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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Umkehrelement oder -teil für die Rückführung von
Kugeln einer Kugelumlaufspindel, und betrifft eine Kugelumlaufspindel,
welche das Umkehrelement verwendet.
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Eine
Kugelumlaufspindel umfasst allgemein einen Spindelschaft mit einer äußeren Umfangsfläche, auf
der eine Kugelrollrille mit einer spiralförmigen oder wendelförmigen Gestalt
ausgebildet ist, ein Mutternteil mit einer inneren Umfangsfläche, auf
der eine Kugelrollrille mit einer spiralförmigen oder wendelförmigen Gestalt
ausgebildet ist, und eine Anzahl von Kugeln, die zwischen einem
gefüllten
Kugelrolldurchlass, der durch die Kugelrollrillen des Spindelschafts
und des Mutternteils gebildet wird. In dieser Struktur rollen die
Kugeln beim Drehen des Spindelschafts relativ zum Mutternteil in
dem gefüllten,
durch den Spindelschaft und das Mutternteil gebildeten Kugelrolldurchlass.
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9 zeigt
ein Beispiel eines Mutternteils, an das ein Rückführungsrohr 3 als ein
Rückführungsteil
montiert ist, um so einen und den anderen Endabschnitt eines gefüllten Rolldurchlasses 2 miteinander
zu verbinden. Das Rückführungsrohr 3 hat eine
Torform mit einem Armabschnitt, deren Endabschnitte mit schaufelförmigen Abschnitten
versehen sind für
das Aufschaufeln der Kugeln. Das Rückführungsrohr 3 wirkt
an seinem einen Ende so, dass die auf dem gefüllten Kugelrolldurchlass 2 rollenden Kugeln
aufgeschaufelt werden, um sie innerhalb des Rückführungsrohrs 3 zu führen und
sie dann an den Kugelrolldurchlass an seinem anderen Ende wieder zurückzugeben.
Entsprechend einer solchen Wirkung kreisen die Kugeln, die auf dem
gefüllten
Rolldurchlass 2 rollen, auf endlose Weise in dem Kugeldurchlasskreis,
der aus dem gefüllten
Rolldurchlass 2 und dem Rückführungsrohr 3 besteht.
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Kürzlich wurde
zur Sicherstellung eines glatten Kreislaufs der Kugeln, d.h. um
die Kugeln, die auf dem gefüllten
Rolldurchlass 2 rollen, glatt in das Rückführungsrohr 3 einzuführen und
um die Kugeln, die sich in dem Rückführungsrohr 3 bewegen,
glatt zum gefüllten
Rolldurchlass 2 zurückzugeben,
eine Struktur für
das Aufschaufeln der Kugeln zum gefüllten Rolldurchlass 2 einer
dazu tangentialen Richtung angenommen. In solch einer Struktur ist ein
Paar von Armabschnitten 3b, 3b, die an beiden
Seiten des zentralen Abschnitts des Rückführungsrohrs 3 angeordnet
sind, um einen vorbestimmten Winkel jeweils in unterschiedlicher
Richtung hinsichtlich des zentralen Abschnitts 3a gedreht
(geneigt), um mit einem Führungswinkel
des Spindelschafts zu korrespondieren.
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Entsprechend
einem bekannten Verfahren für
die Herstellung solch eines Rückführungsrohrs 3 wird
ein Eisenrohr gebogen, um so eine Torgestalt anzunehmen, und ein
Aufschaufelungsabschnitt wird dann maschinell bearbeitet. Mit diesem
bekannten Verfahren sind jedoch hohe Herstellungskosten verbunden,
und es ist schwierig, das Rohr in einem vorbestimmten Ausmaß präzise zu
biegen, was ein Problem ist. Insbesondere dann, wenn erforderlich
ist, die Armabschnitte 3b, 3b des Rückführungsrohrs 3 in voneinander
unterschiedlichen Richtungen in Übereinstimmung
mit dem Führungswinkel
des Spindelschafts zu biegen, ist notwendig, das Rohr dreidimensional
zu verbiegen, was zu einer weiteren Schwierigkeit in der Bearbeitung
führt.
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10 zeigt ein anderes Beispiel eines konventionellen
Rückführungsrohrs 4.
Mit Bezug auf 10 ist das Rückführungsrohr 4 in
zwei Teile 4a, 4a in einer Ebene geteilt, die
eine axiale Linie des Rohrs umfasst. Diese zwei Teile 4a, 4a werden
durch Pressbearbeitung einer Metallplatte unter Verwendung einer
Form produziert, um so einen halbkreisförmigen Querschnitt vorzusehen.
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In
solch einem Herstellungsverfahren für das Rückführungsrohr durch Pressbearbeitung
sind in dem Fall, dass die Armabschnitte 5, 5 des
Rückführungsrohrs 4 in
einer Ebene gebogen sind, d.h. dass die Armabschnitte 5, 5 nicht
entsprechend dem Führungswinkel
des Spindelschafts geneigt sind, die aneinander grenzenden (oder
zusammengefügten)
Flächen 6, 6 der
jeweiligen aufgeteilten Teile 4a, 4a in derselben
Ebene positioniert, so dass die jeweiligen aufgeteilten Teile 4a, 4a leicht
hergestellt werden können.
Andererseits jedoch sind in dem Fall, dass die Armabschnitte 5, 5 in
zueinander unterschiedlichen Richtungen entsprechend dem Führungswinkel des
Spindelschafts geneigt sind, die aneinander grenzenden Flächen 6, 6 der
jeweiligen aufgeteilten Teile 4a, 4a nicht in
derselben Ebene positioniert, und ergeben eine verdrehte Gestalt.
Deshalb ist es extrem schwierig, das Rückführungsrohr 4 durch
Pressbearbeitung des Metallplattenteils herzustellen.
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EP-A-0418999
legt ein Kugelumlaufspindelrückführungssystem
offen, welches die Merkmale hat, die in der Präambel von Anspruch 1 definiert sind.
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US-A-5555770
legt ein Kugelumlaufspindel- und -mutternsystem offen.
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Nach
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Rückführungselement
einer Kugelumlaufspindel für
die Rückführung einer
Kugel vorgesehen, welche auf einer spiralförmigen Kugelrollrille rollt,
die auf dem Spindelschaft ausgebildet ist, und das Rückführungselement
umfasst:
einen zentralen Abschnitt; und;
ein Paar von
Armabschnitten, die an beiden Enden des zentralen Abschnitts angeordnet
sind, so dass sie sich davon ausgehend erstrecken,
wobei die
Armabschnitte innere Umfangsflächen
mit Mittellinien haben, die in Richtungen geneigt sind, welche sich
hinsichtlich einer Mittellinie eines inneren Umfangs des zentralen
Abschnitts voneinander unterscheiden, und das Umkehrelement in zwei
Teile durch erste und zweite Aufteilungsflächen aufgeteilt ist,
gekennzeichnet
durch die erste Aufteilungsfläche, die
in einer Ebene liegt, welche eine Mittellinie des inneren Umfangs
eines der Armabschnitte und der Mittellinie des inneren Umfangs
des zentralen Abschnitts umfasst, und die zweite Aufteilungsfläche, die
sich von der ersten Aufteilungsfläche unterscheidet und in einer
Ebene liegt, welche eine Mittellinie des inneren Umfangs des anderen
Armabschnitts und der Mittellinie des inneren Umfangs des zentralen
Abschnitts umfasst.
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Wenn
das Rückführungselement
der Kugelumlaufspindel unter Verwendung einer Form gegossen wird,
wird ein Gußprodukt
allgemein gebildet unter Verwendung eines Paares von Formhälften, die in
entgegengesetzte Richtung geöffnet
werden. In dem Fall, in dem die zusammengefügten Flächen der aufgeteilten Teile
des Rückführungselements
verdrehte Flächen
haben, ist es deshalb schwierig, die aufgeteilten Paare zu formen.
Da nach der oben angeführten
vorliegenden Erfindung jedoch das Rückführungselement durch die erste und
die zweite Aufteilungsfläche
aufgeteilt ist, sind die zusammengefügten Flächen der aufgeteilten Teile
nicht verdreht. Somit können
die jeweiligen aufgeteilten Teile des Rückführungselements durch einen
Gießprozess
geformt werden. Zusätzlich
kann entsprechend solch einem Gießprozess das Rückführungselement
sowohl aus Kunststoff als auch aus Metall gebildet werden. Das Rückführungselement
kann somit mit hoher Genauigkeit und niedrigen Kosten hergestellt
werden, was vorteilhaft ist.
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In
obigem Aspekt wird vorgezogen, dass die Mittellinien der inneren
Umfänge
der gepaarten Armabschnitte bezüglich
der Mittellinie der inneren Umfänge
des zentralen Abschnitts des Rückführungselements
geneigt sind, um so mit dem Führungswinkel
des Spindelschafts zu korrespondieren.
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Es
wird ebenfalls vorgezogen, dass die Armabschnitte so angeordnet
sind, dass die Mittellinien ihrer inneren Umfänge jeweils in tangentialer Richtung
der spiralförmigen
Kugelrollrille positioniert sind.
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Es
wird ferner vorgezogen, dass die aufgeteilten zwei Teile Zusammenfügungsflächen haben, auf
denen ein stufenförmiger
Abschnitt mit einer Höhendifferenz
durch die erste und die zweite Aufteilungsfläche gebildet wird.
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Nach
diesen bevorzugten Ausführungsformen
kann das Rückführungselement
leicht hergestellt werden. Der stufenförmige Abschnitt kann als Positionierungsteil
genutzt werden.
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Es
ist ferner vorzuziehen, dass die aufgeteilten Teile gegossene Kunststoffprodukte
sind.
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In
dem Rückführungselement
gleiten die Kugeln hauptsächlich
und rollen nur geringfügig.
Aus diesem Grund wird bei einer Rückführung der Kugeln mit hoher
Geschwindigkeit eine hohe Last in einem Richtungsänderungsdurchlass
des Rückführungselements
ausgeübt,
was zu einer Erzeugung von Abrieb und Staub führt. Da nach einer bevorzugten
Ausführungsform
das Rückführungselement
als ein Gießprodukt
aus Kunststoff ausgebildet ist, wird dadurch die Erzeugung von Staub
oder Ähnlichem
verhindert. Weiterhin sind in einer bevorzugten Ausführungsform
die freien Endabschnitte der gepaarten Armabschnitte jeweils mit
Aufschaufelungsabschnitten versehen, welche die auf einem Umfang
des Spindel schafts rollenden Kugeln durch Kontakt mit den Kugeln
aufschaufeln, wobei die Aufschaufelungsabschnitte jeweils mit den
aufgeteilten Teilen integriert geformt sind, und jeder der Aufschaufelungsabschnitte
ist weder durch die eine noch durch die andere der ersten und zweiten
Aufteilungsflächen aufgeteilt.
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Diese
Ausführungsform
betreffend kontaktieren die Kugeln die Aufschaufelungsabschnitte
und werden dadurch von dem gefüllten
Rolldurchlass in das Rückführungselement
aufgeschaufelt, und zu diesem Zweck ist erforderlich, dass der Aufschaufelungsabschnitt
eine bestimmte Standfestigkeit haben muss.
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Zusätzlich ist
für die
sanfte Aufschaufelung auch erforderlich, dass eine hohe Dimensionsgenauigkeit
eingehalten wird. In einem Fall, in dem solch ein Aufschaufelungsabschnitt
mittels aufgeteilter Abschnitte gebildet wird, kann eine Krafteinwirkung
auf die Aufschaufelungsabschnitte bei Kontakt mit den Kugeln zu
einer Öffnung
führen,
und kann zusätzlich zu
einem Höhenunterschied
an den (aufgeteilten) Aufteilungsflächen führen. Nach dieser Ausführungsform
sind die Aufschaufelungsabschnitte jeweils mit den aufgeteilten
Flächen
integriert ausgebildet und nicht aufgeteilt, so dass die Aufschaufelungsabschnitte
die Festigkeit und hohe Dimensionsgenauigkeit beibehalten können. Die
Aufschaufelungsabschnitte können
zum Zeitpunkt des Zusammenbaus der aufgeteilten Teile auch für die Positionierung
genutzt werden.
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Es
ist ferner vorzuziehen, dass das Rückführungselement nur durch die
erste und die zweite Aufteilungsfläche in zwei Teile aufgeteilt
ist.
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Nach
dieser Ausführungsform
können
Aufteilungsflächen
mit einfachen Formen vorgesehen werden und somit eine leichte Herstellbarkeit
des Rückführungselements.
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Es
ist ferner vorzuziehen, dass jedes der aufgeteilten Teile mit einer
Montagelasche für
die Montage des Rückführungselements
an einem Mutternteil der Kugelumlaufspindel integriert gebildet
ist.
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Da
die Montagelasche für
die Montage des Rückführungselements
an einem Mutternteil mit jedem der aufgeteilten Teile integriert
gebildet ist, kann nach dieser Ausführungsform die Anzahl der Teile
reduziert werden, was zu einer Reduktion der Kosten führt, und
ein Verdrehen des Rückführungselements kann
ebenfalls verhindert werden. Zusätzlich
wird der Montagewinkel des Rückführungselements
hinsichtlich des Mutternteils leicht justierbar und der Aufschaufelungsabschnitt
kann passend positioniert werden.
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Nach
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kugelumlaufspindel
vorgesehen, die umfasst:
einen Spindelschaft, auf dem eine
spiralförmige
Kugelrollrille gebildet ist;
ein Mutternteil mit einer spiralförmigen Kugelrollrille, die
mit der auf dem Spindelschaft ausgebildeten, spiralförmigen Kugelrollrille
korrespondiert;
eine Anzahl von Kugeln, die entlang eines Durchgangs
rollen, welche durch die spiralförmigen
Kugelrollrille des Spindelschafts und die spiralförmigen Kugelrollrille
des Mutternteil gebildet wird; und
ein Rückführungselement, das für den Spindelschaft für die Rückführung einer
Kugel ausgebildet ist, die auf der spiralförmigen Kugelrollrille rollt,
welche auf dem Spindelschaft ausgebildet ist, wobei das Rückführungselement
entsprechend dem ersten Aspekt ausgebildet ist.
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Die
Art und weitere charakteristischen Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden aus der folgenden Beschreibung deutlicher, die Bezug auf
die begleitenden Zeichnungen nimmt.
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In
den begleitenden Zeichnungen:
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1 ist
eine Perspektivdarstellung einer Kugelumlaufspindel, die mit einem
Rückführungsrohr nach
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zusammengebaut ist;
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2 mit 2A bis 2D zeigt die Beziehung zwischen einem nicht
gefüllten
Rückführungsdurchlass,
die an einer inneren Umfangsfläche
des Rückführungsrohrs
ausgebildet ist, und einem spiralförmigen, gefüllten Rolldurchlass, wobei 2A einen Zustand des Spindelschafts bei
Betrachtung aus axialer Richtung zeigt, 2B eine
Aufrissdarstellung des Spindelschafts von seiner Oberseite aus ist, 2C einen verdrehten Zustand eines nicht
gefüllten
Rückführungsdurchlasses
zeigt und 2D eine Seitenansicht von
dem Seitenabschnitt des Spindelschafts ist;
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3 ist
eine auseinander gezogene Darstellung des Rückführungsrohrs;
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4 mit 4A bis 4D zeigt Details eines zusammen gebauten
Rückführungsrohrs
von 3, wobei 4A eine
Aufrissdarstellung des Rückführungsrohrs
zeigt, 4B eine Seitenrissdarstellung des
Rückführungsrohrs
bei Betrachtung aus axialer Richtung des Spindelschafts ist, 4C eine Seitenrissdarstellung des Rückführungsrohrs
bei Betrachtung aus einer Richtung senkrecht zur axialen Linie des
Spindelschafts ist und 4D eine Vorderansicht
des Rückführungsrohrs
ist.
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5 zeigt
eine auseinander gezogene Darstellung des aufgeteilten einen Teils
des Rückführungsrohrs
bei Betrachtung aus verschiedenen Richtungen;
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6 mit 6A und 6B zeigt die Details der aufgeteilten zwei
Teile des Rückführungsrohrs
an einem Abschnitt nahe den aufgeteilten Armabschnitten, wobei 6A eine Schnittdarstellung entlang der
Mittellinie des aufgeteilten Armabschnitts und 6B eine
Perspektivdarstellung davon ist;
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7 mit 7A und 7B zeigt das Rückführungsrohr und ein Montageloch,
das in einem Mutternteil des Spindelschafts ausgebildet ist, wobei 7A ein konventionelles Rückführungsrohr
vom Rohrtyp zeigt, und 7B ein Rückführungsrohr nach
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ist
eine Perspektivdarstellung, die ein anderes Beispiel eines Rückführungselements
einer Kugelumlaufspindel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist
eine Aufrissdarstellung, die eine konventionelle Kugelumlaufspindel
zeigt; und
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10 mit 10A und 10B zeigt ein konventionelles Rückführungsrohr
in aufgeteiltem Zustand, wobei 10A seinen
aufgeteilten Zustand zeigt und 10B einen
Montagezustand an dem Mutternteil zeigt.
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1 zeigt
eine Kugelumlaufspindel, an die ein Rückführungselement nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung montiert ist. Mit Bezug auf 1 umfasst
eine Kugelumlaufspindel 8 einen Spindelschaft 9 mit
einer spiralförmigen
Kugelrollrille 9a, die auf seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet
ist, ein Mutternteil 10 mit einer spiralförmigen gefüllten Rollrille 10a,
die auf seiner inneren Umfangsfläche
ausgebildet ist, um so der Kugelrollrille 9a des Spindelschafts 9 gegenüber zu liegen,
und eine Anzahl von Kugeln 11, 11, ..., 11,
die in einem Durchlass als gefülltem
Rolldurchlass rollen, der durch die Kugelrollrille 9a und
die gefüllten
Rollrille 10a gebildet wird.
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Das
Mutternteil 10 ist ausgerüstet z.B. mit zwei Rückführungsrohren 12 als
Rückführungselemente
oder -teile. Das Rückführungsrohr 12 bildet
einen nicht gefüllten
Rückführungsdurchlass
durch Verbinden eines und des anderen Endes des gefüllten Rolldurchlasses.
Das Rückführungsrohr 12 gibt angenähert eine
Torform ab mit einem zentralen Abschnitt 12a und einem
Paar von Armabschnitten 12b, 12b, die an beiden
Enden des zentralen Abschnitts 12a ausgebildet sind. Die
gepaarten Armabschnitte 12b, 12b des Rückführungsrohrs 12 sind
in den gefüllten
Rolldurchlass an einem Intervall von mehreren Gängen eingepasst. Ferner sind
die Rückführungsrohre 12, 12 an
dem Mutternteil 10 mittels z.B. von Bolzen 13 befestigt.
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Der
Spindelschaft 9 ist auf seiner äußeren Umfangsfläche mit
der Kugelrollrille 9a mittels Fräsen oder Rollbearbeitung ausgerüstet, um
so einen angenähert
halbkreisförmigen
Querschnitt und eine konstant spiralförmige Führung vorzusehen. Das Mutternteil 10 hat
eine im Wesentlichen zylindrische Form und ist ausgerüstet mit
einem Flanschabschnitt 14 an seiner einen Endfläche für die Montage
der Kugelumlaufspindel an einer Maschine oder Ähnlichem. Wie oben ausgeführt, ist
auf der inneren Umfangsfläche
des Mutternteils 10 ferner die gefüllte Rollrille 10 mit
einem angenähert
halbkreisförmigen
Querschnitt ausgebildet, um so der Kugelrollrille 9a des
Spindelschafts 9 gegenüber
zu liegen. Das Mutternteil 10 ist auch ausgebildet mit
einem flachen Abschnitt 15 durch Abflachen eines Abschnitts
der Oberfläche
des Mutternteils 10, und verschiedene Rückführungsrohreinpassungslöcher, in
die die Armabschnitte 12b, 12b des Rückführungsrohrs 12 passen,
sind in diesem flachen Abschnitt 15 ausgebildet.
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In
einer Struktur der beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung sind eine Anzahl Abstandshalter 16, 16,
..., 16 zwischen die jeweiligen benachbarten Kugeln 11, 11 zwischengelegt, um
so zu verhindern, dass sich die Kugeln berühren oder miteinander zusammenstoßen. Das
Rückführungsrohr 12 nach
der vorliegenden Erfindung ist natürlich anwendbar auf eine Kugelumlaufspindel
ohne solche Abstandshalter.
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2 umfasst Darstellungen, die das Verhältnis zeigt
zwischen dem nicht gefüllten
Rückführungsdurchlass 17,
der in der inneren Umfangsfläche des
Rückführungsrohrs 12 ausgebildet
ist, und dem spiralförmigen,
gefüllten
Rolldurchlass 18, der auf dem Spindelschaft 9 der
Kugelumlaufspindel ausgebildet ist. Die äußere Konfiguration des Rückführungsrohrs 12 wird
durch die zweifach punktgestrichelte Linie bezeichnet, der nicht
gefüllte
Rückführungsdurchlass 17 wird
durch die ausgezogene Linie gezeigt, und die Mittellinie einer Spur
der Kugel in dem gefüllten
Rolldurchlass 18 wird durch eine einfach punktgestrichelte
Linie gezeigt. 2A zeigt einen Zustand
des Spindelschafts 9 in der Betrachtung aus seiner axialen
Richtung, 2B ist eine Aufrissdarstellung
des Spindelschafts 9 von seiner Oberseite her, 2C zeigt einen verdrehten Zustand des nicht
gefüllten
Rückführungsdurchlasses 17 und 2D ist eine Seitenrissdarstellung von
dem Seitenabschnitt des Spindelschafts 9.
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Mit
Bezug auf 2 (2A bis 2D) rollen die Kugeln 11 auf dem
spiralförmigen,
gefüllten
Rolldurchlass 18. Während
einer solchen Bewegung verändern
die Kugeln 11 zu einem Zeitpunkt, zu dem sie entlang der
tangentialen Richtung dieses spiralförmigen, gefüllten Rolldurchlasses 18 aufgeschaufelt werden,
die Richtung ihrer eigenen fortschreitenden Bewegung, und keine
Zwangskraft wirkt darauf ein. Aus diesem Grund sind die Mittellinien 19, 19 der
inneren Umfangsflächen
der gepaarten Armabschnitte 12b, 12b des Rückführungsrohrs
in der tangentialen Richtung des gefüllten Rolldurchlasses 18 positioniert,
wie in 2A gezeigt, und sind mit einem
Winkel α zwischen
ihnen in zueinander unterschiedlichen Richtungen geneigt, wobei
die Mittellinie des zentralen Abschnitts 12a ihr Zentrum
ist, um so mit dem Führungswinkel
des spiralförmigen,
gefüllten
Rolldurchlasses 18 zu korrespondieren.
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In
der beschriebenen Ausführungsform
wird unter Betrachtung der glatten Rückführung der Kugeln 11 die
Mittellinie des Armabschnitts 12b in der tangentialen Richtung
positioniert und in der Richtung geneigt, die mit dem Führungswinkel
des spiralförmigen,
gefüllten
Rolldurchlasses 18 korrespondiert. Jedoch kann sie möglicher
Weise nicht in der tangentialen Richtung der Mittellinie des Armabschnitts 12b angeordnet
sein, und sie kann möglicher
Weise in einem Winkel geneigt sein, der kleiner ist als der Führungswinkel,
um eine Interferenz mit der benachbarten Spindelrille zu verhindern, oder
sie kann möglicher
Weise in einem Winkel geneigt sein, der größer ist als der Führungswinkel.
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3 ist
eine auseinander gezogene Darstellung des Rückführungsrohrs 12, und 4 zeigt Details eines zusammen gebauten
Rückführungsrohrs 12 von 3,
wobei 4A eine Aufrissdarstellung des
Rückführungsrohrs
zeigt, 4B eine Seitenrissdarstellung
des Rückführungsrohrs
bei Betrachtung aus axialer Richtung des Spindelschafts ist, 4C eine Seitenrissdarstellung des Rückführungsrohrs
bei Betrachtung aus einer Richtung senkrecht zur axialen Linie des
Spindelschafts ist und 4D eine Vorderansicht
des Rückführungsrohrs ist.
Mit Bezug auf 3 und 4 ist
das Rückführungsrohr 12 aufgeteilt
durch eine erste Aufteilungsfläche 2i,
die die Mittellinie des inneren Umfangs eines Armabschnitts 12b und
die Mittellinie des inneren Umfangs des zentralen Abschnitts 12a umfasst,
und unterschiedlich zu dieser ersten Aufteilungsfläche 21 durch
eine zweite Aufteilungsfläche 22,
die die Mittellinie des inneren Umfangs des anderen Armabschnitts 12b und
die Mittellinie des inneren Umfangs des zentralen Abschnitts 12a umfasst.
Diese erste Aufteilungsfläche 21 und
zweite Aufteilungsfläche 22 sind
ebene Flächen.
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Wenn
das Rückführungsrohr 12 in
zusammen gebauten Formhälften
gegossen wird, kann es in Anbetracht des Ausformungsprozesses notwendig sein,
das Rückführungsrohr
derart zu entwerfen, dass die Aufteilungsfläche auf der Mittellinie seines kreisförmigen Querschnitts
liegt. Da die gepaarten Armabschnitte 12b, 12b nach
den obigen Ausführungen
in zueinander unterschiedlichen Richtungen hinsichtlich des zentralen
Abschnitts geneigt sind, ist ein stufenförmiger Abschnitt 23 (ein
Abschnitt mit einem Sprung in der Höhe) an einer Position ausgebildet,
an der sich die erste Aufteilungsfläche 21 und die zweite Aufteilungs fläche 22 auf
den zusammenstoßenden Flächen der
jeweiligen aufgeteilten Teile 20, 20 (welche hier
aufzuteilende Teile 20, 20 bedeuten kann) einander
schneiden. Der stufenförmige
Abschnitt 23 ist im Wesentlichen im zentralen Abschnitt
in axialer Richtung des Rückführungsrohrs
ausgebildet. Dementsprechend ergeben die seitlich gepaarten, aufzuteilenden
Teile 20, 20 vollständig dieselbe Form, und die
gepaarten, aufgeteilten Teile 20, 20 sind miteinander
verbunden etwa mittels eines thermischen Kalzinier-, Verschweiß- oder
Verbindungsprozesses, oder durch Verwendung einer Klebschicht oder
Klammer als Verbindungsmittel. Ferner kann der stufenförmige Abschnitt 23 auf
der zusammen stoßenden
Fläche mit
einem bogenförmigen
Abschnitt ausgebildet sein.
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In
dem Fall, in dem das Rückführungsrohr 12 mittels
einer Form gebildet ist, wird allgemein ein Gussprodukt unter Verwendung
von Gießformhälften gebildet,
die in Richtung nach vorn und nach hinten zu öffnen sind. Falls die zusammen
zu bringenden Flächen
der aufgeteilten Teile 20, 20 des Rückführungsrohrs 12 verdrehte
Formen haben, ist es schwierig, die aufgeteilten Teile 20, 20 zu
gießen.
Da im Gegensatz dazu das Rückführungsrohr 12 nach der
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung an der ersten Aufteilungsfläche 21 und
der zweiten Aufteilungsfläche 22 aufgeteilt
sind, sind die zusammen kommenden Flächen (die zusammenzufügenden Flächen) der
aufzuteilenden Teile 20, 20 niemals verdreht,
wodurch die verbesserte Formung der aufgeteilten Teile 20, 20 verwirklicht
wird.
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In
dem Fall, in dem die aufgeteilten Teile 20, 20 des
Rückführungsrohrs 12 mittels
Gießen
gebildet werden, kann das Rückführungsrohr 12 aus
Kunststoff oder metallischem Material gebildet werden, was zu verbesserten
Leistungen des Rückführungsrohrs 12 als
auch zu Kostenvorteilen führt.
Darüber hinaus
wird es möglich,
das Rückführungsrohr
in unterschiedlicher Gestalt zu bilden, um es so nur an den erforderlichen
Abschnitten wie dem Richtungsänderungsabschnitt
dick auszuführen,
ohne dass eine gleichmäßige Dicke
an allen Abschnitten des Rückführungsrohrs
vorzusehen, was vorteilhaft ist. Auch können ferner durch Nutzung des
stufenförmigen
Abschnitts 23 die jeweiligen Teile 20, 20 beim
Zusammenbau leicht zusammengeführt
und positioniert werden.
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Mit
Bezug auf 5, die eines der aufgeteilten
Teile 20, 20 des Rückführungsrohrs 12 zeigt,
hat das aufgeteilte Teil 20 die erste Aufteilungsfläche 21 und
die zweite Aufteilungsfläche 22,
und der stufenförmigen
Abschnitt 23 ist in dem zentralen Abschnitt in seiner axialen Richtung
ausgebildet. Dieser stufenförmige
Abschnitt 23 ist auf jeder Seite des nicht gefüllten Rückführungsdurchlasses 17 ausgebildet. Aufschaufelungsabschnitte 25, 25 sind
jeweils an den vorderen (freien) Endabschnitten der gepaarten Armabschnitte 12b, 12b geformt,
um so die Kugeln 11, die um den Spindelschaft 9 herum
rollen, zu kontaktieren und in das Rückführungsrohr 12 zu schaufeln.
Diese Aufschaufelungsabschnitte 25, 25 sind an den
jeweiligen aufgeteilten Teilen 20, 20 integriert ausgebildet,
sind aber nicht durch die erste Aufteilungsfläche 21 oder die zweite
Aufteilungsfläche 22 geteilt.
D.h. Die erste Aufteilungsfläche 21 und
die zweite Aufteilungsfläche 22 hören jeweils
auf der Strecke der Armabschnitte 12b, 12b auf
und schneiden die Aufteilungsflächen 26, 26 der
Armabschnitte im rechten Winkel zu den Mittellinien der inneren
Umfänge
der Armabschnitte 12b, 12b. Der Aufteilungsabschnitt 25 ist
somit in einem der aufgeteilten Armabschnitte 12b ausgebildet.
Der Armabschnitt 12b, in dem der Aufschaufelungsabschnitt 25 nicht ausgebildet
ist, wird durch dieselbe Ebene abgeschnitten wie diejenige der Aufteilungsfläche 26 des Armabschnitts.
Wie in 3 und 4 gezeigt ist,
sind die Aufschaufelungsabschnitte 25, 25 bei
dem Zusammenbau der zwei aufgeteilten Teile 20, 20 jeweils in
den gepaarten Armabschnitten 12b, 12b des Rückführungsrohrs 12 ausgebildet.
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6 zeigt das Detail der aufgeteilten zwei Teile 20, 20 des
Rückführungsrohrs 12 in
einem Abschnitt nahe der Aufteilungsfläche 26 des Armabschnitts
(d.h. nahe der Zusammenfügungsfläche), wobei 6A die Schnittdarstellung entlang der
Mittellinie des Armabschnitts 12b des aufgeteilten Teils 20 zeigt,
und 6B eine Perspektivdarstellung
davon ist. Auf der Aufteilungsfläche 26 des Armabschnitts
des aufgeteilten Teils 20, durch die der Aufschaufelungsabschnitt 25 nicht
aufgeteilt ist, wird ein Höhensprung
(stufenförmiger
Abschnitt) aufgrund etwa eines Dimensionsfehlers beim Gießprozess
oder eines Fehlers im Prozess des Zusammenbaus verursacht, und es
besteht die Gefahr, dass die Kugeln an solch einem stufenförmigen Abschnitt
anstoßen.
Aus diesem Grund kann für
die Vermeidung solch eines Höhensprungs
ein Anfasen an einem oder an beiden der Zusammenfügungsflächen 33, 33 der
zwei aufgeteilten Teile 20, 20 durchgeführt werden.
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Der
Aufschaufelungsabschnitt 25 kontaktiert die Kugel 11,
um die Kugel 11 von dem gefüllten Rolldurchlass 18 in
das Rückführungsrohr
aufzuschaufeln. Aus diesem Grund ist erforderlich, dass der Aufschaufelungsabschnitt 25 eine
bestimmte Festigkeit hat. Darüber
hinaus ist für
ein sanftes Aufschaufeln der Kugel 11 erforderlich, dass
der Aufschaufelungsab schnitt 25 eine hohe dimensionale
Präzision
zu besitzt. Wenn der Aufschaufelungsabschnitt 25 bei einer
solchen Anforderung auf geteilte Weise an den aufgeteilten zwei
Armabschnitten 12 ausgebildet ist, besteht die Gefahr,
dass eine Krafteinwirkung auf den Aufschaufelungsabschnitt 25 ein Öffnen bewirkt, wenn
die Kugel 11 einen aufgeteilten Aufschaufelungsabschnitt 25 kontaktiert,
und darüber
hinaus kann der Aufschaufelungsabschnitt 25 selbst den Höhensprung
an den aufgeteilten Abschnitten aufweisen. Nach der beschriebenen
Ausführungsform ist
der Aufschaufelungsabschnitt 25 an jedem der aufgeteilten
Teile 20, 20 integriert ausgebildet und ist nicht
selbst geteilt, so dass der so ausgebildete Aufschaufelungsabschnitt 25 eine
hohe Festigkeit und hohe dimensionale Präzision ausweisen kann. Darüber hinaus
kann solch ein Aufschaufelungsabschnitt 25 zum Zeitpunkt
des Zusammenbaus als ein Positionierungselement der jeweiligen aufgeteilten
Teile 20, 20 zum Rückführungsrohr 12 genutzt
werden.
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Der
Aufschaufelungsabschnit 25 der beschriebenen Ausführungsform
hat eine Formgebung derart, dass ein abgeschnittenes Ende (Abschnitt) eine
Weite vorsieht, die sich graduell zum Inneren des Rückführungsrohrs 12 hin
verengt, und die Kugel 11 kann durch den Kontakt mit beiden
Seiten dieses abgeschnittenen Endabschnitts mit der Kugel 11 aufgeschaufelt
werden. Wie in 5 gezeigt, ist der Aufschaufelungsabschnitt 25 in
dieser Ausführungsform zusätzlich so
an seinem Wurzelabschnitt mit einem zungenförmigen Vorsprung 27 ausgebildet,
der bewirkt, dass die Abstandsstücke,
die zwischen zwei benachbarten Kugeln 11, 11 angeordnet
sind, geführt werden.
Da der Aufschaufelungsabschnitt 25 wie oben angeführt eine
komplizierte Gestalt oder Konfiguration hat, ist es schwierig, den
Aufschaufelungsabschnitt 25 maschinell zu bearbeiten. Und
es ist schwierig, den Aufschaufelungsabschnitt 25 allein unter
Verwendung seitlich geteilter Formhälften zu bilden. Aus diesem
Grund ist der Aufschaufelungsabschnitt 25 in dieser Ausführungsform
unter Verwendung einer Gleitform, nicht gezeigt, gebildet, was ermöglicht,
dass der Aufschaufelungsabschnitt 25 in axialer Richtung
des Armabschnitts 12b gleitet. Insbesondere ist die Gleitform
zum Zeitpunkt des Gießprozesses
eingefügt
in ein seitliches Paar von Formen, und als Nächstes wird der Aufschaufelungsabschnitt 25 im
eingefügten
Zustand in dem aufgeteilten Teil 20 gebildet. Wenn die
Formhälften
getrennt werden, wird die Gleitform in entgegengesetzte Richtung gleitend
verschoben, um dadurch das geteilte Teil 20 herauszunehmen.
Unter Verwendung der Gleitform kann nicht nur der komplizierte Aufschaufelungs abschnitt
sondern auch der innere Umfang des Armabschnitts gegossen oder geformt
werden.
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Obwohl
der Aufschaufelungsabschnitt 25 in der beschriebenen Ausführungsform
nicht mit einem Lippenabschnitt für das Aufschaufeln der Kugel 11 bei
Kontakt damit ausgebildet ist, ist es ferner natürlich möglich, einen bestimmten Vorsprung
oder ähnlichen
Abschnitt wie etwa eine Lippe auszubilden, die die Kugel kontaktiert
und aufschaufelt.
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Jedes
der aufgeteilten Teile 20, 20 des Rückführungsrohrs 12 ist
mit einer Montagelasche 29 integriert ausgebildet (5).
In einem röhrenförmigen Rückführungsrohr
von konventioneller Struktur, die durch eine Biegebearbeitung oder ähnliche
Bearbeitung gebildet wird, ist es notwendig, ein Andrückstück für das Andrücken des
Rückführungsrohrs
an das Mutternteil getrennt anzuordnen. Jedoch gab es in solch einem
Rückführungsrohr
den Fall, dass das Rückführungsrohr
sich trotz eines Andrückens
des Rückführungsrohrs
verdreht, und falls das Rückführungsrohr
zwecks Verhinderung eines Verdrehens mit größerer Kraft angedrückt wird,
gab es einen Fall, in dem das Rückführungsrohr
eingedrückt
wurde. Da nach der vorliegenden Erfindung in dieser Hinsicht die
Montagelasche 29 für
die Montage des Rückführungsrohrs 12 an
das Mutternteil 10 mit jedem aufgeteilten Teil 20 integriert
ausgebildet ist, können
Teile oder Elemente, die für
die Kugelumlaufspindel erforderlich sind, signifikant reduziert
werden, was insbesondere bezüglich
der Kosten vorteilhaft ist. Ein Verdrehen des Rückführungsrohrs 12 kann
ebenfalls verhindert werden. Ferner wird das Rückführungsrohr 12 an das
Mutternteil 10 mit leicht justierbarem Montagewinkel montiert,
und daher kann der Aufschaufelungsabschnitt 25 im Betrieb
geeignet positioniert werden.
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Noch
mit Bezug auf 5 ist ein Positionierungsstift 31 auf
der ersten Aufteilungsfläche 21 eines
jeden der aufgeteilten Teile 20 des Rückführungsrohrs 12 integriert
ausgebildet für
das gegenseitige Positionieren der gepaarten aufgeteilten Teile 20, 20,
und andererseits ist ein Loch 32, in das der Positionierungsstift 31 passt,
auf der zweiten Aufteilungsfläche 22 eines
jeden aufgeteilten Teils 20 ausgebildet. Der Positionierungsstift 31 und
das Einpassloch 32 dienen dazu, die Position der aufgeteilten
Teile 20, 20 mit dem stufenförmigen Abschnitt 23 und
dem Aufschaufelungsabschnitt 25 zu positionieren, wie oben
ausgeführt.
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7 zeigt das Rückführungsrohr 12 als
das kreisförmige
Teil und ein Montageloch 33, das in dem Mutternteil 10 ausgebildet
ist, wobei 7A ein konventionelles
Rückführungsrohr
vom Rohrtyp zeigt, und 7B das Rückführungsrohr 12 nach
der vorliegenden Erfindung zeigt. Mit Bezug auf 7A ist der
Armabschnitt 12b des Rückführungsrohrs 12 hinsichtlich
seines zentralen Abschnitts 12a geneigt, und der Armabschnitt 12b hat
gleichförmige
Dicke in seinem Abschnitt. In solch einer Struktur sieht das Montageloch 33 für die Montage
des Rückführungsteils 12 an
dem Mutternteil 10 eine Schlitzform auf einer Ebene vor.
Solch eine Tatsache ist in seiner Struktur nicht vermeidbar, weil
das Rohr mit einem kreisförmigen
Querschnitt in das Mutternteil 10 in einem schrägen Zustand
eingesetzt wird. Dieses Montageloch 33 in Schlitzform wird
z.B. gebildet durch horizontales Verschieben einer Fräse mit einem kreisförmigen Querschnitt.
Jedoch besteht bei einem solchen Verfahren zur Lochbildung die Gefahr
einer Neigung durch eine Widerstandskraft auf die Fräse zum Zeitpunkt
der horizontalen Verschieben der Fräse, was zu einer Verschlechterung
der Arbeitsgenauigkeit führt.
Zusätzlich
besteht auch die Gefahr, dass ein Spalt gebildet wird zwischen dem
Montageloch 33 und dem Rückführungsrohr 12 und
eine fremde Substanz in solch einen Spalt eindringen kann.
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Wie
in 7B gezeigt, ist andererseits in
der beschriebenen Ausführungsform
der innere Umfang des Armabschnitts 12b des Rückführungsrohrs 12 hinsichtlich
des inneren Umfangs seines zentralen Abschnitts 12a geneigt,
aber der äußere Umfang
des Armabschnitts 12b ist hinsichtlich des äußeren Umfangs
des zentralen Abschnitts 12a nicht geneigt. D.h., die Mittellinien
der gepaarten Armabschnitte 12b, 12b des Rückführungsrohrs 12 sind
parallel zueinander, und die Dicke des Armabschnitts 12b ist
in seiner Umfangsrichtung an einem Querschnitt in der Richtung senkrecht
zu der Mittellinie des äußeren Umfangs
des Armabschnitts 12b verändert. Somit haben die äußeren Umfänge der
gepaarten Armabschnitte 12b, 12b im Wesentlichen
kreisförmige
Querschnitte. Nach der beschriebenen Ausführungsform ist die Dicke des
Armabschnitts 12b in Umfangsrichtung an dem Querschnitt
in der Richtung senkrecht zu der Mittellinie des äußeren Umfangs des
Armabschnitts 12b verändert,
ohne Rücksicht auf
die Form des inneren Umfangs des Armabschnitts 12b, und
der äußere Umfang
des Armabschnitts 12b kann gefertigt werden, um z.B. einen
im Wesentlichen kreisförmigen
Querschnitt vorzusehen, wodurch das in dem Mutternteil 10 ausgebildete
Montageloch 33 mit der äußeren Form
des Rückführungsrohrs 12 übereinstimmten
kann, um so z.B. einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt vorzusehen.
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Somit
kann das Montageloch 33 in dem Mutternteil 10 mit
hoher Genauigkeit leicht gebildet werden.
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8 repräsentiert
ein anderes Beispiel eines kreisförmigen Teils für die Kugelumlaufspindel. Mit
Bezug auf dieses Beispiel umfasst ein Zirkulationsteil als Rückführungsrohr
ein Paar geteilter Teile 40, 40, die nur durch
eine erste Aufteilungsfläche 41 und
eine zweite Aufteilungsfläche 42 geteilt
sind. Ein Abschnitt mit einem Höhensprung
als ein stufenförmiger
Abschnitt 45 ist an einem zentralen Abschnitt 43a des
Zirkulationsteils 43 durch die erste Aufteilungsfläche 41 und
die zweite Aufteilungsfläche 42 gebildet.
In diesem Beispiel ist ein Aufschaufelungsabschnitt 44,
der in dem vorderen Ende eines jeden der gepaarten Armabschnitte 43b, 43b ausgebildet ist,
ebenfalls in zwei Teile durch die erste Aufteilungsfläche 41 und
die zweite Aufteilungsfläche 42 geteilt. D.h.,
die Aufschaufelungsabschnitte 44 sind in einem Paar der
Armabschnitte 43b, 43b der jeweiligen aufgeteilten
Teile 40, 40 ausgebildet, um so einen im Wesentlichen
halbkreisförmigen
Querschnitt vorzusehen, und der Aufschaufelungsabschnitt 44 wird selbst
gebildet durch Zusammenfügen,
d.h. Zusammensetzen, der zwei geteilten Teile 40, 40 für die Bildung
des Zirkulationsteils 43 als das Rückführungsrohr.
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Ferner
ist festzustellen, dass die vorliegende Erfindung nicht begrenzt
ist auf die beschriebenen Ausführungsformen,
und dass viele Veränderungen und
Modifikationen gemacht werden können,
ohne von dem Umfang der angefügten
Ansprüche
abzuweichen.
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Z.B.
kann eine dritte Aufteilungsfläche,
die unterschiedlich zu der ersten Aufteilungsfläche, der zweiten Aufteilungsfläche und
der Aufteilungsfläche der
Armabschnitte ist, zusätzlich
an den Zusammenfügungsflächen der
jeweiligen aufgeteilten Teile des Rückführungsrohrs ausgebildet werden.
Der stufenförmige
Abschnitt, der in der Höhe
unterschiedlich ist, kann an einem Abschnitt gebildet werden anders
als dem zentralen Abschnitt der Rückführungsrohrs. Zusätzlich kann
das Rückführungsrohr
gebildet werden als ein Metallprodukt wie auch als ein Kunststoffprodukt.
Ferner kann die Kugelumlaufspindel der beschriebenen Erfindung zusammengebaut
werden als eine Kugelumlaufspindel, die an eine Antriebseinheit angebaut
ist.