KR102443874B1

KR102443874B1 - 볼 스크류용 스핀들 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR102443874B1
Application number: KR1020177006976A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 파버; 벤야민 뷥볼트-고르바텐코; 벤야민 P볼트-고르바텐코; 마티아스 도어; 프릿츠 캄머러
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Priority date: 2014-09-15
Filing date: 2015-09-03
Publication date: 2022-09-16
Also published as: US20180126500A1; CN106714992A; CN106714992B; JP6632612B2; WO2016041555A3; DE102014218405B3; US10486273B2; JP2018500170A; KR20170055967A; WO2016041555A2

Abstract

본 발명은 볼 스크류용 스핀들(40; 80)을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은, 평평한 재료 섹션(10; 50) 내에 나사산 프로파일(12; 52)을 적어도 국부적으로 생성하는 단계와; 재료 섹션(10; 50)을 중공 원통형 케이스(30; 70)로 성형하는 단계로서, 중공 원통형 케이스(30; 70)의 2개의 길이방향 에지(18, 20; 58; 60)가 서로 접경하고, 나사산 프로파일(12; 52)이 반경 방향 외측으로 배향되게 형성되는, 단계와; 중공 원통형 케이스(30; 70)의 2개의 길이방향 에지(18, 20; 58, 60)를 연결하는 단계와; 스핀들(40; 80)을 완성하기 위해 중공 원통형 케이스(30; 70)의 반경 방향 내부면 상에 지지 구조(42; 82)를 적어도 국부적으로 형성하는 단계를 포함한다. 그 결과, 볼 스크류용 스핀들(40; 80)이 복합 구조로 간단하게 제조될 수 있다. 스핀들(40; 80)은 최적의 비용으로 제조될 수 있으면서도 높은 내마모성과 탁월한 기계 하중 지지 능력 및 이와 동시에 적은 중량을 갖는다. 또한, 본 발명은, 상기 방법에 따라 제조되어 볼 스크류에서 사용되기 위한 스핀들(40, 80)에 관한 것이다.

Description

볼 스크류용 스핀들 및 그 제조 방법{SPINDLE FOR A BALL SCREW AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은 볼 스크류용 스핀들 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

예컨대 자동차 공학에서 볼 스크류는 특히 작동 부재(actuator)로서 널리 적용되고 있는데, 그 이유는 볼 스크류가 회전 운동으로부터 선형 운동으로의, 그리고 그 반대로의 저손실 변환을 가능하게 하기 때문이다. 상기 유형의 볼 스크류는 실질적으로 스핀들과, 이 스핀들을 동축으로 에워싸는 너트 또는 슬리브를 포함하고, 스핀들과 너트 또는 슬리브 사이에 구형 회전체들이 배치된다. 볼 스크류에 필요한 구성 부품들을 중실 재료로 제조하는 것은 금속 절삭 방법에 의해 까다롭고, 그로 인해 비용 집약적이다.

선행 기술에는, 비교적 간단하고 그로 인해 비용적으로 유리한 볼 스크류 제조를 구현하는 다양한 방법 및 볼 스크류의 구조 형상이 공지되어 있다. DE 100 28 968 A1호로부터 공지된 스크류 드라이브용 슬리브는 처음에는 평평한 철판 블랭크에서 형성되며, 상기 철판 블랭크의 한쪽 면에 나사산 프로파일(thread profile)이 형성되어 최종적으로는 슬리브 상에 암나사부를 형성하도록, 길이방향으로 홈이 파이고 만곡되는 중공 원통형 슬리브를 형성한다. 슬리브의 암나사부 및 나사 스핀들 상의 수나사부 상에서 스크류 드라이브의 회전체들이 구르며, 이때 회전 운동이 병진 운동으로 변환된다. 그런데 슬리브의 제조 공정 중에 슬리브 상에 길이방향 슬롯이 형성되고, 이 길이방향 슬롯은 대응 끼워 맞춤부(fitting)를 구비한 보어 내로의 슬리브 압입을 통해 비로소 완전하게 종결될 수 있다. 이 경우, 스크류 드라이브의 회전체들이 상기 길이방향 슬롯의 영역에서 반동 없이는 구를 수 없다는 단점이 있다.

또한, DE 10 2011 081 966 A1로부터, 결합 부품으로서의 나사 부품의 제조 방법, 원통형 스크류 드라이브, 선형 액추에이터 및, 상기 결합 부품을 갖는 전자기 브레이크 부스터가 공지되어 있다. 상기 나사 부품은 나사산 및 관형 지지부로 형성된 복합 부품으로서 형성되고, 이 경우 나사산은 성형 공정을 통해 제조된다. 관형 지지부는 바람직하게, 예컨대 사출 성형 또는 다이 캐스팅과 같은 성형 공정을 통해 제조되며, 상기 공정 진행 중에 동시에 나사산과 재료 결합 방식으로 또는 형태 결합 방식으로 결합된다. 바람직하게 지지 부품은 금속 다이 캐스팅을 통해 또는 플라스틱 사출 성형을 통해 제조된다. 상기 독일 공보에 소개된 한 실시형태에 따라, 나사 부품은 나선형으로 권취된, 평평한 직사각형 횡단면을 가진 철판 스트립에 의해 형성되며, 이 철판 스트립 내에 평평한 트렌치형 홈이 나선으로서 압입된다. 철판 스트립의 권취부들이 예컨대 점 용접, 축방향으로 연장되는 용접 이음매, 또는 철판 스트립의 서로 접경하는 길이방향 가장자리를 따르는 나선형 용접 이음매를 통해 서로 연결되어 나사 부품을 형성하고, 이어서 상기 나사 부품에 플라스틱 소재의 지지 부품이 중첩 성형된다. 이 경우 특히, 높은 정밀도로 구현되는, 추가로 큰 길이방향 연장부를 갖는 하나 이상의 용접 이음매를 생성해야 하는 단점이 있다.

본 발명의 과제는, 볼 스크류용 스핀들의 제조를 위한 간소화된 방법을 제안하는 것이다. 본 발명의 또 다른 과제는, 반경 방향 외측의 추가 포위 구조(surrounding structure)를 필요로 하지 않는 볼 스크류용 스핀들을 제시하는 것에 있다.

본 발명은, 평면 재료 블랭크의 압연(rolling)을 통한 중공 원통형 철판 성형 부품들의 제조는, 특히 압연 재료 블랭크들의 연결될 에지들의 이음매 길이를 최소화시킴으로써 간소화된다는 인식에 기반한다.

우선, 본 발명은 볼 스크류용 스핀들의 제조 방법에 관한 것이다. 위에 언급한 과제는 하기 단계들을 포함하는 방법을 통해 해결된다.

- 평평한 재료 섹션 내에 나사산 프로파일을 적어도 국부적으로 생성하는 단계,

- 상기 재료 섹션을 중공 원통형 케이스로 성형하는 단계로서, 중공 원통형 케이스의 2개의 길이방향 에지가 서로 접경하고, 나사산 프로파일이 반경 방향 외측으로 배향되게 하는, 단계,

- 중공 원통형 케이스의 2개의 길이방향 에지를 연결하는 단계, 및

- 스핀들을 완성하기 위해 중공 원통형 케이스의 반경 방향 내부면 상에 지지 구조를 적어도 국부적으로 형성하는 단계.

상기 방법에 의해, 볼 스크류용 수나사를 구비한 스핀들은 비용면에서 매우 유리하게 제조될 수 있다. 중공 원통형 케이스를, 성형 공정 후에 서로 접경하는 양측의 직선 길이방향 에지를 따라 연결함으로써, 예컨대 나선형으로 튜브에 감겨 각각 가장자리 측에서 연결되는 철판 스트립에 비해, 필요한 연결 이음매 길이가 명백히 감소한다. 그 밖에도, 본 발명에 따른 방법은 특히 연속 제조에 적합하다. 또한, 본원의 방법은 매우 바람직하게는 상이한 지름 및/또는 나사산 프로파일을 갖는 스핀들들의 제조를 허용한다.

상기 방법의 한 개선예에 따라, 재료 섹션은 얇은 재료 두께를 갖는 철판 섹션이다. 재료 섹션을 위해 금속 철판을 사용함으로써, 상기 방법에 따라 제조된 스핀들의 높은 기계 하중 지지 능력 및 내구성이 달성될 수 있다. 바람직하게 철판 섹션은 스트립 형태의 반가공 철판으로부터 절단된다. 그로 인해, 특히 본 발명에 따라 형성되는 스핀들의 제조를 위한 연속 제작 공정이 가능하다. 나사산 프로파일은 연속 스트립 형태의 반제품으로부터 재료 섹션을 절단하기 전에 연속해서 생성될 수 있거나, 재료 섹션의 절단 후에 상기 절단된 재료 섹션 내에 생성될 수 있다.

본원 방법의 또 다른 유리한 구성에 따라, 나사산 프로파일은 볼 스크류의 구형 회전체들의 수용을 위해 하나 이상의 나선(thread turn)을 갖는 둥근 나사산으로서 형성된다. 그 결과, 볼 스크류 내에서 통상적으로 사용되는 구형 회전체들이 원활하게 나사산 프로파일 내에서 안내되고 구를 수 있다.

본원 방법의 또 다른 개선예의 경우, 중공 원통형 케이스의 2개의 길이방향 에지의 연결은 길이방향 이음매의 형성하에 적어도 국부적인 접합을 통해 수행된다. 그 결과, 성형 공정 후에 서로 접경하는, 중공 원통형 케이스의 길이방향 에지들의 신뢰성 있는 기계적 연결이 제공되고, 상기 길이방향 에지들은 틈새 없이 서로 접경하며, 스핀들의 중공 원통형 케이스가 자신의 전체 길이방향 연장부를 넘어서 펼쳐지는 점이 신뢰성 있게 배제된다.

본원 방법의 추가 개선예에 따라, 길이방향 이음매는 예컨대 연삭, 연마 또는 호닝을 통해 표면 처리를 거친다. 그 결과, 본원 방법에 따라 제조된 스핀들을 구비한 볼 스크류의 저킹(jerking) 없는 작동 거동이 달성되는데, 그 이유는 볼 스크류의 회전체들이 길이방향 이음매 위로도 실제로 반동 없이 구를 수 있기 때문이다.

또 다른 실시예에 따라, 스핀들의 중공 원통형 케이스의 2개의 길이방향 에지의 연결은, 중공 원통형 케이스의 양측 축방향 단부 섹션 각각을 각각 하나의 링 내로 압입함으로써 수행된다. 그 결과, 그와 다른 경우에 성형 공정 후 서로 접경하는, 중공 원통형 케이스의 길이방향 에지들의 접합을 위해 필요한, 적어도 부분적으로 형성되는 용접 이음매가 생략된다. 이러한 방법 대안에서 없어도 되는 용접 이음매는 공정 기술적으로 상당한 간소화를 유도하는데, 그 이유는 얇은 철판 부들 상의 용접 이음매를 형성하는 것은 기술적으로 어렵고, 복잡한 레이저 용접에 의해서만 여러 번 형성될 수 있기 때문이다. 그 밖에도, 길이방향 에지들의 연결 후에 상황에 따라 필요한 중공 원통형 케이스의 경화 공정을 더는 강제적으로 수행하지 않아도 되는데, 그 이유는 열적 접합 공정에 의해 더 이상 경화성이 악화되지 않을 수 있기 때문이다. 또한, 경화 공정에 의해 발생하는 기하학적 변화가 더 용이하게 보상될 수 있고, 열적 접합에 의한 변형이 방지될 수 있다.

본원 방법의 추가의 바람직한 구현예에 상응하게, 중공 원통형 케이스의 축방향 단부 섹션들은 프로파일링되지 않는 방식으로 형성된다. 그 결과, 중공 원통형 케이스의 양측 축방향 단부 섹션 중 각각 하나에 각각의 링이 더 단단하게, 이상적으로는 전체 면에 걸쳐 안착된다. 그 대안으로, 링들이 예컨대 중공 원통형 케이스의 프로파일 없는 축방향 단부 섹션들 상으로 열적으로 수축될 수 있다.

본원 방법의 또 다른 바람직한 구현예에 따라, 지지 구조는 특히 플라스틱 재료로 사출 성형에 의해 형성된다. 바람직하게는 사출 성형 방법에 의해 중공 원통형 케이스 내에 주입된 플라스틱에 의해, 반경 방향 내측 지지 구조와, 상기 지지 구조를 동축으로 둘러싸며 수나사 프로파일을 갖는 중공 원통형 케이스 간에 기계적으로 밀접한, 특히 재료 결합식 및 형태 결합식 연결이 달성된다. 이 경우, 지지 구조는 우선적으로, 완성된 스핀들의 휨 강도를 증가시는 한편, 금속 철판으로 형성된 중공 원통형 케이스는 일차적으로 나사산 프로파일 내에서 구르는 구형 회전체들에 의해 야기되는 점 하중을 흡수하여, 이 점 하중이 지지 구조 내로 도입되기 전에 상기 점 하중을 더 넓은 면에 걸쳐 분배한다. 이렇게 하여 제공되는 복합 구조를 기반으로, 적은 중량 및 이와 동시에 적은 제조 비용과 함께, 본 발명에 따라 제조되는 스핀들의 비교적 높은 기계 하중 지지 능력 및 내마모성이 달성된다. 그 대안으로, 지지 구조는 금속 재료, 예컨대 소결 금속, 발포 금속, 또는 중공 원통형 케이스 내로 사출되는 금속으로도 형성될 수 있다.

또 다른 한 개선예에 따라, 지지 구조는, 제조 프로세스에서 중공 원통형 케이스에 대해 동심으로 형성되는 원형 횡단면 기하구조를 갖는다. 중공 원통형 케이스의 내 지지 구조가 바람직하게는 관형으로 형성되는 점을 기반으로, 이처럼 형성된 스핀들의 높은 기계적 강성이 달성될 뿐만 아니라, 완전히 꽉 채워진 중공 원통형 케이스에 비해 훨씬 더 감소한 중량도 달성된다.

그 밖에도, 본 발명은 볼 스크류용 스핀들을 대상으로 한다. 이 경우, 스핀들은 반경 방향 외측에 형성된 나사산 프로파일을 가진 중공 원통형 케이스를 포함하며, 상기 중공 원통형 케이스의 반경 방향 내부면 상에 지지 구조가 형성된다. 그 결과, 스핀들의 간단하고 연속적이며 비용 최적화된 제조가 가능하며, 상기 스핀들은 더 나아가 비교적 적은 중량 조건에서 탁월한 내마모성을 가짐으로써 자동차 기술에서 사용하기에 매우 적합하다.

본 발명의 더 나은 이해를 위해, 본원의 명세서에는 도면이 첨부되어 있다. 동일한 구조의 구성요소들은 각각 동일한 도면부호를 갖는다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 볼 스크류용 스핀들의 제1 실시형태의 제조를 위한 제1 방법 변형예의 공정 순서도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 볼 스크류용 스핀들의 제2 실시형태의 제조를 위한 제2 방법 변형예를 개략도이다.

따라서, 도 1 내지 도 6에는, 볼 스크류용 스핀들의 제1 실시형태의 제조를 위한 제1 방법 변형예의 공정이 각각 순서대로 도시되어 있다. 제1 방법 단계의 진행 중에, 도시되지 않은 연속 스트립 형태의 반제품으로부터 평면 직사각형 재료 섹션(10)이 절단된다. 도 1에 횡단면도로 도시된 재료 섹션(10)은 바람직하게는 얇은 재료 두께를 갖는 직사각형 철판 섹션이다. 후속 방법 단계에서는, 도 2의 횡단면도에 도시된 것처럼, 재료 섹션(10) 내에 나사산 프로파일(12)이 생성된다. 나사산 프로파일(12)은 바람직하게, 도시되지 않은 볼 스크류의 역시 도시되지 않은 구형 회전체들이 저마찰 방식으로 구를 수 있는 둥근 나선(14)으로서 제조된다. 나사산 프로파일(12)의 생성은, 예컨대 나사산 스피닝(thread spinning)과 같은 선행 기술로부터 공지된 임의의 방법에 의해 수행될 수 있다. 또한, 앞에서 설명한 공정 순서와 달리, 스트립 형태의 반제품 내에 나사산 프로파일(12)을 연속해서 생성한 다음에 재료 섹션을 절단할 수도 있다.

이 경우, 나사산 프로파일(12)은, 처음에는 평평했던 재료 섹션(10)의 압연 후 회전체들의 수용을 위한 하나 이상의 연속 나선(16)이 형성되도록 생성된다. 나사산 프로파일(12)은, 도 3에 따른 재료 섹션(10)의 상면도에 의하면, 서로 평행하게 연장되는 길이방향 에지들(18, 20)까지, 또는 재료 섹션(10)의 협폭 측면들까지 연장되는 한편, 양측 축방향 단부 섹션(22, 24)은 프로파일 없이 형성된다. 이들 축방향 단부 섹션(22, 24)은 서로 거울 대칭형으로 형성되고 각각 거의 직각 삼각형 형태를 갖는다.

도 4에 도시된 것처럼, 후속 방법 단계에서는 프로파일링된 재료 섹션(10)이 적합한 성형 공정에 의해 중공 원통형 케이스(30)로 성형되며, 이때 나사산 프로파일(12)은 중공 원통형 케이스(30)의 길이방향 중심축(32)과 관련하여 반경 방향 외측으로 배향된다. 재료 섹션(10)의 두 길이방향 에지(18, 20)는 성형 공정을 통해 이상적으로는 서로 완전히 접경하게 된다. 또한, 도 4에서는, 성형 공정의 종료 후 나사산 프로파일이 없는 축방향 단부 섹션들(22, 24)을 확인할 수 있다.

이제 그 다음 방법 단계에서는, 도 5에 도시된 것처럼, 각각 하나의 중공 원통형 링(34, 36)이 축방향 단부 섹션(22, 24) 상에 압입 끼워맞춤된다. 이들 두 링(34, 36)을 통해, 길이방향 에지들(18, 20)이 적어도 축방향 단부 섹션들(22, 24)의 영역에서 서로 기계적으로 단단히 결합된다. 그로 인해, 두 길이방향 에지들(18, 20)을 접합하기 위해 기술적으로 까다로운 용접 이음매 또는 납땜 이음매의 생성이 불필요하다. 두 링(34, 36)의 압입 끼워맞춤 이전 또는 이후에, 반경 방향 외측에 배치된 나사산 프로파일(12)을 갖는 중공 원통형 케이스(30)가 경화 공정을 거칠 수 있다. 링들(34, 36)의 내경은, 중공 원통형 케이스(30)의 축방향 단부 섹션들(22, 24)의 외경과 관련하여, 링들과 축방향 단부 섹션들 사이에 각각의 적어도 간단한 압입 끼워 맞춤이 구현되도록 설계된다. 프로파일이 없는 축방향 단부 섹션들(22, 24)의 폭(b)은 바람직하게 링들(34, 36)의 폭(h)과 같거나 그보다 크다.

도 6에 도시된 것처럼, 중공 원통형 케이스(30)는 반경 방향 내측에 지지 구조(42)를 구비하며, 그럼으로써 결과적으로 본 발명의 특징들을 갖는 볼 스크류용 스핀들(40)이 제공된다. 더 나은 도면의 개요를 위해, 두 링(34, 36)은 도 6에 도시되어 있지 않다.

여기서 지지 구조(42)는 중공 원통형 케이스(30)와 길이방향 중심축(32)에 대해 예시적으로 동심으로 형성된다. 상기 지지 구조는 예컨대 스핀들(40)의 기계 하중 지지 능력을 더욱 증대시키는 섬유 강화 플라스틱으로 형성된다. 지지 구조(42)에 의해, 스핀들(40)은, 금속 케이스(30)가 자신의 나사산 프로파일(12)로써 구형 회전체들에서 점 접촉에 의해 발생하는 표면 압력을 흡수하여 균일하게 분배하는 한편, 지지 구조(42)는 스핀들(40)의 필요한 강성을 제공하는 복합 구조로 제공된다. 지지 구조(42)의 플라스틱만으로는, 발생하는 구르는 볼들의 표면 압력을 지속적으로 흡수하지 못할 것이다. 그에 따라, 나사산 프로파일(12)이 형성되어 있는 중공 원통형 케이스(30)에 대해서만, 기계 하중 지지 능력이 높은, 그래서 고가인 철판 또는 금속 재료가 필요하고, 그에 반해 지지 구조는 충전 재료로서 비교적 저렴한 플라스틱으로 형성될 수 있다.

지지 구조(42)의 형성은 예컨대 사출 성형을 통해 수행될 수 있으며, 이때 사출 성형 금형의 도시되지 않은 원통형 코어가 축방향으로 중공 원통형 케이스(30) 내로 삽입된 다음, 지지 구조(42)의 제작을 위해 코어와 케이스(30) 사이의 중공 원통형 공동부가 지지 구조(42)의 재료로 채워진다. 플라스틱 사출 성형을 통해, 결과로서 형성되는 지지 구조(42)와, 나사 프로파일(12)의 암형 몰드(female mold)로서의 중공 원통형 케이스(30)의 파형 내부면(44) 간에 기계적으로 매우 밀착된, 즉, 형태 및 재료 결합식 결합이 달성된다. 그 결과, 두 링(34, 36)에 보충되어, 중공 원통형 케이스(30)의 접경하는 길이방향 에지들(18, 20) 간의 부가적 결합이 제공됨으로써, 스핀들(40)을 구비한 볼 스크류의 원활하고 저킹 없는 작동이 달성된다.

도 6에 도시된 스핀들(40)의 실시예와 달리, 스핀들의 중량이 별로 중요하지 않다면, 중공 원통형 케이스(30)의 내부 챔버(46)는 완전히 플라스틱으로 꽉 채워질 수도 있다.

도 7 내지 도 9에는, 볼 스크류용 스핀들의 제2 실시형태의 제조를 위한 제2 방법 변형예의 개략적으로 도시되어 있다. 처음에는 평평했던 재료 섹션(50) 내에, 제1 방법 단계에서 역시 나사산 프로파일(52)이 생성되고, 이 나사산 프로파일은 바람직하게 구형 회전체들을 위한 둥근 나사산(54)으로서 형성되고, 구르는 회전체들의 안내를 위한 하나 이상의 나선(56)을 갖는다.

나사산 프로파일(52)은 재료 섹션(50)의 2개의 평행한 길이방향 에지(58, 60) 사이에서 연장된다. 그런데, 도 1 내지 도 6에 따른 제1 방법 변형예와 달리, 나사산 프로파일(52)은 2개의 축방향 단부 섹션(62, 64)의 영역 내에까지 연장된다. 재료 섹션(50)의 또 다른 형성과 관련해서는, 반복 설명을 피하기 위해, 도 1 내지 도 3의 설명이 참조될 수 있다.

도 8의 사시도로부터 알 수 있듯이, 처음에는 평평했던 재료 섹션(50)이 적합한 성형 공정에 의해 역시 중공 원통형 케이스(70)로 성형되고, 이때 나선형으로 주연을 따라 연장되는 나선(56)을 갖는 나사산 프로파일(52)이 케이스(70)의 길이방향 중심축(72)과 관련하여 반경 방향 외측으로 배향되며, 재료 섹션(50)의 두 길이방향 에지(58, 60)는 전체 면에 걸쳐 서로 접경한다.

제1 방법 변형예와의 또 다른 차이점으로서, 두 길이방향 에지(58, 60)는 후속 방법 단계에서 바람직하게 열적으로, 예컨대 레이저 용접 또는 납땜을 통해 연속해서 길이방향 이음매(74)를 형성하면서 기계적으로 단단히 접합된다. 그 대안으로, 두 길이방향 에지(58, 60)의 연결은 접착, 코킹, 압착 등을 통해서도 수행될 수 있다. 바람직하게는 열적 접합을 통해 두 길이방향 에지(58, 60)를 연결한 후, 볼 스크류의 작동 거동을 더욱 최적화하기 위해, 연삭, 연마 또는 호닝을 통해 길이방향 이음매(74)의 표면 처리가 수행될 수 있다. 그 밖에도, 나사산 프로파일(52)이 형성된 중공 원통형 케이스(70)는 바람직하게, 케이스의 내마모성을 높이기 위해, 경화 처리를 거치게 된다.

도 9에 따른 종단면도에 도시된 것처럼, 최종 방법 단계에서 역시, 바람직하게는 경우에 따라 추가로 섬유 보강된 플라스틱으로 형성된 지지 구조(82)를 삽입함으로써, 볼 스크류용 스핀들(80)의 제2 실시형태가 완성된다. 지지 구조(82) 및 그 제조의 더 세부적인 사항과 관련해서는, 도 6의 설명에서 기술한 내용을 참조한다.

제1 방법 변형예와 달리, 바람직하게는 용접된 길이방향 이음매를 포함하는 제2 방법 변형예의 경우에는, 거의 임의의 길이를 갖는 연속 스트랜드(strand)로서 스핀들(80)을 제조할 수 있다. 이를 목적으로, 처음에는 평면인 연속 스트립 형태의 반제품 내에 먼저 연속해서 나사산 프로파일(52)이 생성되고, 이로부터 계속해서 성형 공정을 통해 중공 원통형 케이스(70)가 형성되며, 마지막으로 상기 케이스의 길이방향 에지들(58, 60)이 연속해서 적어도 국부적으로 서로 용접된다. 이에 병행하여 계속해서 지지 구조(82)의 형성을 위한 플라스틱이, 기용접된 중공 원통형 케이스(70) 내에 사출 성형 금형을 이용하여 주입된다. 최종적으로, 상기와 같이 완성된 스트랜드는 거의 임의의 길이를 갖는 스핀들들(80)로 절단될 수 있다.

10: 평면 재료 섹션
12: 나사산 프로파일, 수나사
14: 둥근 나사산
16: 나선
18: 재료 섹션(10)의 길이방향 에지
20: 재료 섹션(10)의 길이방향 에지
22: 재료 섹션(10)의 축방향 단부 섹션
24: 재료 섹션(10)의 축방향 단부 섹션
30: 중공 원통형 케이스
32: 케이스(30)의 길이방향 중심축
34: 제1 링
36: 제2 링
40: 스핀들
42: 지지 구조
44: 지지 구조의 내부면
46: 내부 챔버
50: 평면 재료 섹션
52: 나사산 프로파일, 수나사
54: 둥근 나사산
56: 나선
58: 재료 섹션(50)의 길이방향 에지
60: 재료 섹션(50)의 길이방향 에지
62: 재료 섹션(50)의 축방향 단부 섹션
64: 재료 섹션(50)의 축방향 단부 섹션
70: 중공 원통형 케이스
72: 케이스(70)의 길이방향 중심축
74: 길이방향 이음매
80: 스핀들
82: 지지 구조
h: 링들(34, 36)의 폭
b: 프로파일 없는 단부 섹션들(22, 24)의 폭

Claims

볼 스크류용 스핀들(40; 80)을 제조하는 방법으로서,
- 평평한 재료 섹션(10; 50) 내에 나사산 프로파일(12; 52)을 적어도 국부적으로 생성하는 단계와,
- 상기 재료 섹션(10; 50)을 중공 원통형 케이스(30; 70)로 성형하는 단계로서, 상기 중공 원통형 케이스(30; 70)의 2개의 길이방향 에지(18, 20; 58, 60)가 서로 접경하고, 나사산 프로파일(12; 52)이 반경 방향 외측으로 배향되게 형성되는, 단계와,
- 상기 중공 원통형 케이스(30; 70)의 2개의 길이방향 에지(18, 20; 58, 60)를 연결하는 단계와,
- 상기 스핀들(40; 80)을 완성하기 위해 상기 중공 원통형 케이스(30; 70)의 반경 방향 내부면 상에 지지 구조(42; 82)를 적어도 국부적으로 형성하는 단계를 포함하고,
중공 원통형 케이스(30)의 2개의 길이방향 에지(18; 20)의 연결은, 중공 원통형 케이스(30)의 양측 축방향 단부 섹션(22, 24) 각각을 각각 하나의 링(34, 36) 내로 압입함으로써 수행되는, 볼 스크류용 스핀들의 제조 방법.
제1항에 있어서, 재료 섹션(10; 50)은, 스트립 형태의 반가공 철판에서 절단되는, 재료 두께가 얇은 철판 섹션인 것을 특징으로 하는, 볼 스크류용 스핀들의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 나사산 프로파일(12; 52)은 볼 스크류의 구형 회전체들의 수용을 위해 하나 이상의 나선(16; 56)을 가진 둥근 나사산(14; 54)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 볼 스크류용 스핀들의 제조 방법.
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제1항에 있어서, 중공 원통형 케이스(30)는, 자신의 축방향 단부 섹션들(22, 24)이 프로파일링되지 않은 상태로 형성되도록 제조되는 것을 특징으로 하는, 볼 스크류용 스핀들의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 지지 구조(42; 82)는 플라스틱 재료를 이용한 사출 성형을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는, 볼 스크류용 스핀들의 제조 방법.
제8항에 있어서, 지지 구조(42; 82)는 중공 원통형 케이스(30; 70)에 대해 동심으로 형성되는 원형 횡단면 기하구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 볼 스크류용 스핀들의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 따라 제조되는, 볼 스크류용 스핀들(40; 80)에 있어서,
상기 스핀들(40; 80)은 반경 방향 외측에 형성된 나사산 프로파일(12; 52)을 가진 중공 원통형 케이스(30; 70)를 포함하며, 상기 중공 원통형 케이스(30; 70)의 반경 방향 내부면 상에 지지 구조(42; 82)가 형성되는 것을 특징으로 하는, 볼 스크류용 스핀들(40; 80).