DE10311943A1

DE10311943A1 - Kugelumlaufspindel

Info

Publication number: DE10311943A1
Application number: DE10311943A
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Ohkubo; Kouji Takino
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2003-11-06
Also published as: US20030221501A1; US7207234B2; JP2003269563A

Abstract

Bei einer Kugelumlaufspindel ist eine Mutter am Außenumfang einer Schraubenwelle vorgesehen, und sind Kugelwälznuten, die einander gegenüberliegen, in der Schraubenwelle und in der Mutter vorgesehen. Die Kugelwälznuten arbeiten so zusammen, dass sie zwischen sich einen Kugelwälzweg ausbilden. Ein Rohr als Rücklaufweg ist auf der Mutter vorgesehen zum Verbinden eines Endabschnitts des Kugelwälzweges mit dessen anderem Endabschnitt, wobei der Kugelwälzweg und das Rohr so zusammenarbeiten, dass sie einen endlosen Umwälzweg bilden. Mehrere Belastungskugeln sind innerhalb des endlosen Umwälzweges angeordnet. Die Position des Rohrs kann nicht auf eine einzelne, festgelegte Position festgelegt werden. Bei der Kugelumlaufspindel sind Halteteile jeweils zwischen einander benachbarten Belastungskugeln eingefügt, die sich in dem endlosen Umwälzweg befinden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kugelumlaufspindel, die bei einem Vorschubmechanismus eingesetzt wird, der bei verschiedenen Maschinen vorgesehen ist.
Bei einer derartigen Kugelumlaufspindel ist eine Mutter an einem Außenumfang einer Schraubenwelle vorgesehen. Schraubenförmige Kugelwälznuten sind in der Außenumfangsoberfläche der Schraubenwelle vorgesehen, und in der Innenumfangsoberfläche der Mutter. Die einander gegenüberliegenden Kugelwälznuten arbeiten so zusammen, dass sie einen Kugelwälzweg zwischen den Kugelwälznuten ausbilden.
Ein Rücklaufweg ist in der Mutter vorgesehen. Der Rücklaufweg verbindet den einen Endabschnitt des Kugelwälzweges mit dessen anderem Endabschnitt.
Der Kugelwälzweg und der Rücklaufweg arbeiten so zusammen, dass sie einen endlosen Umwälzweg bilden. Mehrere Belastungskugeln sind innerhalb des endlosen Umwälzweges so vorgesehen, dass sie einander benachbart angeordnet sind. Daher können die Schraubenwelle und die Mutter eine glatte, schraubenförmige Bewegung in Bezug aufeinander infolge der Wälzbewegung der Belastungskugeln durchführen, die sich in dem Kugelwälzweg befinden.
Entsprechend der relativen Schraubenbewegung zwischen der Schraubenbewegung zwischen der Schraubenwelle und der Mutter laufen die Belastungskugeln endlos um, während sie sich in dem endlosen Umwälzweg abwälzen. Wenn die Belastungskugeln sich entlang einem Teil des Kugelwälzweges abwälzen, der durch die Kugelwälznuten gebildet wird, wirkt eine Belastung zur Kraftübertragung auf die Belastungskugeln ein.
Der Rücklaufweg, der die beiden Endabschnitte des Kugelwälzweges miteinander verbindet, der durch die Kugelwälznuten gebildet wird, besteht beispielsweise aus einem Rohr aus Metall. Dieses Rohr ist auf der Mutter so angeordnet, dass ein Abschnitt des Rohrs zum Außenumfangsabschnitt der Mutter hin freiliegt.
Die Position des Rohrs, das auf der Mutter angeordnet ist (die Position des Rohrs mit der Zentrumsachse der Mutter als Standard) ändert sich entsprechend sowohl dem Einstellzustand der Kugelumlaufspindel als auch der Betätigung der Mutter. Die Position des Rohrs kann einen Einfluß auf die dynamischen Drehmomenteigenschaften der Kugelumlaufspindel im Zusammenhang mit der Schwerkraft haben.
Eine große Anzahl an Belastungskugeln mit einem Montagespalt ist innerhalb des endlosen Umwälzweges der Kugelumlaufspindel vorgesehen.
Innerhalb des endlosen Umwälzweges der Kugelumlaufspindel ist eine große Anzahl an Belastungskugeln vorgesehen, mit einem Montagespalt zwischen den Belastungskugeln.
Wenn hierbei die gesamte Blocklänge des endlosen Umwälzweges mit L bezeichnet wird, der Durchmesser einer Belastungskugel mit D, und die Anzahl an Belastungskugeln mit n, dann wird folgender Montagespalt erzeugt: L - (d × n).
Infolge des Montagespaltes wirkt, insbesondere wenn die Kugelumlaufspindel bei niedriger Geschwindigkeit arbeitet oder sich mit niedriger Geschwindigkeit dreht, auf die Belastungskugeln der Einfluß der Schwerkraft ein, abhängig von der Positionsbeziehung des Rohrs. Die Schwerkraft hat keine guten Auswirkungen auf die Betriebseigenschaften (die dynamischen Drehmomenteigenschaften) der Kugelumlaufspindel.
Wenn das bei niedriger Geschwindigkeit arbeitende Rohr so angeordnet ist, dass es nach oben weist, tritt der voranstehend erwähnte Montagespalt innerhalb des Rohrs auf. Hierdurch reiben sich die Belastungskugeln aneinander, so dass ein Verstopfungseffekt auftreten kann.
Fig. 7 zeigt die Ausbildung eines Verbindungsabschnitts zwischen einem Kugelwälzweg 5 und einem Rohr 6 als Rücklaufweg. Der Kugelwälzweg 5 wird sowohl durch eine Kugelwälznut 2 in einer Schraubenwelle 1 als auch durch eine Kugelwälznut 4 in einer Mutter 3 gebildet.
Bei dieser Anordnung wird eine Belastungskugel 7 entsprechend der relativen, schraubenförmigen Drehung der Mutter 3 in Bezug auf die Schraubenwelle 1 so bewegt, dass sie in das Rohr 6 hinauf befördert wird.
Der Belastungskugel-Heraufbeförderungsabschnitt, in welchem der Kugelwälzweg 5 und das Rohr 6 miteinander verbunden sind, weist einen Spalt in Richtung des Durchmessers der Belastungskugeln in Bezug auf den Durchmesser der Belastungskugeln auf, so dass ein gewisses Spiel zwischen dem Belastungskugel-Heraufbeförderungsabschnitt und der Belastungskugel 7 auftritt.
Wenn daher die Belastungskugeln 7 durch den Belastungskugel- Heraufbeförderungsabschnitt hindurchgehen, werden sie Seite an Seite angeordnet, so dass der Effekt der Anordnung Seite an Seite auftritt.
Die Anordnung Seite an Seite ändert sich in Abhängigkeit von der Positionsbeziehung des Rohrs 6, so dass die Anordnung Seite an Seite keine guten Auswirkungen auf die Betriebseigenschaften der Kugelumlaufspindel hat.
Fig. 8A zeigt die dynamische Drehmomentcharakteristik einer Kugelumlaufspindel, wenn die Kugelumlaufspindel horizontal angebracht ist, und ein Rohr oberhalb der Mutter angeordnet ist.
Fig. 8B zeigt die dynamische Drehmomentcharakteristik der Kugelumlaufspindel, wenn das Rohr unterhalb der Mutter angeordnet ist.
Daher zeigt Fig. 8A die dynamische Drehmomentcharakteristik der Kugelumlaufspindel, wenn das Rohr oberhalb der Mutter angeordnet ist, und zeigt Fig. 8B die dynamische Drehmomentcharakteristik der Kugelumlaufspindel, wenn das Rohr unterhalb der Mutter angeordnet ist.
Ist das Rohr oberhalb der Mutter angeordnet, ändert sich das Drehmoment entsprechend dem Belastungskugel- Verstopfungseffekt.
Wenn das Rohr unterhalb der Mutter angeordnet ist, tritt eine leichte Drehmomentänderung auf, die als sogenannte "Schnurrbart" bezeichnet wird. Die Fig. 8(A), 8(B) zeigen speziell die dynamischen Drehmomentcharakteristiken der Kugelumlaufspindel bei Drehung mit niedriger Geschwindigkeit, bei welcher die Betriebseigenschaften der Kugelumlaufspindel in Bezug auf die Drehmomentcharakteristik wesentlich sind.
Wenn das Rohr der Kugelumlaufspindel in einer bestimmten Position angeordnet ist, in welcher das Rohr keine Auswirkungen auf die Betriebseigenschaften der Kugelumlaufspindel hat, treten praktisch keine Probleme auf.
Wird jedoch beispielsweise die Kugelumlaufspindel so eingesetzt, dass ihre Schraubenwelle fixiert ist, und eine Mutter, die auf dem Außenumfang der Schraubenwelle angeordnet ist, schraubenförmig in Bezug auf die Schraubenwelle gedreht wird, so ändert sich die Position des Rohrs allmählich entsprechend der schraubenförmigen Drehung der Mutter. Daher ist es unmöglich, die Position des Rohrs auf eine bestimmte Position festzulegen.
Falls eine Kugelumlaufspindel mehrere endlose Umwälzwege und mehrere Rohre aufweist, als Rücklaufwege entsprechend den endlosen Umwälzwegen, und die Rohre am Außenumfang einer Mutter in einem Zustand angeordnet sind, dass eine Phasenverschiebung zwischen den Rohren auftritt, so werden selbst dann, wenn die Position eines der Rohre auf eine bestimmte Position festgelegt ist, die Positionen der übrigen Rohre gegenüber dieser bestimmten Position verschoben.
Im Falle einer Kugelumlaufspindel, bei welcher die Position des Rücklaufweges nicht auf eine einzige, bestimmte Position . festgelegt werden kann, führt daher die Positionsbeziehung der Rohre zu einem schlechten Einfluß der Betriebseigenschaften der Kugelumlaufspindel.
Die Betriebseigenschaften der Kugelumlaufspindel werden verschlechtert, da die Kugeln 7 einander direkt berühren, und sich daher aneinander reiben, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist.
Der Zustand der gegenseitigen Reibung ändert sich in Abhängigkeit von der Position des Rohrs. Das gegenseitige Reiben der Belastungskugeln 7 führt dazu, dass die Belastungskugeln 7 verschleißen und beschädigt werden, so dass das gegenseitige Reiben der Belastungskugeln 7 einen schlechten Einfluß auf die Betriebseigenschaften der Kugelumlaufspindel auch in dieser Hinsicht hat.
Die voranstehend erwähnten Daten bezüglich der Drehmomentcharakteristik betreffen eine Kugelumlaufspindel, die ein vorgespanntes Erzeugnis ist. So ist beispielsweise selbst im Falle einer Kugelumlaufspindel mit Spiel, falls eine Belastung auf die ein Spiel aufweisende Kugelumlaufspindel einwirkt, die Beziehung zwischen den Belastungskugeln ähnlich wie bei den vorgespannten Erzeugnissen. Daher sollte vorzugsweise die gegenseitige Reibung zwischen den Belastungskugeln ausgeschaltet werden.
Herkömmlich wird als Maßnahme gegen die Beeinträchtigung der Betriebseigenschaften der Kugelumlaufspindel, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist, eine Abstandskugel 8 mit einem Durchmesser, der um einige 10 Mikrometer kleiner ist als jener der Belastungskugel 7, zwischen die einander benachbarten Belastungskugeln 7 eingefügt, um hierdurch die gegenseitige Berührung zwischen den Belastungskugeln 7 zu verhindern.
Allerdings wird in diesem Fall die Anzahl an Belastungskugeln 7, die in dem endlosen Umwälzweg angeordnet werden können, auf 1/2 oder 1/3 verringert. Eine Kugelumlaufspindel dieser Art ist daher nachteilig in Bezug auf die Belastungskapazität und die Steifigkeit.

Ein Vorteil der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Kugelumlaufspindel, die unabhängig von der Position des Rücklaufweges eine Verschlechterung ihrer Betriebseigenschaften verhindern kann.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Kugelumlaufspindel zur Verfügung gestellt, welche eine Schraubenwelle aufweist, bei der im Außenumfang eine erste schraubenförmige Kugelwälznut vorgesehen ist; eine Mutter, in deren Innenumfang eine zweite schraubenförmige Kugelwälznut vorgesehen ist; ein Kugelwälzweg, der zwischen der ersten und der zweiten schraubenförmigen Kugelwälznut vorgesehen ist; einen Rücklaufweg, der ein Ende des Kugelwälzweges mit dem anderen Ende des Kugelwälzweges verbindet, und bei der Mutter vorgesehen ist; einen endlosen Umwälzweg, der durch den Kugelwälzweg und den Rücklaufweg gebildet wird; sowie Belastungskugeln, die innerhalb des endlosen Umwälzweges vorgesehen sind, wobei eine Position des Rücklaufweges in dem endlosen Umwälzweg für die Kugelumlaufspindel zwei oder mehr Positionen umfasst, wobei Halteteile zwischen den Belastungskugeln angeordnet sind.

Bei einem zweiten Aspekt der Erfindung ist der Rücklaufweg ein aus Metall bestehendes Rohr bei der Kugelumlaufspindel gemäß der Erfindung.

Bei einem dritten Aspekt der Erfindung ist die Kugelumlaufspindel eine Kugelumlaufspindel mit sich drehender Mutter bei der Kugelumlaufspindel gemäß der Erfindung.

Bei einem vierten Aspekt der Erfindung weist der Rücklaufweg mehrere Rücklaufwege auf, und sind die mehreren Rücklaufwege in Umfangsrichtung des Außenumfangs der Mutter so angeordnet, dass bei ihnen eine Phasenverschiebung gegeneinander bei der Kugelumlaufspindel gemäß der Erfindung auftritt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kugelumlaufspindel gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Schnittansicht des Aufbaus eines Abschnitts der in Fig. 1 gezeigten Kugelumlaufspindel;
Fig. 3 eine Seitenansicht von Belastungskugeln und Halteteilen, die bei der in Fig. 1 gezeigten Kugelumlaufspindel verwendet werden;
Fig. 4A ein Diagramm der dynamischen Drehmomentcharakteristik der in Fig. 1 gezeigten Kugelumlaufspindel, wenn das Rohr oberhalb der Mutter angeordnet ist;
Fig. 4B ein Diagramm der dynamischen Drehmomentcharakteristik der in Fig. 1 gezeigten Kugelumlaufspindel, wenn das Rohr unterhalb der Mutter angeordnet ist;
Fig. 5 eine Seitenansicht einer Kugelumlaufspindel gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 eine Seitenansicht einer Kugelumlaufspindel gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 eine Schnittansicht des Aufbaus eines Abschnitts einer herkömmlichen Kugelumlaufspindel;
Fig. 8A ein Diagramm der dynamischen Drehmomentcharakteristik der herkömmlichen Kugelumlaufspindel, wenn das Rohr oberhalb der Mutter angeordnet ist;
Fig. 8B ein Diagramm der dynamischen Drehmomentcharakteristik der Kugelumlaufspindel, wenn das Rohr unterhalb der Mutter angeordnet ist;
Fig. 9 eine Seitenansicht des Anordnungszustands von Belastungskugeln, die bei der herkömmlichen Kugelumlaufspindel eingesetzt werden; und
Fig. 10 eine Seitenansicht eines Zustands, bei welchem jeweils Abstandskugeln zwischen einander benachbarten Belastungskugeln angeordnet sind.
Nachstehend erfolgt unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 eine Beschreibung von Ausführungsformen einer Kugelumlaufspindel gemäß der Erfindung. Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform einer Kugelumlaufspindel gemäß der Erfindung. Bei einer Kugelumlaufspindel gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Schraubenwelle 1horizontal gehaltert und befestigt. Eine Mutter 3 ist am Außenumfang der Schraubenwelle 1 vorgesehen.
In der Außenumfangsoberfläche der Schraubenwelle 1 sowie der Innenumfangsoberfläche der Mutter 3 sind, wie in Fig. 2 gezeigt, schraubenförmige Kugelwälznuten 2, 4 vorgesehen, die einander gegenüberliegen, wobei die einander gegenüberliegenden Wälznuten 2, 4 so zusammenwirken, dass sie zwischen sich einen Kugelwälzweg 5 ausbilden.
Auf der Mutter 3 ist ein Metallrohr 6 als Rücklaufweg angeordnet, der einen Endabschnitt des Kugelwälzweges 6 mit dessen anderem Endabschnitt verbindet, wobei das Rohr 6 und der Kugelwälzweg 5 so zusammenarbeiten, dass ein endloser Umwälzweg 10 ausgebildet wird.
Am Außenumfang der Mutter 3 ist ein zylinderförmiges Gehäuse 11 vorgesehen, und das Gehäuse 11 ist auf der Mutter 3 über ein Lager 12 gehaltert. Die Mutter kann in Bezug auf das Gehäuse 11 drehbar sein. Ein Bewegungstisch 13 ist über eine Schraube 14 auf dem Gehäuse 11 angebracht.
Ein Motor 16 als Antriebsquelle ist auf dem Gehäuse 11 über eine Stütze 15 angebracht, und eine Synchronriemenscheibe 17 ist auf der Abtriebswelle des Motors 16 angebracht.
Eine Synchronriemenscheibe 18 ist über eine Schraube 19 an dem Endabschnitt der Mutter 3 auf einer Seite der Mutter 3 befestigt. Ein Synchronriemen 20 ist um die Synchronriemenscheibe 18 und die voranstehend erwähnte Synchronriemenscheibe 17 geschlungen.
Eine große Anzahl an Belastungskugeln 7, die hintereinander angeordnet sind, ist in den endlosen Umwälzweg 10 eingeführt. Halteteile 21 sind zwischen Belastungskugeln 7 angeordnet.
Jedes Halteteil 21 besteht beispielsweise aus Kunstharz. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist ein Halteteil scheibenförmig ausgebildet, wobei sein Außendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser einer Belastungskugel 7. Kugelförmige, ausgenommene Abschnitte 21a sind in den beiden Endoberflächen in Axialrichtung des Halteteils 21 vorgesehen. Die Teilabschnitte der Oberflächen der Belastungskugeln 7, die auf den beiden Seiten jedes Halteteils 21 liegen, sind in die ausgenommenen Abschnitte 21a eingepaßt, so dass die Halteteile 21 in Gleitberührung mit den Belastungskugeln 7 stehen.
Bei der Kugelumlaufspindel wird die durch die Drehung des Motors 16 erzeugte Kraft über den Synchronriemen 20 auf die Mutter 3 übertragen. Die so übertragene Kraft veranlaßt die Mutter 3 zur schraubenförmigen Drehung infolge der Wälzbewegung der Belastungskugeln 7, so dass sich die Mutter 3 in Axialrichtung der Schraubenwelle 1 bewegt.
Sowohl das Gehäuse 11, das drehbar auf dem Außenumfang der Mutter 3 angeordnet ist, als auch der Bewegungstisch 13 werden zusammen mit der Mutter 3 in Axialrichtung der Schraubenwelle 1 bewegt. Die Kugelumlaufspindel ist daher eine Kugelumlaufspindel des Typs mit sich drehender Mutter.
Wenn die Mutter 3 eine schraubenförmige Drehung durchführt, wälzen sich die Belastungskugeln 7 entlang dem Kugelwälzweg 5 ab, und laufen endlos innerhalb des endlosen Umwälzweges 10 um.
Infolge der Schraubendrehung der Mutter 3 ändert sich allmählich die Position des Rohrs 6, das den Rücklaufweg des endlosen Umwälzweges 10 bildet.
Allerdings sind die Halteteile 21 jeweils zwischen zwei benachbarten Belastungskugeln 7 eingefügt, die in dem endlosen Umwälzweg 10 angeordnet sind. Anders als bei einer Kugelumlaufspindel des sogenannten Nur-Kugeltyps, bei welcher nur die Belastungskugeln 7 innerhalb des endlosen Umwälzweges 10 so angeordnet sind, dass sie einander berühren, kann bei der Kugelumlaufspindel gemäß den Ausführungsformen, unabhängig von Änderungen der Position des Rohrs 6, die gegenseitige Reibungswirkung zwischen den Belastungskugeln 7 ebenso wie der Effekt der Anordnung Seite an Seite in dem Belastungskugel-Heraufbeförderungsabschnitt des Verbindungsabschnitts zwischen dem Kugelwälzweg 5 und dem Rohr 6 verhindert werden. Daher lässt sich eine gute dynamische Drehmomentcharakteristik erzielen.
Die Fig. 4A, 4B zeigen die dynamische Drehmomentcharakteristik der Kugelumlaufspindel gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Fig. 4A zeigt die dynamische Drehmomentcharakteristik, die erhalten wird, wenn das Rohr 6 oberhalb der Mutter 3 angeordnet ist. Fig. 4B zeigt die dynamische Drehmomentcharakteristik, die erhalten wird, wenn das Rohr 6 unterhalb der Mutter 3 angeordnet ist.
In beiden Fällen treten nur geringe Drehmomentänderungen auf, und kann eine stabile und hervorragende dynamische Drehmomentcharakteristik erzielt werden.
Wie voranstehend geschildert ist jedes Halteteil 21, das zwischen den Belastungskugeln 7 angeordnet werden soll, ein Teil, das im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet ist. Die Teilabschnitte der Oberflächen der Belastungskugeln 7 sind in die ausgenommenen Abschnitte 21a eingepaßt, die in den beiden Endoberflächen des Halteteils 21 vorgesehen sind.
Anders als bei der herkömmlichen Kugelumlaufspindel, bei welcher die Abstandskugeln zwischen die Belastungskugeln eingefügt sind, tritt daher nur eine geringe Verringerung der Anzahl an Belastungskugeln 7 auf, die in den endlosen Umwälzweg eingeführt werden. Daher kann eine Verringerung der Belastungskapazität und eine Verringerung der Steifigkeit eingeschränkt werden.
Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Kugelumlaufspindel gemäß der Erfindung. Bei der Kugelumlaufspindel gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Muttern 3a, 3b bei einer Schraubenwelle 1 vorgesehen, wobei die beiden Muttern 3a, 3b einstückig miteinander durch ein Verbindungsteil 25 verbunden sind. Die eine Mutter 3a weist drei Gewindegänge auf, und die andere Mutter 3b zwei Gewindegänge, um die Lastkapazität der Kugelumlaufspindel sicherzustellen.
Daher weist die eine Mutter 3a drei Endlosumwälzwege auf. Drei Rohre 6 als Rücklaufwege der drei endlosen Umwälzwege sind an drei äquivalenten Abschnitten in Umfangsrichtung des Außenumfangs der Mutter 3a so angeordnet, dass sie gegeneinander phasenverschoben sind.
Die andere Mutter 3b weist zwei endlose Umwälzwege auf. Zwei Rohre 6 als die Rücklaufwege der beiden endlosen Umwälzwege sind an zwei äquivalenten Abschnitten in Umfangsrichtung des Außenumfangs der Mutter 3b so angeordnet, dass sie gegeneinander phasenverschoben sind.
Bei den jeweiligen endlosen Umwälzwegen ist eine große Anzahl an Belastungskugeln und eine große Anzahl an Halteteilen vorgesehen, die jeweils zwischen zwei benachbarten Belastungskugeln angeordnet sind. Die Kugelumlaufspindel kann beispielsweise bei einer Werkzeugmaschine eingesetzt werden.
Bei der wie voranstehend geschildert aufgebauten Kugelumlaufspindel kann die Position von einem Rohr 6 oder zwei Rohren 6 auf eine einzige, bestimmte Position festgelegt werden, die keinen Einfluß auf die Betriebseigenschaften der Kugelumlaufspindel hat, wogegen die Position der übrigen Rohre 6 nicht auf diese bestimmte Position festgelegt werden kann.
Da die Halteteile jeweils zwischen Belastungskugeln innerhalb der endlosen Umwälzwege angeordnet sind, unabhängig von den Positionen der Rohre 6, können Drehmomentänderungen eingeschränkt werden. Daher erzielt man eine stabile und hervorragende dynamische Drehmomentcharakteristik.
Fig. 6 zeigt nunmehr eine dritte Ausführungsform einer Kugelumlaufspindel gemäß der Erfindung. Bei der Kugelumlaufspindel gemäß dieser Ausführungsform sind, um das Belastungsgleichgewicht einer Belastungskugel 7 sicherzustellen, drei Rohre 6 in Umfangsrichtung des Außenumfangs der Mutter 3 auf der Mutter 3 angeordnet, die am Außenumfang einer Schraubenwelle 1 vorgesehen ist. Anders ausgedrückt sind die Rohre an der Oberseite und Unterseite so angeordnet, dass sie gegeneinander eine Phasenverschiebung aufweisen.
Diese drei Rohre 6 bilden drei unabhängige, endlose Umwälzwege. In den jeweiligen endlosen Umwälzwegen ist eine große Anzahl an Belastungskugeln 7 und eine große Anzahl an Halteteilen 21 vorgesehen, die jeweils zwischen zwei benachbarten Belastungskugeln 7 angeordnet sind. Diese Kugelumlaufspindel kann beispielsweise in einer Spritzgußmaschine verwendet werden.
Auch bei der wie voranstehend geschildert ausgebildeten Kugelumlaufspindel kann die Position eines oder zweier der Rohre 6 auf eine einzige, festgelegte Position festgelegt werden, die keinen Einfluß auf die Betriebseigenschaften der Kugelumlaufspindel hat, wogegen die Position des weiteren Rohrs oder der weiteren Rohre 6 nicht auf diese bestimmte Position festgelegt werden kann. Da jedoch die Halteteile jeweils zwischen den Belastungskugeln innerhalb der endlosen Umwälzwege vorgesehen sind, können ähnlich wie bei der voranstehend geschilderten ersten Ausführungsform, unabhängig von den Positionen der Rohre 6, Variationen des Drehmoments eingeschränkt werden, was es ermöglicht, eine stabile und hervorragende dynamische Drehmomentcharakteristik zu erzielen.
Wie voranstehend geschildert kann gemäß der Erfindung, selbst in einem Fall, bei welchem die Position des Rücklaufweges des endlosen Umwälzweges nicht auf eine einzelne, bestimmte Position festgelegt werden kann, unabhängig von der Position des Rücklaufweges, eine Änderung des Drehmoments eingeschränkt werden, was es ermöglicht, eine stabile und hervorragende dynamische Drehmomentcharakteristik zu erzielen.

FIGURENBESCHRIFTUNG

Fig. 4A, 4B; Fig. 8A, SB

Torque: Drehmoment
Time: Zeit

Claims

1. Kugelumlaufspindel, welche aufweist:
eine Schraubenwelle, die in ihrem Außenumfang eine erste, schraubenförmige Kugelwälznut aufweist;
eine Mutter, die in ihrem Innenumfang eine zweite, schraubenförmige Kugelwälznut aufweist;
einen Kugelwälzweg, der zwischen der ersten und der zweiten schraubenförmigen Kugelwälznut vorgesehen ist;
einen Rücklaufweg, der ein Ende des Kugelwälzweges mit dem anderen Ende des Kugelwälzweges verbindet, und in der Mutter vorgesehen ist;
einen endlosen Umwälzweg, der durch der Kugelwälzweg und den Rücklaufweg gebildet wird; und
Belastungskugeln, die innerhalb des endlosen Umwälzweges angeordnet sind,
wobei eine Position des Rücklaufweges in dem endlosen Umwälzweg für die Kugelumlaufspindel zwei oder mehr Positionen umfasst, und wobei Halteteile zwischen den Belastungskugeln angeordnet sind.

2. Kugelumlaufspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklaufweg ein aus Metall bestehendes Rohr ist.

3. Kugelumlaufspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelumlaufspindel eine Kugelumlaufspindel des Typs mit sich drehender Mutter ist.

4. Kugelumlaufspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklaufweg mehrere Rücklaufwege umfasst, und dass die mehreren Rücklaufwege in Umfangsrichtung des Außenumfangs der Mutter so angeordnet sind, dass sie gegeneinander phasenverschoben sind.

5. Kugelumlaufspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil beispielsweise aus Kunststoff besteht.

6. Kugelumlaufspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet ist.

7. Kugelumlaufspindel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser der Belastungskugel.

8. Kugelumlaufspindel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil einen kugelförmigen, ausgenommenen Abschnitt auf zwei Endoberflächen des Halteteils in dessen Axialrichtung aufweist, und dass Teiloberflächen der Belastungskugeln, die auf den beiden Seiten des Halteteils angeordnet sind, in die kugelförmigen, ausgenommenen Abschnitte eingepaßt sind, so dass die Halteteile in Gleitberührung mit den Belastungskugeln stehen.