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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Umlenkelement oder Teil zum Umlenken
von Kugeln einer Kugelumlaufspindel und betrifft außerdem eine Kugelumlaufspindel,
die das Umlenkelement verwendet.
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Eine
Kugelumlaufspindel umfasst allgemein eine Schraubenwelle mit einer äußeren Umfangsfläche, auf
der eine spiralförmige
oder schraubenförmige
Kugelrollrille ausgebildet ist, ein Mutterelement mit einer inneren
Umfangsfläche,
auf der eine spiralförmige
oder schraubenförmige
Kugelrollrille ausgebildet ist, und eine Anzahl von Kugeln, die
zwischen einem belasteten Kugelrollkanal, der durch die Kugelrollrillen
der Schraubenwelle und dem Mutterelement gebildet wird, angeordnet
sind. Bei diesem Aufbau rollen die Kugeln in dem durch die Schraubenwelle
und das Mutterelement gebildeten, belasteten Rollkanal, wenn die
Schraubenwelle relativ zu dem Mutterelement gedreht wird.
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9 zeigt
ein Beispiel eines Mutterelements, an dem eine Rückführröhre 3 als ein Umlenkelement
angebracht ist, so dass der eine Endabschnitt und der andere Endabschnitt
eines belasteten Rollkanals 2 verbunden werden. Die Rückführröhre 3 besitzt
eine Portalform mit einem Schenkelteil, dessen Endabschnitte mit
Aufnahmeabschnitten versehen sind, um die Kugeln aufzunehmen. Die Rückführröhre 3 funktioniert
so, dass an ihrem einen Ende die auf dem belasteten Rollkanal 2 rollenden Kugeln
aufgenommen werden, um sie im Inneren der Rückführröhre 3 zu leiten und
sie dann von ihrem anderen Ende in den belasteten Rollkanal zurück zu führen. Entsprechend
dieser Wirkung werden die auf dem belasteten Rollkanal 2 rollenden
Kugeln in dem aus dem belasteten Rollkanal 2 und der Rückführröhre 3 zusammengesetzten
Umlaufkanal in einen endlosen Umlauf gebracht.
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Damit
der gleichmäßige Umlauf
der Kugeln gewährleistet
wird, das heißt,
um die auf dem belasteten Rollkanal 2 in die Rückführröhre 3 rollenden
Kugeln gleichmäßig zu führen und
die sich in der Rückführröhre 3 zu
dem belasteten Rollkanal 2 bewegenden Kugeln gleichmäßig zurück zu führen, ist
vor kurzem ein Aufbau eingeführt
worden, um die Kugeln in den belasteten Rollkanal 2 von
einer Richtung tangential dazu aufzunehmen. Bei einem solchen Aufbau
ist ein Paar von an den beiden Seiten des mittleren Ab schnitts der
Rückführröhre 3 angeordneten Schenkelteilen 3b, 3b jeweils
in unterschiedlicher Richtung in Bezug auf den mittleren Abschnitt 3a in einem
vorgegebenen Winkel schräg
gestellt (geneigt), so dass er einem Steigungswinkel der Schraubenwelle
entspricht.
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Nach
einem bekannten Verfahren für
eine solche Rückführröhre 3 wird
ein Eisenrohr gebogen, um eine Portalform zu erzeugen, und anschließend wird
ein Aufnahmeabschnitt maschinell bearbeitet. Dieses bekannte Verfahren
beinhaltet jedoch hohe Herstellungskosten, und es ist schwierig,
das Rohr mit vorgegebener dimensionaler Ausführung zu biegen, was ein Problem
schafft. Speziell, wenn es erforderlich ist, die Schenkelteile 3b, 3b der
Rückführröhre 3 dem
Steigungswinkel der Schraubenwelle entsprechend in den zueinander
unterschiedlichen Richtungen zu neigen, wird es notwendig, das Rohr dreidimensional
zu biegen, was zu einer werteren Schwierigkeit beim Bearbeiten führt.
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10 zeigt ein anderes Beispiel einer normalen
Rückführröhre 4.
Mit Bezug auf 10 ist die Rückführröhre 4 in
einer Ebene einschließlich
einer axialen Linie der Röhre
in zwei Teile 4a, 4a geteilt. Diese zwei Teile 4a, 4a werden
durch Pressbearbeitung eines Elements aus Metallblech unter Verwendung
einer Form hergestellt, um einen halbkreisförmigen Querschnitt zu erzeugen.
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Bei
einem solchen Herstellungsverfahren für Rückführröhren durch die Pressbearbeitung
werden in dem Falle, wo die Schenkelteile 5, 5 der
Rückführröhre 4 in
einer Ebene gebogen werden, d. h. wo die Schenkelteile 5 nicht
entsprechend dem Steigungswinkel der Schraubenwelle geneigt werden,
Verbindungsflächen 6, 6 (oder
verbundene Flächen)
der jeweiligen geteilten Teile 4a, 4a in der gleichen
einen Ebene angeordnet, so dass die jeweiligen geteilten zwei Teile 4a, 4a einfach
hergestellt werden können. Jedoch
sind andererseits die Verbindungsflächen 6, 6 der
jeweiligen geteilten Teile 4a, 4a in dem Falle, wo
die Schenkelteile 5, 5 entsprechend dem Steigungswinkel
der Schraubenwelle in unterschiedlichen Richtungen zueinander geneigt
sind, nicht in der gleichen Ebene angeordnet und bilden eine solche
Form, die ähnlich
wie verdreht ist. Deshalb ist es äußerst schwierig, die Rückführröhre 4 durch
die Pressbearbeitung des Metallblechelements zu fertigen.
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EP-A-0
418 999 zeigt ein Kugelschraubenrückführsystem, das die im Oberbegriff
von Anspruch 1 definierten Merkmale aufweist.
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US-A-5
555 770 offenbart einen Kugelschraubtrieb. Nach einer ersten Ausführung der
vorliegenden Erfindung ist ein Umlenkelement einer Kugelspindel
zum Umlenken einer Kugel vorgesehen, die auf einer an der Schraubenwelle
ausgebildeten, spiralförmigen
Kugelrollrille rollt, wobei das Umlenkelement umfasst:
einen
mittleren Abschnitt; und
ein Paar von Schenkelteilen, die an
beiden Enden des mittleren Abschnitts angeordnet sind, so dass sie sich
von diesem erstrecken, wobei die Schenkelteile innere Umfänge mit
Mittellinien aufweisen, die in voneinander unterschiedlichen Richtungen
in Bezug auf eine Mittellinie eines inneren Umfangs des mittleren Abschnitts
geneigt sind;
dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkelteile äußere Umfänge mit
Mittellinien aufweisen, die parallel zueinander sind und Dicken
besitzen, die unterschiedlich in deren Umfangsrichtungen sind, an Querschnitten
in Richtungen normal zu Mittellinien der äußeren Umfänge der entsprechenden Schenkelteile.
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In
der oben erwähnten
Ausführung
wird bevorzugt, dass die Mittellinien der Innenumfänge der paarweise
angeordneten Schenkelteile bezüglich
der Mittellinie des Innenumfangs des mittleren Abschnitts des Umlenkelements
geneigt sind, so dass sie einem Steigungswinkel der Schraubenwelle
entsprechen.
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Es
wird auch bevorzugt, dass die Schenkelteile so angeordnet sind,
dass die Mittellinien ihrer Innenumfänge jeweils in einer tangentialen
Richtung der spiralförmigen
Kugelrollrille angeordnet sind.
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In
dem Fall, wo ein Paar von Schenkelteilen in Richtungen geneigt ist,
die bezüglich
des mittleren Abschnitts des Umlenkelements unterschiedlich sind,
ist ein am Mutterelement ausgebildetes Befestigungsloch zum Einbauen
des Umlenkelements in dieser Ausführung mit einer Schlitzform
auf einer Ebene versehen. Diese wird in ihrem Aufbau nicht vermieden,
weil ein Rohr mit kreisförmigem
Querschnitt in einer schiefwinkligen Stellung in das Mutterelement
eingesetzt wird. Ein solcher Schlitz wird bearbeitet und dadurch
geformt, dass ein Messer mit zum Beispiel einem kreisförmigen Querschnitt
in horizontaler Richtung geschoben wird. Jedoch ist bei einem solchen
Bearbeitungsverfahren die Gefahr vorhanden, dass das Messer wegen
des Widerstands zum Zeitpunkt einer hori zontalen Bewegung geneigt wird.
Dieser Mangel wird zu einer Verschlechterung der Bearbeitungsgenauigkeit
führen.
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Nach
der vorliegenden Erfindung ist in der beschriebenen Ausführung der
Schenkelteil jedoch so ausgebildet, dass er eine Dicke aufweist,
die in der Umfangsrichtung an dem Abschnitt in Richtung normal zu
der Mittellinie des äußeren Umfangs
des Schenkelteils unterschiedlich ist. Folglich kann der Schenkelteil
so ausgebildet werden, dass er im Querschnitt eine im Wesentlichen
kreisförmige äußere Form
besitzt, wodurch das Loch des Mutterelements so ausgebildet werden
kann, damit es im Wesentlichen auch die kreisförmige Querschnittsform entsprechend
der äußeren Form
des Umlenkelements zur Verfügung
stellt. Folglich kann das Befestigungsloch leicht an dem Mutterelement
mit hoher Genauigkeit ausgebildet werden.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser
Ausführung
sind die Mittellinien der Innenumfänge der paarweise angeordneten
Schenkelteile bezüglich
der Mittellinie des Innenumfangs des mittleren Abschnitts des Umlenkelements
geneigt, so dass sie einem Steigungswinkel der Schraubenwelle entsprechen.
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Die
Schenkelteile sind so eingerichtet, dass die Mittellinien ihrer
Innenumfänge
jeweils in einer tangentialen Richtung der spiralförmigen Kugelrollrille
angeordnet sind.
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Nach
einer zweiten Ausführung
der vorliegenden Erfindung wird eine Kugelspindel zur Verfügung gestellt,
die umfasst:
eine Schraubenwelle, an der eine spiralförmige Kugelrollrille
ausgebildet ist;
ein Mutterelement mit einer spiralförmigen,
belasteten Rollrille, die der auf der Schraubenwelle ausgebildeten,
spiralförmigen
Kugelrollrille entspricht;
eine Anzahl von Kugeln, die entlang
eines Kanals rollen, der durch die spiralförmige Kugelrollrille der Schraubenwelle
und die spiralförmige,
belastete Rollrille gebildet wird; und ein Umlenkelement, das ausgebildet
ist für
die Schraubenwelle zum Umlenken einer Kugel, die auf der auf der
Schraubenwelle ausgebildeten, spiralförmigen Kugelrollrille rollt,
das Umlenkelement nach der ersten Ausführung.
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Die
Beschaffenheit und weitere kennzeichnende Merkmale der vorliegenden
Erfindung werden aus den folgenden Beschreibungen, die mit Bezug auf
die begleitenden Zeichnungen vorgenommen werden, deutlicher gemacht.
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In
den begleitenden Zeichnungen:
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1 ist
die perspektivische Ansicht einer Kugelspindel nach einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung, die mit einer Rückführröhre zusammengesetzt ist;
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2, einschließlich 2A bis 2D, zeigt eine Beziehung zwischen einem
nicht belasteten Rückführkanal,
der an einer inneren Umfangsfläche
der Rückführröhre gebildet
ist, und einem spiralförmigen
belasteten Rollkanal; wobei die 2A einen
Zustand der Schraubenwelle, von ihrer axialen Richtung aus betrachtet,
darstellt; 2B ist eine Draufsicht
der Schraubenwelle von ihrer oberen Seite; 2C stellt
einen verdrehten Zustand eines nicht belasteten Rückführkanals
dar; und 2D ist eine Seitenansicht
von dem seitlichen Abschnitt der Schraubenwelle;
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3 ist
eine perspektivische Abwicklung der Rückführröhre;
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4, einschließlich 4A bis 4D, stellt Einzelheiten einer zusammengebauten
Rückführröhre von 3 dar,
wobei 4A eine Draufsicht der Rückführröhre zeigt; 4B eine Seitenansicht der Rückführröhre, von
der axialen Richtung der Schraubenwelle aus betrachtet, ist; 4C eine Seitenansicht der Rückführröhre, von
einer Richtung normal zu der axialen Linie der Schraubenwelle aus betrachtet,
zeigt; und 4D eine Vorderansicht der Rückführröhre ist;
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5 zeigt
eine Abwicklung des einen geteilten Teils der Rückführröhre von verschiedenen Richtungen
aus betrachtet;
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6, einschließlich 6A und 6B, stellt
die Einzelheit der zwei geteilten Teile der Rückführröhre an einem Abschnitt in der
Nähe der
geteilten Schenkelteile dar, wobei 6A eine
Ansicht im Schnitt längs
der Mittellinie des geteilten Schenkelteils darstellt und 6B eine
perspektivische Ansicht davon ist;
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7, einschließlich 7A und 7B, zeigt
die Rückführröhre und
ein an einem Mutterelement der Schraubenwelle ausgebildetes Befestigungsloch,
wobei 7A eine normale Rückführröhre des
Rohrtyps und 7B eine Rückführröhre entsprechend der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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8 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein anderes Beispiel des Umlenkelements
der Kugelspindel nach der vorliegenden Erfindung darstellt;
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9 ist
eine Draufsicht, die eine normale Kugelspindel darstellt; und
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10, einschließlich 10A und 10B, zeigt eine normale Rückführröhre in er nem geteilten Zustand,
wobei 10A ihren geteilten Zustand
zeigt und 10B einen an dem Mutterelement
angebrachten Zustand darstellt.
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1 zeigt
eine Kugelspindel, an der ein Umlenkelement nach einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung angebracht ist. Mit Bezug auf 1 umfasst
die Kugelspindel 8 eine Schraubenwelle 9 mit einer
spiralförmigen
Kugelrollrille 9a, die an ihrer äußeren Umfangsfläche ausgebildet
ist, ein Mutterelement 10 mit einer spiralförmigen belasteten Rollrille 10a,
die an ihrer inneren Umfangsfläche
ausgebildet ist, so dass sie der Kugelrollrille 9a der Schraubenwelle 9 gegenüber liegt,
und eine Anzahl von Kugeln 11, 11, ...., 11,
die in einem Kanal als belastetem Rollkanal, der durch die Kugelrollrille 9a und die
belastete Rollrille 10a gebildet wird, rollen.
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Das
Mutterelement 10 ist zum Beispiel mit zwei Rückführröhren 12 als
Umlenkelemente oder Teile ausgerüstet.
Die Rückführröhre 12 bildet
einen nicht belasteten Rückführkanal,
indem das eine Ende und das andere Ende des belasteten Rollkanals
verbunden werden. Die Rückführröhre 12 besitzt
ungefähr
eine Portalform mit einem mittleren Abschnitt 12a und einem
Paar von Schenkelteilen 12b, 12b, die an beiden
Enden des mittleren Abschnitts 12a ausgebildet sind. Die
paarweise angeordneten Schenkelteile 12b, 12b der
Rückführröhre 12 werden in
den belasteten Rollkanal in einem Abstand von mehreren Schrittweiten
eingebaut. Außerdem
sind die Rückführröhren 12, 12 an
dem Mutterelement 10 zum Beispiel durch Bolzen 13 befestigt.
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Die
Schraubenwelle 9 wird an ihrer äußeren Umfangsfläche mit
der Kugelrollrille 9a durch Schleifen oder Walzbearbeitung
ausgebildet, so dass ein etwa halbkreisförmiger Querschnitt und eine
gleich bleibende, spiralförmige
Führung
erzeugt werden. Das Mutterelement 10 besitzt eine im Wesentlichen zylindrische
Form und ist an seiner einen Stirnfläche mit einem mit Flansch versehenen
Abschnitt 14 versehen, um die Kugelspindel an einer Maschine
oder dergleichen anzubringen. Außerdem ist, wie oben erwähnt, an
der inneren Umfangsfläche
des Mutterelements 10 die belastete Rollrille 10 mit
etwa halbkreisförmigem
Querschnitt ausgebildet, so dass sie der Kugelrollrille 9a der
Schraubenwelle 9 gegenüber steht.
Das Mutterelement 10 wird außerdem mit einem ebenen Teilstück 15 ausgebildet,
indem ein Abschnitt der oberen Fläche des Mutterelements 10 gehobelt
wird, und mit mehreren Montagelöchern
für Rückführröhren versehen,
in denen die Schenkelteile 12b, 12b der Rückführröhren 12 in
diesem ebenen Teilstück 15 ausgebildet
werden.
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Bei
einem Aufbau der beschriebenen Ausführung nach der vorliegenden
Erfindung wird eine Anzahl von Abstandselementen 16, 16 zwischen
den jeweiligen benachbarten Kugeln 11, 11 eingelegt,
um zu verhindern, dass die Kugeln miteinander in Kontakt kommen
oder zusammenstoßen.
Die Rückführröhre 12 nach
der vorliegenden Erfindung ist natürlich auf eine Kugelspindel
anwendbar, die nicht mit einem solchen Abstandselement versehen
ist.
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2 enthält
Ansichten, die die Beziehung zwischen dem in der inneren Umfangsfläche der Rückführröhre 12 ausgebildeten,
nicht belasteten Rückführkanal 17 und
dem an der Schraubenwelle 9 der Kugelspindel ausgebildeten,
spiralförmigen
belasteten Rollkanal 18 darstellen. Die äußere Ausführung der
Rückführröhre 12 ist
durch eine mit zwei Punkten gestrichelte Linie bezeichnet, der nicht
belastete Rückführkanal 17 ist
mit einer durchgezogenen Linie dargestellt und die Mittellinie einer
Bahn der Kugel in dem belasteten Rollkanal 18 ist durch
eine mit einem Punkt gestrichelte Linie dargestellt. 2A zeigt einen Zustand der Schraubenwelle 9, von
ihrer axialen Richtung aus betrachtet; 2B ist eine
Draufsicht der Schraubenwelle 9 von deren oberen Seite; 2C zeigt einen verdrehten Zustand des
nicht belasteten Rückführkanals 17 und 2D ist eine Seitenansicht von dem seitlichen
Abschnitt der Schraubenwelle 9.
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Mit
Bezug auf 2 (2A bis 2D) rollen die Kugeln 11 auf
dem spiralförmigen,
belasteten Rollkanal 18. Während dieser Bewegung wird
keine Zwangskraft zu dem Zeitpunkt aufgebracht, wenn die Kugeln 11 entlang
der tangentialen Richtung dieses spiralförmigen, belasteten Rollkanals 18 aufgenommen
werden, sie die Richtung in ihrer eigenen fortschreitenden Richtung ändern. Aus
diesem Grund sind die Mittellinien 19, 19 der
inneren Umfangsflächen
der paarweise angeordneten Schenkelteile 12b, 12b der
Rückführröhre 12,
wie in 2A dargestellt, in der tangentialen
Richtung des belaste ten Rollkanals 18 angeordnet und sind,
wie in 2B bis 2D dargestellt,
in einem Winkel α zwischen
ihnen in unterschiedlichen Richtungen voneinander geneigt, wobei
die Mittellinie des mittleren Abschnitts 12a deren Mittelpunkt
ist, so dass sie dem Steigungswinkel des spiralförmigen belasteten Rollkanals 18 entsprechen.
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In
der beschriebenen Ausführung
ist die Mittellinie des Schenkelteils 12b unter Berücksichtigung des
gleichmäßigen Umlaufs
der Kugeln 11 in der tangentialen Richtung angeordnet und
in die Richtung geneigt, die dem Steigungswinkel des spiralförmigen,
belasteten Rollkanals 18 entspricht. Es kann jedoch möglich sein,
dass sie nicht in der tangentialen Richtung der Mittellinie des
Schenkelteils 12b angeordnet wird und es möglich ist,
sie in einem Winkel zu neigen, der kleiner als der Steigungswinkel
ist, um eine Behinderung mit der benachbarten Schraubenrille zu
verhindern, oder es kann möglich
sein, dass sie in einem Winkel geneigt ist, der größer als
der Steigungswinkel ist.
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3 ist
die perspektivische Abwicklung der Rückführröhre 12, und 4 stellt Einzelheiten der zusammengebauten
Rückführröhre 12 von 3 dar;
wobei 4A eine Draufsicht der Rückführröhre 12 zeigt; 4B die Seitenansicht der Rückführröhre 12,
von der axialen Richtung der Schraubenwelle 9 aus betrachtet,
ist; 4C die Seitenansicht der Rückführröhre 12 ist,
von einer Richtung aus betrachtet, die normal zu der axialen Linie
der Schraubenwelle 9 ist; und 4D die
Vorderansicht der Rückführröhre 12 ist.
Mit Bezug auf 3 und 4 ist die
Rückführröhre 12 ungefähr entlang
ihrer axialen Linie in zwei Teile geteilt. Im Einzelnen wird die
Rückführröhre 12 durch
eine erste Teilungsfläche 21,
die die Mittellinie des inneren Umfangs von einem Schenkelteil 12b und
die Mittellinie des inneren Umfangs des mittleren Abschnitts 12a umfasst,
und durch eine sich von dieser ersten Teilungsfläche 21 unterscheidende,
zweite Teilungsfläche 22,
die die Mittellinie des inneren Umfangs des anderen Schenkelteils 12b und
die Mittellinie des inneren Umfangs des mittleren Abschnitt 12a umfasst,
geteilt. Diese erste Teilungsfläche 21 und
diese zweite Teilungsfläche 22 sind
ebene Flächen.
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Wenn
die Rückführröhre 12 in
zusammengesetzten Formhälften
geformt wird, kann es unter Berücksichtigung
des Ausformprozesses notwendig sein, die Rückführröhre so zu bilden, dass die
Teilungsfläche
auf der Mittellinie ihres kreisförmigen Querschnitts
liegt. Wie zuvor erwähnt,
ist ein abgestufter Abschnitt 23 (ein Abschnitt mit Höhenunterschied)
an einer Position ausgebildet, an der sich die erste Teilungsfläche 21 und
die zweite Tei lungsfläche 22 auf
den Verbindungsflächen
der jeweiligen geteilten Teile 20, 20 schneiden
(was hier zu teilende Teile 20, 20 bedeuten kann),
da die paarweise angeordneten Schenkelteile 12b, 12b in
voneinander unterschiedlichen Richtungen in Bezug auf den mittleren Abschnitt 12a geneigt
sind. Der abgestufte Abschnitt 23 ist im Wesentlichen an
dem mittleren Abschnitt in der axialen Richtung der Rückführröhre ausgebildet. Folglich
stellen die seitlich paarweise vorgesehenen, geteilten Teile 20, 20 völlig die
gleiche Form bereit, wobei die paarweise vorgesehenen, geteilten
Teile 20, 20 zum Beispiel durch einen thermischen
Abdichtungs-, Verschmelzungs- oder Verbindungsprozess (Bonden) oder
durch Verwendung einer Klebefolie oder einer Klemme als Verbindungsmittel
kombiniert werden. Des Weiteren kann der auf der Verbindungsfläche ausgebildete,
stufenförmige
Abschnitt 23 mit einem gekrümmten Abschnitt versehen sein.
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In
dem Falle, wo die Rückführröhre 12 durch eine
Form ausgebildet wird, ist es üblich,
ein Formprodukt zu bilden, indem Formhälften eingesetzt werden, die
in Richtung nach vorn und nach hinten geöffnet werden können. Folglich
ist es schwierig, die geteilten Teile 20, 20 zu
formen, falls die Verbindungsflächen
der geteilten Teile 20, 20 der Rückführröhre 12 verdrehte
Formen aufweisen. Im Gegensatz dazu werden die Verbindungsflächen (zu
verbindende Flächen)
der geteilten Teile 20, 20 nicht im Geringsten verdreht
werden, da die Rückführröhre 12 an
der ersten Teilungsfläche 21 und
an der zweiten Teilungsfläche 22 geteilt
ist, womit die verbesserte Formgebung der geteilten Teile 20, 20 realisiert
wird.
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In
dem Falle, dass die geteilten Teile 20, 20 der
Rückführröhre 12 durch
eine Form gebildet werden, kann die Rückführröhre 12 aus Kunstharz
oder Metallwerkstoff geformt werden, was sowohl zu einer verbesserten
Leistungsfähigkeit
der Rückführröhre 12 als
auch einem Kostenvorteil führt.
Darüber
hinaus wird es auch möglich,
die Rückführröhre in unterschiedlicher
Form zu bilden, so dass sie nur an einem erforderlichen Abschnitt
wie ein Richtungsänderungsabschnitt
dick ausgeführt
wird, ohne die gleiche Dicke am gesamten Abschnitt der Rückführröhre auszuführen, was
somit vorteilhaft ist. Darüber
hinaus können
auch die jeweiligen geteilten Teile 20, 20 leicht
verbunden und, wenn sie zusammengesetzt sind, ausgerichtet werden,
indem der abgestufte Abschnitt 23 genutzt wird.
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Weil
die zwei geteilten Teile 20, 20 die gleiche Form
haben, kann die Rückführröhre 12 dadurch ausgebildet
werden, dass einer von ihnen um 180° gedreht und mit dem anderen
einen Teil zusammengesetzt wird, wobei darüber hinaus die paarweise angeordneten
geteilten Teile 20, 20 hergestellt werden können, indem
eine Anordnung von Formhälften
verwendet wird, was ebenfalls zu einer Verringerung der anfänglichen
Herstellungskosten führt.
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In
der beschriebenen Ausführung
ist die Rückführröhre 12 aus
einem Kunstharzprodukt gebildet. Wie zuvor erwähnt, kann die Rückführröhre 12 aus
Kunstharz oder Metallwerkstoff gebildet werden, indem eine Form
verwendet wird. Im Falle des Metallprodukts wird sie durch die thermische
Behandlung eines Metallpulvers geformt, wobei das Metallprodukt eine
Festigkeit erzeugen wird, die im Wesentlichen derjenigen eines normalen
Metallrohrs genau gleich ist. Jedoch wird in dem Falle, wenn die
Rückführröhre 12 aus
dem Metallwerkstoff gebildet wird, Abnutzung verursacht, weil die
Rückführröhre 12 und
die Kugel 11 eine metallische Berührung erreichen und daher können Späne oder
dergleichen erzeugt werden. In dem belasteten Rollkanal 18 führen die
Kugeln 11, 11 die Rollbewegung zwischen der Schraubenwelle 9 und
dem Mutterelement 10 durch, so dass weniger Abnutzung verursacht
wird und folglich weniger Späne,
Staub oder dergleichen erzeugt werden. Andererseits wird in der
Rückführröhre 12,
wenn die Kugeln 11, 11 gleiten oder etwas rollen
und folglich diese Kugeln 11 mit hoher Geschwindigkeit
umgelenkt werden; eine große
Belastung auf den Richtungsänderungskanal
der Rückführröhre 12 aufgebracht,
und folglich werden Abnutzung, Späne oder Staub verursacht, was
somit fehlerhaft ist. Ein solcher Mangel kann unterdrückt werden,
indem die Rückführröhre 12 aus
dem Kunstharzprodukt gebildet wird.
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Mit
Bezug auf 5, die einen der geteilten Teile 20, 20 der
Rückführröhre 12 zeigt,
weist das geteilte Teil 20 die erste Teilungsfläche 21 und
die zweite Teilungsfläche 22 auf,
wobei der abgestufte Abschnitt 23 an dem mittleren Abschnitt
in dessen axialer Richtung ausgebildet ist. Dieser abgestufte Abschnitt 20 ist
auf jeder Seite des nicht belasteten Rückführkanals 17 ausgebildet.
An den vorderen (freien) Endabschnitten der paarweise angeordneten Schenkelteile 12b, 12b sind
jeweils Aufnahmeabschnitte 25, 25 ausgebildet,
die mit den um die Schraubenwelle 9 rollenden Kugeln 11 in
Berührung kommen
und sie in der Rückführröhre 12 aufnehmen. Diese
Aufnahmeabschnitte 25, 25 sind in einem Stück auf den
jeweiligen geteilten Teilen 20, 20 gebildet, werden
jedoch nicht durch die erste Teilungsfläche 21 oder die zweite
Teilungsfläche 22 geteilt.
Das heißt,
dass die erste Teilungsfläche 21 und
die zweite Teilungsfläche 22 auf
dem Weg der Schenkelteile 12b, 12b jeweils abbrechen
und die Teilungsflächen 26, 26 der
Schenkelteile normal zu den Mittellinien der Innenumfänge der
Schenkelteile 12b, 12b schneiden. Folglich ist
der Aufnahmeabschnitt 25 in einem der geteilten Schenkelteile 12b ausgebildet. Der
Schenkelteil 12b, in dem der Aufnahmeabschnitt 25 nicht
ausgebildet ist, wird durch die gleiche Ebene wie die der Teilungsfläche 26 der
Schenkelteile abgeschnitten. Wie in 3 und 4 dargestellt, werden die Aufnahmeabschnitte 25, 25 jeweils
in den paarweise angeordneten Schenkelteilen 12b, 12b der
Rückführröhre 12 gebildet,
indem die zwei geteilten Teile 20, 20 zusammengesetzt
werden.
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6 zeigt die Einzelheit der geteilten zwei Teile 20, 20 der
Rückführröhre 12 an
einem Abschnitt in der Nähe
der Teilungsfläche 26 des
Schenkelteils (d. h. Verbindungsfläche), wobei die 6A die Schnittansicht
längs der
Mittellinie des Schenkelteils 12b von dem geteilten Teil 20 darstellt
und 6B eine perspektivische Ansicht davon ist. Auf
der Schenkelteil-Teilungsfläche 26 des
geteilten Teils 20, durch die der Aufnahmeabschnitt 25 nicht
geteilt ist, wird aufgrund eines solchen Maßfehlers bei dem Formungsprozess
oder eines Fehlers beim Montageprozess ein Höhenunterschied (abgestufter
Abschnitt) verursacht, was damit eine Gefahr beim Eingriff der Kugeln
mit diesem abgestuften Abschnitt verursachen kann. Aus diesem Grund
kann an einer oder an beiden Verbindungsflächen 33, 33 der
zwei geteilten Teile 20, 20 Kantenbrechen bewirkt
werden, um einen solchen Höhenunterschied
nicht zu verursachen.
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Der
Aufnahmeabschnitt 25 steht mit der Kugel 11 in
Berührung,
um diese aus dem belasteten Rollkanal 18 in die Rückführröhre 12 aufzunehmen. Zu
diesem Zweck ist es erforderlich, dass der Aufnahmeabschnitt 25 eine
gewisse Festigkeit besitzt. Außerdem
ist es auch erforderlich, dass der Aufnahmeabschnitt 25 eine
hohe Maßgenauigkeit
besitzt, um die Kugel 11 gleichmäßig aufzunehmen. Hinsichtlich
einer solchen Forderung gibt es die Gefahr, wenn der Aufnahmeabschnitt 25 an
den geteilten zwei Schenkelteilen 12b geteilt ausgebildet
ist, dass eine Kraft auf den durch den Kontakt der Kugel 11 an
dem geteilten Aufnahmeabschnitt 25 zu öffnenden Aufnahmeabschnitt 25 verursacht
wird, und darüber
hinaus der Aufnahmeabschnitt 25 den Höhenunterschied an den geteilten
Abschnitten selbst bewirken kann. Entsprechend der beschriebenen
Ausführung ist
der Aufnahmeabschnitt 25 in jedem der geteilten Teile 20, 20 einstückig ausgebildet
und ist selbst nicht geteilt, so dass der so gebildete Aufnahmeabschnitt 25 eine
hohe Festigkeit und hohe Maßgenauigkeit bereitstellen
kann. Außerdem
kann ein solcher Aufnahmeabschnitt 25 zum Zeitpunkt des
Zusammenbaus der entsprechenden geteilten Teile 20, 20 in
die Rückführröhre 12 als
ein Positionierelement genutzt werden.
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Der
Aufnahmeabschnitt 25 nach der beschriebenen Ausführung besitzt
eine solche Form, dass ein geschnittenes Ende (Abschnitt) eine Breite bewirkt,
die allmählich
zu der Innenseite der Rückführröhre 12 hin
schmaler wird, wobei die Kugel 11 durch den Kontakt der
beiden seitlichen Abschnitte dieses geschnittenen Endabschnitts
an der Kugel 11 aufgenommen werden kann. Außerdem ist
in dieser Ausführung,
wie in 5 dargestellt, der Aufnahmeabschnitt 25 an
seinem Ursprungsabschnitt mit einem zungenförmigen Vorsprung 27 ausgebildet,
der so wirksam ist, dass das zwischen den zwei benachbarten Kugeln 11, 11 angeordnete
Abstandselement 16 geführt
wird. Wie oben erwähnt
ist, wird es schwierig sein, den Aufnahmeabschnitt 25 maschinell
zu bearbeiten, da der Aufnahmeabschnitt 25 eine komplizierte
Form oder Ausführung
hat. Außerdem ist
es schwierig, den Aufnahmeabschnitt 25 nur durch Verwendung
von seitlich geteilten Formhälften
zu bilden. Aus diesem Grund wird der Aufnahmeabschnitt 25 in
dieser Ausführung
durch Verwendung einer nicht gezeigten Schieberform gebildet, die
es ermöglicht,
dass sich der Aufnahmeabschnitt 25 in der axialen Richtung
des Schenkelteils 12b verschiebt. Spezieller wird die Schieberform
zum Zeitpunkt des Formungsprozesses in ein seitliches Formpaar eingesetzt,
und als Nächstes
wird der Aufnahmeabschnitt 25 im eingesetzten Zustand in
dem geteilten Teil 20 ausgebildet. Wenn die Formhälften getrennt sind,
wird die Schieberform in die entgegen gesetzte Richtung verschoben,
um dadurch das geteilte Teil 20 heraus zu nehmen. Durch
Verwendung der Schieberform kann nicht nur der komplizierte Aufnahmeabschnitt
sondern auch der innere Umfang des Schenkelteils geformt oder ausgebildet
werden.
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Des
Werteren ist es in der beschriebenen Ausführung natürlich möglich, einen gewissen Vorsprung
oder ein ähnliches
Teilstück
wie eine Lippe, der mit der Kugel in Kontakt kommt und diese aufnimmt,
zu bilden, obwohl der Aufnahmeabschnitt 25 nicht mit einem
Lippenteil zum Aufnehmen der damit in Kontakt befindlichen Kugel 11 ausgebildet
ist.
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Jedes
der geteilten Teile 20, 20 der Rückführröhre 12 wird
mit einem Montagesitz 29 (5) in einem
Stück ausgebildet.
In einer rohrförmigen Rückführröhre mit
normalem Aufbau, die durch Biegebearbeitung oder dergleichen gebildet
wird, ist es nötig,
ein Pressteil zum Pressen der Rückführröhre an das
Mutterelement getrennt anzuordnen. In einer solchen Rückführröhre wurde
jedoch der Fall verursacht, dass, auch wenn die Rückführröhre gepresst wird,
die Rückführröhre gedreht
werden könnte
und eine solche Drehung verhindert wird, wenn die Rückführröhre mit
größerer Kraft
gepresst wird, und auch ein Fall verursacht wurde, dass die Rückführröhre zerdrückt werden
könnte.
Nach der vorliegenden Erfindung können in dieser Hinsicht die
für die
Kugelspindel erforderlichen Teile oder Elemente erheblich reduziert
werden, da der Montagesitz 29 zum Anbringen der Rückführröhre 12 an
dem Mutterelement 10 mit jedem geteilten Teil 20 als
ein Stück
ausgebildet ist, was somit insbesondere hinsichtlich der Kosten vorteilhaft
ist. Die Drehung der Rückführröhre 12 kann
ebenfalls verhindert werden. Darüber
hinaus wird die Rückführröhre 12 an
dem Mutterelement 10 mit leicht einstellbarem Befestigungswinkel
angebracht, und daher kann der Aufnahmeabschnitt 25 bei
Betrieb geeignet positioniert werden.
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Ebenfalls
mit Bezug auf 5 ist an der ersten Teilungsfläche 21 jedes
der geteilten Teile 20 der Rückführröhre 12 ein Positionierstift 31 integral
ausgebildet, um die paarweise angeordneten, geteilten Teile 20, 20 wechselweise
zu positionieren; und andererseits ist an der zweiten Teilungsfläche 22 von
jedem geteilten Teil 20 eine mit dem Positionierstift 31 anzupassende Öffnung 32 ausgebildet.
Der Positionierstift 31 und die Montageöffnung 32 dienen dazu, die
geteilten Teile 20, 20 bezüglich des abgestuften Abschnitts 23 und
den Aufnahmeabschnitt 25 wie oben erwähnt zu positionieren.
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7 zeigt die Rückführröhre 12 als das Umlenkelement
und eine im Mutterelement 10 ausgebildete Befestigungsöffnung 33 (Anbringen),
wobei 7A eine normale Rückführröhre des
Rohrtyps und 7B die Rückführröhre 12 nach der vorliegenden
Erfindung darstellt. Mit Bezug auf 7A ist
der Schenkelteil 12b der Rückführröhre 12 in Bezug auf dessen
mittleren Abschnitt 12a geneigt, und der Schenkelteil 12b besitzt
die gleiche Dicke in seinem Querschnitt. In diesem Aufbau sieht
die Befestigungsöffnung 33 zum
Anbringen der Rückführröhre an dem
Mutterelement 10 eine Schlitzform auf einer Ebene vor.
Eine solche Tatsache ist in ihrem Aufbau nicht vermeidbar, weil
das Rohr mit kreisförmigem Querschnitt
in das Mutterelement 10 in schräg liegendem Zustand einge setzt
wird. Diese Befestigungsöffnung 33 in
Schlitzform wird zum Beispiel durch horizontales Verschieben eines
Messers mit einem kreisförmigen
Querschnitt gebildet. Jedoch gibt es beim Formungsverfahren einer
solchen Öffnung
die Gefahr, durch eine Widerstandskraft gegenüber dem Messer zu dem Zeitpunkt,
wenn sich das Messer horizontal bewegt, geneigt zu werden, was zu
einer Verschlechterung der Bearbeitungsgenauigkeit führt. Außerdem gibt
es auch die Gefahr, dass zwischen der Befestigungsöffnung 33 und
der Rückführröhre 12 ein
Spalt gebildet werden kann und in einen solchen Spalt ein Fremdstoff
eindringen kann.
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Andererseits
ist in der beschriebenen Ausführung,
wie in 7B dargestellt, der Innenumfang des
Schenkelteils 12b der Rückführröhre 12 in
Bezug auf den Innenumfang seines mittleren Abschnitts 12a geneigt,
wobei aber der Außenumfang
des Schenkelteils 12b bezüglich des Außenumfangs
des mittleren Abschnitts 12a nicht geneigt ist. Das heißt, die Mittellinien
der paarweise angeordneten Schenkelteile 12b, 12b der
Rückführröhre 12 sind
parallel zueinander und die Dicke des Schenkelteils 12b weicht
in seiner Umfangsrichtung an einem Querschnitt in Richtung normal
zur Mittellinie des Außenumfangs des
Schenkelteils 12b ab. Somit haben die Außenumfänge der
paarweise angeordneten Schenkelteile 12b, 12b jeweils
im Wesentlichen einen kreisförmigen
Querschnitt. Entsprechend der beschriebenen Ausführung weicht die Dicke des
Schenkelteils 12b in der Umfangsrichtung hinsichtlich des
Querschnitts in der Richtung normal zur Mittellinie des äußeren Umfangs
des Schenkelteils 12b ab, wobei ungeachtet der inneren
Umfangsform des Schenkelteils 12b der äußere Umfang des Schenkelteils 12b so
ausgeführt werden
kann, um zum Beispiel einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt
zu liefern, wodurch die in dem Mutterelement 10 ausgebildete
Befestigungsöffnung 33 der äußeren Form
der Rückführröhre 12 entsprechen
kann, so dass zum Beispiel ein im Wesentlichen kreisförmiger Querschnitt
zur Verfügung
gestellt wird. Somit kann die Befestigungsöffnung 33 mit hoher
Genauigkeit in dem Mutterelement 10 leicht ausgebildet
werden.
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8 stellt
ein anderes Beispiel eines Umlenkelements für die Kugelspindel dar. Mit
Bezug auf dieses Beispiel umfasst ein Umlenkelement 43 als Rückführröhre ein
Paar von geteilten Teilen 40, 40, die nur durch
die erste Teilungsfläche 41 und
die zweite Teilungsfläche 42 geteilt
sind. An einem mittleren Abschnitt 43a des Umlenkelements 43 ist
durch die erste Teilungsfläche 41 und
die zweite Teilungsfläche 42 ein
Abschnitt mit ei nem Höhenunterschied als
abgestufter Abschnitt 45 ausgebildet. In diesem Beispiel
ist ein in dem vorderen Ende jedes der paarweise angeordneten Schenkelteile 43b, 43b ausgebildeter
Aufnahmeabschnitt 44 durch die erste Teilungsfläche 41 und
die zweite Teilungsfläche 42 ebenfalls
in zwei Teile geteilt. Das heißt,
die Aufnahmeabschnitte 44 sind in einem Paar von Schenkelteilen 43b, 43b der
jeweiligen geteilten Teile 40, 40 ausgebildet,
so dass sie jeweils einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt
bilden, und der Aufnahmeabschnitt 44 selbst durch Verbinden,
d. h. Zusammensetzen, der beiden zwei geteilten Teile 40, 40 gebildet
wird, um das Umlenkelement 43 als Rückführröhre auszubilden.
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Des
Weiteren ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf
die beschriebenen Ausführungen
beschränkt
ist und viele andere Veränderungen
und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der
angefügten
Patentansprüche
abzuweichen.
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Zum
Beispiel kann eine dritte Teilungsfläche, die sich von der ersten
Teilungsfläche,
der zweiten Teilungsfläche
und der Schenkelteil-Teilungsfläche unterscheidet,
zusätzlich
auf den Verbindungsflächen
der jeweiligen geteilten Teile der Rückführröhre ausgebildet werden. Der
abgestufte Abschnitt mit unterschiedlicher Höhe kann an einem anderen Abschnitt
als dem mittleren Abschnitt der Rückführröhre ausgebildet werden. Außerdem kann
die Rückführröhre sowohl
als Metallprodukt als auch als Kunstharzprodukt gebildet werden.
Darüber
hinaus kann die Kugelspindel nach der beschriebenen Erfindung als
eine zu einer Antriebseinheit zusammengesetzten Kugelspindel angewandt
werden.