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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kugelgewindevorrichtung, bei
der ein Mutternelement und eine Schraubenwelle über eine
Vermittlung einer großen Anzahl von Kugeln, die dazwischen
angeordnet sind, drehbar miteinander in Eingriff gebracht werden,
um zum Beispiel bei einem Kraftfahrzeug ein Drehen einer Lenkwelle
in eine axiale Bewegung einer Zwischenstange umzuwandeln. Im Besonderen betrifft
die vorliegende Erfindung eine Kugelgewindevorrichtung mit einer
Struktur, die für einen sogenannten Typ großer
Steigung geeignet ist, wobei ein Maß axialer Bewegung einer
Schraubenwelle bei einer Drehung eines Mutternelementes groß eingestellt
ist.
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STAND DER TECHNIK
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Bei
einem bekannten Beispiel für eine Kugelgewindevorrichtung
zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung oder zum
Umwandeln einer linearen Bewegung in eine Drehbewegung werden ein
Mutternelement und eine Schraubenwelle über eine Vermittlung
einer großen Anzahl von Kugeln drehbar miteinander in Eingriff
gebracht. Eine Rollnut für die Kugeln ist spiralförmig
in einer Außenumfangsfläche der Schraubenwelle
mit einer vorgegebenen Steigung ausgebildet und außerdem
ist ein Durchgangsloch, in das die Schraubenwelle eingeführt
wird, an dem Mutternelement ausgebildet. Eine Last-Rollnut, die
der Rollnut der Schraubenwelle gegenüberliegt, ist in einer
Innenumfangsfläche des Durchgangslochs ausgebildet. Da
die Last-Rollnut des Mutternelementes und die Rollnut der Schraubenwelle
einander gegenüberliegen, wird eine Spiral-Last-Kugelbahn
zwischen dem Mutternelement und der Schraubenwelle ausgebildet,
und die Kugeln werden gerollt, während sie eine Last tragen,
die zwischen dem Mutternelement und der Schraubenwelle in der Last-Kugelbahn
wirkt. Bei dieser Struktur kann eine relative Spiralbewegung zwischen
dem Mutternelement und der Schraubenwelle durchgeführt
werden. Des Weiteren ist das Mutternelement mit einer Lastlos-Kugelbahn
zum kommunizierenden Koppeln der beiden Enden der Last-Kugelbahn
versehen und die Kugeln, die in der Last-Kugelbahn gerollt werden, werden über
die Lastlos-Kugelbahn zu der Last-Kugelbahn zurückgeführt,
um umzulaufen. Das heißt, dass das Mutternelement mit einer
Endlosumlaufbahn für die Kugeln versehen ist und die Kugeln
in der Last-Kugelbahn und der Lastlos-Kugelbahn umlaufen, wodurch
das Mutternelement kontinuierlich in Bezug auf die Schraubenwelle
bewegt werden kann.
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Als
Verfahren zum Versehen des Mutternelementes mit einer Endlosumlaufbahn
für die Kugeln sind, wie folgt, drei vorherrschende Verfahren
bekannt. Das erste Verfahren ist ein sogenanntes Rückführungsrohrverfahren,
das das Anbringen eines in einer im Wesentlichen U-förmigen
Form ausgebildeten Rückführungsrohrs an dem Mutternelement
beinhaltet. Bei diesem Verfahren wird das Rückführungsrohr
derart an dem Mutternelement angebracht, dass es mehrere Nuten der
Spiral-Last-Kugelbahn überquert, und die Kugeln werden
veranlasst, über die Lastlos-Kugelbahn, die an dem Rückführungsrohr vorhanden
ist, von einem Ende zu dem anderen Ende der Last-Kugelbahn umzulaufen
(
JP 2005-003106
A und Ähnliches).
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Des
Weiteren ist das zweite Verfahren ein sogenanntes Umlenkerverfahren,
das das Einbetten eines Einsatzes, der als ein Umlenker bezeichnet wird,
in ein Mutternelement beinhaltet. Der Umlenker ist mit einer Kugelrückführungsnut
versehen, die der Schraubenwelle gegenüberliegt und nutlose
Abschnitte der Schraubenwelle überquert, und die Kugelrückführungsnut
koppelt die Endabschnitte einer einzelnen Nut der Last-Kugelbahn
um die Schraubenwelle herum miteinander. Bei dieser Struktur werden,
wenn die Kugeln, die in der Last-Kugelbahn gerollt worden sind,
die Anbringungsposition des Umlenkers erreichen, die Kugeln in die
Kugelrückführungsnut hineingeleitet, um die Rollnut
der Schraubenwelle zu verlassen und über den nutlosen Abschnitt
der Schraubenwelle zu klettern, und dann zu dem Einlass der Last-Kugelbahn
zurückgeführt (
JP 2006-038099 A und Ähnliches).
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Des
Weiteren ist das dritte Verfahren ein sogenanntes Endkappenverfahren.
Bei diesem Endkappenverfahren wird durch das Mutternelement hindurchgeleitet,
um die Kugelrückführungsbahn in der axialen Richtung
auszubilden, und ist mit Endkappen, die Richtungsänderungsbahnen
für die Kugeln enthalten, an beiden axialen Enden des Mutternelementes
versehen, und die Kugeln, die in der Last-Kugelnut gerollt worden
sind, werden über die Richtungsänderungsbahnen
in die Kugelrückführungsbahn des Mutternelementes
hineingeleitet. Das heißt, dass die Endabschnitte der Last-Kugelbahn mittels
der Richtungsänderungsbahnen, die mit den Endkappen versehen
ist, mit den Endabschnitten der Lastlos-Kugelbahn gekoppelt werden,
wodurch die Endlosumlaufbahn für die Kugeln verwirklicht
wird (
JP 2005-042796
A und Ähnliches).
- Patentdokument 1: JP 2005-003106 A
- Patentdokument 2: JP
2006-038099 A
- Patentdokument 3: JP
2005-042796 A
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OFFENLEGUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE
PROBLEME
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Unter
den drei Kugelumlaufverfahren ist das Endkappenverfahren dasjenige,
das zum Erhöhen der Steigung der Schraubenwelle am besten
geeignet ist. Dies kommt daher, weil im Wesentlichen bei dem Umlenkerverfahren
der in das Mutternelement eingebettete Umlenker vorhanden ist, um
die angrenzenden Rollnuten zu überqueren, und folglich
die Schraubenwelle mit einer großen Steigung nicht bearbeitet
werden kann. Des Weiteren kommt dies außerdem daher, weil
bei dem Rückführungsrohrverfahren die gesamte
Länge des Rückführungsrohrs extrem groß eingestellt
werden muss und es folglich schwierig ist, die Schraubenwelle mit
einer großen Steigung zu bearbeiten, wenn die Bearbeitungsgenauigkeit
des Rückführungsrohrs und deren Anbringungsgenauigkeit
an dem Mutternelement berücksichtigt wird. In Anbetracht
des Vorgenannten wird das Endkappenverfahren bei fast allen der
im Allgemeinen verwendeten Kugelgewindevorrichtungen mit einer großen
Steigung angenommen.
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Des
Weiteren wird bei einem Beispiel für die Verwendungsart
der Kugelgewindevorrichtung die Drehkraft von einem Motor oder Ähnlichem
auf das Mutternelement übertragen und die Schraubenwelle wird
in der axialen Richtung gemäß dem Drehen des Mutternelementes
bewegt. Herkömmlicherweise gehören zu Beispielen
für eine Kugelgewindevorrichtung, die für die
oben beschriebene Verwendungsart geeignet ist, eine Drehkugelgewindevorrichtung,
bei der eine Außenrollbahn des Drehlagers über
die Vermittlung der Kugeln an dem Außenumfangsabschnitt des
Mutternelementes angebracht ist. Bei dieser Drehkugelgewindevorrichtung
wird das Mutternelement als eine Innenrollbahn des Drehlagers verwendet
und folglich ist es notwendig, die kreisförmige Rollnut
für die Kugeln in der Außenumfangsfläche des
Mutternelementes auszubilden. Bei dem Rückführungsrohrverfahren
oder dem Umlenkerverfahren kann jedoch die Rollnut nicht in der
Außenumfangsfläche des Mutternelementes ausgebildet
werden, weil das Rückführungsrohr oder der Umlenker
ein Hindernis sind. Daher wird das Endkappenverfahren bei der Drehkugelgewindevorrichtung
angenommen.
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Bei
dem Endkappenverfahren muss jedoch durch das Mutternelement hindurchgeleitet
werden, um die Kugelrückführungsbahn in seiner
axialen Richtung auszubilden, und folglich wird der Außendurchmesser
des Mutternelementes übermäßig größer
als der Außendurchmesser der Schraubenwelle. Daher ist
es bei der Kugelgewindevorrichtung des Endkappenverfahrens schwierig,
Verkleinerung und Gewichtseinsparung bei dem Mutternelement zu erreichen.
Dies ist ein signifikantes Problem bei der Drehkugelgewindevorrichtung,
das heißt bei der Kugelgewindevorrichtung, bei der das
Drehlager außerhalb des Mutternelementes angebracht ist.
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Des
Weiteren ist es bei dem Endkappenverfahren notwendig, ein Paar Endkappen
an beiden axialen Enden des Mutternelementes anzuschrauben. Darüber
hinaus werden die Endkappen in nahezu allen Fällen unter
Verwendung eines Kunstharzes hergestellt, weil daran die Richtungsänderungsbahnen
komplizierter Profile vorhanden sind. Somit ist es schwierig, die
Zuverlässigkeit für die Verwendung sicherzustellen,
bei der Beständigkeit erforderlich ist.
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Des
Weiteren müssen bei der herkömmlichen Kugelgewindevorrichtung
das Rückführungsrohr, der Umlenker oder die Endkappen
an dem Mutternelement angebracht werden. Auf Grund einer großen
Anzahl von Bauteilen und der Zeit und des Arbeitseinsatzes, die
bei der Montage beteiligt sind, sind daher ihre Produktionskosten
hoch.
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Dagegen
wird bei der Drehkugelgewindevorrichtung die Drehkraft auf das Mutternelement übertragen
und folglich wäre es passend, wenn das Zahnrad integral
an dem axialen Endabschnitt des Mutternelementes ausgebildet wäre.
Bei dem Endkappenver fahren wird jedoch ein Paar Endkappen an beiden axialen
Enden des Mutternelementes angebracht und folglich ist es schwierig,
das Zahnrad an dem Endabschnitt des Mutternelementes auszubilden. Selbst
wenn das Zahnrad ausgebildet wird, ist der Durchmesser des Zahnrades
unvermeidbar groß, um von den Endkappen entfernt zu sein,
wobei dies dazu führt, dass ein Problem der Zunahme der
Größe und des Gewichts des Mutternelementes entsteht.
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EINRICHTUNGEN ZUM LÖSEN
DER PROBLEME
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorgenannten Probleme
gemacht. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kugelgewindevorrichtung
mit einer neuartigen Kugelumlaufstruktur bereitzustellen, die für
eine Schraubenwelle mit einer großen Steigung geeignet ist,
optimal zum Verkleinern und Gewichtseinsparen bei einem Mutternelement
ist, bei geringen Kosten hergestellt werden kann und selbst unter
harten Verwendungsbedingungen hohe Zuverlässigkeit zeigen kann.
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Des
Weiteren besteht eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, eine Kugelgewindevorrichtung bereitzustellen, die mit einer
Kugelumlaufstruktur versehen ist, die für eine Drehkugelgewindevorrichtung
optimal ist.
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Eine
Kugelgewindevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthält:
eine
große Anzahl von Kugeln;
eine Schraubenwelle, in der
eine Rollnut für die Kugeln mit vorgegebenen Steigungen
spiralförmig ausgebildet ist; und
ein Mutternelement,
das ein Durchgangsloch enthält, in das die Schraubenwelle
eingeführt ist, wobei das Durchgangsloch eine Innenumfangsfläche
aufweist, die mit einer Last-Rollnut versehen ist, die der Rollnut der
Schraubenwelle gegenüberliegt. Die Last-Rollnut des Mutternelementes
und die Rollnut der Schraubenwelle wirken miteinander zusammen,
um zwischen dem Mutternelement und der Schraubenwelle eine Spiral-Last-Kugelbahn
auszubilden, in der die Kugeln gerollt werden. Des Weiteren ist
das Mutternelement mit einer Lastlos-Kugelbahn versehen, die eine
Endlosumlaufbahn für die Kugeln ausbildet, während
beide Enden der Last-Kugelbahn kommunizierend miteinander gekoppelt
sind.
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Die
Lastlos-Kugelbahn wird aus einer Lastlos-Kugelnut, die spiralförmig
in der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs des Mutternelementes ausgebildet
ist, und aus einem Paar Richtungsänderungsnuten gebildet
wird, die die Last-Rollnut und die Lastlos-Kugelnut kommunizierend
miteinander koppeln, um die Endlosumlaufbahn als einen geschlossenen
Ring zu vollenden. Mit anderen Worten sind die Lastlos-Kugelnut
und die Last-Rollnut als ein Mehrganggewinde in der Innenumfangsfläche
des Durchgangslochs des Mutternelementes ausgebildet.
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Die
Lastlos-Kugelnut liegt einem nutlosen Abschnitt gegenüber,
wobei die Spiral-Rollnut, die an der Schraubenwelle ausgebildet
ist, ausgenommen ist, das heißt, dass sie einem Stegabschnitt
zwischen der Rollnut und der Rollnut, die in der axialen Richtung
aneinander angrenzen, gegenüberliegt, um das Rollen der
Kugeln in der Last-Kugelbahn nicht zu behindern. Bei dieser Struktur
werden die Kugeln, die in der Lastlos-Kugelnut gerollt werden, in
der Lastlos-Kugelnut gehalten. Wie oben beschrieben, wird die Lastlos-Kugelbahn
durch das Zusammenwirken der Spiral-Lastlos-Kugelnut, mit der das
Mutternelement versehen ist, und des nutlosen Abschnitts der Schraubenwelle
gebildet, und die Kugeln werden in der Lastlos-Kugelbahn gerollt,
während sie mit dem nutlosen Abschnitt der Schraubenwelle
in Kontakt sind.
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Die
Richtungsänderungsnuten sind an den Positionen, die der
Schraubenwelle gegenüberliegen, ausgebildet und bewirken,
dass die Kugeln, die in den Rollnuten der Schraubenwelle gerollt
werden, die Rollnuten verlassen und dass die Bewegungsrichtung der
Kugeln derart umgewandelt wird, dass die Kugeln in die Lastlos-Kugelnut
hineingeleitet werden. Bei dieser Struktur wird die Endlosumlaufbahn als
ein geschlossener Ring vollendet, in dem die Kugeln in Umlauf gebracht
werden.
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Um
zu bewirken, dass die Kugeln die Rollnuten der Schraubenwelle derart
verlassen, dass die Kugeln auf den nutlosen Abschnitt der Schraubenwelle
gehoben werden, sind die Richtungsänderungsnuten derart
ausgebildet, dass sie von der Last-Rollnut zu der Lastlos-Kugelnut
allmählich tiefer werden, um die Last-Rollnut und die Lastlos-Kugelnut
kontinuierlich stufenlos miteinander zu koppeln.
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Selbstverständlich
müssen die Richtungsänderungsnuten nicht direkt
in der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs des Mutternelementes
ausgebildet werden. Zum Beispiel können die Richtungsänderungsnuten
in einem anderen Element als dem Mutternelement ausgebildet sein,
so dass das andere Element als ein Umlenker dient, der an der Innenumfangsfläche
des Durchgangslochs des Mutternelementes anzubringen ist. Um jedoch
hohe Zuverlässigkeit unter harter Verwendungsumgebung sicherzustellen
und eine Herstellungskostenverringerung zu erreichen, ist zu bevorzugen,
dass die Richtungsänderungsnuten durch Schneiden unter
Verwendung eines Stirnfräsers oder durch Schleifen direkt
in der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs des Mutternelementes
ausgebildet werden.
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Die
Kugelgewindevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann nicht
nur in dem Fall, bei dem lediglich eine einzelne Rollnut in der
Schraubenwelle ausgebildet ist, angewendet werden, sondern außerdem
in dem Fall, bei dem eine Vielzahl von Rollnuten in der Schraubenwelle
ausgebildet sind. Wenn zum Beispiel eine einzelne Rollnut in der Schraubenwelle
ausgebildet ist, werden eine einzelne Last-Rollnut und eine einzelne
Lastlos-Kugelnut in der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs
des Mutternelementes ausgebildet, die ein zweigängiges Gewinde
bilden. Wenn dagegen zwei Rollnuten in der Schraubenwelle ausgebildet
sind, sind zwei Last-Rollnuten und zwei Lastlos-Kugelnuten in der Innenumfangsfläche
des Durchgangslochs des Mutternelementes ausgebildet, die ein viergängiges
Gewinde bilden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Perspektivansicht einer Kugelgewindevorrichtung nach einer
Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Perspektivansicht der Kugelgewindevorrichtung von 1,
bei der ein Mutternelement weggeschnitten ist.
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3 ist
eine Schnittansicht des Mutternelementes der Kugelgewindevorrichtung
der Ausführung.
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4 ist
eine Schnittansicht, die entlang der Linie IV-IV von 3 ausgeführt
ist.
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5 ist
eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Zustand
darstellt, bei dem Kugeln zwischen einer Last-Rollnut und einer
Lastlos-Kugelnut bewegt werden.
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6 ist
eine Draufsicht, die eine Spur der Kugeln in einer Endlosumlaufbahn
darstellt, die eine Richtungsänderungsnut enthält.
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7 ist
eine schematische Perspektivansicht einer Endlosumlaufbahn für
die Kugeln der Ausführung, die um eine Schraubenwelle herum
ausgebildet ist.
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8 ist
eine schematische Perspektivansicht der Endlosumlaufbahn für
die Kugeln, die um die Schraubenwelle herum ausgebildet ist, in
dem Fall, bei dem eine einzelne Last-Rollnut vorhanden ist.
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9 ist
eine Schnittansicht eines Beispiels, bei dem ein Umlenker, der mit
der Richtungsänderungsnut versehen ist, an dem Mutternelement
angebracht ist.
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10 ist
eine schematische Ansicht eines Beispiels für die Endlosumlaufbahn
für die Kugeln um die Schraubenwelle herum.
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11 ist
eine schematische Ansicht eines anderen Beispiels für die
Endlosumlaufbahn für die Kugeln um die Schraubenwelle herum.
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12 ist
eine schematische Ansicht eines Beispiels für die Endlosumlaufbahn
für die Kugeln in dem Fall, bei dem ein Mehrganggewinde
als die Schraubenwelle verwendet wird.
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BESTE ART DER AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Im
Folgenden wird eine Kugelgewindevorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
ausführlich beschrieben.
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Die 1 und 2 stellen
ein Beispiel für eine Kugelgewindevorrichtung nach der
vorliegenden Erfindung dar. 1 ist eine
Perspektivansicht ihres Erscheinungsbildes und 2 ist
eine Perspektivansicht, bei der ein Mutternelement teilweise weggeschnitten
ist.
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Bei
einer Kugelgewindevorrichtung 1 sind eine Schraubenwelle 2 und
ein Mutternelement 3 über eine Vermittlung einer
großen Anzahl von Kugeln 4 miteinander verschraubt,
wobei die Schraubenwelle 2 eine Außenumfangsfläche
aufweist, an der eine Rollnut 20 für die Kugeln 4 mit
einer vorgegebenen Steigung spiralförmig ausgebildet ist.
Hierin bezieht sich Steigung auf eine Distanz, um die die Rollnut 20 in
der axialen Richtung der Schraubenwelle 2 gemäß einer
Drehung der Schraubenwelle 2 fortschreitet. Die Kugelrollnut 20 ist
derart ausgebildet, dass zwei gekrümmte Flächen
einander im Wesentlichen in einem Winkel von 90 Grad schneiden und weist
ein Spitzbogen-Schnittprofil in einer Richtung orthogonal zu der
Bewegungsrichtung der Kugeln 4 auf. Auf diese Weise werden
die Kugeln 4 an zwei Punkten in Kontakt mit der Kugelrollnut 20 gehalten, die
das Spitzbogenprofil aufweist, um die Kontaktwinkel von ungefähr
45 Grad in Bezug auf die Last auszubilden, die in der axialen Richtung
der Schraubenwelle 2 wirkt. Bei dem Beispiel, das in den 1 und 2 dargestellt
wird, ist die Schraubenwelle 2 mit zwei Rollnuten 20a und 20b versehen,
um ein Mehrganggewinde zu bilden. Des Weiteren ist ein nutloser
Abschnitt 21 der Schraubenwelle zwischen der Rollnut 20a und
der Rollnut 20b, die aneinander angrenzen, in der Außenumfangsfläche
der Schraubenwelle 2 ausgebildet.
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Es
ist zu beachten, dass 2 nicht alle Kugeln darstellt,
die zwischen der Schraubenwelle und dem Mutternelement angeordnet
sind, sondern lediglich einen Teil der Kugeln darstellt.
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Das
Mutternelement 3 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen
Form derart ausgebildet, dass es ein Durchgangsloch 30 enthält,
in das die Schraubenwelle 2 eingeführt ist, und
seine Außenumfangsfläche ist mit einem aufrechten
Flanschabschnitt 31 versehen, um das Mutternelement 3 an
der mechanischen Vorrichtung zu befestigen. 3 ist eine Schnittansicht
des Mutternelementes 3, die erzielt wird, indem sie in
der axialen Richtung ausgeführt wird. Wie in der Figur
dargestellt wird, ist die Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 30 des
Mutternelementes 3 spiralförmig mit Last-Rollnuten 32a und 32b versehen,
die den Rollnuten 20a und 20b der Schraubenwelle 2 gegenüberliegen.
Das Schnittprofil der Last-Rollnuten 32a und 32b,
das in der Richtung orthogonal zu der Bewegungsrichtung der Kugeln 4 ausgebildet
ist, ist das gleiche wie das Schnittprofil der Rollnut 20 der
Schraubenwelle 2. Diese Last-Rollnuten 32a und 32b und
die Rollnuten 20a und 20b der Schraubenwelle 2 liegen
einander gegenüber, wodurch eine Spiral-Last-Kugelbahn,
in der die Kugeln 4 um die Schraubenwelle 2 herum umlaufen,
während sie eine Last tragen, zwischen dem Mutternelement 3 und
der Schraubenwelle 2 ausgebildet wird.
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Des
Weiteren sind zwei Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b spiralförmig
in der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 30 des
Mutternelementes 3 ausgebildet. Diese Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b sind
derart ausgebildet, dass sie tiefer in der Innenumfangsfläche
des Durchgangslochs liegen als die Last-Rollnuten und dass sie eine
Nutenbreite aufweisen, die geringfügig größer
ist als die Durchmesser der Kugeln. Daher treten die Kugeln in den
Lastlos-Kugelnuten in einen Lastlos-Zustand ein, ohne eine Last
zu tragen, und werden frei gerollt, während sie von nachfolgenden
Kugeln gedrückt werden.
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Die
Lastlos-Kugelnut 33a und die Last-Rollnut 32a sind
paarweise ausgebildet und die Lastlos-Kugelnut 33b und
die Last-Rollnut 32b sind paarweise ausgebildet. Das heißt,
dass die Last-Rollnut 32a, die Lastlos-Kugelnut 33a,
die Last-Rollnut 32b und die Lastlos-Kugelnut 33b in
der angegebenen Reihenfolge in der Innenumfangsfläche des
Durchgangslochs 30 des Mutternelementes 3 ausgebildet sind,
um ein Mehrganggewinde zu bilden. Da die Last-Rollnuten 32a und 32b den
Rollnuten 20a und 20b der Schraubenwelle 2 gegenüberliegen,
liegen die Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b dem
nutlosen Abschnitt 21 der Schraubenwelle 2 gegenüber,
der zwischen der Rollnut 20a und der Rollnut 20b ausgebildet
ist, und die Kugeln 4, die in den Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b in
einem Lastlos-Zustand gerollt werden, werden mit dem nutlosen Abschnitt 21 der Schraubenwelle 2 in
Kontakt gebracht. Bei dieser Struktur werden die Kugeln 4 in den
Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b gehalten. Folglich
wirken bei der Kugelgewindevorrichtung 1 die Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b und
der nutlose Abschnitt 21 der Schraubenwelle 2 miteinander
zusammen, um eine Lastlos-Kugelbahn zu bilden.
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Dagegen
sind in der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 30 des
Mutternelementes 3 im Wesentlichen U-förmige Richtungsänderungsnuten 34 in
der Nähe beider Enden des Mutternelementes 3 in
der axialen Richtung ausgebildet. Die Richtungsänderungsnuten 34 koppeln
den Endabschnitt der Last-Rollnut 32a und den Endabschnitt
der Lastlos-Kugelnut 33a kommunizierend miteinander und koppeln
den Endabschnitt der Last-Rollnut 32b und den Endabschnitt
der Lastlos-Kugelnut 33b kommunizierend miteinander. In
dem Mutternelement 3, das mit zwei Last-Rollnuten versehen
ist, sind die Richtungsänderungsnuten 34 an vier
Abschnitten an der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 30 ausgebildet.
Es ist zu beachten, dass, wenn das Mutternelement 3 mit
einer einzelnen Last-Rollnut versehen ist statt mit zwei Last-Rollnuten,
die Richtungsänderungsnuten 34 an zwei Abschnitten
an der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 30 ausgebildet sind.
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Die
Richtungsänderungsnuten 34 sind kontinuierlich
stufenlos von den Endabschnitten der Last-Rollnuten 32a und 32b zu
den Endabschnitten der Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b derart
ausgebildet, dass sie von den Endabschnitten der Last-Rollnuten 32a und 32b zu
den Endabschnitten der Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b hin
allmählich tiefer werden. 5 stellt
die Kugel 4 dar, die in die Richtungsänderungsnut 34 eintritt,
nachdem sie in der Last-Rollnut 32a gerollt worden ist,
und die in der Richtungsänderungsnut 34 derart
geleitet wird, dass sie die Rollnut 20a der Schraubenwelle 2 verlässt. Bei
Erreichen des verbundenen Abschnitts zwischen der Last-Rollnut 32a und
der Richtungsänderungsnut 34 werden die Kugeln 4,
die in der Last-Rollnut 32a gerollt werden, allmählich
von den Lasten befreit, da die Last-Rollnut 32a allmählich
tiefer wird. Die von den Lasten befreiten Kugeln 4 werden
von den nachfolgenden Kugeln 4 derart geschoben, dass sie
sich aufeinanderfolgend in der Rollnut 20a der Schraubenwelle 2 vorwärtsbewegen.
Die Richtungsänderungsnut 34 führt die
Kugeln 4 zu der Seite der Rollnut 20a und folglich
klettern die Kugeln 4 die Rollnut 20a hinauf,
um auf den nutlosen Abschnitt 21 der Schraubenwelle 2 gehoben
zu werden, und werden dann vollständig in der Richtungsänderungsnut 34 des
Mutternelementes 3 aufgenommen.
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Die
Richtungsänderungsnut 34 enthält eine im
Wesentlichen U-förmige Rille und folglich werden die in
der Richtungsänderungsnut 34 aufgenommenen Kugeln 4 in
der umgekehrten Richtung gerollt, so dass sie in die Lastlos-Kugelbahn
eintreten, die aus der Lastlos-Kugelnut 33a des Mutternelementes 3 und
dem nutlosen Abschnitt 21 der Schraubenwelle 2,
die einander gegenüberliegen, gebildet wird. Die Kugeln 4 befinden
sich in dem Lastlos-Zustand in der Lastlos-Kugelbahn, so dass sie
sich in der Lastlos-Kugelbahn vorwärtsbewegen, während
sie von den nachfolgenden Kugeln 4 geschoben werden.
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Des
Weiteren treten, wenn die Kugeln 4 nach dem Vorwärtsbewegen
in der Lastlos-Kugelbahn den verbundenen Abschnitt zwischen der
Lastlos-Kugelnut 33a und der Richtungsänderungsnut 34 erreichen,
die Kugeln 4 aufeinanderfolgend in die Richtungsänderungsnut
ein, um die Bewegungsrichtung erneut umzukehren, und treten dann
in die Last-Kugelbahn ein, die von der Rollnut 20a der
Schraubenwelle 2 und der Last-Rollnut 32a des
Mutternelementes 3 gebildet wird, die einander gegenüberliegen.
In diesem Fall klettern die Kugeln 4 die Seite der Rollnut 20a der
Schraubenwelle 2 hinunter, um in die Last-Kugelbahn einzutreten,
und wenn die Last-Rollnut 32a in dem verbundenen Abschnitt
zwischen der Richtungsänderungsnut 34 und der
Last-Rollnut 32a allmählich flacher wird, wechselt
der Lastlos-Zustand zu dem Lasttrage-Zustand.
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Das
heißt, dass bei der Kugelgewindevorrichtung 1 die
Richtungsänderungsnuten 34 die Endabschnitte der
Last-Rollnuten 32a und 32b und die Endabschnitte
der Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b des Mutternelementes 3 kommunizierend
miteinander koppeln, wodurch die Endlosumlaufbahn als ein geschlossener
Ring für die Kugeln 4 mit dem Mutternelement 3 versehen
wird. Wenn eine relative Spiralbewegung zwischen dem Mutternelement 3 und
der Schraubenwelle 2 auftritt, laufen die Kugeln 4 in
der Endlosumlaufbahn um, um die Spiralbewegung kontinuierlich durchzuführen.
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6 ist
eine Draufsicht, die eine Rille der Kugeln 4 in der Richtungsänderungsnut 34 und
die Umgebung davon darstellt. Ein Bereich A stellt eine Spur der
Kugeln 4 in der Last-Kugelbahn dar. In dem Bereich A werden
die Kugeln 4 zwischen den Rollnuten 20a und 20b der
Schraubenwelle 2 und den Last-Rollnuten 32a und 32b des
Mutternelementes 3 gerollt, während sie eine Last
tragen. Des Weiteren stellt ein Bereich E eine Spur der Kugeln 4 in
den Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b dar. In dem
Bereich E werden die Kugeln 4 zwischen dem nutlosen Abschnitt 21 der
Schraubenwelle 2 und den Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b in
dem Lastlos-Zustand gerollt. Die Bereiche B, C und D stellen jeweils
eine Spur der Kugeln 4 in der Richtungsänderungsnut 34 dar.
Jede der Spuren in den Bereichen B und D ist derart eingestellt,
dass sie eine gekrümmte Form einer vorgegebenen Krümmung
aufweist, und die Spur in dem Bereich C ist derart eingestellt,
dass sie eine lineare Form aufweist, so dass sie mit den gekrümmten
Spuren in den Bereichen B und D glatt zusammenhängt.
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Die
Beschreibung, die mit Bezugnahme auf die beiden 5 und 6 erfolgt,
zeigt das Folgende. Der Bereich B ist ein Kugelumlenkbereich, in
dem die Kugeln 4 die Rollnuten 20a und 20b der
Schraubenwelle 2 verlassen, und die Kugeln 4,
die aus dem Bereich A in den Bereich B eintreten, werden zu der einen
Seite der Rollnuten 20a und 20b der Schraubenwelle 2 in
dem Bereich B geführt und klettern die Rollnuten 20a und 20b hinauf,
um auf den nutlosen Abschnitt 21 der Schraubenwelle 2 gehoben
zu werden. Dagegen ist der Bereich D ein Kugelumkehrbereich, in
dem die Kugeln 4, die auf den nutlosen Abschnitt 21 der
Schraubenwelle 2 gehoben worden sind, in die Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b hineingeleitet
werden, und ist in einer Kreisbogenform mit einem konstanten Kurvenradius
ausgebildet. Der Kurvenradius der Kugeln 4 in dem Kugelumkehrbereich
ist ungefähr ein bis zwei Mal so groß wie der Durchmesser
der Kugeln 4 eingestellt. Die Kugeln 4 drohen,
in der Richtungsänderungsnut 34 hängen
zu bleiben, wenn der Kurvenradius derart eingestellt ist, dass er
kleiner ist als der vorgenannte Durchmesser der Kugeln 4.
Des Weiteren sind die Abstände zwischen den Last-Rollnuten 32a und 32b und
den Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b übermäßig
groß, wenn der Kurvenradius derart eingestellt ist, dass
er größer ist als der vorgenannte Durchmesser
der Kugeln 4, was zur Folge hat, dass das Mutternelement 3 nicht kompakt
ausgebildet werden kann. Des Weiteren ist der Bereich C ein Kugelzuführbereich
zum Koppeln des Kugelumlenkbereiches B und des Kugelumkehrbereiches
D und ist in einer linearen Form als eine Tangente in Bezug auf
die kreisbogenförmigen Spuren sowohl des Kugelumlenkbereiches
B als auch des Kugelumkehrbereiches D ausgebildet. Bei dieser Struktur
wird der Rollzustand der Kugeln 4, die aus dem Kugelumlenkbereich
B in den Kugelzuführbereich C eintreten, oder der Kugeln 4,
die aus dem Kugelumdrehbereich D in den Kugelzuführbereich
C eintreten, in dem Kugelzuführbereich C stabilisiert und
dann treten die Kugeln 4 in den nachfolgenden Bereich ein,
wobei dies zur Folge hat, dass das Auftreten des Kugelstockens in
der Richtungsänderungsnut 34 verhindert wird.
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7 stellt
schematisch die Endlosumlaufbahn um die Schraubenwelle 2 herum
dar. Der Rasterpunktbereich stellt Lastlos-Kugelrillen 50 dar,
die aus den Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b und
den Richtungsänderungsnuten 34 ausgebildet sind,
und der Streifenbereich stellt Last-Kugelrillen 51 dar,
die aus den Last-Rollnuten 32a und 32b ausgebildet sind.
Wie in den Figuren dargestellt, sind die Lastlos-Kugelrillen 50 und
die Last-Kugelrillen 51 bei der Kugelgewindevorrichtung 1 der
vorliegenden Erfindung wie Mehrganggewinde um die Schraubenwelle 2 herum
ausgebildet. Es ist zu beachten, dass 7 den Fall
darstellt, bei dem die Rollnuten 20a und 20b der
Schraubenwelle 2 als Doppelganggewinde ausgebildet sind.
Wenn zum Beispiel eine einzelne Rollnut 20 der Schraubenwelle 2 vorhanden
ist, ist die Endlosumlaufbahn um die Schraubenwelle 2 herum ausgebildet,
wie in 8 dargestellt.
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Es
ist zu beachten, dass bei dem in den 1 bis 3 dargestellten
Beispiel die Richtungsänderungsnuten 34 sowie
die Last-Rollnuten 32a und 32b und die Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b durch
Schneiden unter Verwendung eines Stirnfräsers direkt in
der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 30 des
Mutternelementes 3 ausgebildet werden. Wie jedoch in 9 dargestellt
wird, ist eine Vielzahl von Umlenkern 6, die mit den Richtungsänderungsnuten 34 versehen
sind, an die Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 30 des
Mutternelementes 3 gepasst, wodurch die Last-Rollnuten 32a und 32b,
die Richtungsänderungsnuten 34 und die Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b kommunizierend miteinander
gekoppelt werden können.
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Bei
der Kugelgewindevorrichtung 1 nach der vorliegenden Erfindung,
die wie oben beschrieben strukturiert ist, sind die Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b des
Mutternelementes 3 so ausgebildet, dass sie derart positioniert
werden, dass sie dem nutlosen Abschnitt 21 der Schraubenwelle 2 gegenüberliegen. Daher
ist es notwendig, dass der Abstand zwischen der Rollnut 20a und
der Rollnut 20b, die an der Schraubenwelle 2 aneinander
angrenzen, das heißt die Breite des nutlosen Abschnitts 21,
größer ist als der Durchmesser der Kugeln 4.
Daher ist die Kugelgewindevorrichtung 1 der vorliegenden
Erfindung für eine sogenannte Kugelgewindevorrichtung mit
einer großen Steigung geeignet, bei der die Steigung so eingestellt
ist, dass sie groß ist.
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Des
Weiteren sind bei der vorliegenden Erfindung die Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b,
die eine Lastlos-Kugelbahn bilden, spiralförmig in der
Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 30 des
Mutternelementes 3 ausgebildet, wobei sie dem nutlosen Abschnitt 21 der
Schraubenwelle 2 gegenüberliegen. Daher ist im
Gegensatz zu einer herkömmlichen Endkappen-Kugelgewindevorrichtung
das Hindurchleiten durch das Mutternelement nicht notwendig, um eine
Kugelrückführungsbahn in der axialen Richtung davon
auszubilden, so dass dadurch die Dicke des Mutternelementes kleiner
eingestellt wird. Bei dieser Struktur kann das Mutternelement bei
der Kugelgewindevorrichtung der vorliegenden Erfindung im Vergleich
zu der Endkappen-Kugelgewindevorrichtung kompakter hergestellt werden.
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Wenn
alle der Last-Rollnuten 32a und 32b, der Lastlos-Kugelnuten 33a und 33b und
der Richtungsänderungsnuten 34 durch Schneiden,
Schleifen oder Ähnliches direkt in der Innenumfangsfläche
des Durchgangslochs 30 des Mutternelementes 3 ausgebildet
werden, ist es des Weiteren nicht notwendig, andere Bauteile an
dem Mutternelement 3 anzubringen, wenn das Mutternelement 3 mit
der Endlosumlaufbahn für die Kugeln 4 versehen
wird. Als eine Folge kann die Produktion der Kugelgewindevorrichtung vereinfacht
werden und bei niedrigen Kosten durchgeführt werden. Darüber
hinaus kann die Endlosumlaufbahn für die Kugeln 4 ausgebildet
werden, ohne andere Bauteile an dem Mutternelement 3 zu
befestigen, und folglich kann selbst unter harter Verwendungsumgebung
hohe Zuverlässigkeit über einen langen Zeitraum
erreicht werden.
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Des
Weiteren müssen bei der in den 1 bis 3 dargestellten
Kugelgewindevorrichtung 1 keine Bauteile angebracht werden,
mit denen die Endlosumlaufbahn für die Kugeln 4 an
dem Mutternelement 3 ausgebildet wird. Daher kann die Außenumfangsfläche
des Mutternelementes 3 frei bearbeitet werden. Zum Beispiel
kann die Kugelgewindevorrichtung 1 leicht in eine sogenannte
Drehkugelgewindevorrichtung umgewandelt werden, die verwendet wird,
während die Drehkraft auf das Mutternelement davon übertragen
wird. In diesem Fall wird eine Rollnut für Kugeln an der
Außenumfangsfläche des Mutternelementes 3 in
der Umfangsrichtung davon ausgebildet und eine Außenrollbahn
des Drehlagers wird über eine Vermittlung einer großen
Anzahl von Kugeln, die in der Rollnut gerollt werden, an dem Mutternelement 3 angebracht.
Wie oben beschrieben, kann der Außendurchmesser des Mutternelementes 3 bei
der Kugelgewindevorrichtung der vorliegenden Erfindung verringert
werden. Auf diese Weise kann die Kugelgewindevorrichtung selbst
beim Bilden der Drehkugelgewindevorrichtung verkleinert werden.
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Des
Weiteren ist beim Bilden der Drehkugelgewindevorrichtung zu bevorzugen,
dass ein Zahnrad zum Übertragen der Drehkraft auf das Mutternelement 3 an
dem Endabschnitt des Mutternelementes 3 ausgebildet ist.
Bei einer herkömmlichen Endkappen-Kugelgewindevorrichtung
ist eine Endkappe an dem Endabschnitt des Mutternelementes angebracht.
Somit muss selbst dann, wenn das Zahnrad an dem Mutternelement ausgebildet
wird, das Zahnrad von der Endkappe entfernt ausgebildet werden, was
den Nachteil einer natürlichen Erhöhung des Durchmessers
des Zahnrades zur Folge hat. Es müssen jedoch bei der Kugelgewindevorrichtung 1 der vorliegenden
Erfindung keine Bauteile an dem Endabschnitt des Mutternelementes 3 angebracht
werden und folglich kann das Zahnrad ohne Beschränkungen
integral mit dem Endabschnitt des Mutternelementes 3 ausgebildet
werden. Auch in dieser Hinsicht kann die Drehkugelgewindevorrichtung
verkleinert werden.
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10 ist
eine schematische Ansicht eines Beispiels für die Endlosumlaufbahn
für die Kugeln 4 um die Schraubenwelle 2 herum
und stellt ein Beispiel dar, bei dem lediglich eine einzelne Rollnut
in der Außenumfangsfläche der Schraubenwelle 2 ausgebildet
ist. Eine durchgezogene Linie in der Zeichnung stellt die Rille
der Kugeln 4 dar, die in einer Last-Rollnut 60 des
Mutternelementes 3 gerollt werden, eine Strichpunktlinie
in der Zeichnung stellt die Rille der Kugeln 4 dar, die
in einer Lastlos-Kugelnut 61 des Mutternelementes 3 gerollt
werden, und gestrichelte Linien in der Zeichnung stellen die Rillen der
Kugeln 4 dar, die in Richtungsänderungsnuten 62a und 62b des
Mutternelementes 3 gerollt werden.
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Die
Last-Rollnut 60 und die Lastlos-Kugelnut 61 sind
spiralförmig mit der gleichen Steigung ausgebildet und
die Lastlos-Kugelnut 61 ist so ausgebildet, dass sie in
Bezug auf die Last-Rollnut 60 versetzt ist. Bei dem in 10 dargestellten
Beispiel sind die Last-Rollnut 60 und die Lastlos-Kugelnut 61 derart ausgebildet,
dass sie im Wesentlichen die gleiche Länge zueinander aufweisen,
und die Richtungsänderungsnuten 62a und 62b koppeln
jeweils die Last-Rollnut und die Lastlos-Kugelnut, die aneinander
angrenzend auf der rechten Seite davon auf dem Blatt positioniert
sind. Bei dieser Struktur wird eine Endlosumlaufbahn für
die Kugeln 4 derart gebildet, dass sie als ein geschlossener
Ring dient, in dem die Kugeln 4 in der Last-Rollnut 60,
der Richtungsänderungsnut 62a, der Lastlos-Kugelnut 61 und
der Richtungsänderungsnut 62b in der genannten
Reihenfolge in Umlauf gebracht werden. Eine Endlosumlaufbahn mit
der gleichen Struktur, die oben beschrieben wird, ist außerdem
mit der in den 1 bis 3 dargestellten
Kugelgewindevorrichtung ausgestattet, während sich, wie
anhand der darin dargestellten Last-Rollnuten 32a und 32b klar
verständlich ist, die Anzahl der Last-Rollnuten, die in
der Innenumfangsfläche des Mutternelementes 3 ausgebildet
sind, voneinander unterscheidet.
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Dagegen
ist 11 eine schematische Ansicht eines anderen Beispiels
für die Endlosumlaufbahn für die Kugeln 4 um
die Schraubenwelle 2 herum. Auch bei diesem in 11 dargestellten
Beispiel stellt eine durchgezogene Linie in der Zeichnung die Rille
der Kugeln 4 dar, die in einer Last-Rollnut 63 des Mutternelementes 3 gerollt
werden, eine Strichpunktlinie in der Zeichnung stellt die Rille
der Kugeln 4 dar, die in einer Lastlos-Kugelnut 64 des
Mutternelementes 3 gerollt werden, und gestrichelte Linien
in der Zeichnung stellen die Rillen der Kugeln 4 dar, die
in Richtungsänderungsnuten 65a und 65b des
Mutternelementes 3 gerollt werden. Es ist zu beachten,
dass sich bei diesem Beispiel die folgenden Punkte von der in 10 dargestellten
Endlosumlaufbahn unterscheiden: Die Länge der Lastlos-Kugelnut 64 ist
kleiner als die der Last-Rollnut 63 und die Richtungsänderungsnuten 65a und 65b koppeln
auf einer Innenseite des Mutternelementes 3 die Endabschnitte
der Last-Rollnut mit der Lastlos-Kugelnut 64, die an die Last-Rollnut 63 angrenzt.
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Bei
der in 10 dargestellten Endlosumlaufbahn
weisen die Richtungsänderungsnuten 62a und 62b Profile
auf, die sich voneinander unterscheiden, und folglich sind Zeit
und Arbeitsaufwand erforderlich, um das Mutternelement 3 in
diesem Ausmaß herzustellen. Jedoch weisen bei der in 11 dargestellten
Endlosumlaufbahn die Richtungsänderungsnuten 65a und 65b das
gleiche Profil zueinander auf und folglich kann das Mutternelement 3 leicht
hergestellt werden. Des Weiteren kann die axiale Länge des
Mutternelementes 3 verringert werden, ohne die Länge
der Last-Rollnut 63 zu verringern, und folglich kann das
Mutternelement 3 kompakt ausgebildet werden. Des Weiteren
ist bei dem letztgenannten Beispiel die Länge der Lastlos-Kugelnut 64 im
Vergleich zu dem vorherigen Beispiel um die Länge verringert,
die der einzelnen Windung um die Schraubenwelle 2 herum
entspricht. Als Folge kann das Stockungsphänomen der Kugeln
in der Lastlos-Kugelnut 64 in diesem Ausmaß unterdrückt
werden und folglich kann das gleichmäßige Umlaufen
der Kugeln 4 erwartet werden.
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Es
ist zu beachten, dass bei der Struktur der in 11 dargestellten
Endlosumlaufbahn die Richtungsänderungsnut 65b die
Kugeln 4 von der Last-Rollnut 63 zu der Lastlos-Kugelnut 64 zurückführt,
die auf der linken Seite des Blattes daran angrenzt, während
die Richtungsänderungsnut 65a die Kugeln von der
Last-Rollnut 63 zu der Lastlos-Kugelnut 64 leitet,
die auf der rechten Seite des Blattes daran angrenzt. Daher ist
es in dem Fall des Ausbildens von zwei oder mehr Last-Rollnuten 63 schwierig,
die unabhängigen Endlosumlaufbahnen für die Kugeln 4 auszubilden,
die den Last-Rollnuten 63 entsprechen.
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12 stellt
ein Beispiel für die Struktur der Endlosumlaufbahn der 11 dar,
die für ein Mehrganggewinde eingerichtet ist. In diesem
Fall sind zwei Last-Rollnuten 66a und 66b in der
Innenumfangsfläche des Mutternelementes 3 ausgebildet. Auch
bei diesem in 12 dargestellten Beispiel stellen
durchgezogene Linien die Rillen der Kugeln 4 dar, die in
den Last-Rollnuten 66a und 66b des Mutternelementes 3 gerollt
werden, Strichpunktlinien in der Zeichnung stellen die Rillen der
Kugeln 4 dar, die in Lastlos-Kugelnuten 67a und 67b des
Mutternelementes 3 gerollt werden, und gestrichelte Linien
in der Zeichnung stellen die Rillen der Kugeln 4 dar, die in
Richtungsänderungsnuten 68a, 68b, 68c und 68d des
Mutternelementes 3 gerollt werden.
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Bei
dem in 12 dargestellten Beispiel für das
Mehrganggewinde wirken die zwei Last-Rollnuten 66a und 66b,
die zwei Lastlos-Kugelnuten 67a und 67b und die
Richtungsänderungsnuten 68a, 68b, 68c und 68d an
vier Abschnitten miteinander zusammen, um eine Endlosumlaufbahn
als einen einzelnen geschlossenen Ring auszubilden. Das heißt,
dass sich die Kugeln, die in der Last-Rollnut 66a gerollt
werden, durch die Richtungsänderungsnut 68a hindurch
zu der Lastlos-Kugelnut 67a bewegen und sich dann von der
Lastlos-Kugelnut 67a durch die Richtungsänderungsnut 68b hindurch
zu der Last-Rollnut 66b bewegen. Nächstfolgend
bewegen sich die Kugeln 4, die in der Last-Rollnut 66b gerollt
werden, durch die Richtungsänderungsnut 68c hindurch
zu der Lastlos-Kugelnut 67b und kehren dann durch die Richtungsänderungsnut 68d hindurch zu
der Last-Rollnut 66a zurück.
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Selbst
wenn die Schraubenwelle 2 als ein Mehrganggewinde ausgebildet
wird, kann die Struktur des Mutternelementes 3 vereinfacht
und verkleinert werden, wenn zwei oder mehr Last-Rollnuten und Lastlos-Kugelnuten
in einer einzelnen Endlosumlaufbahn als ein geschlossener Ring enthalten sind,
wie bei dem in 12 dargestellten Beispiel, statt
die unabhängigen Endlosumlaufbahnen für die einzelnen
Last-Rollnuten auszubilden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Bereitgestellt
wird eine Kugelgewindevorrichtung mit einer neuartigen Kugelumlaufstruktur, die
für eine Schraubenwelle mit einer großen Steigung
geeignet ist, optimal zum Verkleinern und Gewichtseinsparen bei
einem Mutternelement ist, bei geringen Kosten hergestellt werden
kann und selbst unter harten Verwendungsbedingungen hohe Zuverlässigkeit
zeigen kann. Bei einer Kugelgewindevorrichtung (1), bei
der eine Schraubenwelle (2) und ein Mutternelement (3) über
eine Vermittlung einer großen Anzahl von Kugeln (4)
miteinander verschraubt sind, wird eine Lastlos-Kugelbahn (50),
die eine Endlosumlaufbahn für die Kugeln (4) ausbildet,
aus einer Lastlos-Kugelnut (33a), die spiralförmig
in einer Innenumfangsfläche eines Durchgangslochs (30)
des Mutternelementes (3) ausgebildet ist, und aus einem Paar
Richtungsänderungsnuten (34) gebildet, die eine
Last-Rollnut (20a) und die Lastlos-Kugelnut (33a)
kommunizierend miteinander koppeln, um die Endlosumlaufbahn als
einen geschlossenen Ring zu vollenden.
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- 1
- Kugelgewindevorrichtung,
- 2
- Schraubenwelle,
- 3
- Mutternelement,
- 4
- Kugel,
- 20a,
20b
- Rollnut,
- 32a,
32b
- Last-Rollnut,
- 33a,
33b
- Lastlos-Kugelnut,
- 34
- Richtungsänderungsnut
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2005-003106
A [0003, 0005]
- - JP 2006-038099 A [0004, 0005]
- - JP 2005-042796 A [0005, 0005]