DE112012007184T5

DE112012007184T5 - Wellenendadapter und Kugelrollspindelaufbau

Info

Publication number: DE112012007184T5
Application number: DE112012007184.0T
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Ohno; Katsuhiko Sato
Original assignee: Y M LAB CO; YM LABORATORY Co Ltd; Kuroda Precision Industries Ltd
Current assignee: Y M LAB CO; YM LABORATORY Co Ltd; Kuroda Precision Industries Ltd
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2015-08-13
Also published as: KR20150092131A; CN104822971A; KR101917415B1; CN104822971B; US10100908B2; US20150323050A1; HK1207411A1; TWI591275B; WO2014083597A1; JPWO2014083597A1; TW201420924A; JP6016943B2

Abstract

[Aufgabe] Einen Zusammenbau eines Wellenkörpers und eines Wellenadapters, die als separate Bauteile hergestellt sind, mit hoher Konzentrizitäts- und Geradheitgenauigkeit, und mit einem guten Ergebnis zu ermöglichen. [Lösung] Es sind ein Axialrichtungsloch (26), das den Endteil eines Wellenkörpers (10) aufnimmt, öffnet sich in dem freien Ende eines zylindrischen Teils (24), ein Schlitz (30), der sich in axialer Richtung erstreckt, ist in dem zylindrischen Teil ausgebildet, während er einen Bereich (32), der in umlaufender Richtung durchgängig nahe dem freien Ende des zylindrischen Teils ausgebildet ist, verlässt, und Befestigungsbolzen (42), die den Schlitz (30) in Schließrichtung verengen, vorgesehen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wellenendadapter und einen Kugelrollspindelaufbau und insbesondere einen Wellenendadapter, der dazu geeignet ist, an einem Ende einer Welle befestigt zu werden, und einen in einen solchen Wellenendadapter integrierten Kugelrollspindelaufbau.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die in einem Leitspindelmechanismus verwendete Kugelrollspindelwelle ist mit einem Montagewellenteil ohne Gewinde an einem ihrer Enden zur Montage eines Lagerelements oder eines Antriebsrads darauf ausgebildet.
Der Befestigungswellenabschnitt wird üblicherweise integral mit der Kugelrollspindelwelle ausgebildet, und es war notwendig, eine spezielle Werkzeugmaschine und eine Spannvorrichtung für die Bearbeitung des Befestigungswellenabschnitts zu verwenden. Selbst wenn das Gewinde der Kugelrollspindelwelle das gleiche ist, kann die Konfiguration des Befestigungswellenabschnitts je nach Bedarf des Nutzers variieren. Ebenso kann auch, selbst wenn die Konfiguration des Befestigungswellenabschnitts die gleiche ist, die Länge des Gewindeschafts variieren. Solche Variationen verursachen unvermeidliche Engpässe im Herstellungsprozess. Ferner wird der Gewindeschaftabschnitt zusammen mit dem Befestigungswellenabschnitt abgeschreckt, aber der Befestigungswellenabschnitt muss getempert werden, weil die abgeschreckten Elemente nicht leicht bearbeitet werden können.
In Verbindung mit solch einer Kugelrollspindelwelle ist es bekannt, den Befestigungsschaftabschnitt (Wellenendadapter) und den Schraubenwellenabschnitt als getrennte Bauteile herzustellen, und die beiden Teile durch Löten, Schweißen oder Aufschrumpfen integral miteinander zu verbinden. Siehe Patentdokumente 1 und 2.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

Patentdokumente 1: JP2005-114081A
Patentdokumente 2: JP2009-275914A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG GELÖSTE AUFGABE
Wenn ein Wellenelement, wie der Schraubwellenabschnitt mit dem Befestigungswellenabschnitt integral verbunden ist, kann die Koaxialität und die Geradheit (Planlaufpräzision) der beiden Schaftabschnitt leicht durch die verfügbare Maschinenpräzision sichergestellt werden. Wenn der Schraubwellenabschnitt und der Befestigungswellenabschnitt jedoch als zwei separate Elemente hergestellt werden, und durch Löten, Schweißen oder Aufschrumpfen integral miteinander verbunden werden, beeinflusst die Präzision des Miteinanderverbindens der zwei Wellenabschnitte stark die Koaxialität und die Geradheit (Planlaufpräzision) der zwei Wellenabschnitte, zusätzlich zu der Maschinenpräzision der zwei Wellenabschnitte.
Um eine benötigte Präzision in der Koaxialität und der Geradheit der zwei Wellenabschnitte zu erzielen, wenn der Schraubwellenabschnitt und der Befestigungswellenabschnitt als zwei separate Bauteile hergestellt werden, ist es nötig, die Präzision bei der Zusammenführung der zwei Wellenabschnitt zu verbessern. Allerdings erlaubt ein Zusammenführungsprozess basierend auf Löten, Schweißen oder Aufschrumpfen keine feine Einstellung der Koaxialität und der Geradheit, und die unausweichliche thermische Deformation verhindert das Erzielen einer gewünschten hohen Präzision in der Koaxialität und der Geradheit. Als Resultat können beachtliche Unterschiede zwischen den Produkten nicht verhindert werden.
Es ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Zusammenbau eines Wellenelements und eines Befestigungswellenabschnitts (Welle und Adapter), die als zwei getrennte Komponenten hergestellt wurden, mit hoher Präzision in der Koaxialität und der Geradheit in effektiver Weise herzustellen.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABE
Die vorliegende Erfindung stellt einen Wellenendadapter bereit, umfassend: einen Rohrabschnitt (24, 64) mit einer axialen Bohrung (26, 66), die eine Öffnung zur Aufnahme eines Endes eines Wellenelements (10) an einem freien Ende des Rohrabschnitts definiert, wobei der Rohrabschnitt (24, 64) zumindest an dessen an das freie Ende angrenzenden Teil mit einem umlaufend durchgängigen Abschnitt (32, 72) und mit einem sich axial durch eine nicht zu dem umlaufend durchgängigen Abschnitt gehörende Wand des Rohrabschnitts (24, 64) erstreckenden Schlitz (30, 70) ausgebildet ist; und ein Klemmelement (42, 82, 86, 90, 94), das auf dem Rohrabschnitt (24, 64) montiert ist und geeignet ist, den Schlitz zu verschließen (30, 70).
Gemäß dieser Anordnung, da der zu dem offenen Ende (26B, 66B) der axialen Bohrung (26, 66) benachbart angeordnete Teil des Rohrabschnitts (24, 64) eine umlaufend durchgängige Umfangsfläche durch den umlaufend durchgehenden Abschnitt (32, 72) definiert, und eine hohe Steifigkeit aufgrund seines komplett geschlossenen ringförmigen Querschnitts aufweist, selbst wenn der Rohrabschnitt (24, 64) veranlasst wird eine elastische Deformation in die Richtung auf den geschlossenen Schlitz (30, 70) auszuführen, ist dieser Teil weniger anfällig für eine elastische Deformation, und behält eine echte kreisförmige Konfiguration. Daher kann der Zusammenbau des Wellenelementes (10) und des Wellenendadapters (20, 60), die getrennt voneinander hergestellt sind, einfach durch Bedienen des Klemmelements (42, 82, 90, 94) mit einer hohen Präzision in der Koaxialität und Geradheit in einer effektiven Weise hergestellt werden.
Vorzugsweise ist in dem Wellenendadapter der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass der umlaufend durchgängige Abschnitt (32, 72) eine umlaufend durchgängige Innenumfangsfläche definiert, die benachbart zu einem offenen Ende der axialen Bohrung (26, 66) angeordnet ist.
Gemäß dieser Anordnung ist sichergestellt, dass die axiale Bohrung (26, 66) in diesem Bereich eine echte kreisförmige Konfiguration aufweist, da der umlaufend durchgängige Abschnitt (32, 72) eine umlaufend durchgängige Fläche benachbart zu dem freien Ende des Rohrabschnitts (24, 64) mit einem gleichen inneren Durchmesser wie die axiale Bohrung (26, 66) definiert.
Vorzugsweise ist in dem Wellenendadapter der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass der umlaufend durchgängige Abschnitt (32, 72) eine axiale Endfläche (24D, 64D) des Rohrabschnitts (24, 64), die an einem offenen Ende des Rohrabschnitts angeordnet ist, als eine umlaufend durchgängige Fläche definiert.
Gemäß dieser Anordnung ist sichergestellt, dass der Teil der axialen Bohrung (26, 66), der benachbart zu deren offenen Ende angeordneten ist, eine echte kreisrunde Konfiguration aufweist, da der umlaufend durchgängige Abschnitt (32, 72) eine axiale Endfläche (24D, 64D) des Rohrabschnitts (24, 64) als eine umlaufend durchgehende Oberfläche definiert.
Vorzugsweise ist in dem Wellenendadapter der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass sich der Schlitz (30, 70) axial in die Wand des Rohrabschnitts (24, 64) erstreckt, mit Ausnahme eines umlaufend durchgängigen Abschnitts (34, 74), der benachbart zu dessen Grundseite ausgebildet ist, die axial entfernt von dem freien Ende angeordnet ist.
Gemäß dieser Anordnung ist dieser Teil hoch beständig gegenüber einer elastischen Deformation, und kann einen echt kreisförmigen Querschnitt beibehalten, da der Teil des Rohrabschnitts (24, 64) benachbart zu der Grundseite der axialen Bohrung (26, 66) auch eine umlaufend durchgehende Oberfläche durch den umlaufend durchgehenden Abschnitt (34, 74) definiert, und daher mit einer hohen Steifigkeit aufgrund dessen komplett geschlossener ringförmiger Konfiguration ausgebildet ist. Deshalb kann der Zusammenbau des Wellenelements (10) und des Wellenendadapters (20, 60) mit hoher Präzision in Koaxialität und axialer Geradheit in einer hocheffizienten Weise einfach durch die Bedienung des Klemmelements (42, 82, 90, 94) ausgeführt werden kann.
Vorzugsweise ist in dem Wellenendadapter der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass sich eine Vielzahl Gewindelöcher (44, 48) radial durch den Rohrabschnitt (24) an umlaufend unterschiedlichen Positionen erstreckt, wobei jedes ein offenes Ende in der axialen Bohrung (26) definiert, und wobei ein Schraubenelement (46, 50) in jedes der Gewindelöcher (44, 48) eingeschraubt ist, wobei jedes Schraubenelement dazu ausgebildet ist, an eine äußere Umfangsfläche des Wellenelements (10) an dessen freien Ende anzugrenzen.
Gemäß dieser Anordnung, durch das individuelle Justieren des Gewindevorschubs der Schraubelemente (46, 50), und wodurch die radialen Drücke, die die Schraubenelemente (46, 50) auf das Wellenelement (10) ausüben, justiert werden, kann der Kippwinkel der zentralen axialen Linie des Wellenelements (10) in Bezug auf die zentrale axiale Linie der axialen Bohrung (26) fein eingestellt werden, so dass eine extrem hohe Präzision bei der Geradheit erzielt werden kann.
Vorzugsweise ist in dem Wellenendabschnitt der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass das Wellenelement eine Kugelrollspindelwelle (10) umfasst, und zumindest eines der Schraubenelemente dazu geeignet ist, in eine Gewindenut (12) der Kugelrollspindelwelle einzugreifen.
Gemäß dieser Anordnung dienen die Schraubenelemente (46, 50) auch als Stopper zur Vermeidung eines Herausrutschens der Kugelrollspindelwelle (10) aus der axialen Bohrung (26).
Vorzugsweise ist in dem Wellenendadapter der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass ein Flanschabschnitt (100) integral an einer Grundseite des Rohrabschnitts (24) axial entfernt zu dessen freien Ende über einen Wellenabschnitt (102) ausgebildet ist, wobei sich eine Vielzahl Durchgangslöcher (106) axial durch den Flanschabschnitt (100) an unterschiedlichen umlaufenden Positionen erstrecken, wobei der Rohrabschnitt (24) mit einer Vielzahl fluchtend zu den entsprechenden Durchgangslöchern (106) des Flanschabschnitts (100) angeordneter Gewindelöcher (108), die sich zu einer Endfläche der Grundseite des Rohrabschnitts hin öffnen, ausgebildet ist, und wobei ein jeweils in jedes der Durchgangslöcher (106) gestecktes Schraubenelement (110) in das entsprechende Gewindeloch (108) eingeschraubt ist.
Gemäß dieser Anordnung, durch individuelles Einstellen des Gewindevorschubs der Schraubenelemente (110) in die Gewindelöcher (108), und wodurch eine entsprechende Biegedeformation des Wellenabschnitts (102) hervorgerufen wird, kann der Kippwinkel der Hauptachse des Wellenelements (10) in Bezug auf die Hauptachse der axialen Bohrung (26) fein justiert werden, so dass eine extrem hohe Präzision der Geradheit erzielt werden kann.
Vorzugsweise ist in dem Wellenendadapter der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass ein Flanschabschnitt (100) integral in einer Grundseite des Rohrabschnitts (24) über einen Wellenabschnitt (102) ausgebildet ist, wobei dieser mit einer Vielzahl umlaufend angeordneter Gewindelöcher (112) ausgebildet ist, wobei ein Schraubenelement (114) in jedes der Gewindelöcher (112) geschraubt ist, so dass es an einer Endfläche der Grundseite an deren freien Ende angrenzt.
Gemäß dieser Anordnung, durch individuelles Einstellen des Gewindevorschubs der Schraubenelemente (110) in die Gewindelöcher (112), und wodurch eine entsprechende Biegedeformation des Wellenabschnitts (102) hervorgerufen wird, kann der Kippwinkel der zentralen axialen Linie des Wellenelements (10) mit Bezug auf die Hauptachse der axialen Bohrung (26) fein justiert werden, so dass eine extrem hohe Präzision der Geradheit erzielt werden kann.
Vorzugsweise ist in dem Wellenendadapter der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass das Klemmelement einen Befestigungsbolzen (42) umfasst, der in den Rohrabschnitt (24) eingeschraubt ist und sich entlang des Schlitzes (30) an jeder von zumindest zwei axialen Positionen erstreckt.
Gemäß dieser Anordnung kann das Schließen des Schlitzes (30) durch den Befestigungsbolzen (42) gleichmäßig über die gesamte Länge des Schlitzes (30) erreicht werden, so dass der Kippwinkel der Hauptachse des Wellenelements (10) in Bezug zu der zentralen axialen Linie der axialen Bohrung (26) vermieden werden kann, und eine hohe Präzision der Koaxialität und der axialen Geradheit zwischen dem Wellenelement (10) und dem Wellenendadapter (20) erzielt werden kann.
Vorzugsweise ist in dem Wellenendadapter der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass eine äußere Umfangsfläche des Rohrabschnitts (64) mit einer konischen äußeren Umfangsfläche (78, 80) an jeder von zumindest zwei ihrer axialen Positionen ausgebildet ist, und wobei das Klemmelement eine Klemmbuchse (82, 90, 94) umfasst, die auf den Rohrabschnitt gesteckt ist und mit einer konischen Bohrung ausgebildet ist, die konische innere Umfangsflächen (84, 84A, 84B, 92, 96) definiert, um mit den entsprechenden konischen äußeren Umfangsflächen (78, 80) in Kontakt zu kommen.
Gemäß dieser Anordnung kann der Schlitz (70) durch die Klemmbuchse (82, 90, 94) über seine gesamte axiale Länge geschlossen werden, so dass das Kippen der Hauptachse des Wellenelements (10) in Bezug auf die Hauptachse der axialen Bohrung (66) vermieden werden kann, und eine hohe Präzision der Koaxialität und axialen Geradheit zwischen dem Wellenelement (10) und dem Wellenendadapter (60) erzielt werden kann.
Die vorliegende Erfindung stellt auch einen Kugelspindelaufbau, umfassend einen Wellenendadapter (20, 60) wie oben, gemäß der vorliegenden Erfindung definiert, und eine daran befestigte Kugelrollspindelwelle (10) bereit.
Gemäß dieser Anordnung kann der Zusammenbau des Wellenelements (10) und des Wellenendadapters (20, 60), die separat hergestellt sind, einfach durch den Betrieb des Klemmelements (42, 82, 90, 94) mit einer hohen Präzision in Koaxialität und Geradheit in einer hocheffizienten Weise erzielt werden.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Weil der benachbart zu dem offenen Ende (26B, 66B) der axialen Bohrung (26, 66) angeordnete Teil des Rohrabschnitts (24, 64) eine umlaufend durchgängige Oberfläche durch den umlaufend durchgängigen Abschnitt (32, 72) definiert, und eine hohe Steifigkeit aufgrund dessen komplett geschlossenen ringförmigen Querschnitts demonstriert, selbst wenn der Rohrabschnitt (24, 64) dazu gebracht wird, eine elastische Deformation in Schließrichtung des Schlitzes (30, 70) auszuführen, ist dieser Teil weniger anfällig gegenüber einer elastischen Deformationund behält eine echte kreisförmige Konfiguration bei. Daher kann der Zusammenbau des Wellenelements (10) und des Wellenendadapters (20, 60), die separat hergestellt sind, einfach durch den Betrieb des Klemmelements (42, 82, 90, 94) mit einer hohen Präzision in Koaxialität und Geradheit in hocheffizienter Weise erreicht werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Jetzt wird die vorliegende Erfindung im Folgenden in Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
[1] Eine perspektivische Ansicht, die die als die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegebene Gesamtstruktur des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus zeigt.
[2] Eine perspektivische Ansicht des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus der ersten Ausführungsform aus der Sicht ihrer Grundseite.
[3] Eine perspektivische Explosionsdarstellung des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus der ersten Ausführungsform aus der Sicht ihres freien Endes.
[4] Eine Seitenansicht des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus der ersten Ausführungsform.
[5] Eine Schnittansicht durch die Linie V-V der 4.
[6] Eine Schnittansicht durch die Linie VI-VI der 5.
[7] Eine Schnittansicht durch die Linie VII-VII der 4.
[8] Eine perspektivische Explosionsdarstellung des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus, die als die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben ist.
[9] Eine Schnittansicht des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus der zweiten Ausführungsform.
[10] Eine perspektivische Explosionsdarstellung des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus, die als die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben ist.
[11] Eine Schnittansicht des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus der dritten Ausführungsform.
[12] Eine perspektivische Explosionsdarstellung des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus, die als die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben ist.
[13] Eine Schnittansicht des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus der vierten Ausführungsform.
[14] Eine Darstellung des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus, die als die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben ist.
[15] Eine Seitenansicht des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus der fünften Ausführungsform.
[16] Eine Seitenansicht des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus, die als die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben ist.
[17] Eine vergrößerte Schnittansicht, ähnlich zu der VII-VII-Schnittansicht der 4, die den Wellenendadapter und den Kugelrollspindelaufbau der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
Der Wellenendadapter und der Kugelrollspindelaufbau, die als die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben sind, werden im Folgenden mit Bezug auf die 1 bis 7 beschrieben.
Der Kugelrollspindelaufbau 1 der dargestellten Ausführungsform ist ein Zusammenbau einer Kugelrollspindelwelle 10 und eines Wellenendadapters 20. Eine spiralförmige Gewindenut 12 ist auf der äußeren Umfangsfläche der Kugelrollspindelwelle 10 ausgebildet. Eine Kugelrollmutter 14 ist auf die Kugelrollspindelwelle 10 über in der Gewindenut 12 rollende Kugeln (nicht in den Zeichnungen gezeigt) geschraubt.
Der Wellenendadapter 20 ist integral in einer koaxialen und axial linearen Konfiguration mit einem Befestigungswellenabschnitt 22 und einem Rohrabschnitt 24 ausgebildet. Der Befestigungswellenabschnitt 22 ist dazu geeignet, von einem festen Teil (nicht in den Zeichnungen gezeigt) durch ein Lagergerät, das typischerweise mit einem Kugellager (nicht in den Zeichnungen gezeigt) in einer drehbaren Weise um seine Hauptachse ausgestattet ist, gehalten zu werden. Der Befestigungswellenabschnitt 22 kann auch ein Wellenabschnitt sein, der mit einem Zahnrad oder dergleichen zur Übertragung eines Ausgangsdrehmoments eines nicht in den Zeichnungen gezeigten elektrischen Motors ausgestattet ist.
Der Rohrabschnitt 24 weist ein Paar Großdurchmesserabschnitte 24A und 24B auf, die in einer voneinander beabstandeten Beziehung auf der Seite des Befestigungswellenabschnitts 22 (Seite der Grundseite) und entsprechend der entfernt zu dem Befestigungswellenabschnitt 22 angeordneten Seite angeordnet sind, und definiert allgemein ein äußeres Profil bestehend aus den zwei Großdurchmesserabschnitten 24A und 24B und einem Kleinquerschnittabschnitt 24C, der die beiden Großdurchmesserabschnitte 24A und 24B miteinander verbindet.
Der Rohrabschnitt 24 ist mit einer axialen Bohrung 26 zur Aufnahme eines Endes der Kugelrollspindelwelle 10 ausgebildet. Die axiale Bohrung 26 ist koaxial und axial linear in Bezug auf den Befestigungswellenabschnitt 22, und hat ein geschlossenes Ende, und öffnet sich nur an der Endfläche 24D auf dem freien Ende des Rohrabschnitts 24. Die axiale Bohrung 26 weist einen kreisförmigen Querschnitt mit einem inneren Durchmesser auf, der gleich oder geringfügig größer als der äußere Durchmesser der Kugelrollspindelwelle 10 ist. Die axiale Bohrung 26 definiert daher ein offenes Ende 26B auf der Endfläche 24D des Rohrabschnitts 24.
Die axiale Bohrung 26 weist eine Bodenfläche 26A an einem axialen Mittelpunkt des Großdurchmesserabschnitts 24A auf (muss nicht exakt eine halbe Länge der axialen Erstreckung des Großdurchmesserabschnitts 24A sein). Die Bodenfläche 26A erstreckt sich vorzugsweise senkrecht zur der Hauptachse der axialen Bohrung 26. In dem Fall erstreckt sich die freie Endfläche 10A der Kugelrollspindelwelle 10 senkrecht zu der Hauptachse der Kugelrollspindelwelle 10, so dass die Kugelrollspindelwelle 10 in die axiale Bohrung 26 eingeschraubt werden kann, bis die freie Endfläche 10A gegen die Bodenfläche 26A stößt.
Der Rohrabschnitt 24 weist ein Paar axialer Schlitze 30 in einem Winkelintervall von 180 Grad um seine Hauptachse auf. Jeder Schlitz 30 wird durch ein Paar ebener, sich gegenüberliegender Seitenflächen 30A und 30B definiert, während sie einen kleinen Spalt (eine bestimmte Schlitzbreite) zwischen sich (wie in den 4, 6 und 7 gezeigt) definieren, und öffnet sich auf beiden, der äußeren Umfangsfläche des Rohrabschnitts 24 und der die axiale Bohrung 26 definierenden inneren Umfangsfläche des Rohrabschnitts 24. Jeder Schlitz 30 endet an einem umlaufend durchgängigen Abschnitt 32 (erster durchgängiger Abschnitt 32) in dem zu dem freien Ende des Rohrabschnitts 24 benachbarten Teil und einem zu der Grundseite des Rohrabschnitts 24 benachbarten, umlaufend durchgängigen Abschnitt 34 (zweiter durchgängiger Abschnitt 34).
Die Begriffe ”benachbart zu dem freien Ende” und ”benachbart zu der Grundseite”, wie hierin verwendet, umfassen das freie Ende selbst und entsprechend die Grundseite selbst. Die Begriffe ”benachbart zu” und ”angrenzend”, wie in der gesamten Anmeldung verwendet, sollten in solch einer Bedeutung aufgefasst werden.
Insbesondere definiert der erste durchgängige Abschnitt 32 eine umlaufend durchgängige innere Umfangsfläche, die den gleichen Innendurchmesser aufweist wie die axiale Bohrung 26 und erstreckt sich axial von dem offenen Ende 26B der axialen Bohrung 26 hin zu der Bodenfläche 26A über eine relativ geringe Distanz a (siehe 5), und eine umlaufend durchgängige ebene Endfläche, die sich radial von dem offenen Ende der axialen Bohrung 26 an der Endfläche 24D des Rohrabschnitts 24 aus, über eine relativ geringe Distanz b (siehe 5) erstreckt. Daher befindet sich, in Bezug auf die Achsrichtung des Rohrabschnitts 24, der erste durchgängige Abschnitt 32 nur auf dem Teil, der benachbart zu dem offenen Ende 26B der axialen Bohrung 26 liegt, und, in Bezug auf die radiale Richtung des Rohrabschnitts 24, nur auf dem am Rande liegenden Teil des offenen Endes 26B der axialen Bohrung 26, ohne die äußere umlaufende Oberfläche des Großdurchmesserabschnitts 24B zu erreichen. Deshalb erstreckt sich jeder Schlitz 30 auf dem Äußeren des Großdurchmesserabschnitts 24B in axialer Richtung bis zu der Endfläche 24D.
Der zweite durchgängige Abschnitt 34 definiert eine umlaufend durchgängige Oberfläche, die den gleichen Innendurchmesser wie der erste durchgängige Abschnitt 32 über einen sich axial zwischen dem Abschlussende des Schlitzes 30 auf der Seite der Bodenfläche 26A der axialen Bohrung 26 und der Bodenfläche 26A erstreckenden Bereich aufweist. Dieser umlaufend durchgängige Abschnitt bildet einen Teil der axialen Bohrung 26 in der gezeigten Ausführungsform.
Jeder der Großdurchmesserabschnitte 24A und 24B des Rohrabschnitts 24 weist eine Bolzenbefestigungsvertiefung 36 für jeden Schlitz 30 auf. Jede Bolzenbefestigungsvertiefung 36 weist eine Sitzfläche 36A auf, die durch eine senkrecht zu der Breitenerstreckung des Schlitzes 30 oder parallel zu den Seitenflächen 30A und 30B des Schlitzes 30 (siehe 3 und 7) verlaufende, ebene Fläche definiert wird. Die Großdurchmesserabschnitte 24A und 24B des Rohrabschnitts 24 weisen insgesamt vier Bolzenaufnahmelöcher 38 (siehe 7) auf, wobei sich jedes von der entsprechenden Sitzfläche 36A zu der angrenzenden Seitenfläche 30A des Schlitzes 30 erstreckt. Die Großdurchmesserabschnitte 24A und 24B des Rohrabschnitts 24 weisen insgesamt vier Gewindelöcher 40 (siehe 7) auf, wobei sich jedes von der anderen Seitenfläche 30B des Schlitzes 30 bis zu der äußeren Umfangsfläche des entsprechenden Großdurchmesserabschnitts 24A, 24B in koaxialer Beziehung zu den entsprechenden Bolzenaufnahmelöchern 38 erstreckt.
Ein Befestigungsbolzen 42 bestehend aus einer Innensechskantschraube wird in jedes der Bolzenaufnahmelöcher 38 gesteckt. Jeder Befestigungsbolzen 42 wird quer durch den Schlitz 30 gesteckt, wobei eine Schulterfläche 42A (siehe 7) des Kopfes des Befestigungsbolzen 42 an die entsprechende Schulterfläche 36A anstößt, und der Gewindeabschnitt 42B an dem freien Endabschnitt des Befestigungsbolzen 42 in das entsprechende Gewindeloch 40 (siehe 7) quer durch den Schlitz 30 geschraubt wird, so dass der Schlitze 30 geschlossen wird, wenn die Befestigungsbolzen 42 in das Gewindeloch 40 geschraubt werden.
Die Befestigungsbolzen 42 stellen eine Klemmwirkung für den Rohrabschnitt 24 an den Positionen der zwei axial zueinander beabstandeten Großdurchmesserabschnitte 24A und 24B bereit, in jedem Fall auf beiden Seiten des Rohrabschnitts 24. Insbesondere tritt die Klemmwirkung für den Großdurchmesserabschnitt 24B benachbart zu dem ersten durchgängigen Abschnitt 32 auf, und die Klemmwirkung für den Großdurchmesserabschnitt 24A tritt benachbart zu dem zweiten durchgängigen Abschnitt 34 auf. Mit anderen Worten sind die zwei an den Befestigungsbolzen 42 vorgesehenen Klemmabschnitte benachbart zu den axialen Abschlussenden der Schlitze 30 angeordnet.
Der Großdurchmesserabschnitt 24A ist mit einem Paar Gewindelöcher 44 ausgebildet, die sich über dessen Dicke erstrecken und sich in die axiale Bohrung 26 hin, in einer 180 Grad Winkel-Abstand-Beziehung um die Hauptachse, öffnen. Eine aus einer Innensechskantschraube bestehende Einstellschraube 46 ist in jedes Gewindeloch 44 gedreht. Der Großdurchmesserabschnitt 24A ist zusätzlich mit einem Paar Gewindelöcher 48 ausgebildet, die sich über dessen Dicke erstrecken und sich in die axiale Bohrung 26 hin, in einer 180 Grad Winkel-Abstand-Beziehung um die Hauptachse und in axial versetzter Weise in Bezug auf die Gewindelöcher 44, öffnen. Eine aus einer Innensechskantschraube bestehende Einstellschraube 50 ist in jedes Gewindeloch 48 gedreht.
Jede Einstellschraube 46, 50 weist ein angespitztes, konisches freies Ende auf, das geeignet ist, in die äußere Umfangsfläche der in der axialen Bohrung 26 aufgenommenen Kugelrollspindelwelle 10 einzugreifen.
Wenn die Gewindesteigung der Kugelrollspindelwelle 10 5 mm beträgt, kann der axiale Versatz zwischen den Gewindelöchern 44 und 48 2,5 mm betragen. Gemäß dieser Anordnung, wenn die Gewindesteigung der Kugelrollspindelwelle 10 5 mm, 10 mm und so weiter beträgt, ohne Bezug der Winkelposition der Kugelrollspindelwelle 10 relativ zu dem Wellenendadapter 20 um die Hauptachse, greift eine der Einstellschrauben 46 und/oder eine der Einstellschrauben 50 in die Gewindenut 12 der Kugelrollspindelwelle 10 (oder einen äußeren von der Gewindenut 12 verschiedenen Teil davon) ein (siehe 5 und 6). Dadurch stellen die Einstellschrauben 46 und 50 die Funktion eines Stoppers bereit, der die Kugelrollspindelwelle 10 daran hindert, während des Zusammenbauprozesses axial aus der axialen Bohrung 26 zu rutschen.
Der axiale Versatz zwischen den Gewindelöchern 44 und 48 kann demnach ein Viertel der Gewindesteigung der Kugelrollspindelwelle 10 betragen. In diesem Fall, ohne Bezug zu der Gewindesteigung der Kugelrollspindelwelle 10, greift zumindest eine der Einstellschrauben 46 und zumindest eine der Einstellschrauben 50 in die Gewindenut 12 der Kugelrollspindelwelle 10 ein, und eine vorteilhafte Stopper-Wirkung kann erzielt werden.
Der Zusammenbauvorgang der Kugelrollspindelwelle 10 und des Wellenendadapters 20 ist im Folgenden beschrieben.
Zunächst, wenn alle die Befestigungsbolzen 42 und die Einstellschrauben 46 nicht angezogen sind, wird ein Ende der Kugelrollspindelwelle 10 in die axiale Bohrung 26 von deren offenen Ende 26B aus eingeschoben, bis die freie Endfläche 10A der Kugelrollspindelwelle 10 an die Bodenfläche 26A der axialen Bohrung 26 stößt.
Die beiden Befestigungsschrauben 42 jedes Großdurchmesserabschnitts 24A, 24B werden dann angezogen. Dies lässt die Schlitze 30 ihre Breite aufgrund der elastischen Deformation des Materials des benachbart zu den Schlitzen 30 angeordneten Rohrabschnitts 24 reduzieren. Der daraus resultierende Reibschluss zwischen der äußeren Umfangsfläche der Kugelrollspindelwelle 10 und der inneren Umfangsfläche der axialen Bohrung 26 klemmt das Ende der Kugelrollspindelwelle 10 durch den Wellenendadapter 20 ein, so dass die Kugelrollspindelwelle 10 mit dem Wellenendadapter 20 integral verbunden ist.
Die benachbart zu dem offenen Ende 26B und zu deren Bodenfläche 26A benachbart angeordneten Teile der axialen Bohrung 26, die axial voneinander beabstandet angeordnet sind, definieren durch den ersten durchgängigen Abschnitt 32 und den zweiten durchgängigen Abschnitt 34 eine umlaufend durchgängige innere Umfangsfläche mit einem gleichen Innendurchmesser wie die übrigen Teile der axialen Bohrung 26, und demonstrieren eine hohe Steifigkeit aufgrund ihres komplett geschlossenen, ringförmigen Querschnitts. Daher, selbst wenn der Rohrabschnitt 24 eine elastische Deformation in Schließrichtung der Schlitze 30 vollführt, behalten diese durchgängigen Teile 32 und 34 eine im Wesentlichen kreisförmige Konfiguration.
Daher sind die Teile der axialen Bohrung 26, die benachbart zu ihrem, dem ersten durchgängigen Abschnitt 32 entsprechenden, offenen Ende 26B und zu der dem zweiten durchgängigen Abschnitt 34 entsprechenden Bodenfläche 26A, die axial zueinander beabstandet sind, angeordnet sind, mit einer hohen Präzision in Koaxialität und axialer Geradheit, die bei der Herstellung der axialen Bohrung 26 erzielt werden, gesichert. Dadurch ist eine hohe Präzision in der Koaxialität und der axialen Geradheit bei dem Zusammenbau der Kugelrollspindelwelle 10 und des Wellenendadapters 20, der durch Einschieben der Kugelrollspindelwelle 10 in die axiale Bohrung 26 hergestellt wird, sichergestellt.
Da der erste durchgängige Abschnitt 32 eine umlaufende Innenfläche definiert, die durchgängig mit der axialen Bohrung 26 und den gleichen Durchmesser wie die innere Umfangsfläche der axialen Bohrung 26, die benachbart zu dem freien Ende des Rohrabschnitts 24 angeordnet ist, kann die Kreisförmigkeit des benachbarten Teils der axialen Bohrung 26 in einer vorteilhaften Weise sichergestellt werden. Diese Faktoren tragen zu der Verbesserung der Präzision in der Koaxialität und der axialen Geradheit des Zusammenbaus der Kugelrollspindelwelle 10 und des Wellenendadapters 20 bei.
Da die Befestigungsbolzen 42 in den zwei Großdurchmesserabschnitten 24A und 24B vorgesehen sind, die axial voneinander beabstandet angeordnet und benachbart zu dem axialen Schlussende des Schlitzes 30 angeordnet sind, ist es den Befestigungsbolzen 42 möglich, den Schlitz 30 gleichmäßig über seine gesamte axiale Länge zu schließen. Aus diesem Grund kann das Kippen der Hauptachse der Kugelrollspindelwelle 10 in Bezug zu der Hauptachse der axialen Bohrung 26 minimiert werden, und eine hohe Präzision in der Koaxialität und der axialen Geradheit des Zusammenbaus der Kugelrollspindelwelle 10 und des Wellenendadapters 20 kann sichergestellt werden.
Wenn die gewünschte Präzision in der Geradheit des Zusammenbaus nicht bei dem Zusammenbau der Kugelrollspindelwelle 10 und des Wellenendadapters 20 durch das Anziehen der Befestigungsbolzen 42 erzielt werden kann, können die vier Einstellschrauben 46 und 50, die in einem Winkelintervall von 90 Grad um die Hauptachse der axialen Bohrung 26 angeordnet sind, gedreht werden, bis die freien Enden der Einstellschrauben 46 und 50 an die äußere Umfangsfläche der Kugelrollspindelwelle 10 anstoßen. Durch individuelles Ändern des Gewindevorschubs von jeder der Einstellschrauben 46, 50, kann der radiale Druck, der auf die Kugelrollspindelwelle 10 durch die Einstellschrauben 46 und 50 in einem 90 Grad Winkelintervall ausgeübt wird, eingestellt werden.
Dadurch kann das Kippen der Hauptachse der Kugelrollspindelwelle 10 in Bezug zu der Hauptachse der axialen Bohrung 26 fein justiert werden, so dass eine hohe Präzision in der Geradheit des Zusammenbaus erzielt werden kann.
Die Kugelrollspindelwelle 10 und der Wellenendadapter 20, die als zwei separate Bauteile hergestellt sind, können in einer effizienten Weise mit einer hohen Präzision in Koaxialität und Geradheit einfach durch das Einstellen der Schrauben zusammengebaut werden.
Die zweite Ausführungsform des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus wird im Folgenden in Bezug auf die 8 und 9 beschrieben.
Der Kugelrollspindelaufbau dieser Ausführungsform besteht aus einem Zusammenbau einer Kugelrollspindelwelle 10 und einem Wellenendadapter 60. Die Kugelrollspindelwelle 10 unterscheidet sich nicht von der aus der ersten Ausführungsform. Der Wellenendadapter 60 weist einen Befestigungswellenabschnitt 62 und einen Rohrabschnitt 64 auf, die integral miteinander in einer koaxialen und axial geraden Weise ausgebildet sind.
Der Rohrabschnitt 64 ist mit einer axialen Bohrung 66 zur Aufnahme eines Endes der Kugelrollspindelwelle 10 ausgebildet. Die axiale Bohrung 66 ist koaxial und axial linear in Bezug auf den Befestigungswellenabschnitt 62, und hat ein geschlossenes Ende, und öffnet sich nur an der Endfläche 64D auf dem freien Ende des Rohrabschnitts 64 und definiert eine Bodenfläche 66A auf Seite der Grundseite (der Seite des Befestigungswellenabschnitts 62). Die axiale Bohrung 66 definiert so ein offenes Ende 66B auf der Endfläche 64D des Rohrabschnitts 64. Vorzugsweise erstreckt sich die Bodenfläche 66A auch senkrecht zu der Hauptachse der axialen Bohrung 66. Die axiale Bohrung 66 weist einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Innendurchmesser, der gleich oder leicht größer als der Außendurchmesser der Kugelrollspindelwelle 10 ist.
Der Rohrabschnitt 64 weist vier axiale Schlitze 70 in einem Winkelintervall von 90 Grad um die Hauptachse auf. Jeder Schlitz 70 wird durch ein Paar ebener, sich gegenüberliegender Seitenflächen definiert, während sie einen kleinen Spalt (eine bestimmte Schlitzbreite) zwischen sich definieren, und öffnet sich auf beiden, der äußeren Umfangsfläche des Rohrabschnitts 64 und der die axiale Bohrung 66 definierenden inneren Umfangsfläche des Rohrabschnitts 64. Jeder Schlitz 70 endet an einem umlaufend durchgängigen Abschnitt 72 (erster durchgängiger Abschnitt 72) in dem zu dem freien Ende des Rohrabschnitts 64 benachbarten Teil und einem zu der Grundseite des Rohrabschnitts 64 benachbarten, umlaufend durchgängigen Abschnitt 74 (zweiter durchgängiger Abschnitt 74).
Insbesondere definiert der erste durchgängige Abschnitt 72 eine umlaufend durchgängige innere Umfangsfläche, die den gleichen Innendurchmesser aufweist wie die axiale Bohrung 66 benachbart zu dem freien Ende des Rohrabschnitts 64, und einer umlaufend durchgängigen ebenen Endfläche 64D. Der zweite durchgängige Abschnitt 74 definiert eine umlaufend durchgängige Oberfläche, die den gleichen Innendurchmesser wie der erste durchgängige Abschnitt 72 über einen sich axial zwischen dem Abschlussende des Schlitzes 70 auf der Seite der Bodenfläche 66A der axialen Bohrung 66 und der Bodenfläche 66A erstreckenden Bereich aufweist.
Die äußere Umfangsfläche des Rohrabschnitts 64 umfasst einen Außengewindeabschnitt 76, eine erste konische äußere Umfangsfläche 78 und eine zweite äußere Umfangsfläche 80, in dieser Reihenfolge von seinem freien Ende aus betrachtet. Die erste konische äußere Umfangsfläche 78 und die zweite konische äußere Umfangsfläche 80 sind axial zueinander beabstandet angeordnet und weisen die gleich Schräge auf, die sich zu der freien Endseite hin verjüngt. Die Schlitze 70 erstrecken sich über die gesamte Länge der ersten konischen äußeren Umfangsfläche 78 und der zweiten konischen äußeren Umfangsfläche 80. Insbesondere sind die erste konische äußere Umfangsfläche 78 und die zweite konische äußere Umfangsfläche 80 in Teilen des benachbart zu den entsprechenden Schlussenden des Schlitzes 70 angeordneten Rohrabschnitts 64 vorgesehen.
Auf der äußeren Umfangsfläche des Rohrabschnitts 64 ist eine Klemmbuchse 82 aufgeschoben, die eine konische Bohrung 85 aufweist, die durch eine konische innere Umfangsfläche 84, die in die erste konische äußere Umfangsfläche 78 und die zweite konische äußere Umfangsfläche 80 eingreift, definiert ist. Ein Innengewindeabschnitt 88 der Befestigungsmutter 86 greift schraubenartig in den Außengewindeabschnitt 76 ein.
Die Zusammenbauprozedur für die Kugelrollspindelwelle 10 und den Wellenendadapter 60 wird im Folgenden beschrieben.
Zunächst, wenn die Befestigungsmutter 86 nicht angezogen ist, wird ein Ende der Kugelrollspindelwelle 10 in die axiale Bohrung 66 von deren offenen Ende 66B aus eingeschoben, bis die freie Endfläche 10A der Kugelrollspindelwelle 10 an die Bodenfläche 66A der axialen Bohrung 66 stößt.
Die Befestigungsmutter 86 wird dann befestigt, mit dem Ergebnis, dass die Klemmbuchse 82 zu der Seite der Grundseite gedrückt wird. Aufgrund des Zusammenwirkens der konischen inneren Umfangsfläche 84 mit der ersten konischen äußeren Umfangsfläche 78 und der zweiten konischen äußeren Umfangsfläche 80, führen die benachbart zu den Schlitzen 70 angeordneten Teile des Rohrabschnitts 64 eine elastische Deformation aus, so dass die Breite jedes Schlitzes 70 reduziert wird, und sich die Schlitze 70 schließen. Der resultierende Reibschluss zwischen der äußeren Umfangsfläche der Kugelrollspindelwelle 10 und der inneren Umfangsfläche der axialen Bohrung 66 lässt das Ende der Kugelrollspindelwelle 10 durch den Wellenendadapter 60 einklemmen, so dass die Kugelrollspindelwelle 10 integral mit dem Wellenendadapter 60 verbunden wird.
Gemäß dieser Ausführungsform, da die benachbart zu dem offenen Ende 66B und der Bodenfläche 66A angeordneten Teile der axialen Bohrung 66, die zueinander beabstandet angeordnet sind, jeweils durch eine umlaufend durchgängige Oberfläche mit dem gleichen Innendurchmesser wie die axiale Bohrung 66 definiert sind, und eine hohe Steifigkeit aufgrund der ringförmigen Querschnittskonfiguration aufweisen, sind diese Teile widerstandsfähig gegen eine elastische Deformation, und können eine tatsächlich kreisförmige Form beibehalten, auch wenn der Rohrabschnitt 64 durch die in die Schließrichtung der Schlitze 70 bewegte Befestigungsmutter 86 dazu gebracht wird, eine elastische Deformation auszuführen.
Die Teile der axialen Bohrung 66, die benachbart zu ihrem offenen Ende 66B angeordnet sind, was dem ersten durchgängigen Abschnitt 72 entspricht, und der Bodenfläche 66A, was dem zweiten durchgängigen Abschnitt 74 entspricht, die axial voneinander beabstandet angeordnet sind, sind mit einer hohen Präzision in der Koaxialität und axialer Geradheit, wie sie bei der Herstellung der axialen Bohrung 66 erzielt wird, versehen. Dadurch ist eine hohe Präzision in der Koaxialität und axiale Geradheit für den Zusammenbau der Kugelrollspindelwelle 10 und dem Wellenendadapter 60 sichergestellt, der durch das Einstecken der Kugelrollspindelwelle 10 in die axiale Bohrung 66 hergestellt ist.
Da die erste konische äußere Umfangsfläche 78 und die zweite konische äußere Umfangsfläche 80 an zwei unterschiedlichen axialen Positionen und benachbart zu abschließenden axialen Enden der Schlitze 70 angeordnet sind, werden die Schlitze 70 gleichmäßig über ihre gesamte Länge durch das Zusammenspiel zwischen der Klemmbuchse 82 und der Befestigungsmutter 86 geschlossen. Dieser Faktor trägt auch zur Verbesserung der Präzision in der Koaxialität und der axialen Geradheit des Zusammenbaus der Kugelrollspindelwelle 10 und dem Wellenendadapter 60 bei.
Da der erste durchgängige Abschnitt 72 eine umlaufend durchgängige Oberfläche mit dem gleichen Innendurchmesser wie die axiale Bohrung 66 in ihrem benachbart zu dem freien Ende des Rohrabschnitts 64 angeordneten Teil aufweist, kann sichergestellt werden, dass der angrenzende Teil der axialen Bohrung 66 echt kreisförmig ist. Auch weil der erste durchgängige Abschnitt 72 eine umlaufend durchgängige Oberfläche in der Endfläche 64D des Rohrabschnitts 64 auf der offenen Endseite definiert, kann die axiale Bohrung 66 als tatsächlich kreisförmig in ihrem benachbart zu ihrem offenen Ende angeordneten Teil sichergestellt werden. Diese Faktoren tragen zu der Verbesserung der Präzision in der Koaxialität und der axialen Geradheit des Zusammenbaus der Kugelrollspindelwelle 10 und dem Wellenendadapter 60 bei.
Die Kugelrollspindelwelle 10 und der Wellenendadapter 60, die als zwei separate Bauteile hergestellt sind, können in einer hocheffizienten Weise mit einer hohen Präzision in der Koaxialität und Geradheit einfach durch das Befestigen der Befestigungsmutter 86 zusammengebaut werden.
Die dritte Ausführungsform des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus wird im Folgenden in Bezug auf die 10 und 11 beschrieben. In den 10 und 11 werden die Teile, die den in den 8 und 9 gezeigten Teilen entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, ohne zwingend die Beschreibung dieser Teile zu wiederholen.
In dieser Ausführungsform umfasst die äußere Umfangsfläche des Rohrabschnitts 64 eine erste konische äußere Umfangsfläche 78, einen Außengewindeabschnitt 76 und eine zweite konische äußere Umfangsfläche 80, in dieser Reihenfolge von der Seite der Grundseite betrachtet, und jeder Schlitz ist in einen ersten Schlitz 70A, der in der ersten konischen äußeren Umfangsfläche 78 ausgebildet ist, und einen zweiten Schlitz 70B, der in der zweiten konischen äußeren Umfangsfläche 80 ausgebildet ist, aufgeteilt. Die innere Umfangsfläche der Klemmbuchse 82 ist in eine erste konische innere Umfangsfläche 84A, die in die erste konische äußere Umfangsfläche 78 eingreift, und eine zweite konische innere Umfangsfläche 84B, die in die zweite konische äußere Umfangsfläche 80 eingreift, aufgeteilt und ein Außengewindeabschnitt 88 ist an der Klemmbuchse 82 ausgebildet.
Diese Ausführungsform ist ansonsten ähnlich zu der zweiten Ausführungsform, und weist daher ähnliche Vorteile auf wie die zweite Ausführungsform.
Die vierte Ausführungsform des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus wird im Folgenden in Bezug auf die 12 und 13 beschrieben. In den 12 und 13 werden die Teile, die den in den 8 und 9 gezeigten Teilen entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, ohne zwingend die Beschreibung dieser Teile zu wiederholen.
In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die äußere Umfangsfläche des Rohrabschnitts 64 eine erste konische äußere Umfangsfläche 78, einen ersten Außengewindeabschnitt 76A, einen zweiten Außengewindeabschnitt 76B und eine zweite konische äußere Umfangsfläche 80, in dieser Reihenfolge von der freien Endseite aus betrachtet. Die Klemmbuchse ist in eine erste Klemmbuchse 90 mit einer konischen Bohrung 93, die eine in die erste konische äußere Umfangsfläche 78 eingreifende erste konische innere Umfangsfläche 92 definiert, und eine zweite Klemmbuchse 94 mit einer in die zweite konische äußere Umfangsfläche 80 eingreifenden, zweiten konischen inneren Umfangsfläche 96 aufgeteilt. Die erste Klemmbuchse 90 ist mit einem ersten Innengewindeabschnitt 98 ausgebildet, der auf den ersten Außengewindeabschnitt 76A aufgeschraubt ist, und die zweite Klemmbuchse 94 ist mit einem zweiten Innengewindeabschnitt 99 ausgebildet, der auf den zweiten Außengewindeabschnitt 76B aufgeschraubt ist.
In dieser Ausführungsform können die zwei Sätze von Schlitzen 70A und 70B einzeln durch die Bewegung der ersten Klemmbuchse 90 beziehungsweise der zweiten Klemmbuchse 94 geschlossen werden. Daher kann die Klemmkraft an den Schlitzen 70A und den Schlitzen 70B einzeln eingestellt werden, so dass die Koaxialität und die axiale Geradheit zwischen der Kugelrollspindelwelle 10 und dem Wellenendadapter 60 genau eingestellt werden können.
Die fünfte Ausführungsform des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus wird im Folgenden in Bezug auf die 14 und 15 beschrieben. In den 14 und 15 werden die Teile, die den in den 1 bis 7 gezeigten Teilen entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, ohne zwingend die Beschreibung dieser Teile zu wiederholen.
In dieser Ausführungsform sind ein Wellenseitenflanschabschnitt 100, ein Kleindurchmesserwellenabschnitt 102 und ein Rohrabschnittseitenflanschabschnitt 104 integral zwischen dem Befestigungsabschnitt 22 und dem Rohrabschnitt 24 ausgebildet. Mit anderen Worten ist der Wellenseitenflanschabschnitt 100 integral mit dem Rohrabschnittseitenflanschabschnitt 104 ausgebildet, der wiederum an der Grundseite des Rohrabschnitts 24 über den Kleindurchmesserwellenabschnitt 102 ausgebildet ist.
Der Wellenseitenflanschabschnitt 100 ist mit vier sich axial durch den Wellenseitenflanschabschnitt 100 erstreckenden und in einem Winkelintervall von 90 Grad verteilten Durchgangslöchern 106 ausgebildet. Der Rohrabschnittseitenflanschabschnitt 104 weist vier sich axial achsparallel mit den Durchgangslöchern 106 erstreckende und sich von der Endfläche (der Endfläche an der Seite der Grundseite des Rohrabschnitts 24) des Rohrabschnittseitenflanschabschnitts 104, die dem Wellenseitenflanschabschnitt 100 zugewandt ist, her öffnende Gewindelöcher 108 auf.
Eine aus einer Innensechskantschraube bestehende Einstellschraube 110 ist in jedes der Durchgangslöcher 106 von der dem Rohrabschnittseitenflanschabschnitt 104 entfernt liegende Seite eingesteckt, und ist mit ihrem freien Ende in das entsprechende Gewindeloch 108 eingeschraubt.
In dieser Ausführungsform können die axialen Druckkräfte, die auf die vier Positionen des Rohrabschnittseitenflanschabschnitts 104 wirken und gemäß dem 90 Grad Winkelintervall angeordnet sind, durch einzelnes Einstellen des Gewindevorschubs der Einstellschrauben 110 in die entsprechenden Gewindelöcher 108, eingestellt werden.
Durch das Hervorrufen einer Biegedeformation des Kleindurchmesserwellenabschnitts 102 gemäß den Veränderungen in den Gewindevorschüben der vier Einstellschrauben 110 in die entsprechenden Gewindelöcher 108, ähnlich zu den Einstellschrauben 46 und 50 der ersten Ausführungsform, kann das Kippen der Hauptachse der Kugelrollspindelwelle 10 in Bezug auf die Hauptachse der axialen Bohrung 26 fein eingestellt werden, so dass eine hohe Präzision in der Geradheit des Zusammenbaus erzielt werden kann.
Diese Ausführungsform ist ansonsten ähnlich zu der ersten Ausführungsform, und weist daher ähnliche Vorteile auf wie die erste Ausführungsform.
Die sechste Ausführungsform des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus wird im Folgenden in Bezug auf die 16 beschrieben. In der 16 werden die Teile, die den in den 14 und 15 gezeigten Teilen entsprechen, mit den in den 1 bis 7 verwendeten Bezugszeichen bezeichnet, ohne zwingend die Beschreibung dieser Teile zu wiederholen.
In dieser Ausführungsform ist der Wellenseitenflanschabschnitt 100 mit vier sich axial durch den Wellenseitenflanschabschnitt 100 erstreckenden und in einem Winkelintervall von 90 Grad verteilten Gewindelöchern 112 ausgebildet. Eine aus einer Innensechskantschraube bestehende Einstellschraube 114 ist in jedes Gewindeloch 112 von der entfernt zu dem Rohrabschnittseitenflanschabschnitt 104 angeordneten Seite eingeschraubt. Das freie Ende der Einstellschraube 114 stößt gegen die Endfläche (Grundseitenfläche des Rohrabschnitts 24) des Rohrabschnittseitenflanschabschnitts 104, die dem Wellenseitenflanschabschnitt 100 zugewandt ist.
In dieser Ausführungsform können die axialen Drücke, die auf die vier Positionen des Rohrabschnittseitenflanschabschnitts 104 wirken und in einem Winkelintervall von 90 Grad angeordnet sind, durch einzelnes Einstellen des Gewindevorschubs der Einstellschrauben 114 in den entsprechenden Gewindelöchern 112, eingestellt werden.
Durch das Hervorrufen einer Biegedeformation des Kleindurchmesserwellenabschnitts 102 gemäß den Veränderungen in den Gewindevorschüben der vier Einstellschrauben 114 in die entsprechenden Gewindelöcher 112, ähnlich zu den Einstellschrauben 46 und 50 der ersten Ausführungsform, kann das Kippen der Hauptachse der Kugelrollspindelwelle 10 in Bezug auf die Hauptachse der axialen Bohrung 26 fein eingestellt werden, so dass eine hohe Präzision in der Geradheit des Zusammenbaus erzielt werden kann.
Diese Ausführungsform ist ansonsten ähnlich zu der ersten Ausführungsform, und weist daher ähnliche Vorteile auf wie die erste Ausführungsform.
Die siebte Ausführungsform des Wellenendadapters und des Kugelrollspindelaufbaus wird im Folgenden in Bezug auf die 17 beschrieben. In der 17 werden die Teile, die den in der 4 gezeigten Teilen entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, ohne zwingend die Beschreibung dieser Teile zu wiederholen.
In dieser Ausführungsform wird ein Differentialschraubmechanismus als Befestigungsmechanismus (Klemmelement) für die Schlitze 30 verwendet. Der Differentialschraubmechanismus wird im Folgenden beschrieben.
Für jeden Schlitz 30 weist der Rohrabschnitt 24 ein erstes Innengewindeloch 132 auf, das von einer Seite (untere Seite in 17) des Rohrabschnitts 24 in Bezug auf den Schlitz 30 in den Schlitz 30 verläuft, und ein zweites Innengewindeloch 134 mit einem größeren Durchmesser als das erste Innengewindeloch 132 verläuft von der anderen Seite (obere Seite in 17) des Rohrabschnitts 24 in Bezug auf den Schlitz 30 in den Schlitz 30 in einer koaxialen Beziehung zu dem ersten Innengewindeloch 132.
Ein erstes, eine Sechskanteingriffsvertiefung 138 aufweisendes Außengewindeelement 136 ist in das Innengewindeloch 132 geschraubt. Ein zweites, eine Sechskanteingriffsvertiefung 144 aufweisendes Außengewindeelement 140 ist in das zweite Innengewindeloch 134 geschraubt. Das zweite Außengewindeelement 140 ist zentral mit einem dritten Innengewindeloch 142 ausgebildet, und das erste Außengewindeelement 136 ist in das dritte Innengewindeloch 142 eingeschraubt.
Wenn das erste Innengewindeelement 136 durch Eingriff eines Schraubenschlüssels (nicht gezeigt in den Zeichnungen) in der Sechskanteingriffsvertiefung 138 in Position gehalten wird, wird das zweite Außengewindeelement 140 in die Richtung zur Erhöhung des Gewindevorschubs des ersten Außengewindeelements 136 mit dem dritten Innengewindeloch 142 gedreht, zum Beispiel im Uhrzeigersinn, wodurch das zweite Außengewindeelement 140 dazu gebracht wird, sich auf den Schlitz 30 zuzubewegen (oder nach unten in 17).
Wenn das zweite Außengewindeelement 140 durch Schrauben voranschreitet, führt der Teil 24U des Rohrabschnitts 24 auf der anderen Seite (obere Seite in 17) des Schlitzes 30 eine elastische, in die entgegengesetzte Richtung zu der Voranschreiterichtung des zweiten Außengewindeelements 140 aus, was dazu führt, dass die Breite des Schlitzes 30 erhöht wird, und sich der Rohrabschnitt 24 in radialer Richtung vergrößert.
Dadurch, selbst wenn die Passung zwischen der axialen Bohrung und der Kugelrollspindelwelle 10 eng ist, um eine hohe Präzision in der Koaxialität zu erzielen, kann die Kugelrollspindelwelle 10 in die axiale Bohrung 26 ohne Schwierigkeiten eingeschoben werden.
Sobald die Kugelrollspindelwelle 10 vollständig in die axiale Bohrung 26 geschoben ist, wird die Kugelrollspindelwelle 10 wie folgend beschrieben an den Wellenendadapter 20 festgelegt. Wenn das erste Außengewindeelement 136 ähnlich wie bei der Vergrößerung des Durchmessers des Rohrabschnitts 24 gehalten wird, wird das zweite Außengewindeelement 140 in die Richtung zur Verringerung des Gewindevorschubs des ersten Außengewindeelements 136 mit dem dritten Innengewindeelement 142 gedreht, beispielsweise gegen den Uhrzeigersinn, wodurch sich das zweite Außengewindeelement 140 von dem Schlitz 30 zurückzieht (oder nach oben in 17).
Durch eine solche Rückzugsbewegung des zweiten Außengewindeelements 140 wird die elastische Deformation des auf der anderen Seite des Schlitzes 30 angeordneten Teils 24U des Rohrabschnitts 24 entfernt, und die Breite des Schlitzes 30 wird in ihre ursprüngliche Größe zurückversetzt. Daraus resultiert, dass die radiale Vergrößerung des Rohrabschnitts 24 aufgehoben wird, und die resultierende Kraft, die den Schlitz 30 einengt, führt zu einer Befestigung der Kugelrollspindelwelle 10 an dem Rohrabschnitt 24.
Wenn das erste Innengewindeelement 136 festgehalten wird, kann das zweite Außengewindeelement 140 in die Richtung zum weiteren Rückzug des zweiten Außengewindeelements 140 (oder zur Bewegung nach oben in 17) gedreht werden, wodurch der auf der anderen Seite des Schlitzes 30 angeordnete Teil 24U des Rohrabschnitts 24 in die zu der Rückzugsrichtung des zweiten Außengewindeelements 140 entgegengesetzte Richtung elastisch deformiert wird. Dadurch verengt sich die Breite des Schlitzes 30, und der Rohrabschnitt 24 zieht sich in radialer Richtung zusammen. Dadurch wird die Kugelrollspindelwelle 10 mit der vorangehend beschriebenen Klemmkraft mit dem Wellenendadapter 20 verklemmt. Das letzte Befestigungsdrehmoment sollte proportional zu der mechanischen Stärke des ersten Außengewindeelements 136 kontrolliert werden, so dass der Gewindeeingriff nicht zerstört wird.
Auch wenn die vorliegende Erfindung in den Worten ihrer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, ist es für einen Fachmann naheliegend, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Zum Beispiel kann der Innendurchmesser der ersten durchgängigen Abschnitte 32, 72, die benachbart zu dem offenen Ende 26B, 66B der axialen Bohrung 26, 66 angeordnet sind, und dem zweiten durchgängigen Abschnitt 34, 74, der benachbart zu der Bodenfläche 26A, 66A angeordnet ist, kleiner sein als der Innendurchmesser der übrigen Teile der axialen Bohrung 26, 66. Der zweite durchgängige Abschnitt 34 ist nicht unentbehrlich für die vorliegende Erfindung, und eine hohe Präzision in der Koaxialität und axialen Geradheit der Kugelrollspindelwelle 10 und dem Wellenendadapter 20, wie sie bei der Herstellung der axialen Bohrung 26 erzielt wird, kann alleine mit dem ersten durchgängigen Abschnitt 32 erreicht werden. Der erste durchgängige Abschnitt 32 muss nicht eine umlaufend durchgängige Oberfläche an der Endfläche 24D des Rohrabschnitts 24 benachbart zu dem offenen Ende 26B, aber an einem zu der Endfläche 24D in Richtung der Seite der Grundseite beabstandeten Teil definieren.
Die Anzahl der Schlitze 30 und 70 ist nicht auf zwei oder vier begrenzt, sondern kann auch eins, drei oder jede andere Zahl betragen. Die Befestigungsbolzen 42 müssen nicht an zwei Stellen vorgesehen werden, sondern können auch an drei oder mehr Stellen vorgesehen sein. Die Anzahl der Einstellschrauben 46 und 50 ist nicht auf vier begrenzt, sondern kann auch zwei, drei oder mehr betragen. Das Wellenelement muss keine Kugelrollspindelwelle sein, sondern kann auch jedes andere Wellenelement sein.
Die in den vorangehenden Ausführungsformen gezeigten Komponenten sind nicht zwingend unerlässlich für die vorliegende Erfindung, aber können teilweise weggelassen oder ersetzt werden, ohne von dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: Kugelrollspindelaufbau
10: Kugelrollspindelwelle (Wellenglied)
20: Wellenendadapter
24: Rohrabschnitt
26: Axiale Bohrung
30: Schlitz
32: Erster durchgängiger Abschnitt
34: Zweiter durchgängiger Abschnitt
42: Befestigungsbolzen (Klemmelement)
44: Gewindeloch
46: Einstellschraube (Schraubenelement)
48: Gewindeloch
50: Einstellschraube (Schraubenelement)
60: Wellenendadapter
64: Rohrabschnitt
66: Axiale Bohrung
70: Schlitz
70A: Erster Schlitz
70B: Zweiter Schlitz
72: Erster durchgängiger Abschnitt
74: Zweiter durchgängiger Abschnitt
78: Erste konische äußere Umfangsfläche
80: Zweite konische äußere Umfangsfläche
82: Klemmbuchse (Klemmelement)
84: Konische innere Umfangsfläche
84A: Erste konische innere Umfangsfläche
84B: Zweite konische innere Umfangsfläche
85: Konische Bohrung
86: Befestigungsmutter (Klemmelement)
90: Erste Klemmbuchse (Klemmelement)
92: Erste konische äußere Umfangsfläche
93: Konische Bohrung
94: Zweite Klemmbuchse (Klemmelement)
96: Zweite konische innere Umfangsfläche
97: Konische Bohrung
100: Wellenseitenflanschabschnitt
102: Kleindurchmesserwellenabschnitt
104: Rohrabschnittseitenflanschabschnitt
106: Durchgangsloch
108: Gewindeloch
110: Einstellschraube (Schraubenelement)
112: Gewindeloch
114: Einstellschraube (Schraubenelement)
132: Erstes Innengewindeloch
134: Zweites Innengewindeloch
136: Erstes Außengewindeloch
140: Zweites Innengewindeloch
142: Drittes Innengewindeloch

Claims

Wellenendadapter, umfassend: einen Rohrabschnitt mit einer axialen Bohrung, die eine Öffnung zur Aufnahme eines Endes eines Wellenelements an einem freien Ende des Rohrabschnitts definiert, wobei der Rohrabschnitt zumindest an dessen an das freie Ende angrenzenden Teil mit einem umlaufend durchgängigen Abschnitt und mit einem sich axial durch eine nicht zu dem umlaufend durchgängigen Abschnitt gehörende Wand des Rohrabschnitts erstreckenden Schlitz ausgebildet ist; und ein Klemmelement, das auf dem Rohrabschnitt montiert ist und geeignet ist, den Schlitz zu verschließen.
Wellenendadapter nach Anspruch 1, wobei der umlaufend durchgängige Abschnitt eine umlaufend durchgängige Innenumfangsfläche definiert, die benachbart zu einem offenen Ende der axialen Bohrung angeordnet ist.
Wellenendadapter nach Anspruch 1 oder 2, wobei der umlaufend durchgängige Abschnitt eine axiale Endfläche des Rohrabschnitts, die an einem offenen Ende des Rohrabschnitts angeordnet ist, als eine umlaufend durchgängige Oberfläche definiert.
Wellenendadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich der Schlitz axial in die Wand des Rohrabschnitts erstreckt, mit Ausnahme eines umlaufend durchgängigen Abschnitts, der benachbart zu dessen Grundseite ausgebildet ist, die axial entfernt von dem freien Ende angeordnet ist.
Wellenendadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich eine Vielzahl Gewindelöcher radial durch den Rohrabschnitt an umlaufend unterschiedlichen Positionen erstreckt, wobei jedes ein offenes Ende in der axialen Bohrung definiert, und wobei ein Schraubenelement in jedes der Gewindelöcher eingeschraubt ist, wobei jedes Schraubenelement dazu ausgebildet ist, an eine äußere Umfangsfläche des Wellenelements an dessen freien Ende anzugrenzen.
Wellenendadapter nach Anspruch 5, wobei das Wellenelement eine Kugelrollspindelwelle umfasst, und zumindest eines der Schraubenelemente dazu geeignet ist, in eine Gewindenut der Kugelrollspindelwelle einzugreifen.
Wellenendadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Flanschabschnitt integral an einer Grundseite des Rohrabschnitts axial entfernt zu dessen freien Ende über einen Wellenabschnitt ausgebildet ist, und wobei sich eine Vielzahl Durchgangslöcher axial durch den Flanschabschnitt an unterschiedlichen umlaufenden Positionen erstrecken, wobei der Rohrabschnitt mit einer Vielzahl fluchtend zu den entsprechenden Durchgangslöchern des Flanschabschnitts angeordneter Gewindelöcher, die sich zu einer Endfläche der Grundseite des Rohrabschnitts hin öffnen, ausgebildet ist, und wobei ein jeweils in jedes der Durchgangslöcher gestecktes Schraubenelement in das entsprechende Gewindeloch eingeschraubt ist.
Wellenendadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Flanschabschnitt integral in einer Grundseite des Rohrabschnitts über einen Wellenabschnitt ausgebildet ist, wobei die Grundseite axial entfernt zu dem freien Ende des Rohrabschnitts angeordnet ist, und mit einer Vielzahl umlaufend angeordneter Gewindelöchern ausgebildet ist, wobei ein Schraubenelement in jedes der Gewindelöcher geschraubt ist, so dass es an einer Endfläche der Grundseite an deren freien Ende angrenzt.
Wellenendadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Klemmelement einen Befestigungsbolzen umfasst, der in den Rohrabschnitt eingeschraubt ist und sich entlang des Schlitzes an jeder von zumindest zwei axialen Positionen erstreckt.
Wellenendadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine äußere Umfangsfläche des Rohrabschnitts mit einer konischen äußeren Umfangsfläche an jeder von zumindest zwei ihrer axialen Positionen ausgebildet ist, und wobei das Klemmelement eine Klemmbuchse umfasst, die auf den Rohrabschnitt gesteckt ist und mit einer konischen Bohrung ausgebildet ist, die eine konische innere Umfangsfläche definiert, um mit den entsprechenden konischen äußeren Umfangsflächen in Kontakt zu kommen.
Kugelrollspindelaufbau umfassend einen Wellenendadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und eine daran befestigte Kugelrollspindelwelle.