專利名稱：具有單件式偏轉元件的滾珠螺桿組件的制作方法
具有單件式偏轉元件的滾珠螺桿組件本發(fā)明涉及一種滾珠螺桿組件或者裝置，例如其能夠通過將旋轉動作變換為線性運動而被用于移動負載。滾珠螺桿組件一般包括螺母、在螺母的通道中延伸的螺桿以及配合在螺母的內(nèi)螺紋和螺桿的外螺紋二者中的一系列滾珠，以便提供滾動配合。專利申請JP 2008-151244描述了一種滾珠螺桿組件，其進一步包括滾珠循環(huán)裝置，其包括放置在螺母的徑向孔中的并且由兩零件構成的偏轉元件，在該兩零件之間限定了連接到螺母的縱向孔上的偏轉通道，偏轉元件的兩零件通過小螺釘將一個固定到另一個 上。這種已知的裝置具有許多不便之處并且導致使用者不滿意。必須獨立地制造偏轉元件的零件，將它們的一個安裝在另一個上并安裝在螺母上。偏轉元件的一個零件相對于另一個零件的位置以及偏轉元件的零件相對于螺母和螺桿的位置無法得到保證。因此，難于獲得滾珠的良好循環(huán)。而且，不能容易地降低噪聲的產(chǎn)生。這導致了滾珠螺桿組件的復雜結構以及高成本。本發(fā)明的一個目的在于克服那些不便之處中的至少一些不便之處。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提出了一種滾珠螺桿組件，其包括設置有外螺紋的螺桿；設置有內(nèi)螺紋的螺母；能夠沿著螺桿和螺母之間的循環(huán)路徑循環(huán)的一系列滾珠，滾珠沿著該循環(huán)路徑嵌合在其螺紋中；以及限定循環(huán)通道以從所述循環(huán)路徑的一端向另一端傳輸滾珠的循環(huán)裝置。循環(huán)通道包括設置在螺母上的返回通道，以及在這個返回通道的端部和所述循環(huán)路徑的對應端部之間的偏轉通道，該偏轉通道被分別限定在偏轉元件嵌合在螺母的各自孔中的表面和這些各自孔的表面的局部區(qū)域中。容納偏轉元件的孔的軸線位于相對于包含螺母的軸線的平面對稱的平面中。偏轉元件是單件式單元并且包括介于螺桿和螺母的螺紋之間的各拾取和釋放凸耳。偏轉元件的所述表面和孔的表面的所述局部區(qū)域被正切地連接到返回通道上。返回通道可包括平行于螺母的軸線延伸的主孔，容納偏轉元件的孔的對稱平面包含主孔的軸線。偏轉元件能夠包括形成其所述表面的各凹槽。偏轉元件的凹槽可包括彎曲的半圓形底部表面和相對且平行的表面，彎曲的半圓形底部表面面向螺母的孔的表面的所述局部區(qū)域。螺母的容納偏轉元件的孔可具有至少各自凸起的超環(huán)面表面，該超環(huán)面表面包括所述局部區(qū)域。螺母的容納偏轉元件的孔可從螺母的外側到內(nèi)側連續(xù)地具有圓柱狀表面、各自的凸起的超環(huán)面表面和圓錐表面，凸起的超環(huán)面表面和圓錐表面限定所述局部區(qū)域。偏轉元件可具有與螺母的各孔的輪廓相對應的輪廓。組件可包括偏轉元件在螺母的各孔中的角度標弓I裝置。
標引方式可包括在孔中的凹陷和嵌合在這些凹陷中的偏轉元件的凸耳的部分。偏轉元件可包括接合在螺桿和螺母的螺紋之間的各拾取和釋放凸耳?？商峁┯糜谠诼菽傅母骺字泄潭ㄆD元件的裝置。固定裝置可包括彼此接合的螺母和偏轉元件的部分。螺母的所述部分可為形成在其孔中的凹腔，并且偏轉元件的所述部分能夠是具有接合在所述各凹腔中的突起的柔性腿。固定裝置可包括膠。返回通道可包括在螺母中縱向延伸的孔。還提出了一種線性致動器，其包括馬達和滾珠螺桿組件，所述組件的螺桿被連接 到所述馬達上。現(xiàn)在將通過附圖所圖解的非限定性實例來描述根據(jù)本發(fā)明和應用的具有滾珠循環(huán)裝置的滾珠螺桿組件或裝置，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明在沒有滾珠的情形下滾珠螺桿組件的局部分解透視圖；圖2是圖I的組件在具有滾珠的情形下的另一個局部分解透視圖；圖3是在圖5的III-III上的組件在具有滾珠的情形下的縱向截面，其包含偏轉元件的軸線；圖4是在偏轉元件中沒有滾珠的情形下與圖3對應的縱向截面；圖5是組件在具有滾珠的情形下的橫截面，其包含偏轉元件的軸線；圖6是組件的螺母的橫截面，其僅僅與圖5對應；圖7是偏轉元件的在其凹槽的一側上的外視圖；圖8是在圖7的VIII-VIII上的偏轉元件的橫截面；圖9是圖7的偏轉元件的另一個外視圖；
圖10是容納偏轉元件的孔的外視圖；和圖11是根據(jù)本發(fā)明的實例的線性致動器的軸向截面。如圖I至4中所圖解的，滾珠螺桿組件或裝置I包括具有外螺紋3的螺紋螺桿2，具有內(nèi)螺紋5的大致圓柱狀的螺紋螺母4，該內(nèi)螺紋的內(nèi)直徑稍微大于螺桿2的螺紋3的外直徑，用于連接螺桿2到螺母4上的一系列6的球形滾珠7，以及由螺母4承載的并且限定循環(huán)通道9的滾珠循環(huán)裝置8。一系列6的球形滾珠7如此設置一些滾珠沿著螺母4的循環(huán)路徑10分別徑向地部分接合在螺桿2的螺紋3中且部分接合在螺母4的螺紋5中，該循環(huán)路徑能夠沿著螺母4的螺紋5的一個或幾個螺線形成，而另一些滾珠在循環(huán)通道9中。螺桿2和螺母4相對于彼此的旋轉被轉換成相對于彼此的縱向線性運動，這是因為滾珠的系列6的滾珠7隨著循環(huán)路徑10沿著螺紋3和5滾動并且沿著循環(huán)通道9自由地從循環(huán)路徑10的一端運動到另一端。限定循環(huán)通道9的循環(huán)裝置8如下設置。螺母4的壁設置有橫穿其厚度的且沿螺母4縱向間隔的兩個第二階梯孔11和12，并且設置有被制成平行于螺母4軸線的且連接第二孔11和12的縱向圓柱狀主孔13?？v向主孔13可由從螺母4的徑向面4a(圖3)形成的縱向孔13a的縱向部分形成?？v向主孔13具有稍微大于滾珠7的直徑的直徑，并且限定返回通道14。
如在圖6中特別圖解的，第二孔11和12是階梯狀的，其從螺母4的壁的外部到內(nèi)部連續(xù)地包括具有比第二縱向孔11的直徑大的圓柱狀表面15，中間凸起的超環(huán)面表面(toroidal surface) 16和限定內(nèi)開口 18的截圓錐表面17,該內(nèi)開口開在螺母4的內(nèi)螺紋5的對應區(qū)域。中間凸起的超環(huán)面表面16和截圓錐表面17的部段從圓柱狀表面15到內(nèi)開口 18逐漸減小。如在圖6中特別圖解的，第二孔11和12的軸線位于各自的平面Pl和P2中，這兩個平面包含縱向主孔13的軸線并且被定向成相對于平面P對稱以便與螺桿2的螺紋3的位置大致正切地延伸，該平面P包含螺桿2或螺母4的軸線和縱向主孔13的軸線。如在圖3、4和6中特別圖解的，圓柱狀表面15和超環(huán)面表面16共用的環(huán)形邊緣19分別位于平面Pl和P2的縱向主孔13的內(nèi)母線處，以使縱向主孔13的端部形成在第二 孔11和12的各自的圓柱狀表面15中，并且各個超環(huán)面表面16的包含在各自平面Pl和P2中的母線被正切地連接到縱向主孔13的內(nèi)母線上。而且，第二孔11和12的各自的內(nèi)開口18大致位于循環(huán)路徑14的端部處。第二孔11和12可通過使用鉆具(未圖示)來獲得，該鉆具具有與圓柱狀表面15、超環(huán)面表面16和截圓錐表面17相應的輪廓。如在圖3，4和5中特別圖解的，形成為單件式單元的階梯狀偏轉元件20和21分別接合在第二孔11和12中。偏轉元件20和21具有與第二孔11和12的壁對應的側向外形，因此，分別包括抵靠在圓柱狀表面18的圓柱狀部分22和靠向凸起的超環(huán)面表面19的凹入的環(huán)狀部分23。例如，在圖7至9中示出的偏轉元件20。偏轉元件20和21還包括各自的拾取和釋放凸耳(Iug) 24，其橫穿螺母4的第二孔11和12各自的內(nèi)開口 18并且延伸到螺桿2的螺紋3和螺母4的螺紋5之間的空間中，在不觸及螺母的螺紋的情形下與螺桿2的螺紋3相隔一定距離。偏轉元件20和21各自的凸耳24延長了環(huán)狀部分23的一側并且大致限定出循環(huán)路徑14的端部，凸耳24面向周圍循環(huán)路徑14的端部。偏轉元件20和21設置有各自的引導凹槽25，形成引導凹槽以便分別面向由第二孔11和12的超環(huán)面表面16和圓錐表面17構成的引導局部區(qū)域26,從而使得局部區(qū)域26和凹槽25的表面限定各自的偏轉通道27和28，該偏轉通道27和28通過與各凸耳24鄰近的各內(nèi)開口 18的部分并且大致在循環(huán)路徑14的端部處，一方面與限定了返回通道14的縱向主孔13的相應端部連通，另一方面與螺桿2的螺紋3和螺母4的螺紋5之間的相應空間連通。凹槽25和局部區(qū)域26 —直沿著這些偏轉通道來限定各偏轉通道27和28的相對的側向部分。如此形成偏轉通道27和28以便其具有比滾珠7的直徑稍大的部段。相對于所述各平面Pl和P2對稱的偏轉元件20和21的凹槽25分別包括底部25a和相對且平行的表面25b和25c，底部25a具有半圓部段并且彎曲以便形成超環(huán)面表面的部分，表面25b和25c正切于底部25a被連接并且緊鄰第二孔11和12的所述表面。如在圖3和4中特別圖解的，底部25a的曲率大致相隔一定距離地沿著第二孔11和12的各超環(huán)面表面16的部段的曲率。各底部25a被正切地連接到縱向主孔13的相應端部邊緣。偏轉元件20和21的各凸耳24具有各自的表面24a，其延長了凹槽25的表面的表面并且在循環(huán)路徑10的各端部處大致正切于螺桿2的螺紋3的底部。從螺母4的外側到內(nèi)側，偏轉元件20和21的凹入的環(huán)狀部分23緊鄰在孔11和12的凸出的超環(huán)面表面16上，并且偏轉元件20和21的凸耳24的部段被調整到第二孔11和12的非圓形部段以便作為偏轉元件20和21裝到螺母4的各孔11和12的角度標引裝置，從而偏轉元件20和21沿著并且繞著孔11和12的軸線被定位在螺母4的各孔11和12中。如在圖6和10中特別圖解的，這些非圓形部段可導致凹陷18a，該凹陷18a形成在包含表面16和17的第二孔11和12的 側向內(nèi)部中，并且凸耳24的與凸耳24的表面24a相對的部分被接合到凹陷18a中。如先前所述的，在制造第二孔11和12之后制造這些凹陷18a，其形成內(nèi)開口 18的側向延伸部。從而，將返回通道14的端部連接到循環(huán)路徑10的各端部上的偏轉通道16和17以及返回通道14構成循環(huán)通道9，該循環(huán)通道9當螺桿2和螺母4相對于彼此旋轉時如下使用。在循環(huán)路徑10的一端處，滾珠7大致正切地接觸到一個偏轉元件20或21的凸耳24的表面24a，并且被從循環(huán)路徑10中拾取或排出。滾珠7被朝著相應的偏轉通道27或28偏離。此后，滾珠9沿著這個偏轉通道滾動，正切地進入返回通道14，沿著這個返回通道14滾動，正切地進入另一偏轉通道28或27，沿著這個另一偏轉通道28或27滾動，并且通過另一偏轉元件21或20的凸耳24在循環(huán)路徑10的另一端部中被正切地釋放或再引入。偏轉元件20和21的各外表面29可被彎曲，以便沿著螺母4的外表面。如在圖5中特別圖解的，第二孔11和12的圓柱狀部分15具有各自的凹腔30，并且偏轉元件20和21的圓柱狀部分22能夠具有限定各自的柔性腿32的各自的狹槽31，該柔性腿具有靠腿32的彈性而被導入凹腔29中的各徑向突起33。根據(jù)實現(xiàn)方式的變型，偏轉元件20和21可通過螺釘或膠被附加在螺母4上。偏轉元件20和21可由金屬或者有利地由易于模制的合成材料制造。根據(jù)另一個實施例，返回通道能夠被設置在螺母的外表面上并且形成在蓋中。參考圖11，它將描述滾珠螺桿組件I在線性致動器34中的特定應用。致動器34包括驅動馬達35，驅動馬達具有通過適當?shù)姆绞?未圖示)連接到組件I的螺桿2上的輸出軸36。軸36和螺桿2通過滾動軸承38、39被安裝到致動器的殼體37中，組件的螺母4支撐管狀套筒40，管狀套筒40可被用于移動負載。當馬達35被致動時，軸36和螺桿2旋轉，并且套筒40相對于螺桿2平移。
權利要求
1.一種滾珠螺桿組件，包括 螺桿(2)，設置有外螺紋(3)； 螺母(4)，設置有內(nèi)螺紋(5)； 一系列(6)的滾珠(7)，能夠沿著該螺桿和該螺母之間的循環(huán)路徑(10)循環(huán)，該滾珠沿著該循環(huán)路徑嵌合在其螺紋中；和 循環(huán)裝置(8)，其限定循環(huán)通道(9)，以從所述循環(huán)路徑(10)的一端向另一端傳輸滾珠; 其中該循環(huán)通道(9)包括設置在該螺母上的返回通道(14)，以及在這個返回通道的端部和所述循環(huán)路徑的對應端部之間的偏轉通道(27，28)，該偏轉通道被分別限定在偏轉元件(20，21)的表面(25a, 25b, 25c)之間，該偏轉元件被嵌于該螺母(4)的各自孔(11，12)和這些各自孔的表面(16)的局部區(qū)域(26)中； 其中容納該偏轉元件(20，21)的該孔(11，12)的軸線位于相對于包含該螺母(4)的軸線的平面(P)対稱的平面(P1，P2)中； 并且其中該偏轉元件(20，21)是單件式単元并且包括介于該螺桿(2)和該螺母(4)的該螺紋(3，5)之間的各拾取和釋放凸耳(24)。
2.根據(jù)權利要求I所述的組件，其特征在干，該偏轉元件(20，21)的所述表面(25)和該孔的表面(16)的所述局部區(qū)域(26)被正切地連接到該返回通道上。
3.根據(jù)權利要求I和2中任ー項所述的組件，其特征在于，該返回通道(14)包括平行于該螺母(4)的軸線延伸的主孔(13)，容納該偏轉元件(20，21)的該孔(11，12)的該對稱平面(P)包含該主孔(13)的軸線。
4.根據(jù)前述權利要求中任ー項所述的組件，其特征在干，該偏轉元件(20，21)包括形成其所述表面(25a，25b，25c)的各凹槽(25)。
5.根據(jù)權利要求4所述的組件，其特征在干，該偏轉元件(20，21)的該凹槽(25)包括彎曲的半圓形底部表面(25a)和相對且平行的表面(25b，25c)，該彎曲的半圓形底部表面(25a)面向該螺母(4)的該孔(11，12)的表面(16)的所述局部區(qū)域(26)。
6.根據(jù)前述權利要求中任ー項所述的組件，其特征在于，該螺母(4)的容納該偏轉元件(20，21)的該孔(11，12)具有至少各自凸起的超環(huán)面表面(16)，該超環(huán)面表面包括所述局部區(qū)域(26)。
7.根據(jù)前述權利要求中任ー項所述的組件，其特征在于，該螺母(4)的容納該偏轉元件(20，21)的該孔(11，12)從螺母的外側到內(nèi)側連續(xù)地具有圓柱狀表面(15)、各自的凸起的超環(huán)面表面(16)和圓錐表面(17)，該凸起的超環(huán)面表面和圓錐表面限定所述局部區(qū)域。
8.根據(jù)前述權利要求中任ー項所述的組件，其特征在干，該偏轉元件(20，21)具有與該螺母(4)的各孔(11，12)的輪廓相對應的輪廓。
9.根據(jù)前述權利要求中任ー項所述的組件，其特征在于，包括該偏轉元件(20，21)在該螺母(4)的各孔(11，12)中的角度標引裝置。
10.根據(jù)權利要求9所述的組件，其特征在于，該標引裝置包括在該孔中的凹陷和嵌合在這些凹陷中的該偏轉元件(20，21)的該凸耳(24)的部分。
11.根據(jù)前述權利要求中任ー項所述的組件，其特征在于，包括用于在該螺母(4)的各孔(11，12)中固定該偏轉元件(20，21)的裝置。
12.根據(jù)權利要求11所述的組件，其特征在于，該固定裝置包括該螺母(4)和該偏轉元件(20，21)彼此接合的部分(30，33)。
13.根據(jù)權利要求12所述的組件，其特征在于，該螺母(4)的所述部分是形成在其孔(11，12)中的凹腔(30)，并且該偏轉元件的所述部分是具有接合在所述各凹腔中的突起(33)的柔性腿(32)。
14.根據(jù)權利要求11所述的組件，其特征在于，該固定裝置包括膠。
15.根據(jù)前述權利要求中任ー項所述的組件，其特征在于，該返回通道(14)包括在該螺母(4)中縱向延伸的孔。
16.ー種線性致動器，包括馬達和根據(jù)前述權利要求中任一項所述的滾珠螺桿組件，所述組件的螺桿被連接到所述馬達上。
全文摘要
一種滾珠螺桿組件，包括螺桿(2)，設置有外螺紋(3)；螺母(4)，設置有內(nèi)螺紋(5)；一系列(6)的滾珠(7)，能夠沿著螺桿和螺母之間的循環(huán)路徑(10)循環(huán)，滾珠沿著該循環(huán)路徑嵌合在其螺紋中；以及循環(huán)裝置(8)，其限定循環(huán)通道(9)，以從所述循環(huán)路徑(10)的一端向另一端傳輸滾珠；其中循環(huán)通道(9)包括設置在螺母上的返回通道(14)，以及在這個返回通道的端部和所述循環(huán)路徑的對應端部之間的偏轉通道(27，28)，該偏轉通道被分別限定在偏轉元件(20，21)的表面(25)之間，該偏轉元件被嵌于螺母(4)的各自孔(11，12)和這些各自孔的表面(16)的局部區(qū)域(26)中。
文檔編號F16H25/22GK102758892SQ20121023946
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權日2011年4月19日
發(fā)明者C·杜蘭德, E·阿萊格里, J·杜巴斯, R·萊斯科雷爾 申請人:Skf公司