DE112015005786B4 - Schraubenzufuhrvorrichtung und diese verwendender Aktor - Google Patents
Schraubenzufuhrvorrichtung und diese verwendender Aktor Download PDFInfo
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Abstract
Schraubenzufuhrvorrichtung, umfassend:
eine Schraubenwelle (1);
ein Mutterelement (2), das einen Flanschabschnitt (23) aufweist, der an einer Außenumfangsfläche davon ausgebildet ist, und an der Schraubenwelle (1) montiert ist;
ein Stabelement (3), das einen Montageabschnitt (31), der dem Flanschabschnitt (23) des Mutterelements (2) zugewandt ist, und einen Hohlabschnitt aufweist; und
einen Puffermechanismus (4), der den Flanschabschnitt (23) des Mutterelements (2) und den Montageabschnitt (31) des Stabelements (3) miteinander verbindet,
wobei der Puffermechanismus (4) umfasst:
eine Mehrzahl von Schäften (43 und 44), die um das Mutterelement (2) herum vorgesehen sind;
ein Paar von Trennelementen (41 und 42), durch die die Mehrzahl von Schäften (43 und 44) durchläuft, und das entlang der Mehrzahl der Schäfte (43 und 44) beweglich ist; und
ein elastisches Element (45), das zwischen dem Paar von Trennelementen (41 und 42) in einem zusammengedrückten Zustand vorgesehen ist,
wobei die Mehrzahl von Schäften (43 und 44) umfasst:
einen Schaft (43), der an dem Flanschabschnitt (23) des Mutterelements (2) fixiert ist; und
einen Schaft (44), der an dem Montageabschnitt (31) des Stabelements (3) fixiert ist.
eine Schraubenwelle (1);
ein Mutterelement (2), das einen Flanschabschnitt (23) aufweist, der an einer Außenumfangsfläche davon ausgebildet ist, und an der Schraubenwelle (1) montiert ist;
ein Stabelement (3), das einen Montageabschnitt (31), der dem Flanschabschnitt (23) des Mutterelements (2) zugewandt ist, und einen Hohlabschnitt aufweist; und
einen Puffermechanismus (4), der den Flanschabschnitt (23) des Mutterelements (2) und den Montageabschnitt (31) des Stabelements (3) miteinander verbindet,
wobei der Puffermechanismus (4) umfasst:
eine Mehrzahl von Schäften (43 und 44), die um das Mutterelement (2) herum vorgesehen sind;
ein Paar von Trennelementen (41 und 42), durch die die Mehrzahl von Schäften (43 und 44) durchläuft, und das entlang der Mehrzahl der Schäfte (43 und 44) beweglich ist; und
ein elastisches Element (45), das zwischen dem Paar von Trennelementen (41 und 42) in einem zusammengedrückten Zustand vorgesehen ist,
wobei die Mehrzahl von Schäften (43 und 44) umfasst:
einen Schaft (43), der an dem Flanschabschnitt (23) des Mutterelements (2) fixiert ist; und
einen Schaft (44), der an dem Montageabschnitt (31) des Stabelements (3) fixiert ist.
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schraubenzufuhrvorrichtung, die eine Pufferfunktion aufweist, um eine Stoßbelastung von außen zu mindern, und einen Aktor, der die Schraubenzufuhrvorrichtung nutzt.
- STAND DER TECHNIK
- Bei der Schraubenzufuhrvorrichtung ist ein Mutterelement per Gewinde mit einer Schraubenwelle im Eingriff, die auf einer Außenumfangsfläche ausgebildete schraubenförmige Nuten aufweist. Die Schraubenzufuhrvorrichtung weist eine Funktion auf, eine Drehbewegung der Schraubenwelle in eine Linearbewegung des Mutterelements umzuwandeln. Somit ist die Schraubenzufuhrvorrichtung zur Verwendung bei der Umwandlung der Drehbewegung eines Elektromotors in die Linearbewegung geeignet. Beispielsweise wird die Schraubenzufuhrvorrichtung für einen Aktor eingesetzt, der ausgebildet ist, die Drehung des Elektromotors als eine Vorschub- und Rückzugsbewegung eines Stabelements auszugeben. Um die Drehbewegung des Elektromotors effizient in die Vorschub- und Rückzugbewegung des Stabelements umzuwandeln, wird bei diesem Aktor eine Kugelschraubenvorrichtung, bei der Rollelemente, wie etwa Kugeln, zwischen der Schraubenwelle und dem Mutterelement zwischengefügt sind, als die Schraubenzufuhrvorrichtung eingesetzt. Bei diesem Aktor wird ein Betrag des Vorschubs und des Rückzugs des Stabelements in Abhängigkeit von einem Drehwinkel des Elektromotors bestimmt.
- Abhängig von dem Gebrauch des Aktors gibt es indes einen Fall, bei dem erwünscht ist, dass andere Elemente durch das Stabelement elastisch gedrückt werden, oder einen Fall, bei dem erwünscht ist, dass die Stoßbelastung, die von außen auf das Stabelement wirkt, ohne Wirkung auf die Schraubenzufuhrvorrichtung verringert wird. In der Patentschrift 1 wird eine Schraubenzufuhrvorrichtung offenbart, bei der ein Puffermechanismus zwischen dem Mutterelement und dem Stabelement vorgesehen ist. Bei der in der Patentschrift 1 offenbarten Schraubenzufuhrvorrichtung umfasst das Stabelement einen Kolben, der ausgebildet ist, das Mutterelement aufzunehmen, während ein Paar von Federhalteelementen an einer Außenumfangsfläche des Mutterelements angebracht ist. Das Paar von Federhalteelementen ist an einer Nut angebracht, die in der Außenumfangsfläche des Mutterelements ausgebildet ist, und ist in der Nut in einer Axialrichtung frei beweglich. Ferner ist eine Feder zwischen dem Paar von Federhalteelementen in einem zusammengedrückten Zustand vorgesehen. Der Kolben des Stabelements weist einen Eingriffsflansch auf, der an einer Außenseite des Paars von Federhalteelementen positioniert ist. Wenn sich das Stabelement in der Axialrichtung vorschiebt oder zurückzieht, wechselwirkt der Eingriffsflansch mit einem der Federhalteelemente, so dass sich das Federhalteelement in einer Richtung des Zusammendrückens der Feder bewegt.
- Wenn bei der in der Patentschrift 1 offenbarten Schraubenzufuhrvorrichtung eine Druckbelastung oder eine Zugbelastung zwischen dem Mutterelement und dem Stabelement wirkt, drückt der Eingriffsflansch des Stabelements das Federhalteelement in die Richtung des Zusammendrückens der Feder, so dass die Druckbelastung auf die Feder wirkt. Wenn die Druckbelastung, die eine durch die Feder aufgebrachte Federkraft übersteigt, auf die Feder wirkt, wird dementsprechend die Feder zusammengedrückt, so dass gegen die anderen Elemente durch das Stabelement elastisch gedrückt wird. Ferner kann die von außen auf das Stabelement wirkende Stoßbelastung verringert werden, ohne direkt auf die Schraubenzufuhrvorrichtung zu wirken.
- LITERATURSTELLEN
- PATENTSCHRIFTEN
- [PTL 1]
JP H01-264 544 A - OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
- DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
- Bei der in der Patentschrift 1 offenbarten Schraubenzufuhrvorrichtung umfasst das Stabelement den Kolben, der ausgebildet ist, das Mutterelement aufzunehmen, und der Puffermechanismus ist zwischen dem Kolben und dem Mutterelement vorgesehen. Somit wird ein maximaler Außendurchmesser des Stabelements größer als ein Außendurchmesser des Mutterelements. Somit besteht ein Problem dahingehend, dass eine gesamte Schraubenzufuhrvorrichtung größer dimensioniert werden könnte. Zusammen mit der größeren Dimensionierung der Schraubenzufuhrvorrichtung besteht ferner das Problem, dass der Aktor, an dem die Schraubenzufuhrvorrichtung angewandt wird, größer dimensioniert werden könnte.
- MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
- Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der Probleme gemacht, wie sie oben beschrieben werden, und hat die Aufgabe, eine Schraubenzufuhrvorrichtung bereitzustellen, bei der ein Puffermechanismus zwischen einem Stabelement und einem Mutterelement eingebaut ist, und die in der Lage ist, eine kleinere Dimensionierung einer gesamten Vorrichtung zu erreichen, und einen Aktor bereitzustellen, der kleiner dimensioniert ist, indem er die Schraubenzufuhrvorrichtung verwendet.
- Das heißt, eine Schraubenzufuhrvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Schraubenwelle; ein Mutterelement, das einen Flanschabschnitt aufweist, der an einer Außenumfangsfläche davon ausgebildet ist, und an der Schraubenwelle montiert ist; ein Stabelement, das einen Montageabschnitt, der dem Flanschabschnitt des Mutterelements zugewandt ist, und einen Hohlabschnitt aufweist; und einen Puffermechanismus, der den Flanschabschnitt des Mutterelements und den Montageabschnitt des Stabelements miteinander verbindet. Der Puffermechanismus umfasst: eine Mehrzahl von Schäften, die um das Mutterelement herum vorgesehen sind; ein Paar von Trennelementen, durch die die Mehrzahl von Schäften durchläuft, und das entlang der Mehrzahl der Schäfte beweglich ist; und ein elastisches Element, das zwischen dem Paar von Trennelementen in einem zusammengedrückten Zustand vorgesehen ist. Die Mehrzahl von Schäften umfasst: einen Schaft, der an dem Flanschabschnitt des Mutterelements fixiert ist; und einen Schaft, der an dem Montageabschnitt des Stabelements fixiert ist. Ferner ist die Schraubenzufuhrvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet, eine Belastung zwischen dem Mutterelement und dem Stabelement durch Einfügung des Paars von Trennelementen zu übertragen, die relativ zueinander beweglich sind.
- Ferner umfasst der Aktor nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Schraubenzufuhrvorrichtung und ist ausgebildet, eine Drehbewegung, die von einem Elektromotor eingeleitet wird, in eine Vorschub- und Rückzugsbewegung des Stabelements in einer Axialrichtung umzuwandeln, um die Vorschub- und Rückzugsbewegung auszugeben.
- WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
- Nach der vorliegenden Erfindung wird in einem Fall des Tragens einer Belastung, die das Stabelement zieht, oder in einem Fall des Tragens einer Belastung, die gegen das Stabelement drückt, die Belastung zwischen dem Mutterelement und dem Stabelement durch die Einfügung des Puffermechanismus übertragen. Zu diesem Zeitpunkt ist im Puffermechanismus das elastische Element zwischen dem Paar von Trennelementen zusammengedrückt. Auch wenn eine Zugbelastung oder eine Druckbelastung auf den Puffermechanismus übertragen wird, trägt das elastische Element die Belastung. Ferner sind die Schäfte, die ausgebildet sind, die Trennelemente im Puffermechanismus beweglich zu führen, an dem Flanschabschnitt des Mutterelements oder an dem Montageabschnitt des Stabelements fixiert. Somit kann der Puffermechanismus kleiner dimensioniert werden, indem die Mehrzahl von Schäften um das Mutterelement herum vorgesehen werden. Das heißt, nach der vorliegenden Erfindung ist es dadurch, dass ein Außendurchmesser des Flanschabschnitts des Mutterelements so festgelegt wird, dass er klein ist, möglich, die Schraubenzufuhrvorrichtung, die einen kleiner dimensionierten Außendurchmesser aufweist, mit der Pufferfunktion durch das elastische Element zu erreichen.
- Ferner kann der Aktor, der ausgebildet ist, die Drehbewegung des Elektromotors unter Verwendung der Schraubenzufuhrvorrichtung in die Vorschub- und Rückzugsbewegung des Stabelements in der Axialrichtung umzuwandeln, kleiner dimensioniert werden, während er elastisch gegen andere Elemente durch das Stabelement drückt oder den Puffermechanismus umfasst, der ausgebildet ist, die Stoßbelastung zu verringern, die von außen auf das Stabelement wirkt.
- Figurenliste
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1 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Beispiels einer Schraubenzufuhrvorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewandt wird. -
2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht zur Darstellung der in1 gezeigten Schraubenzufuhrvorrichtung. -
3 ist eine Rückseitenansicht zur Darstellung der in1 gezeigten Schraubenzufuhrvorrichtung, von einer Seite des Mutterelements entlang einer Axialrichtung betrachtet. -
4 ist eine Vorderansicht zur Darstellung der in1 gezeigten Schraubenzufuhrvorrichtung, von einer Seite des Stabelements entlang der Axialrichtung betrachtet. -
5 ist eine Seitenansicht zur Darstellung der in1 gezeigten Schraubenzufuhrvorrichtung in einem stabilen Zustand. -
6 ist eine Draufsicht zur Darstellung der in1 gezeigten Schraubenzufuhrvorrichtung in dem stabilen Zustand. -
7 ist eine Unteransicht zur Darstellung der in1 gezeigten Schraubenzufuhrvorrichtung in dem stabilen Zustand. -
8 ist eine vergrößerte Ansicht zur Darstellung eines Zustands, in dem ein Puffermechanismus der in1 gezeigten Schraubenzufuhrvorrichtung eine Druckbelastung trägt. -
9 ist eine vergrößerte Ansicht zur Darstellung eines Zustands, in dem der Puffermechanismus der in1 gezeigten Schraubenzufuhrvorrichtung eine Zugbelastung trägt. - AUSFÜHRUNGSWEISE DER ERFINDUNG
- Nun wird eine detaillierte Beschreibung einer Schraubenzufuhrvorrichtung und eines Aktors, der die erfindungsgemäße Schraubenzufuhrvorrichtung verwendet, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angegeben.
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1 und2 sind Ansichten zur Darstellung eines Beispiels einer Ausführungsform der Schraubenzufuhrvorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewandt wird. Die Schraubenzufuhrvorrichtung umfasst eine Schraubenwelle1 , ein Mutterelement2 , ein Stabelement3 und einen Puffermechanismus4 . Das Mutterelement2 ist per Gewinde mit der Schraubenwelle1 im Eingriff und zusammen mit der Drehung der Schraubenwelle1 beweglich. Das Stabelement3 ist ausgebildet, sich in Abhängigkeit von der Bewegung des Mutterelements2 vorzuschieben und zurückzuziehen. Der Puffermechanismus4 ist ausgebildet, eine Stoßbelastung zu vermindern, die auf die Schraubenzufuhrvorrichtung einwirkt. In2 wird die Schraubenwelle1 für ein einfaches Verständnis der Strukturen des Mutterelements2 , des Stabelements3 und des Pufferelements4 weggelassen. - An einer Außenumfangsfläche der Schraubenwelle
1 ist eine Kugelabrollnut11 , die eine schraubenförmige Form aufweist, mit einer vorgegebenen Steigung vorgesehen. Die „Steigung“ entspricht einem Abstand, um den sich die Kugelabrollnut11 in einer Axialrichtung der Schraubenwelle1 vorschiebt, während sie durch einen Kreis um die Schraubenwelle1 gebildet wird. Indes weist das Mutterelement2 ein Durchgangsloch auf, in das die Schraubenwelle1 eingesteckt wird. Das Mutterelement2 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet. An einer Innenumfangsfläche des Durchgangslochs ist schraubenförmig eine Belastungs-Kugelabrollnut21 ausgebildet, die der Kugelabrollnut11 der Schraubenwelle1 zugewandt ist. Die Schraubenwelle1 ist an dem Mutterelement2 durch die Einfügung einer großen Anzahl von Kugeln montiert. Die große Anzahl von Kugeln rollt zwischen dieser Kugelabrollnut11 und der Belastungs-Kugelabrollnut21 ab, während sie die Belastung trägt. In2 sind die Kugeln weggelassen. - Ferner ist an einer Außenumfangsfläche des Mutterelements
2 ein umlaufendes Bahnbildungselement22 fixiert. Eine belastungsfreie Kugelbahn ist in dem umlaufenden Bahnbildungselement22 ausgebildet. Die belastungsfreie Kugelbahn ist so vorgesehen, dass sie einige Umdrehungen der Belastungs-Kugelabrollnut21 , die in dem Mutterelement2 ausgebildet ist, überspannt. Ein Ende der Belastungs-Kugelabrollnut21 des Mutterelements2 ist mit einem anderen Ende davon durch die belastungsfreie Kugelbahn verbunden. Die Kugel rollt in einem Zustand, in dem sie von der Belastung befreit ist, auf der belastungsfreien Kugelbahn. Daher tritt die Kugel, die auf der Belastungs-Kugelabrollnut21 des Mutterelements2 gerollt ist, von dem einen Ende in die belastungsfreie Kugelbahn ein. Nachdem sie auf der belastungsfreien Kugelbahn gerollt ist, wird die Kugel dazu gebracht, von dem anderen Ende zu der Belastungs-Kugelabrollnut21 zurückzukehren. Das heißt, es wird eine endlose Umlaufbahn für die Kugel gebildet, indem das Mutterelement2 an dem umlaufenden Bahnbildungselement22 fixiert wird. - Ferner ist ein Flanschabschnitt
23 an der Außenumfangsfläche des Mutterelements2 ausgebildet. Der Flanschabschnitt23 ist in einer Flanschform ausgebildet, so dass er von dem Mutterelement2 , das eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist, nach außen hervorspringt. Wie in3 gezeigt, weist der Flanschabschnitt23 ein Paar von Ausnehmungsabschnitten24 auf, die quer über eine Mittelachse des Mutterelements ausgebildet sind. Durch die Bildung des Paars von Ausnehmungsabschnitten24 weist der Flanschabschnitt23 ein Paar von Verbindungsabschnitten25 auf, die quer über die Mittelachse des Mutterelements ausgebildet sind. In jedem der Verbindungsabschnitte25 ist ein Schraubloch25a entlang einer Axialrichtung des Mutterelements2 ausgebildet. Ferner ist, wie in2 gezeigt, ein Paar von Regulierungsnuten26 an der Außenumfangsfläche des Mutterelements2 ausgebildet. Diese Regulierungsnuten26 regulieren einen Bewegungsbereich der ersten Trennelemente41 , die später beschrieben werden. Jede der Regulierungsnuten ist so ausgebildet, dass sie einem Paar aus Ausnehmungsabschnitt24 und Verbindungsabschnitt25 entsprechen. Jedoch ist in2 nur eine der Regulierungsnuten26 zu erkennen, und eine weitere Regulierungsnut, die auf einer Rückseite des Mutterelements2 in2 positioniert ist, ist nicht zu erkennen. - Als Nächstes wird das Stabelement
3 unter Bezugnahme auf4 und5 zusätzlich zu den oben beschriebenen1 bis3 beschrieben. Das Stabelement3 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet, die ein Durchgangsloch3a aufweist. Ferner ist ein Montageabschnitt31 , der bezüglich eines Außendurchmessers des Stabelements nach außen hervorragt, an einem Ende des Stabelements3 vorgesehen, das näher am Mutterelement2 ist. Der Montageabschnitt31 weist ein Durchgangsloch auf, das einen Innendurchmesser aufweist, der im Wesentlichen gleich dem des Durchgangslochs3a des Stabelements3 ist. Das Durchgangsloch des Montageabschnitts31 und das Durchgangsloch3a des Stabelements3 überlappen einander. Die Schraubenwelle1 ist mit Spiel in dem Durchgangsloch des Montageabschnitts31 und dem Durchgangsloch3a des Stabelements3 aufgenommen. Der Montageabschnitt31 kann einstückig mit dem Stabelement3 ausgebildet sein, oder kann als ein separates Element maschinell ausgearbeitet werden und dann an einem Ende des Stabelements3 fixiert werden. - Ferner weist der Montageabschnitt
31 ein Paar von Ausnehmungsabschnitten32 auf, die quer über eine Mittelachse des Durchgangslochs ausgebildet sind. Durch die Bildung des Paars von Ausnehmungsabschnitten32 weist der Montageabschnitt31 ein Paar von Fixierarmabschnitten33 auf, die quer über die Mittelachse des Durchgangslochs ausgebildet sind. Ein Schraubloch34 ist in jedem der Fixierarmabschnitte33 entlang einer Axialrichtung des Stabelements3 ausgebildet. Wie aus den1 bis5 zu erkennen, sind in der Axialrichtung der Schraubenwelle1 der Ausnehmungsabschnitt32 des Montageabschnitts31 und der Verbindungabschnitt25 des Flanschabschnitts23 einander zugewandt, und sind der Fixierarmabschnitt33 des Montageabschnitts31 und der Ausnehmungsabschnitt24 des Flanschabschnitts23 einander zugewandt. Wenn man den Flanschabschnitt23 des Mutterelements2 von einem distalen Ende des Stabelements durch den Montageabschnitt31 betrachtet, wie in4 gezeigt, kann dementsprechend der Verbindungsabschnitt25 des Flanschabschnitts23 visuell von dem Ausnehmungsabschnitt32 des Montageabschnitts31 erkannt werden. Wenn der Montageabschnitt31 von der Flanschabschnittsseite23 des Mutterelements2 durch den Flanschabschnitt betrachtet wird, wie in3 gezeigt, kann der Fixierarmabschnitt33 des Montageabschnitts31 visuell von dem Ausnehmungsabschnitt24 des Flanschabschnitts23 erkannt werden. - Indes umfasst der Puffermechanismus
4 einen ersten Schaft43 , einen zweiten Schaft44 , ein erstes Trennelement41 , ein zweites Trennelement42 und Spiralfedern45 . Der erste Schaft43 weist ein Ende auf, das am Flanschabschnitt23 des Mutterelements2 mit einer Schraube fixiert werden soll. Der zweite Schaft44 weist ein Ende auf, das am Montageabschnitt31 des Stabelements3 mit einer Schraube fixiert werden soll. Das erste Trennelement41 und das zweite Trennelement42 sind in einer Axialrichtung der Schäfte43 und44 beweglich, indem sie durch den ersten Schaft43 und den zweiten Schaft44 geführt werden. Die Spiralfedern45 sind elastische Elemente, die zwischen dem ersten Trennelement41 und dem zweiten Trennelement42 vorgesehen sind. - Der erste Schaft
43 ist zu einer im Wesentlichen säulenförmigen Form geformt, und an beiden Enden davon sind Außengewinde ausgebildet. Das Außengewinde an einem Ende des ersten Schafts43 ist an dem Schraubloch25a fixiert, das im Verbindungsabschnitt des Flanschabschnitts23 ausgebildet ist. Indes ist ein Regulierabschnitt43a , der durch eine Unterlegscheibe43b und eine Fixiermutter43c aufgebaut ist, per Gewinde mit dem Außengewinde an einem anderen Ende im Eingriff. Der Abschnitt zwischen dem Paar von Außengewinden, die an beiden Enden des ersten Schafts43 ausgebildet sind, fungiert als ein Führungsbereich für das erste Trennelement41 und das zweite Trennelement42 . Der Regulierabschnitt43a muss nur als eine Rückhaltevorrichtung für das zweite Trennelement42 bezüglich des ersten Schafts43 fungieren. Der Regulierabschnitt43a ist nicht auf die Unterlegscheibe43b und die Fixiermutter43c beschränkt, die in den Zeichnungen gezeigt sind, solange der Regulierabschnitt43a an einem Ende des ersten Schafts43 fixiert ist. - Ferner ist ähnlich wie der erste Schaft
43 der zweite Schaft44 zu einer im Wesentlichen säulenförmigen Form geformt, und an beiden Enden davon sind Außengewinde ausgebildet. Das Außengewinde an einem Ende des zweiten Schafts44 ist an dem Schraubloch34 fixiert, das im Fixierarmabschnitt33 des Montageabschnitts31 ausgebildet ist. Indes ist ein Regulierabschnitt44a , der durch eine Unterlegscheibe44b und eine Fixiermutter44c aufgebaut ist, per Gewinde mit dem Außengewinde an einem anderen Ende im Eingriff. Der Abschnitt zwischen dem Paar von Außengewinden, die an beiden Enden des zweiten Schafts44 ausgebildet sind, fungiert als ein Führungsbereich für das erste Trennelement41 und das zweite Trennelement42 . Der Regulierabschnitt44a muss nur als eine Rückhaltevorrichtung für das erste Trennelement41 bezüglich des zweiten Schafts44 fungieren. Der Regulierabschnitt44a ist nicht auf die Unterlegscheibe44b und die Fixiermutter44c beschränkt, die in den Zeichnungen gezeigt sind, solange der Regulierabschnitt44a an einem Ende des zweiten Schafts44 fixiert ist. - Ferner sind das erste Trennelement
41 und das zweite Trennelement42 plattenförmige Elemente, die in einer im Wesentlichen rechteckigen Form ausgebildet sind, und jedes weist ein Paar von Durchgangslöchern auf, in die der erste Schaft43 und der zweite Schaft44 eingesetzt werden sollen. Die Innendurchmesser dieser Durchgangslöcher sind etwas größer als die Außendurchmesser des ersten Schafts43 und des zweiten Schafts44 . Somit können die Führungsbereiche des ersten Schafts43 und des zweiten Schafts44 frei in der Axialrichtung dieser Schäfte bewegt werden. In einem Zustand, in dem der erste Schaft43 und der zweite Schaft44 in die Durchgangslöcher eingesteckt sind, ist das erste Trennelement41 so vorgesehen, dass es näher an dem Flanschabschnitt23 ist als das zweite Trennelement42 . Ferner ist ein Teil des ersten Trennelements41 innerhalb der Reguliernut26 positioniert, die in dem Mutterelement2 ausgebildet ist. - Die Spiralfedern
45 sind um jeden der Schäfte43 und44 als ein Führungsschaft angeordnet. Die Spiralfedern45 sind zwischen dem ersten Trennelement41 und dem zweiten Trennelement42 in einem Zustand angeordnet, in dem sie aus einer freien Länge zusammengedrückt sind. Daher wird, wie in den5 bis7 gezeigt, in einem Zustand, in dem eine Belastung nicht zwischen dem Mutterelement2 und dem Stabelement3 wirkt, das erste Trennelement41 durch die Spiralfeder45 zum Flanschabschnitt23 hin gedrängt, so dass das erste Trennelement41 gegen den Flanschabschnitt23 in Anlage gehalten wird. Zur selben Zeit wird der Regulierabschnitt44a des zweiten Schafts44 gegen eine Anlagefläche41a des ersten Trennelements41 in Anlage gehalten, der gegen den Flanschabschnitt23 in Anlage gehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt ist der Regulierabschnitt44a in dem Ausnehmungsabschnitt24 aufgenommen, der in dem Flanschabschnitt23 ausgebildet ist, so dass verhindert wird, dass der Flanschabschnitt23 und der Regulierabschnitt44a störend miteinander wechselwirken. Ferner wird das zweite Trennelement42 durch die Spiralfeder45 zum Montageabschnitt31 hin gedrängt, so dass das zweite Trennelement42 gegen den Montageabschnitt31 in Anlage gehalten wird. Zur selben Zeit wird der Regulierabschnitt43a des erstens Schafts43 gegen eine Anlagefläche42a des zweiten Trennelements42 in Anlage gehalten, der gegen den Montageabschnitt31 in Anlage gehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt ist der Regulierabschnitt43a in dem Ausnehmungsabschnitt32 aufgenommen, der in dem Montageabschnitt31 ausgebildet ist, so dass verhindert wird, dass der Montageabschnitt31 und der Regulierabschnitt43a störend miteinander wechselwirken. - Wie oben beschrieben, sind der erste Schaft
43 und der zweite Schaft44 so angeordnet, dass sie entgegengesetzt ausgerichtet sind. Der Regulierabschnitt43a des ersten Schafts43 ist auf einer Seite positioniert, die dem Regulierabschnitt44a des zweiten Schafts44 quer über die Spiralfedern45 gegenüberliegt. In einem Zustand, in dem die Belastung nicht zwischen dem Mutterelement2 und dem Stabelement3 wirkt, wird dementsprechend ein Abstand zwischen dem ersten Trennelement41 und dem zweiten Trennelement42 maximal gehalten. Der Abstand zwischen dem ersten Trennelement41 und dem zweiten Trennelement42 entspricht einem Abstand zwischen dem Regulierabschnitt44a des zweiten Schafts44 und dem Montageabschnitt31 , an dem der zweite Schaft44 fixiert ist, oder einem Abstand zwischen dem Regulierabschnitt43a des ersten Schafts43 und dem Flanschabschnitt23 , an dem der erste Schaft43 fixiert ist. - Ferner werden bei der Schraubenzufuhrvorrichtung dieser Ausführungsform ein erster Schaft
43 und ein zweiter Schaft44 , die entgegengesetzt ausgerichtet sind, als ein Paar betrachtet. Dann werden ein erstes Trennelement41 und ein zweites Trennelement42 mit dem Paar von Schäften kombiniert, um somit ein Paar von Puffermechanismen4 aufzubauen. Zwei Paare von Puffermechanismen4 sind an dem Mutterelement2 vorgesehen. Die beiden Paare von Puffermechanismen4 , die quer über das Mutterelement2 positioniert sind, weisen eine entgegengesetzte Positionsbeziehung bezüglich des ersten Schafts43 und des zweiten Schafts44 auf. - Als Nächstes wird ein Betrieb der Schraubenzufuhrvorrichtung dieser Ausführungsform, die die Puffermechanismen umfasst, beschrieben.
- Die Schraubenzufuhrvorrichtung dieser Ausführungsform, die die Puffermechanismen
4 umfasst, wird auf den Aktor angewandt, der ausgebildet ist, eine Drehbewegung eines Elektromotors in eine Linearbewegung durch eine Schraubenzufuhrvorrichtung umzuwandeln. In diesem Fall ist beispielsweise der Elektromotor (nicht gezeigt) mit einem Ende der Schraubenwelle1 verbunden, während das Stabelement3 durch Führungsmittel (nicht gezeigt) geführt wird, um sich in dessen Axialrichtung vorzuschieben und zurückzuziehen. Um die Drehung des Mutterelements2 zusammen mit der Schraubenwelle1 zu verhindern, muss ferner ein Drehstoppelement (nicht gezeigt) an dem Stabelement3 vorgesehen werden. Bei einer solchen Gebrauchsweise wird, wenn die Schraubenwelle1 durch den Elektromotor zur Drehung angetrieben wird, die Drehbewegung der Schraubenwelle1 in die Linearbewegung des Mutterelements2 umgewandelt. Dementsprechend schiebt sich das Stabelement3 , das durch Einfügung der Puffermechanismen4 an das Mutterelement2 gekoppelt ist, linear mit dem Mutterelement2 vor und zieht sich damit zurück. Zu diesem Zeitpunkt schiebt sich die Schraubenwelle1 im Durchgangsloch3a des Stabelements3 vor und zieht sich zurück. - Wenn sich das Stabelement
3 zusammen mit dem Mutterelement2 durch die Drehung des Elektromotors bewegt und sich in der Richtung des Pfeils FW aus1 vorschiebt, das heißt, wenn sich das Stabelement3 in einer Richtung bewegt, in der eine gesamte Länge der Schraubenzufuhrvorrichtung vergrößert wird, das heißt, wenn die Linearbewegung des Stabelements3 in der Richtung des Pfeils FW aus irgendeinem Grund verhindert wird, wirkt eine Reaktionskraft, die in einer der Richtung des Pfeils FW entgegengesetzten Richtung ausgeübt wird, auf das Stabelement3 . Die Reaktionskraft wird auf das zweite Trennelement42 durch den Montageabschnitt31 übertragen, um das zweite Trennelement42 zum Flanschabschnitt23 des Mutterelements2 hin zu drücken. - Wie in
8 gezeigt, wird, wenn die Größenordnung der Reaktionskraft eine durch die Spiralfeder45 aufgebrachte Federkraft übersteigt, die Spiralfeder45 zusammengedrückt, so dass sich das zweite Trennelement42 , das in Anlage gegen den Montageabschnitt31 gehalten wird, in der Richtung des Pfeils A bewegt. Das zweite Trennelement42 wird gegen den Regulierabschnitt43a des ersten Schafts43 mit der Federkraft der Spiralfeder45 gedrückt. Wenn die Reaktionskraft die durch die Spiralfeder45 aufgebrachte Federkraft übersteigt, wird somit das zweite Trennelement42 von dem Regulierabschnitt43a des ersten Schafts43 getrennt, so dass der Regulierabschnitt43a sich von der Anlagefläche42a des zweiten Trennelements42 abhebt. - Zur selben Zeit bewegt sich auch der zweite Schaft
44 , der an dem Montageabschnitt31 fixiert ist, in der Richtung des Pfeils A. Zu diesem Zeitpunkt wird das erste Trennelement41 gegen den Flanschabschnitt23 mit der Federkraft der Spiralfeder45 gedrückt und kann sich nicht in der Richtung des Pfeils A bewegen. Somit wird das erste Trennelement41 von dem Regulierabschnitt44a des zweiten Schafts44 getrennt, so dass der Regulierabschnitt44a sich von der Anlagefläche41a des ersten Trennelements41 abhebt. - Dementsprechend wird die Reaktionskraft, die auf das Stabelement
3 in der der Richtung des Pfeils FW aus1 entgegengesetzten Richtung wirkt, das heißt, in der Richtung des Pfeils A aus8 , nicht direkt auf das Mutterelement2 übertragen. Die Reaktionskraft wird auf das Mutterelement2 durch Einfügung der Spiralfeder45 übertragen. Mit diesem Aufbau wirkt beispielsweise, auch wenn durch ein Hindernis verhindert wird, dass sich das Stabelement3 in der Richtung FW vorschiebt, die Stoßbelastung nicht auf das Mutterelement2 . Ferner kann durch den Vorschub des Stabelements3 gegen andere mechanische Vorrichtungen elastisch gedrückt werden. - Wenn sich das Stabelement
3 zusammen mit dem Mutterelement2 durch die Drehung des Elektromotors bewegt, so dass sich das Stabelement3 in der Richtung des Pfeils BK aus1 zurückzieht, das heißt, wenn sich das Stabelement3 in einer Richtung bewegt, in der die gesamte Länge der Schraubenzufuhrvorrichtung verringert wird und die Linearbewegung des Stabelements3 in der Richtung BK aus irgendeinem Grund verhindert wird, wirkt indes eine Reaktionskraft, die in einer der Richtung BK entgegengesetzten Richtung, das heißt, in der Richtung FW, ausgeübt wird, auf das Stabelement3 . Die Reaktionskraft wird auf den zweiten Schaft44 übertragen, der an dem Montageabschnitt31 fixiert ist, und auf das erste Trennelement41 , durch Einfügung des Regulierabschnitts44a , der an dem zweiten Schaft fixiert ist. - Wie in
9 gezeigt, wird, wenn die Größenordnung der Reaktionskraft in der Richtung FW die durch die Spiralfeder45 aufgebrachte Federkraft übersteigt, die Spiralfeder45 zusammengedrückt, so dass sich der zweite Schaft44 zusammen mit dem Stabelement3 und dem Montageabschnitt31 in der Richtung des Pfeils B bewegt. Zusammen damit bewegt sich das erste Trennelement41 , das gegen den Regulierabschnitt44a des zweiten Schafts44 in Anlage gehalten wird, zusammen mit dem Regulierabschnitt44a in der Richtung des Pfeils B. Ferner wird das erste Trennelement41 gegen den Flanschabschnitt23 des Mutterelements2 mit der durch die Spiralfeder45 aufgebrachten Federkraft gedrückt. Wenn die Reaktionskraft die durch die Spiralfeder45 aufgebrachte Federkraft übersteigt, wird somit die Anlagefläche41a des ersten Trennelements41 von dem Flanschabschnitt23 getrennt, um somit einen Spalt zwischen dem ersten Trennelement41 und dem Flanschabschnitt23 auszubilden. - Indes wird das zweite Trennelement
42 gegen den Regulierabschnitt43a des ersten Schafts43 mit der Federkraft der Spiralfeder45 gedrückt, so dass die Bewegung des zweiten Trennelements42 in der Richtung des Pfeils B reguliert wird. Wenn sich der Montageabschnitt31 in der Richtung des Pfeils B bewegt, wird daher die Anlagefläche42a des zweiten Trennelements42 von dem Montageabschnitt31 getrennt, um somit einen Spalt zwischen dem zweiten Trennelement42 und dem Montageabschnitt31 auszubilden. - Dementsprechend wird die Reaktionskraft, die auf das Stabelement
3 in einer der Richtung des Pfeils BK aus1 entgegengesetzten Richtung wirkt, das heißt, in der Richtung des Pfeils B aus9 , nicht direkt auf das Mutterelement2 übertragen, sondern darauf durch Einfügung der Spiralfeder45 übertragen. Mit diesem Aufbau wirkt beispielsweise die Stoßbelastung nicht auf das Mutterelement2 , wenn aus irgendeinem Grund verhindert wird, dass sich das Stabelement3 in der Richtung des Pfeils BK zurückzieht. Ferner kann durch das Zurückziehen des Stabelements3 an anderen mechanischen Vorrichtungen elastisch gezogen werden. - Wenn des Weiteren die Reaktionskraft auf das Stabelement
3 in der der Richtung des Pfeils BK aus1 entgegengesetzten Richtung wirkt, und sich das erste Trennelement41 in der Richtung des Pfeils B aus9 bewegt, kann sich das erste Trennelement41 nicht ohne Beschränkung in der Axialrichtung der Schraubenwelle1 bewegen. Der Bewegungsbereich des ersten Trennelements41 wird durch die Reguliernut26 reguliert, die in dem Mutterelement2 ausgebildet ist. Dies ist zu dem Zweck, damit verhindert wird, dass die Spiralfeder45 stark zwischen dem ersten Trennelement41 und dem zweiten Trennelement42 zusammengedrückt wird, wenn eine Kraft, die bewirkt, dass sich das erste Trennelement41 in der Richtung des Pfeils B bewegt, übermäßig angelegt wird. - Bei der Schraubenzufuhrvorrichtung dieser Ausführungsform, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, ist es möglich, auch wenn eines von der Druckbelastung und der Zugbelastung übermäßig auf das Stabelement
3 der Schraubenzufuhrvorrichtung wirkt, zu verhindern, dass die Belastung direkt auf das Mutterelement2 übertragen wird, indem die Funktion des Puffermechanismus4 genutzt wird, wodurch man in der Lage ist, die Schraubenwelle1 und das Mutterelement2 vor der übermäßigen Belastung zu schützen. Wenn des Weiteren die Schraubenzufuhrvorrichtung auf den Aktor angewandt wird, kann das Stabelement3 elastisch gegen andere mechanische Vorrichtungen drücken oder elastisch daran ziehen, wodurch es in der Lage ist, den Gebrauch des Aktors zu erweitern. - Bei der Schraubenzufuhrvorrichtung dieser Ausführungsform ist des Weiteren der Puffermechanismus
4 , der aus dem ersten Schaft43 , dem zweiten Schaft44 , dem ersten Trennelement41 , dem zweiten Trennelement42 und der Spiralfeder45 gebildet ist, zwischen dem Flanschabschnitt23 des Mutterelements2 und dem Montageabschnitt31 des Stabelements3 vorgesehen. Der Flanschabschnitt23 und der Montageabschnitt31 müssen nur eine solche Größe aufweisen, dass der erste Schaft43 und der zweite Schaft44 um das Mutterelement2 herum vorgesehen sein können. Daher kann die Schraubenzufuhrvorrichtung, die den Puffermechanismus umfasst, in einer extrem kompakten Weise aufgebaut sein. Wenn ein Außendurchmesser der Schraubenwelle1 gleich dem der Schraubenwelle der Schraubenzufuhrvorrichtung des verwandten Standes der Technik ist, die den Puffermechanismus nicht umfasst, ist die gesamte Größe der Schraubenzufuhrvorrichtungen ebenfalls im Wesentlichen gleich. Dementsprechend kann die Schraubenzufuhrvorrichtung dieser Ausführungsform leicht durch die Schraubenzufuhrvorrichtung des verwandten Standes der Technik ersetzt werden. Wenn die Schraubenzufuhrvorrichtung dieser Ausführungsform ausgewählt wird, kann der Aktor, der die Pufferfunktion aufweist, leicht erhalten werden. - Bei der Schraubenzufuhrvorrichtung dieser Ausführungsform sind insgesamt vier Schäfte
43 und44 um das Mutterelement2 herum vorgesehen, jedoch kann die Anzahl der Schäfte43 und44 angemessen in Abhängigkeit der Größenordnung einer axialen Belastung verändert werden, die durch die Schraubenzufuhrvorrichtung getragen werden soll. Ferner kann die Auslegung der Anordnung des ersten Schafts43 und des zweiten Schafts44 , die entgegengesetzt ausgerichtet sind, angemessen verändert werden. Dennoch wird bevorzugt, dass jeder der Schäfte43 und44 so angeordnet ist, dass sie einander quer über die Mittelachse des Mutterelements2 punktsymmetrisch sind. - Ferner ist das Mutterelement
2 in der Schraubenzufuhrvorrichtung dieser Ausführungsform durch Einfügung der Mehrzahl von Kugeln an der Schraubenwelle1 montiert. Dennoch kann die vorliegende Erfindung auf eine sogenannte Gleitschraubenvorrichtung angewandt werden, bei der das Mutterelement ohne Einfügung der Kugeln an der Schraubenwelle montiert wird. - Ferner wird bei der Schraubenzufuhrvorrichtung dieser Ausführungsform die Spiralfeder
45 als das elastische Element eingesetzt. Dennoch ist das elastische Element nicht darauf beschränkt, solange das elastische Element das erste Trennelement41 zum Flanschabschnitt23 des Mutterelements2 hin drängen kann, und das zweite Trennelement42 zum Montageabschnitt31 des Stabelements3 hin drängen kann.
Claims (7)
- Schraubenzufuhrvorrichtung, umfassend: eine Schraubenwelle (1); ein Mutterelement (2), das einen Flanschabschnitt (23) aufweist, der an einer Außenumfangsfläche davon ausgebildet ist, und an der Schraubenwelle (1) montiert ist; ein Stabelement (3), das einen Montageabschnitt (31), der dem Flanschabschnitt (23) des Mutterelements (2) zugewandt ist, und einen Hohlabschnitt aufweist; und einen Puffermechanismus (4), der den Flanschabschnitt (23) des Mutterelements (2) und den Montageabschnitt (31) des Stabelements (3) miteinander verbindet, wobei der Puffermechanismus (4) umfasst: eine Mehrzahl von Schäften (43 und 44), die um das Mutterelement (2) herum vorgesehen sind; ein Paar von Trennelementen (41 und 42), durch die die Mehrzahl von Schäften (43 und 44) durchläuft, und das entlang der Mehrzahl der Schäfte (43 und 44) beweglich ist; und ein elastisches Element (45), das zwischen dem Paar von Trennelementen (41 und 42) in einem zusammengedrückten Zustand vorgesehen ist, wobei die Mehrzahl von Schäften (43 und 44) umfasst: einen Schaft (43), der an dem Flanschabschnitt (23) des Mutterelements (2) fixiert ist; und einen Schaft (44), der an dem Montageabschnitt (31) des Stabelements (3) fixiert ist.
- Schraubenzufuhrvorrichtung nach
Anspruch 1 , wobei die Mehrzahl von Schäften (43 und 44) umfasst: einen ersten Schaft (43), der an dem Flanschabschnitt (23) des Mutterelements (2) fixiert ist, und relativ bezüglich des Montageabschnitts (31) des Stabelements (3) beweglich ist; und einen zweiten Schaft (44), der an dem Montageabschnitt (31) des Stabelements (3) fixiert ist, und relativ bezüglich des Flanschabschnitts (23) des Mutterelements (2) beweglich ist, und wobei eine Stoßbelastung, die von außen in einer Axialrichtung des Schraubenwelle (1) aufgebracht wird, von einer Federkraft, die durch das elastische Element (45) ausgeübt wird, das von dem Paar von Trennelementen (41 und 42) sandwichartig umfasst wird, durch die Relativbewegung von zumindest einem von dem ersten Schaft (43) oder dem zweiten Schaft (44) bezüglich des Flanschabschnitts (23) oder des Montageabschnitts (31) vermindert wird. - Schraubenzufuhrvorrichtung nach
Anspruch 1 , wobei die Mehrzahl von Schäften (43 und 44) umfasst: einen ersten Schaft (43), der an dem Flanschabschnitt (23) des Mutterelements (2) fixiert ist, und relativ bezüglich des Montageabschnitts (31) des Stabelements (3) beweglich ist; und einen zweiten Schaft (44), der entgegengesetzt zu dem ersten Schaft (43) in einer Axialrichtung der Schraubenwelle (1) ausgerichtet ist, am Montageabschnitt (31) des Stabelements (3) fixiert ist, und relativ bezüglich des Flanschabschnitts (23) des Mutterelements (2) beweglich ist, und wobei ein Paar aus ersten Schaft (43) und zweitem Schaft (44) als ein Paar betrachtet wird, und zumindest zwei Paare aus erstem Schaft (43) und zweitem Schaft (44) um das Mutterelement (2) herum vorgesehen sind. - Schraubenzufuhrvorrichtung nach
Anspruch 3 , wobei die zwei Paare aus erstem Schaft (43) und zweitem Schaft (44) quer über das Mutterelement (2) vorgesehen sind. - Schraubenzufuhrvorrichtung nach
Anspruch 1 , wobei der Flanschabschnitt (23) und der Montageabschnitt (31) Ausnehmungsabschnitte aufweisen, die ausgebildet sind, eine störende Wechselwirkung mit der Mehrzahl der Schäfte (43 und 44) zu verhindern. - Schraubenzufuhrvorrichtung nach
Anspruch 1 , wobei das Mutterelement (2) eine Reguliernut aufweist, die entlang der Mehrzahl von Schäften (43 und 44) gebildet ist und ausgebildet ist, einen Bewegungsbereich des Paars von Trennelementen (41 und 42) zu regulieren, die an einer Außenumfangsfläche davon gebildet sind. - Aktor, der ausgebildet ist, eine Drehbewegung eines Elektromotors durch die Verwendung der Schraubenzufuhrvorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis6 in eine Vorschub- und Rückzugsbewegung eines Stabelements (3) in einer Axialrichtung umzuwandeln.
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