DE69801874T2

DE69801874T2 - Körper zum Verbinden von Kugeln und diesen verwendende Kugelgewindeeinrichtung

Info

Publication number: DE69801874T2
Application number: DE69801874T
Authority: DE
Inventors: Genjiro Ise
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1998-07-20
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2018-07-21
Also published as: EP0893612A2; DE69801874D1; JP3390631B2; EP0893612B1; JPH1137246A; US6082210A; EP0893612A3; KR100381276B1; KR19990013944A

Description

Kugelgewindeeinrichtung, bei der dieser verwendet wird Die vorliegende. Erfindung betrifft einen Körper zur Verbindung von Kugeln, wobei eine Vielzahl von Kugeln in vorbestimmten Intervallen in einer Linie und frei drehbar angeordnet ist und insbesondere einen Körper zur Verbindung von Kugeln, der in einer Endlos-Kugellaufbahn einer Kugelgewindeeinrichtung angeordnet ist und verwendet wird, wobei eine Schraubenwelle und ein Mutter-Bauelement über eine Vielzahl von Kugeln ineinander eingreifen, und eine Kugelgewindeeinrichtung, bei der dieser verwendet wird.
Eine Kugelgewindeeinrichtung wird häufig in einem geraden Gleitabschnitt eines Industrieroboters verwendet und hauptsächlich für den Zweck des Bewegens eines beweglichen Körpers in der Art eines Tisches in einer geraden Linie entsprechend einer Drehung eines Motors verwendet. Eine solche Kugelgewindeeinrichtung besteht im wesentlichen aus einer Schraubenwelle mit einer an einer Außenrandfläche gebildeten schraubenförmigen Kugellaufrille und einem Mutter-Bauelement, das über eine Vielzahl von Kugeln in die Schraubenwelle eingreift und mit einer Endlos-Laufbahn versehen ist, auf der die Kugeln umlaufen, und sie ist so aufgebaut, daß eine Vielzahl von zwischen der Schraubenwelle und dem Mutter-Bauelement angeordneten Kugeln innerhalb der im Mutter-Bauelement bereitgestellten Endlos- Laufbahn umläuft, wenn die Schraubenwelle an den Motor angeschlossen ist und gedreht wird, wobei das Mutter- Bauelement ansprechend hierauf leicht eine gerade Bewegung in Achsenrichtung der Schraubenwelle ausführt.
Bei dieser Art einer Kugelgewindeeinrichtung wird jede der innerhalb der Endlos-Kugellaufbahn umlaufenden Kugeln in Kontakt mit den Kugeln gebracht, die vor und hinter der Kugel angeordnet sind, wodurch Nachteile auftreten, die beispielsweise darin bestehen, daß verhindert wird, daß die Kugel problemlos umläuft, und daß bei einer schnellen Drehung der Schraubenwelle zwischen den Kugeln ein lästiges Berührungsgeräusch auftritt. Als eine Anordnung zum Auflösen dieser Nachteile wurde eine in der ungeprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung 5-27408 offenbarte Kugelgewindeeinrichtung vorgeschlagen.
Bei der in dieser Veröffentlichung offenbarten Kugelgewindeeinrichtung ist innerhalb einer Endlos-Kugellaufbahn eines Mutter-Bauelements ein flexibles bandartiges Halteelement zirkulations- und bewegungsfähig bereitgestellt, und eine Kugeltasche zum Aufnehmen einer Kugel ist in einem vorbestimmten Intervall in diesem bandartigen Halteelement angeordnet. Dementsprechend werden die Kugeln in der Endlos-Kugellaufbahn des Mutter-Bauelements in einem Zustand aufgenommen, in dem sie in vorbestimmten Intervallen im bandartigen Halteelement angeordnet sind, wodurch in der Kugelgewindeeinrichtung verhindert wird, daß die innerhalb der Endlos-Laufbahn umlaufenden Kugeln in Kontakt miteinander gebracht werden.
In diesem Fall ist, wie in der oben erwähnten ungeprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung 5-27408 dargestellt ist, als eine Struktur zum Bilden der Endlos- Kugellaufbahn im Mutter-Bauelement der Kugelgewindeeinrichtung eine Struktur bekannt, bei der ein Kugelumlaufrohr zum Überspringen einiger Windungen von Kugellaufrillen in der Schraubenwelle bereitgestellt ist und eine Endlos-Kugellaufbahn so aufgebaut ist, daß sie einige Windungen der Kugellaufrillen aufweist, und es ist, wie in Fig. 11 dargestellt ist, eine Ablenkeinheit 103 zum Herausnehmen einer Kugel 102 aus einer Kugellaufrille 101 in einer Schraubenwelle 100 bekannt, wobei die Ablenkeinheit 103 an eine Innenrandfläche eines Mutter- Bauelements 104 angepaßt ist und die auf der Kugellaufrille 101 der Schraubenwelle 100 rollende Kugel 102 durch die Ablenkeinheit 103 nur um eine Windung der Kugellaufrille 101 zurückgeführt wird.
Weil bei der erstgenannten Struktur, bei der das Kugelumlaufrohr verwendet wird, das Rohr so gebildet ist, daß es eine derartige Länge aufweist, daß mehrere Windungen der Kugellaufrillen übersprungen werden, und es verhältnismäßig leicht gekrümmt ist, kann das oben erwähnte bandartige Halteelement, selbst dann, wenn es in der Endlos-Kugellaufbahn montiert ist und umläuft, problemlos in das Kugelumlaufrohr eingeführt werden, indem es, nachdem es innerhalb des Rohrs in einer geeigneten Richtung gebogen wurde, eingezwängt wird.
Wenngleich die Endlos-Kugellaufbahn bei der Struktur, bei der das letztgenannte Ablenkelement verwendet wird, in einer einer Windung der Kugellaufrille entsprechenden im wesentlichen kreisförmigen Ringform ausgebildet ist, wird die in einem inneren Abschnitt des Ablenkelements rollende Kugel nur um eine Steigung der Kugellaufrille plötzlich in Achsenrichtung der Schraubenwelle versetzt, so daß das bandartige Halteelement in dem Fall des unveränderten Montierens des bandartigen Halteelements aus der ungeprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung 5-27408 in einer Bandplattenform in der Endlos-Kugellaufbahn im inneren Abschnitt des Ablenkelements eingezwängt wird. Dementsprechend besteht das Risiko, daß das bandartige Halteelement im inneren Abschnitt der Endlos-Kugellaufbahn nicht problemlos umlaufen kann.
Gemäß einer Erscheinungsform sieht die vorliegende Erfindung einen Körper zur Verbindung von Kugeln vor, welcher aufweist:
eine Vielzahl von auf einer in einer Lagervorrichtung vorgesehenen im wesentlichen kreisförmigen ringartigen Endlos-Kugellaufbahn umlaufbaren Kugeln und eine flexible Körperverbindungsmanschette, die die Kugeln in vorbestimmten Intervallen in einer Linie anordnet und jede der Kugeln frei drehbar hält, wobei
die Körperverbindungsmanschette aufgebaut ist durch mehrere, zwischen zueinander benachbarte Kugeln eingefügte Abstandsabschnitte, wobei in jedem Abstandsabschnitt eine sphärische Aufnahmefläche gebildet ist, um die Kugeln mit dieser in Kontakt zu bringen, und durch einen flanschartigen Verbindungsbandabschnitt, der die Abstandsabschnitte gegenseitig derartig verbindet, daß er diese von außen umgibt, und wobei
die Körperverbindungsmanschette bei Gebrauch, wenn die Kugeln in der Körperverbindungsmanschette angeordnet sind, in im wesentlichen kreisförmiger Ringform gestaltet ist.
Weiterhin wird der in der oben angegebenen Weise aufgebaute Körper zur Verbindung von Kugeln gemäß der Erfindung vorzugsweise beispielsweise auf eine Kugelgewindeeinrichtung angewendet, welche aufweist: eine Schraubenwelle mit einer schraubenförmigen Kugellaufrille, die an der Außenrandfläche ausgebildet ist, ein Mutter-Bauelement mit einer Stützlaufrille, die an der Innenfläche gegenüber der Kugellaufrille der Schraubenwelle ausgebildet ist, wobei das Mutter-Bauelement und die Schraubenwelle über eine Vielzahl von Kugeln, die rollend angeordnet sind und zwischen der Kugellaufrille und der Stützlaufrille eine Tragkraft ausüben, ineinander greifen, eine Ablenkeinheit, die an die Innenrandfläche des Mutter-Bauelements angepaßt ist und die eine Kugelrückführungsrille aufweist, um eine auf der Stützlaufrille rollende Kugel um eine Windung dieser Stützlaufrille zurückzuführen, und die eine im wesentlichen kreisförmige ringartige Endlos-Laufbahn, auf der die Kugeln endlos umlaufen, bildet, wobei der Körper zur Verbindung von Kugeln in der Endlos-Kugellaufbahn montiert verwendet wird, wobei die Kugel zwischen der Stützlaufrille des Mutter-Bauelements und der Kugellaufrille der Schraubenwelle eine Belastung ausübt.
Weil der Körper zur Verbindung von Kugeln gemäß der Erfindung beim Anordnen der Kugeln in der Körperverbindungsmanschette im wesentlichen kreisringförmig aufgebaut wird, ist es selbst dann nicht erforderlich, das Umlaufen unter Einzwängen der Körperverbindungsmanschette auszuführen, wenn sie innerhalb der im wesentlichen kreisförmigen ringartigen Endlos-Kugellaufbahn montiert ist, die in der Kugelgewindeeinrichtung bereitgestellt ist, so daß der Körper zur Verbindung von Kugeln problemlos umlaufen kann und die von der Körperverbindungsmanschette gehaltenen Kugeln problemlos umlaufen können.
Weil der Verbindungsbandabschnitt der Körperverbindungsmanschette weiterhin in einer Flanschform gebildet ist, die jeden der Abstandsabschnitte außen umgibt, kann er weiterhin zumindest bevorzugt flexibel in einer Richtung gebogen werden, die senkrecht zu einer Ebene verläuft, auf der jeder der Abstandsabschnitte angeordnet ist. Dementsprechend kann selbst dann, wenn die auf der Endlos- Kugellaufbahn rollende Kugel durch die Ablenkeinheit aus der Kugellaufrille in der Schraubenwelle entnommen wird und über den Außendurchmesserabschnitt der Schraubenwelle springt, so daß sie sich vor einer Steigung zur Kugellaufrille bewegt, die Körperverbindungsmanschette dieser zumindest bevorzugt flexibel folgen und im inneren Abschnitt der Endlos-Kugellaufbahn problemlos umlaufen.
Weil die auf der Endlos-Kugellaufbahn rollende Kugel dagegen über den Außendurchmesserabschnitt der Schraubenwelle springt, wenn sie durch die in der Ablenkeinheit gebildete Kugelrückführungsrille hindurchtritt, ist es wünschenswert, daß sich die Körperverbindungsmanschette auch bezüglich der radialen Richtung des Mutter-Bauelements flexibel biegen kann, um zu verhindern, daß sich die Kugel auf diese Weise bewegt. Es ist dementsprechend bevorzugt, daß die in den Abstandsabschnitten der Körperverbindungsmanschette gebildete sphärische Aufnahmefläche in einer mit einer Vertiefung versehenen sphärischen Fläche gebildet ist, die eine größere Krümmung als die sphärische Fläche der Kugel aufweist, um den Kontaktwinkel zwischen jedem der Abstandsabschnitte und der Kugel frei ändern zu können.
Weiterhin kann der Körper zur Verbindung von Kugeln gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung nach dem Montieren in der Endlos-Kugellaufbahn der Kugelgewindeeinrichtung endlos verbunden werden, es ist jedoch dann, wenn eine Erweiterung der Körperverbindungsmanschette bei einer periodischen Verwendung erwogen wird, bevorzugt, beide Endabschnitte an ihrer Verbindungsstelle zu formen.
Wie oben erwähnt wurde, ist es zumindest bei bevorzugten Ausführungsformen optimal, wenn bei der Kugelgewindeeinrichtung die Schraubenwelle und das Mutter-Bauelement über eine Vielzahl von Kugeln ineinander eingreifen und eine im wesentlichen kreisförmige ringartige Endlos- Kugellaufbahn unter Verwendung des Ablenkelements aufgebaut ist, so daß der Körper zur Verbindung von Kugeln beim Gebrauch darin problemlos umlaufen kann, wenn er in der Endlos-Kugellaufbahn montiert ist, weil der Körper zur Verbindung von Kugeln gemäß der Erfindung beim Anordnen der Kugeln in der Körperverbindungsmanschette im wesentlichen kreisringförmig ausgebildet werden kann, wenn die Kugeln in der Körperverbindungsmanschette angeordnet werden, und bezüglich einer Richtung, die zur Ebene senkrecht verläuft, auf der die Abstandsabschnitte angeordnet sind, flexibel gebogen werden kann, wodurch es möglich ist, daß die Kugeln problemlos umlaufen und eine relative Drehung zwischen der Schraubenwelle und dem Mutter-Bauelement problemlos ausgeführt wird.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun lediglich als Beispiel mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben, wobei
Fig. 1 eine Vorderansicht ist, worin eine Ausführungsform eines Körpers zur Verbindung von Kugeln gemäß der Erfindung dargestellt ist,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Körpers zur Verbindung von Kugeln gemäß der veranschaulichten Ausführungsform ist,
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang einer Linie III-III in Fig. 1 ist,
Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht einer Ausführungsform einer Kugelgewindeeinrichtung ist, in der ein in Fig. 1 dargestellter Körper zur Verbindung von Kugeln montiert ist,
Fig. 5 eine Vorderansicht ist, in der eine Ablenkeinheit gemäß einer KugelgeWindeeinrichtung der veranschaulichten Ausführungsform dargestellt ist,
Fig. 6 eine Bodenansicht ist, worin eine Ablenkeinheit gemäß einer Kugelgewindeeinrichtung der veranschaulichten Ausführungsform dargestellt ist,
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang einer Linie VII-VII in Fig. 6 ist,
Fig. 8 eine Schnittansicht entlang einer Linie VIII-VIII in Fig. 6 ist,
Fig. 9 eine vordere Schnittansicht ist, in der ein Zustand dargestellt ist, in dem ein Körper zur Verbindung von Kugeln gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auf einer Endlos-Kugellaufbahn einer Kugelgewindeeinrichtung umläuft,
Fig. 10 eine Draufsicht ist, in der ein Zustand dargestellt ist, in dem ein Körper zur Verbindung von Kugeln gemäß einer Ausführungsform auf einer Endlos-Kugellaufbahn einer Kugelgewindeeinrichtung umläuft, und
Fig. 11 eine perspektivische Teilansicht ist, in der eine herkömmliche Kugelgewindeeinrichtung dargestellt ist.
Ein Körper zur Verbindung von Kugeln gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird weiter unten detailliert mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben.
In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform eines Körpers zur Verbindung von Kugeln gemäß der Erfindung dargestellt. Der Körper 1 zur Verbindung von Kugeln besteht aus einer im wesentlichen kreisförmigen ringartigen Struktur, wobei mehrere Kugeln 3 in einer Kunstharz- Körperverbindungsmanschette 2 unter einem vorbestimmten hntervall in einer Linie angeordnet sind, wobei die Kugeln 3 frei gedreht werden können, wobei sie in der Körperverbindungsmanschette 2 gehalten werden.
Die Körperverbindungsmanschette 2 besteht aus mehreren Abstandsabschnitten 4, die zwischen den zueinander benachbarten Kugeln 3 angeordnet sind, um zu verhindern, daß die Kugeln einander berühren, und einem flanschartigen Verbindungsbandabschnitt 5, der die Abstandsabschnitte 4 so verbindet, daß die Abstandsabschnitte 4 von außen umgeben werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Körperverbindungsmanschette 2 im wesentlichen C-förmig ausgebildet, wobei ein Teil des kreisförmigen Rings ausgeschnitten ist. Weiterhin ist jeder der Abstandsabschnitte 4 so ausgebildet, daß er an einem Innendurchmesserende des Körpers 1 zur Verbindung von Kugeln dünner ist und dagegen an einem Außendurchmesserende dicker ist, wodurch die Kugeln 3 beim Anordnen der Kugel 3 zwischen den Abstandsabschnitten 4 kreisringartig angeordnet werden.
Eine mit einer Vertiefung versehene sphärische Aufnahmefläche 6, mit der die Kugel in Kontakt gebracht wird, ist in jedem der Abstandsabschnitte 4 ausgebildet, und jede Kugel 3 wird in der Körperverbindungsmanschette 2 gehalten, indem sie zwischen einem Paar sphärischer Aufnahmeflächen 6 gehalten wird. Weiterhin ist eine Krümmung der sphärischen Aufnahmefläche 6 so festgelegt, daß sie etwas größer ist als die Krümmung einer sphärischen Fläche der Kugel 3, wodurch der Kontaktwinkel zwischen der Kugel 3 und der sphärischen Aufnahmefläche 6 bis zu einem gewissen Grad frei geändert werden kann. Daher kann der Körper 1 zur Verbindung von Kugeln bis zu einem gewissen Grad bezüglich seiner radialen Richtung frei verformt werden.
Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ist der Verbindungsbandabschnitt 5 so ausgebildet, daß er aus der kreisringartig angeordneten Kugelreihe vorsteht, und der Körper 1 zur Verbindung von Kugeln kann folglich in einer zur Ebene, auf der die Kugeln 3 angeordnet sind, senkrechten Richtung (einer durch einen Pfeil A in Fig. 2 dargestellten Richtung) frei gebogen werden.
Weiterhin sind an beiden Enden der Körperverbindungsmanschette 2 angeordnete Abstandsabschnitte 4a und 4b sich verjüngend angeordnet, und ein vorderes Ende des mit diesen Abstandsabschnitten 4a und 4b verbundenen Verbindungsbandabschnitts 5 ist auch kreisbogenförmig ausgebildet, wodurch verhindert wird, daß das vordere Ende der Körperverbindungsmanschette 2 innerhalb der Endlos-Kugellaufbahn einen Hakenabschnitt erzeugt, wenn der Körper 1 zur Verbindung von Kugeln in der Endlos-Kugellaufbahn der Kugelgewindeeinrichtung umläuft.
Die Körperverbindungsmanschette 2 wird durch Spritzgießen eines Kunstharzes hergestellt. Bei diesem Spritzgießen werden mehrere Blindkugeln mit einem Durchmesser, der etwas größer ist, als derjenige der in der Körperverbindungsmanschette 2 anzuordnenden Kugeln 3 als ein Kern in eine Gieß-Metallform eingeführt, und sie werden in der Metallform bezüglich der Körperverbindungsmanschette 2 ebenso angeordnet wie die Kugeln 3. Daraufhin wird die Körperverbindungsmanschette 2, die die Blindkugeln zwischen den Abstandsabschnitten 4 hält, durch Einspritzen des Kunstharzes in die Metallform in diesem Zustand gebildet. Nachdem die gebildete Körperverbindungsmanschette 2 der Metallform entnommen wurde, werden die Blindkugeln entfernt, und die Kugeln 3 werden statt dessen zwischen den Abstandsabschnitten 4 eingefügt, so daß der Körper 1 zur Verbindung von Kugeln gemäß dieser Ausführungsform fertiggestellt wird.
Wie oben erwähnt wurde, wird die sphärische Aufnahmefläche 6 von jedem der Abstandsabschnitte 4 nach der sphärischen Fläche der Blindkugel als eine mit einer Vertiefung versehene sphärische Fläche gebildet, wenn die Körperverbindungsmanschette 2 unter Verwendung von Blindkugeln, deren Durchmesser größer ist als die Kugel 3, als ein Kern gebildet wird, so daß die sphärische Aufnahmefläche 6 mit einer Krümmung, die größer ist als die Krümmung der sphärischen Fläche der Kugel 3, leicht gebildet werden kann. Weil die schließlich in der Körperverbindungsmanschette 2 angeordneten Kugeln 3 weiterhin einen Durchmesser haben, der kleiner ist als derjenige der Blindkugeln, wird zwischen den Abstandsabschnitten 4 und der Kugel 3 eine erheblich kleinere Lücke gebildet, so daß es möglich ist, eine freie Drehung der Kugel bezüglich der Abstandsabschnitte 4 sicherzustellen.
Es ist dagegen möglich, die die Kugeln 3 zwischen den Abstandsabschnitten 4 haltende Körperverbindungsmanschette 2 zu bilden, indem die Kugeln 3 innerhalb der Metallform als ein Kern ohne Verwendung der Blindkugeln eingeführt werden, und es ist gemäß diesem Verfahren kein Austauschvorgang zwischen den Blindkugeln und den Kugeln 3 erforderlich, so daß der Körper 1 zur Verbindung von Kugeln leichter hergestellt werden kann. Weil die Kugeln 3 und die Abstandsabschnitte 4 der Körperverbindungsmanschette 2 in diesem Fall in engem Kontakt miteinander stehen, wird der aus der Metallform entnommene Körper 1 zur Verbindung von Kugeln unverändert in ein Schmieröl vom Mineralöltyp eingetaucht, und die Kunstharz-Körperverbindungsmanschette 2 wird durch das Schmieröl zum Schwellen gebracht.
Dementsprechend wird die sphärische Aufnahmefläche 6 von jedem der Abstandsabschnitte 4 zu einer mit einer Vertiefung versehenen sphärischen Fläche mit einer Krümmung, die größer ist als die Krümmung der sphärischen Fläche der Kugeln 3, wird eine Lücke zwischen den Kugeln 3 und den Abstandsabschnitten 4 gebildet und ist es auch möglich, eine freie Drehung der Kugeln 3 bezüglich der Abstandsabschnitte 4 sicherzustellen.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Kugelgewindeeinrichtung, bei der der Körper 1 zur Verbindung von Kugeln montiert ist.
In der Zeichnung bezeichnet eine Bezugszahl 10 eine Schraubenwelle, an der eine schraubenförmige Kugellaufrille 11 mit einer vorbestimmten Steigung gebildet ist, und eine Bezugszahl 20 bezeichnet ein Mutter-Bauelement mit einer Endlos-Laufbahn, worin der oben erwähnte Körper 1 zur Verbindung von Kugeln montiert ist und über die Kugeln 3 in die Schraubenwelle 10 eingreift, wobei die Struktur derart ist, daß sich das Mutter-Bauelement 20 durch eine relative Drehung zwischen der Schraubenwelle 10 und dem Mutter- Bauelement 20 in Achsenrichtung der Schraubenwelle 10 bewegt.
Das oben erwähnte Mutter-Bauelement 20 ist mit einer Zylinderform versehen, worüber sich die Schraubenwelle 10 erstreckt, und ein Flanschabschnitt 21 zum Befestigen des Mutter-Bauelements 20 an einem beweglichen Körper in der Art eines Tisches ist vorstehend an einem Außenrandabschnitt hiervon bereitgestellt. Weiterhin ist eine der Kugellaufrille 11 der Schraubenwelle 10 gegenüberstehende schraubenförmige Stützlaufrille 22 an einer Innenrandfläche des Mutter-Bauelements 20 ausgebildet, so daß die Kugeln 3 zwischen der Kugellaufrille 11 und der Stützlaufrille 22 rollen, während die Belastung einwirkt. Die Stützlaufrille 22 ist in Form eines sogenannten gotischen Bogens ausgebildet, wobei zwei Kugellaufflächen gekreuzt sind, und eine Ausweichrille zum Aufnehmen des Verbindungsbandabschnitts 5 des oben erwähnten Körpers 1 zur Verbindung von Kugeln ist im tiefsten Abschnitt der Rille ausgebildet.
Eine Ablenkeinheit 30 zum endlosen Umlaufen der Kugeln 3 zwischen der Schraubenwelle 10 und dem Mutter-Bauelement 20 ist an die Innenrandfläche des Mutter-Bauelements 20 angepaßt. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist die Ablenkeinheit 30 so an dem Mutter-Bauelement 20 befestigt, daß die Kugellaufrille 11 der Schraubenwelle 10 für nur eine Windung übersprungen wird, so daß jede auf der Kugellaufrille 11 der Schraubenwelle 10 laufende Kugel 3 ihre Richtung fortlaufend durch die Ablenkeinheit 30 ändert und eine Windung zuvor zur Kugellaufrille 11 zurückgeführt wird, indem der Außendurchmesser der Schraubenwelle 10 übersprungen wird, wobei ihr Aufbau derart ist, daß jede Kugel 3 innerhalb des Mutter-Bauelements 20 endlos umläuft. Weiterhin sind in dem Mutter-Bauelement 20 gemäß dieser Ausführungsform vier Ablenkelemente 30 derart befestigt, daß der Umfang des Mutter-Bauelements 20 gleichmäßig in vier Abschnitte getrennt wird, so daß alle vier Endlos- Laufbahnen für die Kugeln 3 gebildet sind. Dementsprechend sind vier Körper 1 zur Verbindung von Kugeln in dem oben erwähnten Mutter-Bauelement 20 montiert.
In den Fig. 5 bis 8 ist der detaillierte Aufbau des oben erwähnten Ablenkelements 30 dargestellt.
Eine im wesentlichen S-förmige Kugelrückführungsrille 31 ist am Ablenkelement 30 ausgebildet, und eine Leitrille 32 zum Leiten des Verbindungsbandabschnitts 5 des Körpers 1 zur Verbindung von Kugeln ist in einem Mittelabschnitt der Kugelrückführungsrille 31 ausgebildet. Weiterhin ist die Kugelrückführungsrille 31 an einer mittleren Position des Ablenkelements 30 in einer stärker vertieften Form ausgebildet, so daß die in die Kugelrückführungsrille 31 eintretenden Kugeln 3 über den Außendurchmesser der Schraubenwelle 10 springen können.
Wenn die Schraubenwelle 10 und das Mutter-Bauelement 20 bei der in der oben erwähnten Weise aufgebauten Kugelgewindeeinrichtung gemäß dieser Ausführungsform zueinander gedreht werden, rollen die im Körper 1 zur Verbindung von Kugeln montierten Kugeln 3 auf der Stützlaufrille 22 des Mutter- Bauelements 20 und der Kugellaufrille 11 der Schraubenwelle 10, und der Körper 1 zur Verbindung von Kugeln läuft im inneren Abschnitt der am Mutter-Bauelement 20 gebildeten Endlos-Laufbahn um.
In den Fig. 9 und 10 ist ein Zustand dargestellt, in dem der Körper 1 zur Verbindung von Kugeln gemäß dieser Ausführungsform im inneren Abschnitt der Endlos- Kugellaufbahn umläuft. Die Endlos-Kugellaufbahn ist den Rand der Schraubenwelle 10 umgebend im wesentlichen kreisringförmig ausgebildet, sie dehnt sich jedoch an einer Position, an der die Ablenkeinheit 30 angebracht ist, in radialer Richtung der Schraubenwelle 10 nach außen aus. Dementsprechend dehnt sich der Körper 1 zur Verbindung von Kugeln in radialer Richtung der Endlos-Laufbahn zur Außenseite hin aus, wenn er durch die Kugelrückführungsrille 31 des Ablenkelements 30 tritt und tritt aus der Kugellaufrille 11 der Schraubenwelle 10 aus, so daß er über den Außendurchmesserabschnitt der Schraubenwelle 10 springt. Weiterhin läuft der Körper 1 zur Verbindung von Kugeln zickzackförmig entlang der Kugelrückführungsrille 31 und bewegt sich über eine Steigung der Kugellaufrille 11 (über eine Strecke L in Fig. 10) in Achsenrichtung der Schraubenwelle 10. Daher springen die Kugeln 3 zusammen mit der Körperverbindungsmanschette 2 über den Außendurchmesser der Schraubenwelle 10, so daß sie eine Windung zuvor in die Kugellaufrille 11 zurückgeführt werden und endlos auf dem Rand der Schraubenwelle 10 umlaufen.
Weil der Körper 1 zur Verbindung von Kugeln gemäß dieser Ausführungsform in einem Zustand, in dem die Kugeln 3 auf der Körperverbindungsmanschette 2 angeordnet sind, im wesentlichen kreisringförmig ausgebildet ist, wirkt eine nicht sinnvolle Kraft, die darauf gerichtet ist, ihn erzwungenermaßen gegen die Körperverbindungsmanschette 2 zu biegen, selbst dann nicht, wenn er innerhalb der Endlos- Kugellaufbahn montiert ist, die auch im wesentlichen kreisringförmig ausgebildet ist, so daß ein unproblematisches Umlaufen innerhalb der Endlos-Kugellaufbahn möglich ist.
Weiterhin ist der Verbindungsbandabschnitt 5 bei der Körperverbindungsmanschette 2 in einer Flanschform ausgebildet, die jeden der Abstandsabschnitte 4 außen umgibt, und er kann bezüglich einer durch einen Pfeil A dargestellten Richtung (siehe Fig. 2) senkrecht zur Ebene, auf der die Kugeln 3 angeordnet sind, weich gebogen werden, so daß er selbst dann, wenn er im inneren Abschnitt des Ablenkelements 30 S-förmig geleitet wird, wie in Fig. 10 dargestellt ist, problemlos durch den inneren Abschnitt der Kugelrückführungsrille 31 im Ablenkelement 30 treten kann. Dementsprechend kann der Körper 1 zur Verbindung von Kugeln gemäß dieser Ausführungsform auch an diesem Punkt problemlos im inneren Abschnitt der Endlos-Kugellaufbahn umlaufen.
Weil die in jedem der Abstandsabschnitte 4 der Körperverbindungsmanschette 2 gebildete sphärische Aufnahmefläche 6 in einer mit einer Vertiefung versehenen sphärischen Fläche gebildet ist, deren Krümmung größer ist als diejenige der sphärischen Fläche der Kugel 3, ist zwischen der sphärischen Aufnahmefläche 6 und der Kugel 3 eine kleine Lücke gebildet, und beide können ihren Kontaktwinkel bis zu einem gewissen Grad frei ändern. Wie in Fig. 9 dargestellt ist, wirkt dementsprechend selbst dann, wenn sich nur ein Teil der Randrichtung des Körpers 1 zur Verbindung von Kugeln an einer Position, an der die Ablenkeinheit 30 angeordnet ist, in radialer Richtung ausdehnt, keine externe Kraft, die darauf gerichtet ist, ihn erzwungenermaßen gegen den Körper 1 zur Verbindung von Kugeln zu biegen, so daß der Körper 1 zur Verbindung von Kugeln unproblematisch innerhalb der Endlos-Kugellaufbahn umlaufen kann.
Falls der Körper 1 zur Verbindung von Kugeln gemäß dieser Ausführungsform demgemäß in einem Zustand verwendet wird, in dem er in der Endlos-Kugellaufbahn der in Fig. 4 dargestellten Kugelgewindeeinrichtung montiert ist, kann der Körper 1 zur Verbindung von Kugeln innerhalb der Endlos-Kugellaufbahn sehr problemlos umlaufen, so daß eine relative Drehung zwischen der Schraubenwelle 10 und dem Mutter-Bauelement 20 problemlos ausgeführt werden kann.
Dementsprechend ist zumindest gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Körper zur Verbindung von Kugeln vorgesehen, der auf eine Kugelgewindeeinrichtung anwendbar ist, wobei eine Schraubenwelle und ein Mutter-Bauelement über mehrere Kugeln ineinander eingreifen, wobei eine im wesentlichen kreisringförmige Endlos-Kugellaufbahn unter Verwendung einer Ablenkeinheit aufgebaut ist und wobei die Kugeln innerhalb der Endlos- Kugellaufbahn problemlos umlaufen können. Zumindest gemäß bevorzugten Ausführungsformen ist auch eine Kugelgewindeeinrichtung vorgesehen, durch die ein problemloses Umlaufen von Kugeln durch Montieren eines solchen Körpers zur Verbindung von Kugeln erreicht werden kann.

Claims

1. Körper zur Verbindung von Kugeln mit

einer Vielzahl von auf einer in einer Lagervorrichtung vorgesehenen im wesentlichen kreisförmigen ringartigen Endlos-Kugellaufbahn zirkulierbaren Kugeln (3) und mit

einer flexiblen Körperverbindungsmanschette (2), die die Kugeln (3) in vorbestimmten Intervallen in einer Linie anordnet und jede der Kugeln (3) in frei rotierbarer Anordnung hält, wobei

die Körperverbindungsmanschette (2) aufgebaut ist durch mehrere, zwischen gegenseitig benachbarte Kugeln (3) eingefügte Abstandsabschnitte (4), wobei in jeden Abstandsabschnitt (4) eine sphärische Aufnahmefläche (6) gebildet ist, um die Kugeln (3) mit dieser in Kontakt zu bringen, und durch einen flanschartigen Verbindungsbandabschnitt (5), der die Abstandsabschnitte (4) gegenseitig derart verbindet, daß er diese von außen umgibt, und wobei

die Körperverbindungsmanschette (2) bei Gebrauch, wenn die Kugeln (3) in der Körperverbindungsmanschette (2) angeordnet sind, in im wesentlichen kreisförmiger Ringform gestaltet ist.

2. Körper zur Verbindung von Kugeln nach Anspruch 1, bei dem die Körperverbindungsmanschette (2) derart gebildet ist, daß sie einen Abschluß besitzt und ihre Länge im wesentlichen der Endlos-Kugellaufbahn entspricht.

3. Körper zur Verbindung von Kugeln nach Anspruch 1 oder 2, bei dem jede sphärische Aufnahmefläche (6) eine größere Krümmung als die der Kugeln (3) besitzt, und bei dem zwischen den Kugeln (3) und zu jeder der Seiten der Abstandsabschnitte (4) eine Lücke gebildet ist.

4. Körper zur Verbindung von Kugeln nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem der flanschartige Verbindungsbandabschnitt (5) in einer Richtung senkrecht zur Ebene, in der die Kugeln (3) angeordnet sind, biegbar ist.

5. Kugelgewindeeinrichtung mit einer Schraubenwelle (10) mit einer schraubenförmigen Kugellaufrille (11), die an der Außenoberfläche ausgebildet ist,

einem Mutter-Bauelement (20) mit einer Stützlaufrille (22), die an der Innenoberfläche gegenüber der Kugellaufrille der Schraubenwelle (10) ausgebildet ist, wobei das Mutter-Bauelement (20) und die Schraubenwelle (10) über eine Vielzahl von Kugeln (3), die rollend angeordnet sind und zwischen der Kugellaufrille (11) und der Stützlaufrille (22) eine Tragkraft ausüben, ineinander greifen,

einer Ablenkeinheit (30), die in der inneren Außenfläche des Mutter-Bauelements (20) eingepaßt ist, und die eine Kugelrückführungsnut (31) aufweist, um eine auf der Stützlaufrille (22) rollende Kugel (3) um eine Windung dieser Stützlaufrille (22) zurückzuführen, und die eine im wesentlichen kreisförmige ringartige Endlos-Laufbahn, auf der die Kugeln (3) in Endlosmanier umlaufen, bildet,

wobei ein Körper zur Verbindung von Kugeln nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in der Kugelendlosbahn angeordnet ist, wobei die Struktur in einer Weise ausgebildet ist, daß bei Gebrauch eine Kugel eine Tragkraft zwischen der Stützlaufrille (22) des Mutter-Bauelements (20) und der Kugellaufrille (11) der Schraubenwelle (10) ausübt.

6. Kugelgewindeeinrichtung nach Anspruch 5, bei der die auf der Ablenkeinheit (30) gebildete Kugelrückführungsnut (31) im wesentlichen S-förmig ist und eine zentrale Führungsnut (32) aufweist, um den flanschartigen Verbindungsbandabschnitt (5) des kugelverbindenden Körpers (1) zu führen.