TWI385323B - 具有超載離合器之滾珠螺桿 - Google Patents

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Description

具有超載離合器之滾珠螺桿
本發明關於一種滾珠螺桿，其具有一外殼，其中一心軸螺帽被配置於一滾珠螺桿心軸上；具有一超載離合器，其在到達一作用於該滾珠螺桿心軸上之釋放力而鬆開；具有一預負荷裝置，其可藉由至少一設定構件而可設定一預負荷力且作用於該超載離合器上；且具有至少一移動推力元件，其可被該預負荷裝置接觸以傳送該預負荷力至該超載離合器。
此種滾珠螺桿可見於德國專利第44 27 809號中。那裡所描述的該滾珠螺桿具有一由兩圓柱中空本體所製成之外殼，該等圓柱中空體被推過該心軸螺帽。設置於該端面上之調整螺帽通過盤形彈簧作用於推力軸承上，推力軸承由該心軸螺帽所支撐。當超過一可接受的設定力或到達一釋放力上時，該心軸螺帽產生相對該元件的一移動，該元件將藉由壓縮該等盤形彈簧配置之一者而被驅動，且在一給定的偏移距離之後，相對於其他部分及推動該等圓柱中空本體之一者並使該超載離合器鬆開或允許其滑脫。
先前技藝的設計係非常的複雜且需要一組可相對彼此移動之元件和甚至一兩件式的外殼。在該超載離合器的區域中之封裝構型因此不可能。更有甚者，該釋放力必須藉由該盤形彈簧的彈簧行程和介於該等一半外殼與該心軸螺帽間的間隙而決定。該釋放力的主要參數因此變得難以決定且一相同精確的設定是很難達成。
本發明的目的係因此在於，以該釋放力接著僅與作用於該超載離合器的該可調整預負荷力有關的方式，更進一步發展如開頭所提及的滾珠螺桿。
依據本發明可達成上述目的，其中該外殼係形成單件式，且該推力元件配置成使得其沿著該外殼的一表面和沿著該心軸螺帽的一周圍表面而滑動。
以此設計，能夠藉由任何設定構件而設定一預負荷力無需必須相對彼此移動的外殼零件，該設定構件藉由一移動推力元件直接地向該超載離合器傳送。更有甚者，依據本發明的設計允許該滾珠螺桿的封裝構型。
更多的優點可從附屬項第2至11項中而可得知。
本發明的兩實施例將在以下藉由參考該等圖示而更詳細地說明。
第1圖概要地顯示一滾珠螺桿1，其具有在兩相對端面的每端上係封閉的一件式外殼3；具有在本實施例中較佳地形成為一調整螺帽之一設定構件5。該設定構件5具有一穿孔5a，一滾珠螺桿心軸7被引導通過該穿孔5a。在該外殼3的區域中，該滾珠螺桿心軸7由一心軸螺帽9所圍繞，在該心軸螺帽9的周圍表面9a上，每個設定構件5藉由一軸承12而支撐，該軸承12在本實施例中，可為具有一合適空隙之一滾柱軸承或一徑向接觸的滾珠軸承的形式。以此方式，該心軸螺帽9不僅能在該外殼3中旋轉且也可軸向地移動。佈置於該心軸螺帽9和該外殼3一內側 之間為一超載離合器10。在本實施例中，該超載離合器10為一具有外殼3之摩擦板10a和心軸螺帽9之摩擦板10b的一多板離合器(multi-plate clutch)。
該超載離合器10由兩推力元件11所限制，在本實施例中，為一推力環之形式。佈置於每個設定構件5與該推力環11之間為一預負荷裝置13，其依據每個推力構件5而施加預負荷力至該推力元件11。在本實施例中，該預負荷裝置13較佳地為一彈簧元件，特別是一壓縮彈簧，諸如一螺旋彈簧或盤形彈簧。該預負荷裝置13的預負荷力稍微大於該超載離合器10的釋放力。該預負荷力Fk和因此同時的釋放力Fs可藉由轉動一個或兩個設定構件5而設定。在一較佳實施例中，兩個設定構件5皆轉動一相等數量使產生一相等的預負荷力。換言之，一不相等的設定允許待補償元件的方向相依。既然該預負荷力Fk在中間位置彼此抵銷，該心軸螺帽9與該複板離合器10和該推力元件11可在該外殼3中相對簡單地軸向移動。
該超載離合器10的功能在以下說明：當該滾珠軸承心軸7被驅動時，隨著該預負荷超載離合器10防止該心軸螺帽9相對該外殼3而轉動，該心軸螺帽9轉換該滾珠螺桿心軸7的力矩成一軸向力F。
以此方式產生的該軸向力F接著在與該外殼3和該超載離合器10有關的相應功能方向移動該心軸螺帽9。考慮到該滾珠螺桿較佳對稱的設計，僅有顯示在第1圖中之該功能方向至該左側邊在以下說明。該心軸螺帽9相對該外殼3移動，直到該心軸螺帽9在該左側邊以一左側止部15接 觸該推力元件11的一軸向接觸的滾珠軸承17。該心軸螺帽9接著帶著該超載離合器10和該推力元件11，上述推力元件11沿著該外殼3a的一內側表面滑動，直到該推力元件11在第1圖中的右側邊接觸在該外殼中3之一右側肩部19。
該超載離合器10在一操作過程期間保持於此位置。雖然在該超載離合器10中之該預負荷力Fk藉此該力F的大小而減少，其仍隨時保持足量的力以防止該超載離合器10的滑脫。考慮到實際上該右側預負荷裝置13將該推力元件11壓抵該右側肩部19，該預負荷力Fk現在藉由該左側預負荷裝置13的預負荷力(Fv1)和該軸向力F(Fk=Fv1-F)而決定。
如果該傳動裝置接觸到一障礙物，該軸向力F即增加。結果，在該超載離合器10中的該預負荷力Fk減少且同時在該超載離合器10中的力矩增加。如果一預設的釋放力Fs到達，該超載離合器10即滑脫。
第2圖顯示一第二說明實施例。該第二實施例同時以和該第一實施例有關的功能原理來操作。該第二實施例的設計與該第一實施例的設計所不同處僅在於設置於該一件式外殼3中的開口和該推力元件11以一平面區11a接觸該外殼3b的一內側表面，其中每個平面區11a在該外殼內側表面3b區域中具有開口，該推力元件11通過該開口而交互地在兩側上以肩部11b被引導，且被支撐於該心軸螺帽9的周圍表面9a上。每個設定構件5具有一凸緣5b。該預負荷裝置13被佈置於該凸緣5b和該外殼3之間。
1．．．滾珠螺桿
3．．．外殼
3a．．．外殼
3b．．．外殼
5．．．設定構件
5a．．．穿孔
5b．．．凸緣
7．．．滾珠螺桿心軸
9．．．心軸螺帽
9a．．．周圍表面
10．．．超載離合器
10a．．．摩擦盤
10b．．．摩擦盤
11．．．推力元件
11a．．．平面區
11b．．．肩部
12．．．軸承
13．．．預負荷裝置
15．．．止部
17．．．軸承
19．．．肩部
第1圖顯示依據本發明一第一實施例的一超載離合器，通過一滾珠螺桿的縱向區域中之一概要圖；第2圖顯示依據本發明一第二實施例的一超載離合器，通過一滾珠螺桿的縱向區域中之一概要圖。
1．．．滾珠螺桿
3．．．外殼
3a．．．外殼
5．．．設定構件
5a．．．穿孔
7．．．滾珠螺桿心軸
9．．．心軸螺帽
9a．．．周圍表面
10．．．超載離合器
10a．．．摩擦盤
10b．．．摩擦盤
11．．．推力元件
12．．．軸承
13．．．預負荷裝置
15．．．止部
17．．．軸承
19．．．肩部

Claims (11)

  1. 一種滾珠螺桿，具有一外殼(3)，其中一心軸螺帽(9)被配置於一滾珠螺桿心軸(7)上；具有一超載離合器(10)，其在達到一作用於該滾珠螺桿心軸(7)上之釋放力時鬆開；具有一預負荷裝置(13)，其可藉由至少一設定構件(5)而可設定一預負荷力且作用於該超載離合器(10)上；且具有至少一移動推力元件(11)，其可被該預負荷裝置(13)接觸以傳送該預負荷力至該超載離合器(10)，其特徵在於：該外殼(3)係形成單件且每個推力元件(11)配置成使得其沿著該外殼(3a，3b)的一表面和沿著該心軸螺帽(9)的一周圍表面(9a)而滑動。
  2. 如申請專利範圍第1項之滾珠螺桿，其中該推力元件(11)為一限制該超載離合器(10)之推力環。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之滾珠螺桿，其中該預負荷裝置(13)具有兩壓縮彈簧，每個壓縮彈簧作為一設定構件(5)。
  4. 如前述申請專利範圍第1或2項之滾珠螺桿，其中一軸承(12)被配置於每個設定構件(5)和該心軸螺帽(9)的周圍表面(9a)之間。
  5. 如申請專利範圍第4項之滾珠螺桿，其中該軸承為一滾柱軸承(12)。
  6. 如申請專利範圍第4項之滾珠螺桿，其中該軸承(12)為一 徑向接觸滾珠軸承。
  7. 如前述申請專利範圍第1或2項之滾珠螺桿，其中該超載離合器(10)為一多板離合器(multi-plate clutch)。
  8. 如申請專利範圍第7項之滾珠螺桿，其中該複板離合器包括至少一個該心軸螺帽(9)的摩擦板和至少兩個該外殼(3)的摩擦板。
  9. 如前述申請專利範圍中第1或2項之滾珠螺桿，其中該預負荷裝置(13)被配置於該外殼的內側上。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之滾珠螺桿，其中每個推力元件(11)以一平面區(11a)接觸該外殼(3b)的內側表面，而每個平面區(11a)具有位於該外殼內側表面(3b)區域中的開口，該推力元件(11)通過該開口而交互地在兩側上以肩部(11b)被引導，且被支撐於該心軸螺帽(9)的周圍表面(9a)上。
  11. 如申請專利範圍第10項之滾珠螺桿，其中每個設定構件(5)具有一凸緣(5b)且該預負荷裝置(13)被配置於該凸緣(5b)和該外殼(3)之間。
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