DE10304868A1

DE10304868A1 - Schraubenspindel mit einem Schmiermittelauftragsabschnitt

Info

Publication number: DE10304868A1
Application number: DE10304868A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Fujita; Yoshiaki Saito
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2023-02-07
Also published as: US20030145670A1; JP3948973B2; US7000493B2; JP2003232427A; CN1436939A; DE10304868B4; CN100561010C

Abstract

Schraubenspindel, aufweisend eine Spindelwelle (6), die an ihrem Außenumfangsabschnitt mit einer spiralförmigen Wälzkörperumlaufnut (6a) versehen ist, eine Spindelmutter (7), die an ihrem Innenumfangsabschnitt mit einer Wälzkörperlastlaufnut versehen ist, die eine Spiralform entsprechend der an der Spindelwelle (6) ausgebildeten spiralförmigen Wälzkörperumlaufnut (6a) hat, eine Anzahl von Wälzkörpern (10), die in einer Lastlaufbahn angeordnet sind, die von der Wälzkörperumlaufnut (6a) der Spindelwelle (6) und der Wälzkörperlastlaufnut der Spindelmutter (7) gebildet wird, ein Rücklaufteil (12, 31), das für die Spindelmutter (7) vorgesehen ist und derart angeordnet ist, dass es den einen und einen anderen Endabschnitt der Lastlaufbahn miteinander verbindet, so dass die in der Lastlaufbahn abrollenden Wälzkörper (10) zirkulieren, und einen Schmiermittelauftragsabschnitt (20, 35), der für das Rücklaufteil (12, 31) vorgesehen ist, um ein Schmiermittel durch Kontaktieren mit der Wälzkörperumlaufnut (6a) der Spindelwelle (6) aufzutragen, wobei der Schmiermittelauftragsabschnitt (20, 35) innerhalb des Rücklaufteils (12, 31) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubenspindel, wie eine Kugelschraubenspindel, Rollenschraubenspindel oder dergleichen, und insbesondere eine Schraubenspindel mit einem Schmiermittelauftragsabschnitt, der ein Schmiermittel an einer Wälzkörperumlaufnut einer Welle aufträgt.
Eine Schraubenspindel, wie eine Kugelschraubenspindel oder eine Rollenschraubenspindel, ist im allgemeinen aus einer Spindelwelle mit einer Außenumfangsfläche, in der eine Wälzkörperumlaufnut ausgebildet ist, einer Spindelmutter mit einer Innenumfangsfläche, in der eine Wälzkörperlastlaufnut entsprechend der in der Spindelwelle ausgebildeten Wälzkörperumlaufnut ausgebildet ist, und einer Anzahl von Wälzkörpern, wie Kugeln oder Rollen, zusammengesetzt, die in einer Wälzkörperlastlaufbahn (nachfolgend Lastlaufbahn) angeordnet sind, die von der Wälzkörperumlaufnut der Spindelwelle und der Wälzkörperlastlaufnut der Spindelmutter gebildet wird. Bei dieser Struktur wird, wenn dies Spindelwelle relativ zu der Spindelmutter gedreht wird, die Spindelmutter linear zu der Spindelwelle bewegt, und die Wälzkörper führen eine Wälzbewegung in der Lastlaufbahn durch.
Ein Rücklaufteil, das eine Rücklaufbahn, wie ein Rücklaufrohr, Leitkörper oder dergleichen, bildet, ist an der Spindelmutter montiert, um die beiden Enden der Lastlaufbahn miteinander zu verbinden. Das Rücklaufteil wirkt derart, dass der in der Lastlaufbahn abrollende Wälzkörper an dem einen Ende des Rücklaufteils aufgenommen wird, dann in das Rücklaufteil geführt wird und schließlich an dem anderen Ende des Rücklaufteils in die Lastlaufbahn zurückgeführt wird. Entsprechend dieser Wirkungsweise zirkuliert der in der Lastlaufbahn abrollende Wälzkörper endlos in einer Umlaufbahn, die von der Lastlaufbahn und dem Rücklaufteil gebildet wird.
Bei einer Schraubenspindel mit der oben genannten Struktur wird die Schmierung mittels eines Schmiermittelauftragsteils durchgeführt, das einen Schmierfilz zum Auftragen von Schmiermittel auf die Spindelwelle in Kontakt mit dieser und eine Schmiermittelspeicherkammer zum Zuführen des Schmiermittels zu dem Schmierfilz aufweist. Durch Auftragen des Schmiermittels an der Wälzkörperumlaufnut der Spindelwelle wird die auf die Oberfläche des Wälzkörpers wirkende Reibungskraft reduziert oder die auf den Wälzkörper ausgeübte Spannung abgeschwächt. Infolgedessen kann aufgrund geringerer Abrollbeanspruchung die Lebensdauer der Spindelwelle verlängert werden.
Die Schraubenspindel der oben genannten Art kann zum Beispiel anstelle eines Hydraulikzylinders bei einer unter hohem Druck betriebenen Spritzgießmaschine oder einer Pressmaschine verwendet werden. Beim Betrieb einer solchen Schraubenspindel tritt eine hohe Belastung auf, wobei der Hub der Spindelmutter bezüglich der Spindelwelle ziemlich kurz ist. Wenn aufgrund der auf die Oberfläche der Wälzkörperumlaufnut wirkenden großen Reibungskraft und Spannung eine hohe Belastung auf die Spindelwelle ausgeübt wird, tritt eine Abrieberscheinung derart auf, dass sich die Oberfläche der Wälzkörperumlaufnut und die Oberfläche des Wälzkörpers in Form eines Zunders ablösen. Infolgedessen wird wegen der Abrollbeanspruchung die Lebensdauer der Schraubenspindel verkürzt. Um diesem Mangel abzuhelfen und die Lebensdauer der Schraubenspindel zu verlängern, ist es notwendig, das Schmiermittel mittels der Schmiervorrichtung auf die Wälzkörperumlaufnut aufzubringen.
Mit Bezug auf Fig. 19 treten im Falle, dass Schmiervorrichtungen 2 an beiden Endabschnitten der Spindelmutter 1in Axialrichtung montiert sind, die folgenden Probleme oder Mängel auf.
Wenn die Spindelmutter 1 um einen Hub in einem kurzen Bereich St hin- und herbewegt wird, werden die Schmiervorrichtungen 2 ebenfalls um demselben kurzen Hub hin- und herbewegt. Da die Schmiervorrichtungen 2 das Schmiermittel mittels Schmierfilzen 3 entsprechend dem Hub St der Spindelmutter 1 nur auf kurze Flächenbereiche (mit schrägen Linien gezeigt) auftragen, kann es passieren, dass das Schmiermittel nicht den Flächenbereich (Bereich innerhalb des mit schrägen Linien gezeigten Bereichs) erreicht, in dem die Wälzkörper in einer Wälzkörperumlaufnut 4a abrollen. Infolgedessen kann der Schmiermittelfilm nicht gleichmäßig aufgebracht werden, so dass die Lebensdauer der Schraubenspindel infolge der Abrollbeanspruchung verkürzt wird.

Mit der Erfindung wird eine Schraubenspindel mit einem Schmiermittelauftragsteil geschaffen, bei der eine Reduzierung der Lebensdauer infolge der Abrollbeanspruchung selbst bei einem kurzen Hub der Spindelmutter relativ zu der Spindelwelle verhindert wird.

Dies wird gemäß der Erfindung erreicht durch eine Schraubenspindel, aufweisend eine Spindelwelle, die an ihrem Außenumfangsabschnitt mit einer spiralförmigen Wälzkörperumlaufnut versehen ist, eine Spindelmutter, die an ihrem Innenumfangsabschnitt mit einer Wälzkörperlastlaufnut versehen ist, die eine Spiralform entsprechend der an der Spindelwelle ausgebildeten spiralförmigen Wälzkörperumlaufnut hat, eine Anzahl von Wälzkörpern, die in einer Lastlaufbahn angeordnet sind, die von der Wälzkörperumlaufnut der Spindelwelle und der Wälzkörperlastlaufnut der Spindelmutter gebildet wird, ein Rücklaufteil, das für die Spindelmutter vorgesehen ist und derart angeordnet ist, dass es den einen und einen anderen Endabschnitt der Lastlaufbahn miteinander verbindet, so dass die in der Lastlaufbahn abrollenden Wälzkörper zirkulieren, und einen Schmiermittelauftragsabschnitt, der für das Rücklaufteil vorgesehen ist, um ein Schmiermittel durch Kontaktieren mit der Wälzkörperumlaufnut der Spindelwelle aufzutragen, wobei der Schmiermittelauftragsabschnitt innerhalb des Rücklaufteils angeordnet ist.

Gemäß der Erfindung kann, da der Schmiermittelauftragsabschnitt innerhalb des Rücklaufteils angeordnet ist, das Schmiermittel an der Spindelwelle in einem Abschnitt in der Nähe eines Flächenbereichs aufgetragen werden, in dem der Wälzkörper in der an der Spindelwelle ausgebildeten Wälzlagerumlaufnut abrollt. Dementsprechend kann selbst in dem Falle, wo die Spindelmutter einen kurzen Hub relativ zu der Spindelwelle hat, das Schmiermittel ausreichend in dem oben genannten Flächenbereich der Spindelwelle aufgetragen werden. Außerdem kann, gerade bevor der Wälzkörper von dem Rücklaufteil zu der Lastlaufbahn zurückkehrt, das Schmiermittel an der Wälzkörperumlaufnut der Spindelwelle aufgetragen werden, so dass das Schmiermittel wirksam zwischen der Wälzkörperumlaufnut und dem Wälzkörper zugeführt werden kann.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist das Rücklaufteil ein Rücklaufrohr auf, in welchem der Schmiermittelauftragsabschnitt angeordnet ist.

Bei dieser Ausführungsform ist das Rücklauf rohr an seinen beiden Endabschnitten mit Aufnahmeabschnitten zum Aufnehmen des Wälzkörpers versehen, und in der Draufsicht ist der Schmiermittelauftragsabschnitt von dem Aufnahmeabschnitt zu einer Mittellinie der Spindelwelle angeordnet ist, um zu verhindern, dass der Schmiermittelauftragsabschnitt den Wälzkörper kontaktiert.

Gemäß den oben erwähnten bevorzugten Ausführungsformen kann verhindert werden, dass der Schmiermittelauftragsabschnitt den Wälzkörper kontaktiert.

Das Rücklaufrohr kann ein aus Harz oder Metall geformtes Gussteil sein. Das Rücklaufrohr weist einen mittleren Abschnitt und Seitenschenkelabschnitte auf, die sich von beiden Endabschnitten des mittleren Abschnitts erstrecken, und der Schmiermittelauftragsabschnitt ist in dem Schenkelabschnitt des Rücklaufrohres angeordnet.

Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist das Rücklaufteil einen Leitkörper derart auf, dass der in der Wälzkörperumlaufnut der Spindelwelle abrollende Wälzkörper über einen Außendurchmesserabschnitt der Spindelwelle hinweg gelangt, um den Wälzkörper wieder zu der Wälzkörperumlaufnut der Spindelwelle zurückzuführen, wobei der Schmiermittelauftragsabschnitt innerhalb des Leitkörpers angeordnet ist.

Bei den obigen Ausführungsformen ist die Spindelmutter mit einem Schmiermittelvorratsabschnitt, von welchem das Schmiermittel dem Schmiermittelauftragsabschnitt zugeführt wird, und einem Schmiermittelzuführkanal zum Zuführen des Schmiermittels von dem Schmiermittelvorratsabschnitt zu dem Schmiermittelauftragsabschnitt versehen.

Gemäß den oben erwähnten bevorzugten Ausführungsformen kann das Schmiermittel von dem Schmiermittelzuführteil dem Schmiermittelauftragsabschnitt stabil zugeführt werden.

Außerdem kann, wenn das Rücklaufrohr durch einen Gießvorgang aus Harz oder Metall geformt ist, das Rücklaufrohr mit einem teilweise verstärkten Abschnitt hergestellt werden, in dem das Schmiermittelauftragsteil platziert werden kann.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Spindelmutter und eines Rücklaufrohres einer Schraubenspindel mit einer Schmiermittelauftragsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Rücklaufrohres, das bei einer Spindelwelle der Schraubenspindel aus Fig. 1 angewendet wird;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Anordnung des Rücklaufrohres und der Spindelwelle gemäß der Erfindung mit einer Anzahl von Kugeln als Wälzkörper;
Fig. 4 eine Vorderansicht der Spindelwelle, der Kugeln und des Rücklaufrohres gemäß der Erfindung in Axialrichtung;
Fig. 5 eine Seitenansicht der Kugeln und des Rücklaufrohres gemäß der Erfindung;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Rücklaufrohres gemäß der Erfindung;
Fig. 7 eine Seitenansicht des Rücklaufrohres aus Fig. 6;
Fig. 8 eine weitere perspektivische Ansicht des Rücklaufrohres gemäß der Erfindung;
Fig. 9 eine Draufsicht der Spindelwelle und des Rücklaufrohres gemäß der Erfindung;
Fig. 10 eine Bodenansicht des Rücklaufrohres gemäß der Erfindung;
Fig. 11 eine Draufsicht eines Schmiermittelbehälters und einer Schmiermittelleitung der Schraubenspindel gemäß der Erfindung;
Fig. 12 eine Vorderansicht des Schmiermittelbehälters und der Schmiermittelleitung aus Fig. 11;
Fig. 13A eine Draufsicht, aus der die Positionsbeziehung zwischen der Spindelwelle, der Spindelmutter und eines Schmiermittelauftragsabschnitts ersichtlich ist;
Fig. 13B eine Draufsicht der Positionsbeziehung aus Fig. 13A, aus der ein Flächenbereich ersichtlich ist, in dem das Schmiermittel aufgebracht werden kann;
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer Schraubenspindel gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 15 eine erläuternde perspektivische Ansicht einer Spindelmutter der Schraubenspindel aus Fig. 14;
Fig. 16A eine Draufsicht eines Leitkörpers der Spindelmutter aus Fig. 15;
Fig. 16B eine Seitenansicht des Leitkörpers aus Fig. 16A;
Fig. 17 eine perspektivische Ansicht, aus der die Positionsbeziehung zwischen der Kugelumlaufbahn und dem Schmiermittelauftragsteil gemäß der Erfindung ersichtlich ist;
Fig. 18 eine Seitenansicht, aus der die Positionsbeziehung zwischen der Kugelumlaufbahn und dem Schmiermittelauftragsteil gemäß der Erfindung ersichtlich ist; und
Fig. 19 eine Draufsicht, die ein Beispiel einer herkömmlichen Struktur zeigt, bei der Schmiermittelauftragsvorrichtungen an beiden Endabschnitten einer Spindelmutter in Axialrichtung montiert sind.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Schraubenspindel, die mit einer Schmiermittelauftragsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung versehen ist.
Die Schraubenspindel weist eine Spindelwelle 6, an deren Außenumfang eine Kugelumlaufnut 6a als Wälzkörperumlaufnut in Spiralform ausgebildet ist, eine Spindelmutter 7, an deren Innenumfang eine Kugellastlaufnut als Wälzkörperlastlaufnut in Spiralform entsprechend der Spiralform der Kugelumlaufnut 6a ausgebildet ist, und eine Anzahl von Kugeln 10 als Wälzkörper auf, die in einer Lastlaufbahn angeordnet sind, die von der Kugelumlaufnut 6a der Spindelwelle 6 und der Kugellastlaufnut der Spindelmutter 7 gebildet wird.
Die Kugelumlaufnut 6a, die einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt und eine konstante spiralförmige Steigung hat, ist durch Schleif- oder Walzbearbeitung an dem Außenumfang der Spindelwelle 6 geformt. Die Spindelmutter 7 hat eine etwa zylindrische Form und ist an ihrer einen Endfläche mit einem Flanschabschnitt 8 versehen, mittels dem eine Schraubenspindel an einer Maschine oder dergleichen montiert ist. Der Durchmesser und die axiale Länge der Spindelmutter 7 sind entsprechend der ausgeübten Belastung bestimmt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist an der Spindelmutter 7 eine obere Fläche geformt, die zum Beispiel einen teilweise flachen Abschnitt 9 aufweist, der abgeschrägt ist und eine Mehrzahl von Rücklaufrohrbefestigungslöchern aufweist, in die Schenkelabschnitte 12b eines Rücklaufrohres 12 eingesetzt sind.
In einer bevorzugter Ausführungsform ist zum Beispiel die Spindelmutter 7 mit zwei Rücklaufrohren 12 versehen, um zwei Endabschnitte der Lastlaufbahn miteinander zu verbinden und eine Umlaufbahn zu bilden, in der die Kugeln 10 umlaufen können, so dass der Innenumfang des Rücklaufrohres 12 eine Lastrücklaufbahn bildet.
Das Rücklaufrohr 12 hat im äußeren Erscheinungsbild etwa eine Torform mit einem mittleren Abschnitt 12a und einem Paar Schenkelabschnitten 12b, die sich von beiden Enden des mittleren Abschnitts 12a erstrecken. Die Schenkelabschnitte 12b sind an beiden Seiten des Außenumfangs der Spindelwelle 6 in Axialrichtung um mehrere Gewindegänge, zum Beispiel 2,5 Gewindegänge, der Lastlaufbahn versetzt zueinander positioniert. Entsprechend dieser Struktur werden die Kugeln 10 nach dem Abrollen von 2,5 Umdrehungen in der Kugelumlaufnut der Spindelwelle 6 in dem Rücklaufrohr 12 aufgenommen. Das Rücklaufrohr 12 ist mittels Befestigungselementen, wie Schrauben, an der Spindelmutter 7 befestigt.
Obwohl bei der in Fig. 3 gezeigten ersten Ausführungsform der Erfindung Abstandsstücke 11 zwischen jeweils einander benachbarten Kugeln 10 angeordnet sind, um den Kontakt der Kugeln miteinander zu verhindern, kann die Erfindung auch bei einer Struktur angewendet werden, in der die Abstandsstücke 11 weggelassen sind.
Die Fig. 4 und 5 zeigen die Anordnung der Kugeln 10 und des Rücklaufrohres 12. Wie oben erwähnt, rollen die Kugeln 10 in der spiralförmigen Lastlaufbahn ab, die am Umfang der Spindelwelle 6 ausgebildet ist. Während der Abrollbewegung, wenn die Kugel 10 in Tangentialrichtung der spiralförmigen Lastlaufbahn aufgenommen wird, ist es möglich, die Kugel 10 in der Richtung aufzunehmen, in welcher die Kugel 10 selbst vorrückt, so dass keinerlei Zwangskraft auf das Rücklaufrohr 12 ausgeübt wird. Daher sind die Mittellinien des Innenumfangs der Schenkelabschnitte 12b des Rücklaufrohres 12 in Tangentialrichtung der Lastlaufbahn angeordnet, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, und wie auch in Fig. 5 gezeigt, in Übereinstimmung mit dem Steigungswinkel der spiralförmigen Lastlaufbahn geneigt.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen das Rücklaufrohr 12, das als Kunststoffgussteil geformt ist, das aus zwei in Axialrichtung getrennten Teilen 13 gebildet ist, so dass das Rücklaufrohr 12 gegossen werden kann. Die beiden getrennten Teile 13 werden thermisch verstemmt, verschmolzen oder zusammengefügt, mittels einer Verbindungslage befestigt, oder verklammert, um das Rücklaufrohr 12 als eine Baugruppe zu schaffen.
In dem Falle, wo das Rücklaufrohr 12 aus den beiden getrennten Teilen 13 gegossen wird, kann das Rücklaufrohr 12 aus Kunststoff oder Metall geformt werden. Wenn das Rücklaufrohr 12 aus Metall gegossen wird, wird Metallpulver einer Wärmebehandlung unterzogen. Andererseits, wenn das Rücklaufrohr 12 aus Kunststoff gegossen wird, wird ein Spritzgießvorgang durchgeführt. Das aus Metall gegossene Rücklaufrohr 12 schafft eine Festigkeit wie die eines herkömmlichen Metallrohres, und das aus Kunststoff gegossene Rücklaufrohr 12 verhindert die Erzeugung von Staub.
Ferner kann die Tatsache, dass die jeweiligen getrennten Teile 13 des Rücklaufrohres 12 durch den Gießvorgang hergestellt werden, zur Verbesserung der Genauigkeit des Rücklaufrohres 12 und Verringerung der Herstellungskosten beitragen. Darüber hinaus ist es möglich, die Form des äußeren Erscheinungsbildes der Rücklaufrohres 12 zu verändern, indem der verstärkte Abschnitt nur an einem notwendigen Abschnitt des Rücklaufrohres 12 geformt wird, ohne das Rücklaufrohr 12 mit gleicher Dicke zu formen. Gemäß diesem Merkmal kann ein Abschnitt des Rücklaufrohres 12 mit einer Dicke zum Einsetzen eines später beschriebenen Schmiermittelauftragsteils 15 leicht geformt werden.
Das Rücklaufrohr 12 ist mit einer Einschnittöffnung 16 versehen, deren Weite zur Innenseite des Rücklaufrohres 12 hin allmählich enger ist. Die beiden Seitenrandabschnitte der Einschnittöffnung 16 wirken als Aufnahmeabschnitte 17 für die Kugeln, so dass die Kugeln 10 von den Aufnahmeabschnitten 17 aufgenommen und geführt werden. Bei dieser ersten Ausführungsform ist ein zungenförmiger Vorsprung 18 an einem Fußabschnitt der Aufnahmeabschnitte 17 ausgebildet. Wie zuvor erwähnt, ist das Abstandsstück 11 zwischen einander benachbarten Kugeln 10 angeordnet, jedoch hat das Abstandsstück 11 einen Durchmesser, der kleiner als der der Kugel 10 ist. Aus diesem Grunde tritt in dem Falle, wo das Abstandsstück 11 und die Kugel 10 einen großen Abstand voneinander haben und ein leichter Spalt dazwischen bewirkt wird, die Gefahr auf, dass das Abstandsstück. 11 von einer vorbestimmten Spur abkommt, und infolgedessen können sich die Aufnahmeabschnitte 17 mit dem Abstandsstück 11 verhaken. Dieser Mangel wird durch Vorsehen des Vorsprungs 18 beseitigt. Das heißt, sogar im Falle, wo ein großer vorgeschriebener Abstandsbereich zwischen der Kugel 10 und dem Abstandsstück vorhanden ist, kann das Abstandsstück 11 in dem Rücklaufrohr 12 geführt werden. Da die Kugel 10 einen größeren Durchmesser als das Abstandsstück 11 hat und von den Aufnahmeabschnitten 17 geführt wird, berührt bei diesem Vorgang die Kugel 12 niemals den Vorsprung 18.
Schmiermittelauftragsteil-Einsetzlöcher 22 für das Schmiermittelauftragsteil sind in den verstärkten Abschnitten der beiden Schenkelabschnitte 12b des Rücklaufrohres 12 in dessen Axialrichtung sich erstreckend ausgebildet. Ein Schmiermittelauftragsteil 15 ist aus einem Schmiermittelauftragsabschnitt 20, der die Kugelumlaufnut 6a berührt, und einem Stangen- oder Schaftabschnitt 21 zusammengesetzt, der in den Schenkelabschnitt 12b des Rücklaufrohres 12 eingesetzt ist. Der Schmiermittelauftragsabschnitt 20 hat einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt entsprechend der Form der Kugelumlaufnut 6a, und andererseits hat der Stangenabschnitt 21 eine dünne Stabform. Das Schmiermittelauftragsteil 15 ist aus einem faserhaltigen Teil, wie Filz, oder einem ölhaltigen Teil, wie Sinterharz, geformt und wird zum Auftragen des Schmiermittels in der Kugelumlaufnut 6a auf der Basis der Kapillarwirkung verwendet, wie sie für einen Filzstift genutzt wird.
In dieser Ausführungsform ist es wichtig, in welchem Abschnitt der Schmiermittelauftragsabschnitt 20 positioniert ist. Der Schmiermittelauftragsabschnitt 20 ist innerhalb der Gesamtlänge der Spindelmutter 7 in Axialrichtung angeordnet, und genauer ist dieser an der Innenseite der Schenkelabschnitte 12b des Rücklaufrohres 12 positioniert, wie in Fig. 13 gezeigt ist. Das heißt, der Schmiermittelauftragsabschnitt 20 ist in der Nähe eines Flächenbereichs positioniert, in dem die Kugeln 10 in der Kugelumlaufnut 6a abrollen, jedoch befinden sich die Kugeln 10 nicht darin. Die Fig. 9 und 10 sind Ansichten, die die Positionsbeziehung zwischen der Spindelwelle 6, dem Rücklaufrohr 12und dem Schmiermittelauftragsabschnitt 20 darstellen, wobei Fig. 9 eine Draufsicht der Spindelwelle und des Rücklaufrohres ist und Fig. 10 eine Bodenansicht des Rücklaufrohres ist. Wie oben erwähnt, sind die Aufnahmeabschnitte 17 zum Aufnehmen der Wälzkörper an dem Rücklaufrohr 12 ausgebildet. Ferner ist der Schmiermittelauftragsabschnitt 20 in der Draufsicht von den Aufnahmeabschnitten 17 zu der Mittellinie CL der Spindelwelle 6 angeordnet.
Die Fig. 11 und 12 zeigen einen Schmiermittelbehälter 25 als eine Schmiermittelvorratskammer zum Zuführen des Schmiermittels zu dem Schmiermittelauftragsabschnitt 20 und eine Schmiermittelleitung 26 als Schmiermittelzuführkanal. Der Schmiermittelbehälter 25 hat die Form eines kreisförmigen Ringes, der einen teilweise eingeschnittenen Abschnitt aufweist und an den Außenumfang der Spindelmutter angepasst ist, ohne an der Endfläche der Spindelmutter 7 montiert zu sein. Der Schmiermittelbehälter 25 ist nicht auf eine solche Struktur beschränkt. Der Schmiermittelbehälter 25 ist aus einem Teil, das geeignet ist, eine Menge an Schmiermittel zu speichern, das dem Schmiermittelauftragsabschnitt 20 zuzuführen ist, wie einem Tank mit einem Innenraum zum Speichern des Schmiermittels, oder einem faserhaltigen Teil, dass das Schmiermittel absorbiert und einen hohen Anteil an Poren hat, wie Filz, oder einem ölhaltigen Teil, wie Sinterharz oder Schaumstoff, gebildet.
Die Schmiermittelleitung 26 ist eine Leitung zum Herausziehen des Schmiermittels aus dem Schmiermittelbehälter 25, und das vordere Ende der Schmiermittelleitung 26 ist mit dem Stangenabschnitt 21 des Schmiermittelauftragsteils 15 verbunden, um das Schmiermittel dem Schmiermittelauftragsabschnitt 20 zuzuführen. Diese Schmiermittelleitung 26 ist auch an der Spindelmutter 7 fixiert.
Die Leitung zum Zuführen des Schmiermittels von dem Schmiermittelbehälter 25 zu dem Schmiermittelauftragsabschnitt 20 kann mit Steuerungsmitteln zur Steuerung der Zuführmenge des Schmiermittels ausgestattet sein. Solche Steuerungsmittel können ein faserhaltiges Teil, wie Filz, mit einem höheren Anteil an Poren als dem des Schmiermittelauftragsabschnitts 20, oder ein ölhaltiges Teil, wie Sinterharz, oder eine Struktur benutzen, die eine dünne Platte zum Einstellen der Schmiermittelmenge aufweist, die den Schmiermittelbehälter 25 und die Schmiermittelleitung 26 voneinander trennt, wobei daran ein Schmiermittelzuführloch zum Zuführen des Schmiermittels durch die Platte hindurch ausgebildet ist.
Mit Bezug auf Fig. 13A, die die Positionsbeziehung zwischen der Spindelwelle 6, der Spindelmutter 7 und den Schmiermittelauftragsabschnitten 20 zeigt, sind die Schmiermittelauftragsabschnitte 20 innerhalb der Gesamtlänge der Spindelmutter 7 in. Axialrichtung angeordnet, das heißt an der Innenseite des Rücklaufrohres 12. Ferner zeigt Fig. 13B einen Flächenbereich, dem das Schmiermittel über die Schmiermittelauftragsabschnitte 20 zugeführt werden kann.
Wenn die Spindelwelle 6 in dem Zustand gedreht wird, in dem die Schmiermittelauftragsabschnitte 20 innerhalb der Gesamtlänge der Spindelmutter 7 in Axialrichtung angeordnet sind, kann das Schmiermittel vollständig einem Flächenbereich (mit schrägen Linien in Fig. 13B gezeigt) zugeführt werden, in dem die Kugeln in der Kugelumlaufnut 6a abrollen, selbst wenn sich die Spindelmutter 7 um einen kurzen Hub St hin- und herbewegt.
Darüber hinaus macht es die Lage der Schmiermittelauftragsabschnitte 20 in dem Rücklaufrohr 12 möglich, das Schmiermittel in der Kugelumlaufnut 6a an Abschnitten in der Nähe der Kugellauffläche der Kugelumlaufnut 6a aufzutragen, so dass das Schmiermittel sicher an der Kugellauffläche der Kugelumlaufnut 6a aufgebracht werden kann. Ferner kann, da das Schmiermittel an der Kugelumlaufnut 6a gerade vor dem Zeitpunkt aufgebracht werden kann, zu dem die Kugel 10 in dem Rücklaufrohr 12 zu der Lastlaufbahn zurückgeführt wird, das Schmiermittel wirksam den Abschnitten zwischen den Kugeln 10 und der Kugelumlaufnut 6a zugeführt werden.
Fig. 14 zeigt eine Spindelvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der oben erwähnten ersten Ausführungsform dadurch, dass ein Leitkörper 31 anstelle des Rücklaufrohres 12 als Rücklaufteil verwendet wird. Der Leitkörper 31 hat eine Struktur, die geeignet ist, die in der Kugelumlaufnut 6a abrollenden Kugeln 10 aufzunehmen und diese einem Abschnitt eine Umdrehung vor einem Aufnahmeabschnitt der Nut 6a zurückzuführen.
So wie bei der ersten Ausführungsform sind eine Anzahl von Kugeln 10 zwischen der Kugellastlaufnut der Spindelmutter 7 und der Kugelumlaufnut 6a der Spindelwelle 6 angeordnet, die eine Lastlaufbahn bilden.
Eine Rücklaufnut mit einer S-Form ist an einer Bodenfläche des Leitkörpers 31 ausgebildet, um das eine Ende der Lastlaufbahn mit einem anderen Ende eine Umdrehung vor dem einen Ende der Lastlaufbahn zu verbinden. Die S-förmige Rücklaufnut wirkt derart, dass die Kugel 10 in Radialrichtung der Spindelwelle 6 in der Kugelumlaufnut 6a zu dem Leitkörper 31 hin rollt, dann über den Gewindegang der Spindelwelle 6 hinweg gelangt, und schließlich zu dem Abschnitt der Kugelumlaufnut 6a eine Umdrehung vor dem Aufnahmeabschnitt des Gewindeganges (ein Gewindegang vor dem Aufnahmeabschnitt) zurückkehrt. Diese Rücklaufnut hat den am meisten ausgesparten Abschnitt im Mittelabschnitt des Leitkörpers 31, so dass die in die Rücklaufnut eintretende Kugel 10 über den Außendurchmesserabschnitt der Spindelwelle 6 hinweg gelangen kann.
Eine Rücklaufbahn wird von dieser Rücklaufnut und der Lastlaufbahn gebildet, so dass die Rücklaufbahn eine im Wesentlichen kreisringförmige, endlose Umlaufbahn an einem äußeren Abschnitt der Spindelwelle 6 bildet. Bei der Schraubenspindel gemäß dieser Ausführungsform ist ein Leitkörper 31 mit der beschriebenen Eigenschaft für eine Reihe von Kugeln 10 vorgesehen. Ferner wird, da die Anzahl von Kugelreihen entsprechend der auf die Schraubenspindel ausgeübten Belastung bestimmt wird, die Anzahl der Leitkörper 31, zum Beispiel sechs, dementsprechend bestimmt.
Mit Bezug auf Fig. 15 ist in der Spindelmutter 7 ein Leitkörpereinsetzloch 32 zum Montieren des Leitkörpers 31 ausgebildet. Das Leitkörpereinsetzloch 32 geht von der Außenumfangsseite der Spindelmutter 7 zu dessen Innenumfangsseite hin durch die Spindelmutter 7 hindurch und bildet insgesamt etwa eine T-Form. Eine Mehrzahl solcher Leitkörpereinsetzlöcher 32 sind im gleichen Abstand voneinander in Umfangsrichtung der Spindelmutter 7 in einem Zustand ausgebildet, dass die beiden einander benachbarten Löcher 32 in einem Abstand größer als ein Gewindegang voneinander in Axialrichtung der Spindelmutter 7 angeordnet sind.
Mit Bezug auf die Fig. 14 und 16 hat der Leitkörper 31 insgesamt eine T-Form und weist einen Leitkörperabschnitt 31a, an dessen Bodenabschnitt die S-förmige Nut 31c ausgebildet ist, und einen Schmiermittelauftragsteil- Aufnahmeabschnitt 31b auf, in dem ein Schmiermittelauftragsteil 34 untergebracht ist. Das Schmiermittelauftragsteil 34 erstreckt sich knapp zu der Mitte der Spindelmutter und weist einen Abschnitt mit beispielsweise flacher rechteckiger Form auf. Das Schmiermittelauftragsteil 34 ist an seinem vorderen Endabschnitt mit einem gewölbten Schmiermittelauftragsabschnitt 35 versehen, der die Kugelumlaufnut 6a berührt.
Ferner haben bei dieser Ausführungsform der Schmiermittelbehälter, der das Schmiermittel speichert, und die Schmiermittelleitung, die das Schmiermittel dem Schmiermittelauftragsteil zuführt, im Wesentlichen dieselben Strukturen wie diejenigen in der ersten Ausführungsform, so dass deren Details bei der Beschreibung weggelassen werden.
Fig. 17 und 18 stellen die Positionsbeziehung zwischen der Kugelumlaufbahn und dem Schmiermittelauftragsteil 34 dar. Die Spindelmutter ist mit einer Mehrzahl von Kugelumlaufbahnen versehen, und die Schmiermittelauftragsteile 34 sind in den Leitkörpern 31 und zwischen den Lastlaufbahnen der jeweiligen Umlaufbahnen angeordnet. Aus diesem Grunde ist der Schmiermittelauftragsabschnitt 35 in der Nähe des Flächenbereichs angeordnet, in dem die Kugeln 10 entlang der Kugelumlaufnut 6a rollen, jedoch befinden sich die Kugeln 10 nicht darin.
Bei der zweiten Ausführungsform kann so wie bei der ersten Ausführungsform das Schmiermittel an der Kugelumlaufnut 6a der Spindelwelle 6 in den Abschnitten in der Nähe der Kugelumlaufbahn aufgebracht werden, das Schmiermittel kann wirksam in dem Flächenbereich aufgebracht werden, in dem die Kugeln entlang der Kugelumlaufnut 6a rollen, selbst im Falle eines kurzen Hubes der Spindelmutter 7 relativ zu der Spindelwelle 6.
Ferner ist zum Beispiel die Schraubenspindel gemäß der Erfindung nicht auf eine Schraubenspindel für hohe Belastung und geringen (kurzen) Hub beschränkt, sondern ist auch für verschiedene andere Arten von Schraubenspindeln anwendbar. Außerdem kann der Schmiermittelauftragsabschnitt zwischen den Umlaufbahnen sowohl der Schraubenspindel mit dem Rücklaufrohr als auch der Schraubenspindel mit dem Leitkörper angeordnet sein. Dieser Schmiermittelauftragsabschnitt kann außerhalb des Rücklaufrohres in einer Position über die gesamte Länge der Spindelmutter angeordnet sein. Ferner kann an dem Aufnahmeabschnitt des Rücklaufrohres eine Lippe ausgebildet sein. Vorzugsweise können auch Rollen oder Bolzen als Wälzkörper verwendet werden.

Claims

1. Schraubenspindel, aufweisend:
eine Spindelwelle (6), die an ihrem Außenumfangsabschnitt mit einer spiralförmigen Wälzkörperumlaufnut (6a) versehen ist;
eine Spindelmutter (7), die an ihrem Innenumfangsabschnitt mit einer Wälzkörperlastlaufnut versehen ist, die eine Spiralform entsprechend der an der Spindelwelle (6) ausgebildeten spiralförmigen Wälzkörperumlaufnut. (6a) hat;
eine Anzahl von Wälzkörpern (10), die in einer Lastlaufbahn angeordnet sind, die von der Wälzkörperumlaufnut (6a) der Spindelwelle (6) und der Wälzkörperlastlaufnut der Spindelmutter (7) gebildet wird;
ein Rücklaufteil (12, 31), das für die Spindelmutter (7) vorgesehen ist und derart angeordnet ist, dass es den einen und einen anderen Endabschnitt der Lastlaufbahn miteinander verbindet, so dass die in der Lastlaufbahn abrollenden Wälzkörper (10) zirkulieren; und
einen Schmiermittelauftragsabschnitt (20, 35), der für das Rücklaufteil (12, 31) vorgesehen ist, um ein Schmiermittel durch Kontaktieren mit der Wälzkörperumlaufnut (6a) der Spindelwelle (6) aufzutragen, wobei der Schmiermittelauftragsabschnitt (20, 35) innerhalb des Rücklaufteils (12, 31) angeordnet ist.

2. Schraubenspindel nach Anspruch 1, wobei das Rücklaufteil ein Rücklaufrohr (12) aufweist, in welchem der Schmiermittelauftragsabschnitt (20) angeordnet ist.

3. Schraubenspindel nach Anspruch 2, wobei das Rücklaufrohr (12) an seinen beiden Endabschnitten mit Aufnahmeabschnitten (17) zum Aufnehmen des Wälzkörpers (10) versehen ist, und in der Draufsicht der Schmiermittelauftragsabschnitt (20) von dem Aufnahmeabschnitt (17) zu einer Mittellinie der Spindelwelle (6) angeordnet ist, um zu verhindern, dass der Schmiermittelauftragsabschnitt (20) den Wälzkörper (10) kontaktiert.

4. Schraubenspindel nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Rücklaufrohr (12) ein aus Harz geformtes Gussteil ist.

5. Schraubenspindel nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Rücklaufrohr (12) ein aus Metall geformtes Gussteil ist.

6. Schraubenspindel nach einem der Ansprüche 2-5, wobei das Rücklaufrohr (12) einen mittleren Abschnitt (12a) und Seitenschenkelabschnitte (12b) aufweist, die sich von beiden Endabschnitten des mittleren Abschnitts (12a) erstrecken, und der Schmiermittelauftragsabschnitt (20) in dem Schenkelabschnitt (12) des Rücklaufrohres (12) angeordnet ist.

7. Schraubenspindel nach Anspruch 1, wobei das Rücklaufteil einen Leitkörper (31) derart aufweist, dass der in der Wälzkörperumlaufnut (6a) der Spindelwelle (6) abrollende Wälzkörper (10) über einen Außendurchmesserabschnitt der Spindelwelle (6) hinweg gelangt, um den Wälzkörper (10) wieder zu der Wälzkörperumlaufnut (6a) der Spindelwelle (6) zurückzuführen, wobei der Schmiermittelauftragsabschnitt (35) innerhalb des Leitkörpers (31) angeordnet ist.

8. Schraubenspindel nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die Spindelmutter (7) mit einem Schmiermittelvorratsabschnitt (25), von welchem das Schmiermittel dem Schmiermittelauftragsabschnitt (20, 35) zugeführt wird, und einem Schmiermittelzuführkanal (26) zum Zuführen des Schmiermittels von dem Schmiermittelvorratsabschnitt (25) zu dem Schmiermittelauftragsabschnitt (20, 35) versehen ist.