in den Rohrelementen 6 ausgebildeten Kugelrückführöffnungen 60 mit
hoher Genauigkeit miteinander verbunden, so daß eine glatte Rollbewegung
der Kugeln 2 zwischen diesen Kanälen erhalten werden kann.
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Jedes der Rückführelemente 53 ist
durch eine gekrümmte
Ebene, die die Mittellinie des Richtungsänderungskanals 56 enthält, in das
erste Element 54 und das zweite Element 9 geteilt.
Daher weisen das erste Element 54 und das zweite Element 9 Nuten 57 bzw. 90 auf,
die einen halbkreisförmigen Querschnitt
haben und einander gegenüberliegend angeordnet
sind, und diese Nuten 57 und 90 werden miteinander
kombiniert, um den Richtungsänderungskanal 56 zu
bilden. Außerdem
ist am Einlaß jedes
Richtungsänderungskanals 56 an
der Seite der Spindelwelle 1 ein Ableitabschnitt 55 zum
Ableiten der Kugeln 2 von der Kugelrollnut 10 der
Spindelwelle 1 ausgebildet, und dieser Ableitabschnitt 55 ist ebenfalls
auf das erste Element 54 und das zweite Element 9 aufgeteilt.
Dieser Ableitabschnitt 55 steht zur Seite der Spindelwelle 1 leicht über die
Innenumfangsfläche
des Mutternhauptkörpers 4 hervor
und ist in Übereinstimmung
mit dem Zwischenraum zwischen der Innenumfangsfläche des Mutternhauptkörpers 4 und
der Außenumfangsfläche der
Spindelwelle 1 angeordnet. Außerdem ist der Ableitabschnitt 55 durch
Ausschneiden des Richtungsänderungskanals 56 in
eine bogenförmige
Konfiguration in Übereinstimmung
mit der Innenumfangsfläche
des Mutternhauptkörpers 4 ausgebildet.
Daher hat dieser Ableitabschnitt 55 im wesentlichen eine
Konfiguration, die einer Konfiguration gleicht, die durch schräges Abschneiden
eines Endabschnitts eines Rohrs erhalten wird. Wenn die Kugeln 2 sich
vom Einlaß des
Richtungsänderungskanals 56 nach
innen bewegen, bedeckt der Ableitabschnitt 55 die Kugeln 2 allmählich von
jeder Seite bezüglich
der Vorwärtsbewegungsrichtung,
und schließlich
werden die Kugeln im Richtungsänderungskanal
aufgenommen.
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Das durch die vorstehend erwähnten Komponenten
gebildete Mutternelement 3 wird durch die folgenden Arbeitsschritte
zusammengesetzt oder montiert. Zunächst werden die Rohrelemente 6 in
die Rohrhalterungsöffnungen 46 des
Mutternhauptkörpers 4 eingesetzt,
und dann werden das Paar Abdeckplatten 5 mit den daran
montierten zweiten Elementen durch Schrauben an den Montageflächen 44 des
Mutternhauptkörpers 4 befestigt.
Wenn die zweiten Elemente 9 an den mit den Abdeckplatten 5 integral
ausgebildeten ersten Elementen 54 befestigt sind, werden
die Rückführelemente 53 gebildet,
die die Richtungsänderungskanäle 56 und
die Ableitabschnitte 55 in den Abdeckplatten 5 aufweisen,
und durch Ineingriffbringen dieser Rückführelemente 53 mit
den im Mutternhauptkörper 4 ausgebildeten
Vertiefungen 47 kann eine exakte Positionierung an den Abdeckplatten 5 bezüglich des
Mutternhauptkörpers 4 erreicht
werden. Außerdem
werden, wenn die Abdeckplatten 5 am Mutternhauptkörper 4 befestigt sind,
die zuvor in den Mutternhauptkörper 4 eingesetzten
Rohrelemente 6 von beiden Enden durch die Vorsprünge 53 der
Abdeckplatten 5 gehalten, und die Endabschnitte der Rohrelemente 6 werden
in ringförmige
Nuten 61, die an den vorderen Enden der Vorsprünge 53 ausgebildet
sind, eingepaßt
und damit in Eingriff gebracht, wodurch ein Endlosumlaufweg für die Kugeln 2 im
Mutternelement 3 fertiggestellt wird.
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Wenn die Spindelwelle 1 sich
dreht, rollen die Kugeln 2 zwischen den Kugelrollnuten 10 der Spindelwelle 1 und
den kraftübertragenden
Rollnuten 42 des Mutternhauptkörpers 4, während sie
eine Kraft ausüben,
und werden dann in einen nicht kraftübertragenden oder unbelasteten
Zustand gebracht, bevor sie in die in einem Rückführelement 53 ausgebildeten
Richtungsänderungskanäle 56 eintreten. Dann
werden die Kugeln 2 über
die Kugelrückführöffnungen 60 der
Rohrelemente 6 zu den Richtungsänderungskanälen 56 der anderen
Rückführelemente 53 geführt und
von den Richtungsänderungskanälen 56 wieder
zu den Kugelrollnuten 10 der Spindelwelle 1 zurückgeführt. Weil
die Abdeckplatten 5, die zweiten Elemente 9 und
die Rohrelemente 6 alle aus Kunstharz hergestellt sind,
sind im Endlosumlaufweg für
die Kugeln 2 die Richtungsänderungskanäle 56 und die Kugelrückführöffnungen 60,
in denen die Kugeln 2 unbelastet und ohne Kraft zu übertragen
rollen, mit Kunstharz bedeckt. Außerdem sind die Kunstharz-Abstandselemente 20 zwischen
den im Endlosumlaufweg nacheinander rollenden Kugeln 2 angeordnet,
so daß nicht
die Gefahr besteht, daß die aus
Stahl bestehenden Kugeln 2 miteinander in Kontakt kommen.
Daher sind die einzigen Metallelemente, die mit den Kugeln 2 in
Kontakt kommen, die Kugelrollnuten 10 der Spindelwelle 1 und
die kraftübertragenden
Rollnuten 42 des Mutternhauptkörpers 4, so daß in dieser
Kugelumlaufspindel die Geräuschentwicklung
während
des Umlaufs der Kugeln 2 weitestgehend minimiert werden
kann.
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Außerdem werden, wie in 1 dargestellt ist, in dieser
Kugelumlaufspindel, wenn der Ableitabschnitt 55 die Kugeln 2 von
der Spindelwelle 1 am Einlaß des
Richtungsänderungskanals 56 ableitet, die
Kugeln 2 in eine Richtung geführt, die mit dem Steigungswinkel α der Kugelrollnut 10 übereinstimmt. Außerdem werden,
wie in 2 dargestellt
ist, die Kugeln 2 von der Kugelrollnut 10 der
Spindelwelle 1 abgeleitet, so daß sie sich in der tangentialen
Richtung der Spindelwelle 1 bewegen und in den Richtungsänderungskanal 56 eintreten.
D.h., die Einlaßbereiche
der Richtungsänderungskanäle 56 an
der Seite der Spindelwelle 1 sind so ausgebildet, daß sie mit
den Richtungen der tangentialen Erweiterungen der Kugelrollnuten 10 der
Spindelwelle 1 übereinstimmen,
d.h. mit der Richtung, in die eine spiralförmig um die Spindelwelle 1 gewickelte
Schnur abgewickelt würde.
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Die 12(a) bis 12(f) zeigen, wie eine Kugel 2 durch
den in jedem Rückführelement 53 ausgebildeten
Ableitabschnitt 55 von der Kugelrollnut 10 der
Spindelwelle 1 abgeleitet wird. Wie in diesen Figuren dargestellt
ist, ist der an der Seite der Spindelwelle 1 befindliche
Einlaßbereich
der Richtungsänderungskanäle 56 so
ausgebildet, daß er
der Kugelrollnut 10 gegenüberliegt, und der Ableitabschnitt 55 leitet
eine rollende Kugel 2 von der Kugelrollnut 10 ab, weil
der Ableitabschnitt 55 die Kugel allmählich von jeder Seite hält, wodurch
die Kugel schließlich
im Richtungsänderungskanal 56 aufgenommen
wird. Dadurch nimmt die von der Spindelwelle 1 abgeleitete
Kugel 2 keine äußere Kraft
auf, die ihre Rollrichtung zwangsweise ändern würde, so daß die Kugeln 2 glatt
von der Kugelrollnut 10 abgeleitet und zum Richtungsänderungskanal 56 geführt werden
können.
Außerdem
sind die Richtungsänderungskanäle 56 leicht
gekrümmt
und kommunizieren mit den Kugelrückführöffnungen 60,
so daß die
Kugeln 2 glatt von der Kugelrollnut 10 abgeleitet
und zu den Richtungsänderungskanälen 56 geführt werden
können. Außerdem sind
die Richtungsänderungskanäle 56 leicht
gekrümmt
und kommunizieren mit den Kugelrückführöffnungen 60,
so daß keine
Gefahr besteht, daß die
Kugeln 2 mit den Innenwänden
der Richtungsänderungskanäle 56 heftig
kollidieren und eine glatte Umlaufbewegung der Kugeln 2 erreicht
und die Geräuschentwicklung
weitestgehend minimiert werden kann.
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In der vorliegenden Ausführungsform
der Kugelumlaufspindel sind die vorstehend beschriebenen Richtungsänderungskanäle 56 und
die Ableitabschnitte 55 in den Rückführelementen 53 ausgebildet,
die von den Abdeckplatten 5 hervorstehen, und die Rückführelemente 53 werden
mit den im Mutternhauptkörper 4 ausgebildeten
Vertiefungen 47 in Eingriff gebracht und darin aufgenommen,
so daß die ringförmigen Abdeckplatten 5 selbst
sehr dünn
ausgebildet sein können
und die axiale Gesamtlänge
des Mutternelements 3 minimiert werden kann. Außerdem kann,
auch wenn die Abdeckplatten 5 derart dünn ausgebildet sind, das Vorsprungmaß der mit dem
Mutternhauptkörper 4 in
Eingriff stehenden Rückführelemente 53 bezüglich der
Abdeckplatten 5 in einem gewissen Grade größer ausgebildet
werden, so daß die
Richtungsänderungskanäle 56 bezüglich diesen
Rückführelementen 53 leicht
gekrümmt
ausgebildet sein können,
wodurch eine weitestgehend glatte Umlaufbewegung der Kugeln 2 erreicht
und die durch die Umlaufbewegung hervorgerufene Geräuschentwicklung
weitestgehend minimiert werden kann.
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13 zeigt
eine zweite Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel.
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Während
in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform die die Rückführelemente 53 bildenden
ersten Elemente 54 mit den Abdeckplatten 5 einstückig ausgebildet
sind, sind die ersten Elemente 54 und die Abdeckplatten 5 in
der zweiten Ausführungsform
voneinander getrennt, und die Rückführelemente 53 stehen
mit den Vertiefungen 47 des Mutternhauptkörpers 4 in
Eingriff, ohne daß die Abdeckplatten 5 am
Mutternhauptkörper 4 befestigt sind.
Ansonsten hat diese Ausführungsform
die gleiche Konstruktion wie die erste Ausführungsform, so daß die Komponenten,
die denjenigen der ersten Ausführungsform
gleichen, in 13 durch
die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und nicht näher beschrieben
werden.
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14 zeigt
eine perpektivische Ansicht zum Darstellen des in der zweiten Ausführungsform verwendeten
Rückführelements 53. 15 zeigt eine perspektivische
Ansicht zum Darstellen eines Rückführelements 53,
das in das erste Element 54 und in das zweite Element 9 geteilt
ist. Obwohl das erste Element 54 und das zweite Element 9 durch maschinelles
Bearbeiten von Metallteilen hergestellt werden können, ist es aufgrund ihrer
komplizierten Konfiguration wünschenswert, sie
durch Metallspritzgießen
(MIM) herzustellen. Natürlich
können
sie wie in der ersten Ausführungsform
auch durch Spritzgießen
von Kunstharz hergestellt werden.
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Das Rückführelement der zweiten Ausführungsform
ist ebenfalls durch eine gekrümmte
Ebene, die die Mittellinie des Richtungsänderungskanals 56 enthält, in das
erste Element 54 und das zweite Element 9 geteilt.
Anders als bei der ersten Ausführungsform
wird bei dieser Ausführungsform
eine Konstruktion verwendet, gemäß der der
an der Seite der Spindelwelle 1 befindliche Einlaß des Richtungsänderungskanals 56 im
zweiten Element 9 so ausgebildet ist, daß er nicht
geteilt ist. D.h., der am Einlaß des
Richtungsänderungskanals 56 an
der Seite der Spindelwelle 1 angeordnete Ableitabschnitt 55 ist
nur im zweiten Element 9 ausgebildet. Daher kann im Vergleich
zum Rückführelement
der ersten Ausführungsform
durch das Rückführelement
dieser Ausführungsform
der Ableitabschnitt 55 mit höherer Präzision hergestellt werden,
so daß der
Vorgang zum Ableiten der Kugeln 2 von der Kugelrollnut 10 der Spindelwelle 1 stabiler
und zuverlässiger
ausgeführt werden
kann.
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Außerdem ist der Einlaß der im
zweiten Element 9 ausgebildeten Nut 90, der sich
an der Seite der Spindelwelle 1 befindet, mit einem Führungselement 93,
das die zwischen den Kugeln 2 angeordneten Abstandselemente 20 zusammen
mit den Kugeln 2 zum Richtungsänderungskanal 56 führt, bedeckt. Wenn
das erste Element 54 und das zweite Element 9 miteinander
verbunden sind, ist das Führungselement
am an den an der Seite der Spindelwelle 1 befindlichen
Einlaß des
Richtungsänderungskanals 56 angeordnet.
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Wie vorstehend beschrieben wurde,
wird in der erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel
der Endlosumlaufweg für
die Kugeln ausschließlich durch
Ineingriffbringen der Rückführelemente
mit den Vertiefungen im Mutternhauptkörper gebildet. Außerdem sind
die Rückführelemente
in den Vertiefungen im Mutternhauptkörper aufgenommen und stehen nicht
axial vom Mutternhauptkörper
vor, so daß die Abdeckplatten
selbst einfache plattenförmige
Elemente sein können,
wobei, auch wenn die Abdeckplatten an den Endflächen des Mutternhauptkörpers montiert
sind, um das Mutternelement zu bilden, die Gesamtlänge des
Mutternelements minimiert und damit die Größe des Mutternelements reduziert
werden kann. Außerdem
bestehen hinsichtlich der mit dem Mutternhauptkörper in Eingriff stehenden
Rückführelemente
keine Einschränkungen
aufgrund der Verminderung der Größe, so daß die Richtungsänderungskanäle frei
ausgebildet und die von den Kugelrollnuten der Spindelwelle abgeleiteten
Kugeln glatt zu den Kugelrückführöffnungen
geführt
werden können,
wodurch die Geräuschentwicklung
auch dann minimiert werden kann, wenn die Kugeln mit einer hohen
Geschwindigkeit umlaufen. Dadurch ist die erfindungsgemäße Kugelumlaufspindel
für eine Hochgeschwindigkeitsvorschubbewegung
eines beweglichen Körpers,
z.B. eines Tischs, optimal geeignet.
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Im ersten Element 54 und
im zweiten Element 9 sind Durchgangsöffnungen 92 zum Befestigen
des durch Verbinden des ersten und des zweiten Elements erhaltenen
Rückführelements 53 am
Mutternhauptkörper 4 ausgebildet.
Wie in 13 dargestellt
ist, können
unter Verwendung von in die Durchgangsöffnungen 92 eingesetzten
Schrauben 95 die Rückführelemente 53 in
den Vertiefungen 47 des Mutternhauptkörpers 4 befestigt
werden. Daher können
durch Ineingriffbringen der Rückführelemente 53 mit
den Vertiefungen 47 des Mutternhauptkörpers 4 und durch
Befestigen der Rückführelemente
durch die Schrauben 95 die Rückführelemente 53 genau und
fest bzw. stabil am Mutternhauptkörper 4 befestigt werden.
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Nach Abschluß der Befestigung der Rückführelemente 53 am
Mutternhauptkörper 4 werden die
Abdeckplatten 5 an den Plattenhalterungsflächen 44 des
Mutternhauptkörpers 4 so
befestigt, daß sie die
Rückführelemente 53 bedecken.
Diese Abdeckplatten 5 werden zum Befestigen der Labyrinth-
oder Spaltdichtungen 7 am Mutternhauptkörper 4 und zum Abdichten
des Zwischenraums zwischen dem Mutternhauptkörper 4 und der Spindelwelle 1 verwendet. Die
Abdeckplatten 5 müssen
nicht so fest oder stabil sein wie die Rückführelemente 53, so
daß die
Abdeckplatten 5 auch aus Kunstharz hergestellt sein kön nen, auch
wenn die Rückführelemente 53 aus Metall
hergestellt sind.
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Außerdem stehen in der zweiten
Ausführungsform
der Kugelumlaufspindel mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion
die Rückführelemente 53 mit
den im Mutternhauptkörper 4 ausgebildeten
Vertiefungen 47 in Eingriff, so daß die Richtungsänderungskanäle 56 nicht
in den Abdeckplatten 5 ausgebildet sein müssen und
die Abdeckplatten 5 sehr dünn hergestellt werden können. Außerdem sind
in dieser Kugelumlaufspindel zwei Spuren oder Bahnen von Endlosumlaufwegen
ausgebildet, und zwei Rückführelemente 53 müssen mit
einer Endfläche
des Mutternhauptkörpers 4 in
Eingriff gebracht werden, und zwei Rückführelemente 53 müssen mit der
anderen Endfläche
des Mutternhauptkörpers
in Eingriff gebracht werden, d.h. insgesamt müssen vier Rückführelemente 53 in Eingriff
gebracht werden. In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform
sind zwei Rückführelemente 53 mit
einer Abdeckplatte 5 integral ausgebildet. Dadurch kann, wenn
die Genauigkeit bei der Herstellung der Vertiefungen 47 bezüglich des
Mutternhauptkörpers 4 ziemlich
gering ist, die geringe Positionierungsgenauigkeit für die Rückführelemente 53 bezüglich einer
Seite des Mutternhauptkörpers 4 zu
einer Verschlechterung der Positionierungsgenauigkeit für die Rückführelemente 53 bezüglich der
anderen Seite führen.
In der zweiten Ausführungsform
der Kugelumlaufspindel werden die Rückführelemente 53 jedoch
einzeln mit den Vertiefungen 47 des Mutternhauptkörpers 4 in
Eingriff gebracht, so daß die
jeweiligen Positionierungsgenauigkeiten für die Rückführelemente 53 bezüglich des
Mutternhauptkörpers 4 unabhängig voneinander
sind und die Genauigkeit des Eingriffs zwischen den Rückführelementen 53 und
dem Mutternhauptkörper 4 nur
von der Genauigkeit abhängig
ist, die bei der Herstellung der Vertiefungen 47 im Mutternhauptkörper 4 erreicht
wird. Dies trägt
dazu bei, eine noch glattere Umlaufbewegung der Kugeln zu realisieren.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Wie vorstehend beschrieben wurde,
wird in der erfindungsgemäßen Kugelumlaufspindel
der Endlosumlaufweg für
die Kugeln ausschließlich durch
Ineingriffbringen der Rückführelemente
mit Vertiefungen im Mutternhauptkörper gebildet. Außerdem werden
die Rückführelemente
in den Vertiefungen des Mutternhauptkörpers aufgenommen und stehen
nicht axial vom Mutternhauptkörper
hervor, so daß die
Abdeckplatten selbst einfach plattenförmige Elemente sein können, wobei,
auch wenn die Abdeckplatten an den Endflächen des Mutternhauptkörpers montiert
sind, um das Mutternelement zu bilden, die Gesamtlänge des
Mutternelements minimiert und damit die Größe des Mutternelements reduziert
werden kann. Außerdem
entstehen hinsichtlich der mit dem Mutternhauptkörper in Eingriff stehenden
Rückführelemente
keine Einschränkungen
aufgrund der Verminderung der Größe und die
Richtungsänderungskanäle können frei
konstruiert werden, so daß die
von den Kugelrollnuten der Spindelwelle abgeleiteten Kugeln glatt
zu den Kugelrückführöffnungen
geführt
werden können,
wodurch die Geräuschentwicklung
auch dann reduziert werden kann, wenn die Kugeln mit einer hohen
Geschwindigkeit umlaufen. Dadurch ist die erfindungsgemäße Kugelumlaufspindel für eine Hochgeschwindigkeitsvorschubbewegung eines
beweglichen Körpers,
z.B. eines Tisches, optimal geeignet.
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Zusammenfassung
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Durch die Erfindung wird eine Kugelumlaufspindel
bereitgestellt, in der eine Spindelwelle und ein Mutternelement über mehrere
Kugeln in Gewindeeingriff stehen. In einer derartigen Kugelumlaufspindel
weist eine Innenseite einer mit einer Endfläche eines Mutternhauptkörpers in
Kontakt stehende Abdeckplatte ein hervorstehendes Rückführelement auf,
das dazu geeignet ist, mit einer in einer Innenumfangsfläche des
Mutternhauptkörpers
ausgeschnittenen Vertiefung in Eingriff zu kommen, wobei das Rückführelement
einen Ableitabschnitt zum Ableiten von Kugeln von einer Kugelrollnut
der Spindelwelle und einen Richtungsänderungskanal zum Führen der abgeleiteten
Kugeln zum Einlaß einer
Kugelrückführöffnung aufweist.
Das hervorstehende Rückführelement
ist durch eine gekrümmte
Kurve, die die Mittellinie des Richtungsänderungskanals aufweist, in
ein mit der Abdeckplatte integral ausgebildetes erstes Element und
in ein am ersten Element befestigtes zweites Element geteilt.