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Die Erfindung betrifft eine Kugelumlaufspindel, insbesondere eine für verschiedene Gewindearten geeignete Kugelumlaufspindel mit Rückführhülsen.
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In den Maschinen der Hochpräsitionsfertigung ist die Kugelumlaufspindel zu einer der unverzichtbaren Komponenten geworden. Obwohl die Hauptstruktur der aktuellen Kugelumlaufspindel recht ausgereift ist, gibt es jedoch noch einige Probleme, die gelöst werden müssen.
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Zum Beispiel weist das japanische Patent Nr.
JP5042921 B eine Hauptstruktur auf, die eine Gewindespindel, eine Mutter zum Durchführen der Gewindespindel, zwei Rückführhülsen, die mit den beiden Enden der Mutter verbunden sind, und eine Vielzahl von Rollkörpern umfasst. Zwischen der Gewindespindel und der Mutter ist mindestens ein Lastkanal ausgebildet. Zwischen den Rückführhülsen und der Mutter ist jeweils mindestens ein mit dem Lastkanal verbundener Rückführkanal ausgebildet. Der Lastkanal und die Rückführkanäle bilden zusammen einen Umlaufkanal. Die Rollkörper befinden sich in dem Umlaufkanal. Bei der obigen Struktur bestehen die Rückführhülsen jeweils aus einem oberen Rückführstück und einem unteren Rückführstück. Am oberen Rückführstück ist eine Vielzahl von Nägeln angeformt (Nägel werden auch als Führungen, Schaufeln usw. bezeichnet), um die Rollkörper beim Durchlauf zu führen. Die Anzahl der Nägel an einem solchen oberen Rückführstück wird jedoch zum Zeitpunkt der Herstellung festgelegt. Daher kann es nicht gemeinsam auf eingängige, zweigängige oder viergängige Kugelumlaufspindel angewendet werden. Für unterschiedliche Gewindegänge müssen unterschiedliche Formwerkzeuge hergestellt werden. Als Ergebnis sind höhere Kosten für Design, Entwicklung, Formwerkzeuge und Herstellung erforderlich.
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Darüber hinaus gibt es auch eine Art Rückführhülse, die beim Formen direkt vier Nägel einstückig bildet und direkt auf viergängige Kugelumlaufspindel angewendet werden kann. Wenn sie an einer eingängigen oder zweigängigen Kugelumlaufspindel montieren werden soll, müssen die überschüssigen Nägel manuell geschliffen und abgetragen werden, um Störungen zu vermeiden. Obwohl diese Art von Rückführhülse die Kosten des Formwerkzeugs reduzieren kann, erhöht sie viel manuelle Schleifzeit und Arbeitskraft vor der Montage, was für eine Massenproduktion nachteilig ist. Es gibt auch Probleme mit verringerter Produktionseffizienz und erhöhten Arbeitskosten.
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Um die Probleme im Stand der Technik zu lösen, wie hohe kosten des Formwerkzeugs, ungünstige Massenproduktion, verringerte Produktionseffizienz und erhöhte Arbeitskosten bei der herkömmlichen Kugelumlaufspindel, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine für verschiedene Gewindearten geeignete Kugelumlaufspindel mit Rückführhülsen bereitzustellen, die umfasst: eine Gewindespindel, die an der Außenumfangsfläche mit mindestens einer Spindelrollrille versehen ist; einer Mutter, die einen Innenraum aufweist, der sich axial durch die Mutter hindurch erstreckt, wobei der Innenraum den Durchgang der Gewindespindel ermöglicht, wobei an der Innenumfangsfläche des Innenraums mindestens eine Mutterrollrille entsprechend der Spindelrollrille ausgebildet ist, wobei die Spindelrollrille und die Mutterrollrille gemeinsam einen Lastkanal bilden; zwei Rückführhülsen, die jeweils einen Rückführhülsenkörper und mindestens ein Führungselement aufweisen, wobei der Rückführhülsenkörper einen durchgehenden Innenraum hat, wobei die innere Endfläche des Rückführhülsenkörpers mehrere Montagenuten aufweist, wobei die Montagenuten mit dem Innenraum in Verbindung stehen, wobei das Führungselement einen Montageabschnitt und einen Schaufelabschnitt, der mit einer Seite des Montageabschnitts verbunden ist, aufweist, wobei der Montageabschnitt in die Montagenut eingeführt wird, wobei der Schaufelabschnitt in den Innenraum einragt, wobei die Rückführhülsen mit den inneren Endflächen der Rückführhülsenkörper an den beiden Enden der Mutter anliegen, wodurch zwischen den Rückführhülsen und der Mutter jeweils mindestens ein Rückführkanal gebildet ist, wobei die Rückfühlkanäle mit dem Lastkanal einen Umlaufkanal bilden; und eine Vielzahl von Rollkörpern, die in den Umlaufkanal angeordnet sind und durch die Führung der Schaufelabschnitte von dem Lastkanal in die Rückführkanäle eintritt, um ein zyklisches Rollen zu erreichen. Dadurch kann die Erfindung die Kosten des Formwerkzeugs reduzieren, die Massenproduktion ermöglichen und die Herstellungs- und Verarbeitungszeit verkürzen.
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Im Folgenden wird die Erfindung an Hand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnung im Detail beschreiben. In der Zeichnung zeigt:
- 1 eine Explosionsdarstellung der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
- 2 eine perspektivische Darstellung gemäß 1,
- 3 eine Schnittdarstellung gemäß 1,
- 4 eine Schnittdarstellung gemäß 1,
- 5 bis 8 vergrößerte Darstellungen gemäß 1,
- 9 eine Explosionsdarstellung der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und
- 10 eine Schnittdarstellung gemäß 9.
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1 bis 8 zeigen eine für verschiedene Gewindearten geeignete Kugelumlaufspindel mit Rückführhülsen 100 der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die hauptsächlich eine Gewindespindel 10, eine Mutter 20, zwei Rückführhülsen 30 und eine Vielzahl von Rollkörpern 40 umfasst.
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Wie in 1 bis 4 gezeigt, ist die Gewindespindel 10 ein langer zylindrischer Körper. An der Außenumfangsfläche der Gewindespindel 10 sind zwei Spindelrollrillen 11 ausgebildet, die sich in axialer Richtung spiralförmig erstrecken.
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Wie in 1 bis 4 gezeigt, weist die Mutter 20 einen Innenraum 21 auf, der sich axial durch die Mutter hindurch erstreckt. Der Innenraum 21 ermöglicht den Durchgang der Gewindespindel 10. An der Innenumfangsfläche des Innenraums 21 sind zwei Mutterrollrillen 22 entsprechend den Spindelrollrillen 11 ausgebildet. Jede Spindelrollrille 11 und jede Mutterrollrille 22 bilden gemeinsam einen Lastkanal. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Lastkanäle gebildet. An den beiden Endflächen der Mutter 20 ist jeweils eine Vielzahl von Schraubenlöchern 23 vorgesehen.
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Wie in 1 bis 8 gezeigt, sind die Rückführhülsen 30 an den beiden Enden der Mutter 20 befestigt. Da die Struktur und die Montage der Rückführhülsen 30 vollständig gleich sind, wird nur die Struktur einer Rückführhülse 30 beschrieben. Die Rückfühlhülse 30 weist einen Rückführhülsenkörper 31, zwei Führungselemente 32 und eine Vielzahl von Schrauben 33 auf.
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Eine Endfläche des Rückführhülsenkörpers 31 ist eine innere Endfläche 311 und die andere Endfläche ist eine äußere Endfläche 312. Der Rückführhülsenkörper 31 weist einen durchgehenden Innenraum 313 und eine Vielzahl von Durchgangslöchern 314 auf, die die innere Endfläche 311 und die äußere Endfläche 312 axial durchdringen. Der Innenraum 313 befindet sich an der Achsenposition. Die Durchgangslöcher 314 befinden sich um den Innenraum 313 herum. Die innere Endfläche 311 des Rückführhülsenkörpers 31 weist vier Montagenuten 315 auf. Die vier Montagenuten 315 sind in gleichen Winkelabständen angeordnet. Wie in 5 gezeigt, weist die Montagenut 315 eine erste Nutzone 316 und eine zweite Nutzone 317 auf. Die Formen der ersten Nutzone 316 und der zweiten Nutzone 317 sind unterschiedlich. Die zweite Nutzone 317 steht mit dem Innenraum 313 in Verbindung. Die Breite einer Seite der ersten Nutzone 316 kann als eine erste Nutbreite Xc1 definiert werden. Die Breite der anderen Seite der ersten Nutzone 316 kann als eine zweite Nutbreite Xc2 definiert werden. Die Breite der zweiten Nutzone 317 koaxial zu der ersten Nutbreite Xc1 kann als eine dritte Nutbreite Xc3 definiert werden. Die erste Nutbreite Xc1 ist größer als die dritte Nutbreite Xc3.
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Wie in den 5 bis 8 gezeigt, weist jedes Führungselement 32 einen Montageabschnitt 321 und einen Schaufelabschnitt 322 auf, der mit einer Seite des Montageabschnitts 321 verbunden ist. Der Schaufelabschnitt 322 erstreckt sich einstückig von einer Seite des Montageabschnitts 321 nach außen. Der Montageabschnitt 321 weist einen ersten Teil 323 und einen zweiten Teil 324 auf, der einstückig mit dem ersten Teil 323 verbunden ist. Die Außenkonturen des ersten Teils 323 und des zweiten Teils 324 sind unterschiedlich. Der Schaufelabschnitt 322 ist mit dem zweiten Teil 324 verbunden (das heißt, der Schaufelabschnitt 322 erstreckt sich von einer Seite des zweiten Teils 324 nach außen). Ein Ende des ersten Teils 323 kann als erstes Eintrittsende 325 definiert werden und das andere Ende ist als erstes Ende 326 definiert. Die Breite einer Seite des ersten Eintrittsendes 325 des ersten Teils 323 ist eine erste Eintrittsendbreite Gi1. Die Breite der anderen Seite des ersten Eintrittsendes 325 des ersten Teils 323 ist eine zweite Eintrittsendbreite Gi2. Ein Ende des zweiten Teils 324 kann als drittes Eintrittsende 327 definiert werden und das andere Ende ist als drittes Ende 328 definiert. Die Breite einer Seite des dritten Eintrittsendes 327 des zweiten Teils 324 ist eine dritte Eintrittsendebreite Gi3. Die Breite einer Seite des ersten Endes 326 des ersten Teils 323 ist eine erste Endbreite Ge1. Die Breite der anderen Seite des ersten Endes 326 des ersten Teils 323 ist eine zweite Endbreite Ge2. Die Breite einer Seite des dritten Endes 328 des zweiten Teils 324 ist eine dritte Endbreite Ge3. Die erste Nutbreite Xc1 ist größer als die erste Eintrittsendbreite Gi1. Die erste Endbreite Ge1 ist größer oder gleich der ersten Nutbreite Xc1. Die zweite Nutbreite Xc2 ist größer als die zweite Eintrittsendbreite Gi2. Die zweite Endbreite Ge2 ist größer oder gleich der zweiten Nutbreite Xc2. Die dritte Nutbreite Xc3 ist größer als die dritte Eintrittsendbreite Gi3. Die dritte Endbreite Ge3 ist größer oder gleich der dritten Nutbreite Xc3. Die Montageabschnitte 321 der Führungselemente 32 werden in die Montagenuten 315 eingeführt, die an zwei diagonalen Positionen des Rückführhülsenkörpers 31 angeordnet sind. Der erste Teil 323 befindet sich in der ersten Nutzone 316. Der zweite Teil 324 befindet sich in der zweiten Nutzone 317. Der Schaufelabschnitt 322 ragt in den Innenraum 313 ein.
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Wenn das Führungselement 32 in die Montagenut 315 des Rückführhülsenkörpers 31 eingeführt wird, treten das erste Eintrittsende 325 und das dritte Eintrittsende 327 des Montageabschnitts 321 zuerst in die Montagenut 315 ein. Da die erste Nutbreite Xc1 größer als die erste Eintrittsendbreite Gi1 ist, die zweite Nutbreite Xc2 größer als die zweite Eintrittsendbreite Gi2 ist, und die dritte Nutbreite Xc3 größer als die dritte Eintrittsendbreite Gi3 ist, kann das Führungselement 32 glatt und ungehindert in Montagenut 315 eingeführt werden.
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Da die erste Endbreite Ge1 größer oder gleich der ersten Nutbreite Xc1 ist, die zweite Endbreite Ge2 größer oder gleich der zweiten Nutbreite Xc2 ist und die dritte Endbreite Ge3 größer oder gleich der dritten Nutbreite Xc3 ist, können, wenn das Führungselement 32 in die Installationsnut 315 eingeführt wird, das erste Ende 326 und das dritte Ende 328 des Führungselements 32 fest in der Montagenut 315 geklemmt werden, um ein Lockern und ein Lösen zu vermeiden.
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Die Schrauben 33 werden durch die Durchgangslöcher 314 des Rückführhülsenkörpers 31 hindurchgeführt und in die Schraubenlöcher 23 der Mutter 20 eingeschraubt, so dass die inneren Endflächen 311 der Rückführhülsen 30 an der Mutter 20 befestigt sind, wodurch die Rückführkanäle, die mit den Lastkanälen verbundenen sind, gebildet sind. Die Lastkanäle und die Rücklaufkanäle bilden zwei Umlaufkanäle (d.h. zwei Gewindegänge).
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Wie in 1 bis 4 gezeigt, sind die Rollkörper 40 Stahlkugeln, die in den zwischen der Gewindespindel 10, der Mutter 20 und den beiden Rückführhülsen 30 gebildeten Umlaufkanälen angeordnet sind und treten durch die Führung der Schaufelabschnitte 322 von den Lastkanälen in die Rückführkanäle ein, um ein zyklisches Rollen zu erreichen.
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9 und 10 zeigen die für verschiedene Gewindearten geeignete Kugelumlaufspindel mit Rückführhülsen 200 der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die eine Gewindespindel 10, eine Mutter 20, zwei Rückführhülsen 30 und eine Vielzahl von Rollkörpern 40 umfasst. Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen ist wie folgt:
- In dieser Ausführungsform ist an der Gewindespindel 10 vier Spindelrollrillen 11 ausgebildet. An der Mutter 20 sind vier Mutterrollrillen 22 ausgebildet, um vier Lastkanäle zu bilden.
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Jede der Rückführhülsen 30 weist vier Führungselemente 32 auf, die in vier Montagenuten 315 des Rückführhülsenkörpers 31 angeorndet sind. Die Rückführhülsen 30 sind fest mit den beiden Enden der Mutter 20 verbunden und bilden jeweils vier mit den Lastkanälen verbundene Rückführkanäle. Die vier Lastkanäle und die vier Rückführkanäle sind miteinander verbunden, um vier Umlaufkanäle (d. h. vier Gewindegänge) zu bilden.
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Das Obige ist eine Einführung der verschiedenen Komponenten und des Montageverfahrens der für verschiedene Gewindearten geeigneten Kugelumlaufspindel mit Rückführhülsen in den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung. Nachfolgend werden die Merkmale ihrer Anwendung beschrieben:
- Da bei dieser Erfindung die Rückführhülsenkörper der Rückführhülsen während der Herstellung im Voraus vier Montagenuten aufweisen, können bei der tatsächlichen Montage entsprechend der entsprechenden Anzahl von Gewindegängen eine unterschiedliche Anzahl von Führungselementen an den Rückführhülsenkörpern angebracht werden. Das heißt, für ein eingängiges Gewinde ist nur ein Führungselement, für ein zweigängiges Gewinde sind zwei Führungselemente und für ein viergängiges Gewinde sind vier Führungselemente erforderlich. Daher kann unabhängig von der Art der Kugelumlaufspindel der gleiche Typ von Rückführhülsenkörper verwendet werden. Je nach Bedarf muss nur die Anzahl von Führungselementen ausgewählt werden. Auf diese Weise ist die Verwendung für verschiedene Gewindearten geeignet, wodurch die Formwerkzeugkosten und die Arbeitskosten effektiv reduziert werden können. Zudem kann die Effizienz der Herstellung und Montage erhöht, was für die Massenproduktion günstig ist, so dass die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt erhöht wird.
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Die obige Beschreibung stellt nur die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dar und sollte den Umfang der Implementierung dieser Erfindung nicht einschränken. Alle gleichwertigen Änderungen, die vom Fachmann in diesem technischen Bereich aufgrund dieser Erfindung vorgenommen werden können, sollten in den Anwendungsbereich dieser Erfindung fallen.
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Bezugszeichenliste
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Ausführungsform 1
- 100
- für verschiedene Gewindearten geeignete Kugelumlaufspindel mit Rückführhülsen
- 10
- Gewindespindel
- 11
- Spindelrollrille
- 20
- Mutter
- 21
- Innenraum
- 22
- Mutterrollrille
- 23
- Schraubenloch
- 30
- Rückführhülse
- 31
- Rückführhülsenkörper
- 311
- innere Endfläche
- 312
- äußere Endfläche
- 313
- Innenraum
- 314
- Durchgangsloch
- 315
- Montagenut
- 316
- erste Nutzone
- 317
- zweite Nutzone
- 32
- Führungselement
- 321
- Montageabschnitt
- 322
- Schaufelabschnitt
- 323
- erster Teil
- 324
- zweiter Teil
- 325
- erstes Eintrittsende
- 326
- erstes Ende
- 327
- drittes Eintrittsende
- 328
- drittes Ende
- 33
- Schraube
- 40
- Rollkörper
- Xc1
- erste Nutbreite
- Xc2
- zweite Nutbreite
- Xc3
- dritte Nutbreite
- Gi1
- erste Eintrittsendbreite
- Gi2
- zweite Eintrittsendbreite
- Gi3
- dritte Eintrittsendbreite
- Ge1
- erste Endbreite
- Ge2
- zweite Endbreite
- Ge3
- dritte Endbreite
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Ausführungsform 2
- 200
- für verschiedene Gewindearten geeignete Kugelumlaufspindel mit Rückführhülsen
- 10
- Gewindespindel
- 11
- Spindelrollrille
- 20
- Mutter
- 22
- Mutterrollrille
- 30
- Rückführhülse
- 31
- Rückführhülsenkörper
- 315
- Montagenut
- 32
- Führungselement
- 40
- Rollkörper
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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