DE19803026A1 - Kugelumlaufsystem für Kugelgewindetriebe - Google Patents
Kugelumlaufsystem für KugelgewindetriebeInfo
- Publication number
- DE19803026A1 DE19803026A1 DE19803026A DE19803026A DE19803026A1 DE 19803026 A1 DE19803026 A1 DE 19803026A1 DE 19803026 A DE19803026 A DE 19803026A DE 19803026 A DE19803026 A DE 19803026A DE 19803026 A1 DE19803026 A1 DE 19803026A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ball
- curvature
- curves
- curve
- track
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
- F16H25/2214—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with elements for guiding the circulating balls
- F16H25/2223—Cross over deflectors between adjacent thread turns, e.g. S-form deflectors connecting neighbouring threads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
- F16H25/2214—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with elements for guiding the circulating balls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
- F16H25/2214—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with elements for guiding the circulating balls
- F16H25/2219—Axially mounted end-deflectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H2057/0087—Computer aided design [CAD] specially adapted for gearing features ; Analysis of gear systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine endlose Wälzkugelumlaufbahn
eines Kugelgewindetriebs mit einer eine äußere Schraubenfläche
und eine äußere Schraubennut aufweisenden Spindel und
mindestens einer eine innere Schraubenfläche und eine innere
Schraubennut aufweisenden Mutter, wobei Spindel und Mutter
ineinandergesteckt sind, und mit einer Vielzahl von Kugeln, die
in der Umlaufbahn angeordnet sind. Die endlose
Wälzkugelumlaufbahn setzt sich aus einer von der Schraubennut
der Spindel und der Mutter gebildeten schraubenförmigen
Lastlaufbahn und einer Kugelrückführungsbahn zusammen, welche
die beiden Enden der Lastlaufbahn verbindet.
Im allgemeinen lassen sich Kugelrückführungssysteme, wie Fig.
13 zeigt, in vier Gruppen untergliedern:
externe Kugelrückführung mit Umlenkrohr,
externe Kugelrückführung mit Endstück,
interne Kugelrückführung mit Umlenkstück und
interne Kugelrückführung mit Umlenkplatte.
externe Kugelrückführung mit Umlenkrohr,
externe Kugelrückführung mit Endstück,
interne Kugelrückführung mit Umlenkstück und
interne Kugelrückführung mit Umlenkplatte.
Obwohl diese unterschiedliche Vorteile und Nachteile aufweisen,
ist ihnen gemeinsam, daß die Form der Kugelrückführungsbahn und
die Oberflächenbeschaffenheit des Bahnkanals den Wirkungsgrad
und die Laufeigenschaften eines Kugelgewindetriebs entscheidend
beeinflussen. Die Gestalt der Kugelrückführungsbahn wirkt sich
insbesondere auf die dynamischen Laufeigenschaften und die
Laufruhe eines Kugelgewindetriebs aus.
Vorbekannte Konstruktionen der Kugelrückführungsbahn (8)
konzentrieren sich auf die Realisierung der Funktion der
Kugelumlenkung, wobei die Kugelumlaufbahn höchstens
tangentenstetig gestaltet ist. Dynamische Aspekte wurden dabei
nicht berücksichtigt. Fig. 14 zeigt die Kugelrückführungsbahn
eines Umlenkrohrs, die durch die tangentenstetige Verbindung
von einfachen Kurven, wie Geraden und Kreissegmenten, entsteht.
Läuft eine Wälzkugel mit hoher Geschwindigkeit von einem
geraden Bahnsegment in ein kreisförmiges Bahnsegment ein, wird
sie aufgrund der Krümmungsunstetigkeit einer abrupten
zentripetalen Beschleunigungsänderung im Anschlußpunkt (Fig.
15, Fig. 16) der beiden Segmente unterworfen, welche zu enormen
Stoß- und Reib-Kräften, Schwingungen und Geräuschen führt,
welche die Funktionen des Kugelgewindetriebs beträchtlich
stören. Eine ähnliche Problematik findet man auch bei den
anderen Kugelrückführungssystemen.
Aufgrund neuerer Anforderungen an höhere
Verfahrgeschwindigkeiten aus den Bereichen der Automatisierung,
des Werkzeugmaschinenbaus und der Halbleiterfertigung, in denen
Kugelgewindetriebe mit großer Steigung eine wichtige Rolle
spielen, wird die Kugelrückführungsbahn mit konventioneller
Ausführung aufgrund der Krümmungsunstetigkeit immer
problematischer. Es sind neue Ansätze zur Gestaltung der
Kugelrücklaufbahn für die neue Anforderung erforderlich.
Bei der in Fig. 14 gezeigten Ausführungsform ist die Verbindung
zwischen der schraubenförmigen Lastlaufbahn und
Kugelrückführungsbahn sowohl tangenten- als auch
krümmungsunstetig. Die US-Patent 4953419 und 5063809
beschreiben eine verbesserte Kugelumlaufbahn, wobei die
Lastbahn an die Kugelrückführungsbahn (8) tangentenstetig
anschließt, um eine abrupte Richtungsänderung der Kugeln in den
Anschlußstellen der beiden Laufbahnen zu vermeiden. Die Stoß-
und Reibkräfte sowie die Schwingungen und Geräusche infolge der
Krümmungsunstetigkeit in der Kugelumlaufbahn können jedoch mit
diesem Ansatz nicht vermindert werden. Eine ähnliche
Problematik findet man auch bei den vorbekannten Ausführungen
(z. B. US-Patent 5154091) mit externer Kugelrückführung mit
Endstück.
Ein einfaches Beispiel soll die Auswirkungen der
Krümmungsunstetigkeit in der Kugelumlaufbahn deutlich machen.
Fig. 18A zeigt eine Schnittdarstellung eines Umlenkrohrs,
bestehend aus der kreisförmigen Laufbahn 1 und zwei Bahnen A
und P mit geradem Verlauf, die an die Laufbahn 1
tangentenstetig anschließen. Läuft die Kugel 2 von der Laufbahn
A in die Laufbahn 1 ein, ist die Kugel einer abrupten
Beschleunigungsänderung im Anschlußpunkt B unterworfen, wo sich
die Krümmung von Null auf 1/R sprungartig verändert. Vorhandene
Ausführungen der Kugelrückführungsbahn, welche sich aus Kreis-,
Ellipsen- und Geraden-Segmente zusammensetzen, weisen denselben
Nachteil auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Wälzkugelumlaufbahn für Kugelgewindetriebe so zu schaffen, daß
ein sanfter Umlauf der Kugeln ohne Bschleunigungssprünge
gewährleistet wird. Diese Aufgabe wird durch die Gestaltung
einer tangenten- und krümmungsstetigen Kugelumlaufbahn gelöst.
Die Kurvengestaltung nutzt spezielle Plan- oder Raum-Kurven wie
z. B. Klothoide-, Bézier-, B-Spline-, NURBS- (Non-Uniform
Rational B-Spline) Kurven und u. a., deren Tangentenrichtung und
Krümmung in Endpunkte durch Auswahl geeigneter Kuvenparameter
frei definierbar und deren Verlauf kontinuierlich ist. Die
Gestaltung der verbesserten Kugelumlaufbahn stellt im
wesentlich eine Synthese der speziellen Kurven und anderer
Kurvenprimitiven wie z. B. Geraden- und Kreis-Segmente dar.
Einzelheiten der Erfindung, deren weiteren Merkmale und
Vorteile, werden zusätzlich deutlich beim Lesen der folgenden
Beschreibung, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt, es zeigen:
Fig. 1A eine Kugelrückführungsbahn aus Klothoidenkurven
Fig. 1B Krümmungsverlauf der Kugelrückführungsbahn in Fig. 1A
Fig. 2A eine Kugelrückführungsbahn aus Klothoidenkurven
Fig. 2B Krümmungsverlauf der Kugelrückführungsbahn in Fig. 2A
Fig. 3A eine Kugelrückführungsbahn aus Klothoidenkurven
Fig. 3B Krümmungsverlauf der Kugelrückführungsbahn in Fig. 3A
Fig. 4A eine Kugelrückführungsbahn aus Klothoidenkurven
Fig. 4B Krümmungsverlauf der Kugelrückführungsbahn in Fig. 4A
Fig. 5A eine Kugelrückführungsbahn aus Klothoidenkurven
Fig. 5B Krümmungsverlauf der Kugelrückführungsbahn in Fig. 5A
Fig. 6A eine s-förmige Klothoidenkurve für die interne
Kugelumlenkung
Fig. 6B absoluter Krümmungsverlauf der Klothoidenkurve in Fig.
6A
Fig. 7 Abbildung einer zweidimensionalen Klothoidenkurve (6)
auf einer Zylinderfläche (7)
Fig. 8 eine rationale Bézier-Kurve 5-ten Grades
Fig. 9 ein Kugelgewindetrieb mit externer Kugelrückführung mit
Endstück
Fig. 10 Teile einer Kugelumlaufbahn für eine externe
Kugelrückführung mit Endstück
Fig. 11 Krümmungsverteilung der Umlaufbahnsegemente in Fig. 10
Fig. 12 Krümmungsverteilung einer vorhandenen Ausführung
Fig. 13 Kugelumlaufsysteme
Fig. 14 Kugelumlaufbahn für eine externe Kugelrückführung mit
Umlenkrohr
Fig. 15 Schnittdarstellung eines Umlenkrohrs (9)
Fig. 16 Diagram der Stoßkraft (10) auf den
Kugelrückführungskanal
Fig. 17 eine verbesserte Ausführung des Umlenkrohrs
Fig. 18A eine konventionelle Kugelrückführungsbahn
Fig. 18B Krümmungsverlauf der Kugelrückführungsbahn in Fig. 18A
Im folgenden werden zunächst die Gestaltung zweidimensionaler
krümmungsstetiger Kugelrückführungsbahnen beschrieben. Da die
Krümmung einer zweidimensionalen Klothoidenkurve zu deren
Bogenlänge, relativ zu ihrem Anfangspunkt, eine explizite
Beziehung aufweist, ist es einfacher, das Grundprinzip der
Erfindung mit Hilfe der Klothoidenkurve zu erläutern.
Die allgemeine Gleichung einer Klothoidenkurve lautet in
Parameterform
wobei (X(u), Y(u)) Kurvenpunkt, (X0, Y0) Anfangspunkt der
Kurve, h Skalierungsfaktor und u Bogenlänge zwischen Anfangs-
und Kurvenpunkt sowie f(u) Tangentenfunktion ist, deren
Funktionswert den Winkel zwischen der x-Achse und der Tangente
an die Kurve in dem Punkt (X(u), Y(u)) bedeutet.
Die Tangentenfunktion f(u) ist oft wie folgt definiert:
Die Krümmungsfunktion ergibt sich dann in folgender
Parameterform:
Es ist ersichtlich aus der Gleichung, daß sich die Krümmung
einer Klothoidenkurve kontinuierlich von Null bis einem
bestimmten Wert verändert.
Fig. 1A zeigt eine Anwendung der Klothoidenkurve zur Gestaltung
einer krümmungsstetigen Kugelrückführungsbahn für eine externe
Kugelrückführung mit Umlenkrohr. Die Bahn besteht aus zwei
symmetrisch angeordneten Klothoidenkurven a und b, die jeweils
an die Geradenlaufbahn 3 und 4 im Punkt B und D anschließen.
Fig. 1B zeigt den Krümmungsverlauf der Rückführungsbahn. Die
Krümmung a nimmt von Null im Punkt B allmählich bis zu einem
bestimmten Wert im Anschlußpunkt C zu. Danach sinkt sie nimmt
wieder auf Null im Punkt D ab. Die in Fig. 18 gezeigten
Beschleunigungsprünge an den Kurvenverbindungsstellen
vorbekannter Konstruktionen lassen sich mit dem neuen Ansatz
vermeiden.
Andere Anwendungsbeispiele der Klothoidenkurve zur Gestaltung
der krümmungsstetigen Kugelrückführungsbahn zeigen Fig. 2A bis
Fig. 5B. Fig. 2A zeigt eine Bahn, die sich aus vier
Klothoidenkurven a, b, c, und d zusammensetzt. Fig. 3A zeigt
eine Rückführungsbahn aus vier Klothoidenkurven und einem
Geradensegment. Die beiden Bahnen weisen jeweils einen
stetigen Krümmungsverlauf (wie in Fig. 2B und Fig. 3B
dargestellt) auf.
In den obigen Beispielen stellt die Krümmung eine lineare
Funktion der Bogenlänge u dar, d. h. die Krümmung ist zu der
Bogenlänge proportional. Der Verlauf der Krümmung kann auch mit
Hilfe von Polynomen höherer Ordnung oder Sinusfunktionen
definiert werden. Zum Beispiel, kann ein quadratisches Polynom
zur Definition des Krümmungsverlaufs wie folgt aussehen:
c(u) = 6π(1-u)
Die entsprechende Klothoidenkurve in Parameterform lautet:
Fig. 4A zeigt eine Kurve solcher Art mit der oberen
Intergrationsgrenze eins. Die Krümmungsverteilung der Kurve ist
in Fig. 4B dargestellt.
Analog dazu läßt sich die Krümmungsfunktion mit Sinusfunktionen
wie folgt definieren:
c(u) = π sin(2u)
Die entsprechende Klothoidenkurve in Parameterform lautet:
Fig. 5 zeigt die Kurve mit der oberen Integrationsgrenze u = π/2.
Durch Auswahl geeigneter Krümmungsfunktion können
Klothoidenkurven auch zur Definition s-förmiger Umlenkbahnen
für interne Kugelrückführungen eingesetzt werden. Wird zum
Beispiel die Funktion
c(u) π sin(2u)/2
als Krümmungsfunktion c(u) gewählt, sieht die zugehörige
Klothoidenkurve in Parameterform wie folgt aus:
Fig. 6 zeigt die Kurve mit der oberen Integrationsgrenze u = π
und deren Krümmungsverteilung. Die S-förmige zweidimensionale
Kurve läßt sich dann durch mehrfache Abbildungen in eine
dreidimensionale Kugelrücklaufbahn des Umlenkstücks umwandeln.
Eine solcher Abbildungen zeigt Fig. 7, welche die S-förmigen
Plankurven im X-Y Koordinatensystem (Fig. 7A) in eine Raumkurve
auf einer Zylinderfläche im x-y-z Koordinatensystem (Fig. 7B)
umwandelt. Die Abbildung läßt sich mit folgenden Gleichungen
beschreiben:
Es kann bewiesen werden, daß der Parameter u die Bogenlänge der
Raumkurve ist, und deren Krümmungsfunktion lautet:
wobei f(u) die Tangentenfunktion der zweidimensionalen
Klothoidkurve ist. Aus der Gleichung ist ersichtlich, daß im
Vergleich zur zweidimensionalen Klothoidenkurve ein
zusätzlicher Term in der Krümmungsfunktion durch die Abbildung
entsteht. Trotzdem bleibt der Krümmungsverlauf der Kurve
stetig. Die S-förmige Klothoidenkurve auf der Zylinderfläche
läßt sich dann mit Hilfe weiterer Abbildungen in eine
endgültige Umlenkbahn für die interne Kugelrückführung
umwandeln.
Außer Klothoidenkurven sind andersartige Kurven wie z. B.
Bézier-, B-Spline-, NURBS-Kurven, deren Erzeugung von heutigen
CAD (Computer-Aided Design) Systemen unterstützt wird, zur
Gestaltung krümmungsstetiger Kugelumlaufbahn anwendbar. Im
Vergleich zu Klothoidenkurven benötigt die Konstruktion von
Kugelrückführungsbahn mit Bézier-, B-Spline-, NURBS-Kurven
keine zusätzliche Abbildungsverfahen, um räumliche
Kugelrücklaufbahn zu generieren. Im folgenden wird die
Gestaltung einer krümmungsstetigen Kugelrücklaufbahn mit Hilfe
der sog. rationalen Bézier-Kurve exemplarisch erläutert, da
dies eine anschauliche Interpretation der vorliegenden
Erfindung ermöglicht, und Bézier-, B-Spline-, NURBS-Kurven und
einige Klothoidenkurven in diese Kurvenform umgewandelt werden
können.
Eine rationale Bézier-Kurve n-ten Grades C(t) hat die
Parameterdarstellung:
wobei Pi Kontrollpunkte, wi das Gewicht des Kontrollpunkts Pi
und Bi n(t) Bernstein-Polynome n-ten Grades sind. Ein
wesentlicher Merkmal der rationalen Bézier-Kurve ist die sog.
Endpunktinterpolation, d. h. der erste und letzte Kontrollpunkt
sind Endpunkte der Kurve, und die erste und letzte Polygonseite
der Kontrollpunkte sind Tangenten der Kurve.
Fig. 8 zeigt eine rationale Bézier-Kurve 5-ten Grades und deren
6 Kontrollpunkte. Die Krümmung auf dem Endpunkt P0 k läßt sich
mit Hilfe folgender Gleichung berechnen:
wobei n gleich 5, ΔP0P1P2 die von den drei Kontrollpunkten P0, P1
und P2 definierten Fläche und ¦P0P1¦ der Abstand zwischen P0 und
P1 ist. Der Kehrwert der Krümmung ist Krümmungsradius des
Schmiegungskreises, der sich in der von P0, P1 und P2 definierten
Schmiegungsebene befindet.
Bei der folgenden Beschreibung handelt es sich um die
Gestaltung einer tangenten- und krümmungsstetigen
Kugelrückführungsbahn für eine externe Kugelrückführung mit
Endstück (Fig. 9). Fig. 10 zeigt zwei Kurvensegmente L und R
der Rückführungsbahn, wobei die Kugelrücklaufbahn L ein
Geradensegement und die Kugelumlenkbahn R eine rationale
Bézier-Kurve 5-tn Grades ist. Dabei wird auch der
Schmiegungskreis O mit dem Krümmungsradius r im Kurvenpunkt P0
der Lastlaufbahn H dargestellt. Die Bézier-Kurve R wird mit
Hilfe folgender Prozedur definiert, so daß sie mit der
schraubenförmigen Lastlaufbahn H im Punkt P0 und mit der
Kugelrücklaufbahn L im Punkt P5 sowohl tangenten- als auch
krümmungstetig verbunden ist:
Wähle zunächst Punkt P0 und P5 als die beiden Endpunkte der Bézier-Kurve R,
Wähle dann einen Punkt auf der Tangente der Kurvenpunkt P0 der schraubenförmigen Lastlaufbahn H als Kontrollpunkt P1,
Suche mit Hilfe der oben erwähnten Krümmungsgleichung einen Punkt auf der Schmiegungseben als Kontrollpunkt P2 aus, und
Wähle schließlich zwei Punkte auf der Tangente des Kurvenendpunktes P5 der geradenliniearen Kugelrücklaufbahn L als Kontrollpunkt P3 und P4, da die Krümmung auf dem Punkt P5 gleich Null ist.
Wähle zunächst Punkt P0 und P5 als die beiden Endpunkte der Bézier-Kurve R,
Wähle dann einen Punkt auf der Tangente der Kurvenpunkt P0 der schraubenförmigen Lastlaufbahn H als Kontrollpunkt P1,
Suche mit Hilfe der oben erwähnten Krümmungsgleichung einen Punkt auf der Schmiegungseben als Kontrollpunkt P2 aus, und
Wähle schließlich zwei Punkte auf der Tangente des Kurvenendpunktes P5 der geradenliniearen Kugelrücklaufbahn L als Kontrollpunkt P3 und P4, da die Krümmung auf dem Punkt P5 gleich Null ist.
Die Effektivität dieser Kurvenverbindungstechnik zeigt Fig. 11,
wobei der stetige Krümmungsverlauf entlang der Umlenkbahn R,
der Kugelrücklaufbahn L und der Lastlaufbahn H ersichtlich
wird. Dagegen zeigt Fig. 12 eine vorbekannte Konstruktion,
wobei nur die Tangentenstetigkeit berücksichtigt wurde und
somit unstetige Krümmungsänderungen in dem Anschlußpunkten P0
und P5 auftreten. Mit dem neuen Ansatz lassen sich zentripetale
Beschleunigungssprünge an den Anschlußstellen in der
Kugelrückführungsbahn und die daraus resultierenden Stoßkräfte,
Reibungen und Geräusche vermindern.
Die oben erwähnte Technik kann auch zum Optimieren der
Kugelrücklaufbahn eingesetzt werden. Unter der Voraussetzung
der Tangenten- und Krümmungsstetigkeit stellt das Verfahren dem
Konstrukteur Freiräume zur Auswahl von Kontrollpunkten und
deren Gewichtung zur Verfügung. Dabei kann der Konstrukteur
diese Parameter nach bestimmten Optimierungskriterien, wie z. B.
einem sanften Krümmungsverlauf oder einer einfachen Fertigung
iterativ variieren.
Die Anwendung der rationalen Bézie-Kurve ist sicherlich nicht
auf die Gestaltung von Kugelrückführungsbahnen mit externer
Kugelrückführung mit Endstück beschränkt. Sie ist genauso
anwendbar bei der Definition der Kugellaufbahn für die
Kugelrückführung mit Umlenkrohr, Umlenkstücks bzw. Umlenkplatte.
Obwohl das Ziel der Erfindung insbesondere darin besteht, eine
tangenten- und krümmungsstetige Kugelrückführungsbahn zu
schaffen, kann der Rückführungskanal in bezug auf die
Montierbarkeit kleinen Modifikationen unterliegen, wie z. B. der
Einführung von Fasen, Rundungen oder Senkungen in den Öffnungen
des Umlenkkanals. Diese Variationen zählt ebenfalls zu dem
Bereich der Erfindung.
Claims (5)
1. Kugelumlaufsystem eines Kugelgewindetriebs, mit einer eine
äußere Schraubenfläche und eine äußere Schraubennut
aufweisenden Spindel sowie einer eine innere Schraubenfläche
und eine innere Schraubennut aufweisenden Mutter, wobei Spindel
und Mutter ineinandergesteckt sind, einer Mehrzahl von
Wälzkugeln, die in einer durch die Schraubennuten definierten
Laufbahn angeordnet sind, und einer sich aus mindestens einer
speziellen Kurve zusammensetzenden Kugelrückführungsbahn,
welche die beiden Enden der Laufbahn verbindet, dadurch
gekennzeichnet, daß
die Verbindungen zwischen Kugelrückführungsbahn und
Kugellastlaufbahn sowie die Verbindungen spezieller Kurven
innerhalb der Kugelrückführungsbahn tangenten- und
krümmungsstetig sind.
2. Kugelumlaufsystem nach Anspruch 1, wobei sich die Krümmung
der speziellen Kurven innerhalb der Kurve kontinuierlich
verändert, und die Krümmung in den Kurvenendpunkten frei
definierbar ist.
3. Kugelumlaufsystem nach Anspruch 1 oder 2 wobei die
speziellen Kurven Klothoide-, Bézier-, B-Spline- und/oder NURBS
(Non-Uniform Rational B-Spline)-Kurven sind.
4. Kugelumlaufsystem nach Anspruch 1, wobei die speziellen
Kurven solche Kurven sind, die durch tangenten- und
krümmungsstetige Zusammenfügung von Klothoide-, Bézier-, B-
Spline- und/oder NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline)-Kurven,
und Geraden-, Kreis-, Ellipsen-Segmenten oder dergl. entstehen.
5. Kugelumlaufsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
die speziellen Kurven zweidimensionale Plan-Kurven oder
dreidimensionale Raum-Kurven sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29801280U DE29801280U1 (de) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | Kugelumlaufsystem für Kugelgewindetriebe |
DE19803026A DE19803026A1 (de) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | Kugelumlaufsystem für Kugelgewindetriebe |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29801280U DE29801280U1 (de) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | Kugelumlaufsystem für Kugelgewindetriebe |
DE19803026A DE19803026A1 (de) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | Kugelumlaufsystem für Kugelgewindetriebe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19803026A1 true DE19803026A1 (de) | 1999-08-12 |
Family
ID=26043374
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803026A Withdrawn DE19803026A1 (de) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | Kugelumlaufsystem für Kugelgewindetriebe |
DE29801280U Expired - Lifetime DE29801280U1 (de) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | Kugelumlaufsystem für Kugelgewindetriebe |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE29801280U Expired - Lifetime DE29801280U1 (de) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | Kugelumlaufsystem für Kugelgewindetriebe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE19803026A1 (de) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10042610A1 (de) * | 1999-09-03 | 2001-06-07 | Nsk Ltd | "Kugelumlaufspindelvorrichtung" |
DE10056275A1 (de) * | 2000-11-14 | 2002-05-23 | Ina Schaeffler Kg | Kugelgewindetrieb |
DE10200878A1 (de) * | 2002-01-11 | 2003-03-06 | Mannesmann Plastics Machinery | Mutter für Kugelgewindegetriebe |
EP1471287A2 (de) | 2003-04-23 | 2004-10-27 | NEFF Antriebstechnik Automation GmbH | Kugelumlaufspindel |
DE10140884B4 (de) * | 2000-08-23 | 2005-09-22 | Nsk Ltd. | Kugelumlaufspindelvorrichtung |
DE102004025683A1 (de) * | 2004-05-26 | 2005-12-15 | Ina-Schaeffler Kg | Spindelmutter für einen Kugelgewindetrieb |
CN101328963B (zh) * | 2007-06-22 | 2010-08-04 | 西安凤城精密机械有限公司 | 具有五次抛物线回珠器的滚珠丝杠副 |
DE102011076439A1 (de) * | 2011-05-25 | 2012-11-29 | Aktiebolaget Skf | Konzept für einen Rückführkanal eines Wälzgewindetriebs |
DE102013112842A1 (de) * | 2013-04-30 | 2014-10-30 | Zf Lenksysteme Gmbh | Kugelgewindetrieb |
DE112005000451B4 (de) * | 2004-02-27 | 2020-02-13 | Thk Co., Ltd. | Designverfahren für ein Industrieerzeugnis unter Verwendung einer Klothoidenkurve, und Verfahren und Vorrichtung zur numerischen Steuerung unter Verwendung der Klothoidenkurve |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3304784C2 (de) * | 1982-02-26 | 1985-01-31 | Hiroshi Tokio/Tokyo Teramachi | Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Linearbewegung |
US4953419A (en) * | 1989-09-19 | 1990-09-04 | Dana Corporation | Ball screw return system |
US5063809A (en) * | 1990-10-15 | 1991-11-12 | Dana Corporation | Return tube arrangement for ball screw assembly |
US5154091A (en) * | 1991-01-25 | 1992-10-13 | Ricerca Elettromeccanica S.R.L. | Linear screw and/or circulating ball actuator |
-
1998
- 1998-01-27 DE DE19803026A patent/DE19803026A1/de not_active Withdrawn
- 1998-01-27 DE DE29801280U patent/DE29801280U1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3304784C2 (de) * | 1982-02-26 | 1985-01-31 | Hiroshi Tokio/Tokyo Teramachi | Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Linearbewegung |
US4953419A (en) * | 1989-09-19 | 1990-09-04 | Dana Corporation | Ball screw return system |
US5063809A (en) * | 1990-10-15 | 1991-11-12 | Dana Corporation | Return tube arrangement for ball screw assembly |
US5154091A (en) * | 1991-01-25 | 1992-10-13 | Ricerca Elettromeccanica S.R.L. | Linear screw and/or circulating ball actuator |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SCHUNCK, Jürgen.: "Wälzschraubtriebe und ihre Anwendung im Werkzeugmaschinenbau", in: DE-Z.: Industrie-Anzeiger, 89, Jg., Nr. 60, 28. Juli 1967S. 21-25 * |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6450055B1 (en) | 1999-09-03 | 2002-09-17 | Nsk Ltd. | Ball screw apparatus |
DE10042610A1 (de) * | 1999-09-03 | 2001-06-07 | Nsk Ltd | "Kugelumlaufspindelvorrichtung" |
DE10042610B4 (de) * | 1999-09-03 | 2005-01-13 | Nsk Ltd. | "Kugelumlaufspindelvorrichtung" |
DE10140884C5 (de) * | 2000-08-23 | 2011-02-24 | Nsk Ltd. | Kugelumlaufspindelvorrichtung |
DE10140884B4 (de) * | 2000-08-23 | 2005-09-22 | Nsk Ltd. | Kugelumlaufspindelvorrichtung |
DE10056275B4 (de) * | 2000-11-14 | 2009-06-04 | Schaeffler Kg | Kugelgewindetrieb |
DE10056275A1 (de) * | 2000-11-14 | 2002-05-23 | Ina Schaeffler Kg | Kugelgewindetrieb |
DE10200878A1 (de) * | 2002-01-11 | 2003-03-06 | Mannesmann Plastics Machinery | Mutter für Kugelgewindegetriebe |
EP1471287A2 (de) | 2003-04-23 | 2004-10-27 | NEFF Antriebstechnik Automation GmbH | Kugelumlaufspindel |
DE10318388B4 (de) * | 2003-04-23 | 2008-09-11 | Neff Antriebstechnik Automation Gmbh | Kugelumlaufspindel |
DE10318388A1 (de) * | 2003-04-23 | 2004-11-25 | Neff Antriebstechnik Automation Gmbh | Kugelumlaufspindel |
DE112005000451B4 (de) * | 2004-02-27 | 2020-02-13 | Thk Co., Ltd. | Designverfahren für ein Industrieerzeugnis unter Verwendung einer Klothoidenkurve, und Verfahren und Vorrichtung zur numerischen Steuerung unter Verwendung der Klothoidenkurve |
DE102004025683A1 (de) * | 2004-05-26 | 2005-12-15 | Ina-Schaeffler Kg | Spindelmutter für einen Kugelgewindetrieb |
US8800129B2 (en) | 2004-05-26 | 2014-08-12 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Method for producing a spindle nut for a ball screw |
CN101328963B (zh) * | 2007-06-22 | 2010-08-04 | 西安凤城精密机械有限公司 | 具有五次抛物线回珠器的滚珠丝杠副 |
DE102011076439A1 (de) * | 2011-05-25 | 2012-11-29 | Aktiebolaget Skf | Konzept für einen Rückführkanal eines Wälzgewindetriebs |
DE102013112842A1 (de) * | 2013-04-30 | 2014-10-30 | Zf Lenksysteme Gmbh | Kugelgewindetrieb |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE29801280U1 (de) | 1998-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112005000451B4 (de) | Designverfahren für ein Industrieerzeugnis unter Verwendung einer Klothoidenkurve, und Verfahren und Vorrichtung zur numerischen Steuerung unter Verwendung der Klothoidenkurve | |
DE69204703T2 (de) | Gleitringdichtung. | |
DE60109276T2 (de) | Mit einem gewinde versehenes, röhrförmiges element für ermüdungsbeständige, verschraubbare rohrverbindung und damit hergestellte rohrverbindung | |
DE19803026A1 (de) | Kugelumlaufsystem für Kugelgewindetriebe | |
DE3645216C2 (de) | ||
DE102009043578B3 (de) | Verschiebegelenk | |
DE1151774B (de) | Zylindrische Schrumpfgewindeverbindung, insbesondere fuer Tiefbohrrohre | |
EP3555996B1 (de) | Kühlvorrichtung eines elektromotors sowie elektromotor mit kühlvorrichtung | |
DE3023837A1 (de) | Hydrostatisches lager | |
DE69203789T2 (de) | Gewinderollspindel mit einstellbarem Spiel oder Vorspannung. | |
DE69217241T2 (de) | Induktiver winkelverschiebungssensor | |
DE69100702T2 (de) | Verschiebbares Übertragungsgelenk. | |
DE3401782A1 (de) | Gewickelte zylindrische buchse | |
DE69108881T2 (de) | Mechanismus zur Reduzierung von Druckverlusten in Rohrkrümmern. | |
DE69005982T2 (de) | Drehbewegungsübertragung mittels Kugeln. | |
DE102020134973A1 (de) | Zahnradvorrichtung des biegeeingriffstyps | |
DE102008020673B4 (de) | Abgestufte Statorschaufel | |
EP2942606A1 (de) | Induktiver wegsensor und kolbenzylinder-anordnung | |
DE1798360A1 (de) | Durchflussmeter | |
DE69930367T2 (de) | Gepaartes Schraubenrotorprofil | |
DE3600839A1 (de) | Oelring mit verminderter starrheit | |
DE3718410A1 (de) | Drehmomentuebertragende vielzahnverbindung | |
DE9418641U1 (de) | Wärmeaustauschrohr | |
EP0077031B1 (de) | Drehkolbenverdichter | |
DE29723067U1 (de) | Linearwälzlager |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |