DE10123875A1 - Linearführung - Google Patents

Linearführung

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Abstract

Linearführung, die wenigstens aufweist: DOLLAR A eine Gleitschiene (1), die in bestimmter Länge ausgebildet ist und die auf ihren zwei Seiten jeweils eine zur Gleitschiene (1) parallele, lange Kugelrille (11) aufweist; DOLLAR A ein Gleitstück (2), das mit zur Kugelrille (11) der Gleitschiene (1) parallelen Kugelrillen (21) versehen ist; DOLLAR A eine Vielzahl von Rollkugeln (9), die zwischen den Kugelrillen (11, 21) der Gleitschiene (1) und dem Gleitstück (2) vorgesehen sind; DOLLAR A zwei Endkappen (3), die an zwei Enden des Gleitstücks (2) angesetzt sind und die eine jeweilige Rille aufweisen, die sich an der Verbindungsfläche des Gleitstücks (2) befindet und deren Breite geringfügig größer ist als der Durchmesser der Rollkugeln (9); und DOLLAR A zwei Federbügel (8), die jeweils an ihren zwei Enden gebogen sind und deren Mittelteil parallel zur Gleitschiene (1) verlaufen, wobei die zwei gebogenen Teile an zwei Seiten der zwei Endkappen (3) angesetzt, während die zwei Endkappen (3) und das Gleitstück (2) mittels Federbügel miteinander verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Linearführung, insbesondere eine Linearführung, bei deren Gleitstück die Befestigung nicht mittels Schrauben durchgeführt ist. Solche Anordnung ist besonders für die Linearführung der kleinen Größe geeignet.
Eine herkömmliche Linearführung, wie in Fig. 6 gezeigt, weist eine Gleitschiene 1, ein Gleitstück 2, zwei Endkappen 3, zwei Seitenplatten 4 und zwei Ölabstreifplatten 5 auf. Die Endkappe 3, die Seitenplatten 4 und die Ölabstreifplatten 5 sind mittels Schrauben 6 am Gleitstück 2 befestigt. Die Gleitschiene 1 und das Gleitstück 2 sind jeweils mit Befestigungslöchern 12 und Schraublöchern 22 versehen, wobei die Gleitschiene 1 durch die Befestigungslöchern 12 an eine Vorrichtung befestigt ist, während die Schraublöchern 22 zur Verbindung zwischen dem Gleitstück 2 und der Vorrichtung dienen. Ist der Körper des Gleitstücks 2 kleiner, muss die Schrauben 6 kleiner hergestellt werden. Wenn die Schrauben 6 in gewissem Maße verkleinert ist, wird deren Verarbeitung erschwert. Daher ist die in Fig. 6 dargestellte Gestaltung dafür nicht geeignet, die Mikro-Linearführung herzustellen.
Aus der U.S. Pat. 6,042,269 ist bekannt, dass die Seitenplatten 4 und das Gleitstück 2 in der Weise von Spritzgießen miteinander verbunden sind. Die Endkappe 3 und die Seitenplatten 4 sind jeweils mit einem Einrastzapfen 31 und einem Einrastloch 41 versehen. Werden die Endkappe 3 und die Seitenplatten 4 verbunden, wird der Einrastzapfen 31 ins Einrastloch 41 eingesteckt. Um die Endkappe 3 von den Seitenplatten 4 zu trennen muss ein Einrastzapfenkopf 311 des Einrastzapfens 31 innerhalb eines an der Seitenplatte 4 angeordneten Schlitzes 42 kleiner gedrückt werden. Solche Gestaltung überwindet zwar das Verarbeitungsproblem von Schrauben und Schraubenlöchern und setzt die Herstellungskosten herab, sie weist aber vier folgende Probleme:
  • 1. Nachdem der Endschliff des Gleitstücks 2 fertig ist, muss ein zusätzlicher Kunststoff-Spritzguss des Gleitstücks 2 durchgeführt werden. Die Arbeitstemperatur beim Kunststoff-Spritzguss beträgt zwischen 150°C und 200°C, und sie erreicht die tempernde Temperatur von Stahlstoff, die eine metallurgische Veränderung und eine Stoffverformung verursacht und somit die Genauigkeit nach dem Endschliff beeinflusst ist.
  • 2. Die Seitenplatten 4 und das Gleitstück 2 sind in der Weise von Kunststoff-Spritzguss miteinander verbunden. Das Wärmeausdehnungskoeffizient von Kunststoff beträgt etwa 0.00007 bis 0.0001, während das Wärmeausdehnungskoeffizient von legiertem Stahl etwas 0.00001. Daher hat das Wärmeausdehnungskoeffizient zwischen den beiden Stoffen einen sieben- bis zehnfachen Unterschied, wodurch der Kunststoff und der Stahl nach längerer Zeit wegen der Wärmespannung voneinander trennen und somit nach der Funktionsstörung nicht reparierbar sind.
  • 3. Die Endkappe 3 und die Seitenplatten 4 sind mittels Einrastzapfen miteinander verbunden. Die rastende Verbindung weist aufgrund der Toleranz bei Herstellung bestimmt einen geringen Spielraum auf, so dass die Rollkugeln schnell auf die Endkappe 3 stoßen, wenn das Gleitstück eine schnelle Gleitbewegung macht, wodurch sich die Endkappe 3 und die Seitenplatten 4 leicht lockern
  • 4. Obwohl ein zum Abrasten des Einrastzapfens 31 dienender Schlitz 42 an jeweilige Seitenplatten 4 angeordnet ist, ist die Trennung von beiden Bauteilen schwierig, wenn kein besonderes Werkzeug vorhanden ist.
Von daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Linearführung zu schaffen, durch die die oben erwähnten Mängel zu beseitigen sind.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch eine Linearführung, der die in Ansprüchen 1 bis 13 angegebenen Merkmale besitzt.
Um das Problem der herkömmlichen Linearführung zu beseitigen, dass der Einbau von Schrauben schwierig ist, wenn das Gleitstück zu klein ist, ist ein Federbügel anstatt Schrauben bei der erfindungsgemäßen Linearführung angewendet, um das Gleitstück und die Endkappen zu verbinden. Die an der Endkappe der herkömmlichen Linearführung angeordneten Schrauben dient zur Verbindung der Endkappen und des Gleitstücks, wobei die Belastung der Schrauben nicht sehr groß, da die Endkappe zur Aufnahme der bei Umwenden von Rollkugeln hergestellten Stoßkraft dient. Daher ist die Belastung der Endkappe von der Belastung der Linearführung unabhängig. Die Belastung der Endkappe hängt von der Verschiebungsgeschwindigkeit der Linearführung ab, so dass sie im Vergleich mit der Belastung der Linearführung relativ sehr gering ist. Deshalb genügt die Federkraft des Federbügels, um das Gleitstück und die Endkappen zu verbinden, wodurch die Schwierigkeit bei der Verarbeitung der Schrauben und die Schraublöcher zu vermeiden ist.
Die Federkraft hängt meist von dem Ausmaße der Verformung ab, und die Federkraft wird nicht stark geändert, wenn das Ausmaß der Verformung geringfügig verändert ist. Obwohl ein Ermüdungsverhalten während der Anwendungsdauer auftreten kann, wird die Federkraft bei geringer Verformung oder bei dem Ermüdungsverhalten nicht sehr verändert. Daher weist der Federbügel nach längerer Anwendungsdauer noch die Federkraft auf, um den Spielraum zwischen dem Gleitstück und den Endkappen zu verhindern.
Die erfindungsgemäße Linearführung verwendet den Federbügel, um die Endkappe und den Gleitstück zu verbinden, anstatt dessen, dass die Endkappen und das Metall in der Weise von Kunststoff-Spritzguss verbunden sind, so dass ein Verfahren von Kunststoff-Spritzguss erspart werden kann, wenn der Endschliff des Gleitstücks fertig ist. Daher ist das Problem der tempernden Verformung des Werkstoffs des Standes der Technik vermieden. Eine Klemmverbindung zwischen dem Kunststoff und dem Metall erfolgt durch den Federbügel, so dass ein Druckkraft immer zwischen dem Kunststoff und dem Metall vorhanden ist. Darüber hinaus ist eine Klebverbindung zwischen dem Kunststoff und dem Metall bei der vorliegenden Erfindung nicht vorhanden, so dass das Trennungsproblem des Metalls von dem Kunststoff bei der erfindungsgemäßen Linearführung nicht auftritt.
Um den Einbau des Federbügels der erfindungsgemäßen Linearführung zu erleichtern weist der Federbügel einen Führungswinkel und einen Klemmwinkel auf, wobei die Endkappe mit einer Klemmrille versehen ist, damit das Einführen des Federbügels in die Klemmrille der Endkappe erleichtert ist und dadurch die Endkappen und das Gleitstück miteinander verbunden sind. Bei der erfindungsgemäßen Linearführung sind die Endkappen und das Gleitstück mittels Federbügel geklemmt, wobei der Federbügel weiter eine Verbindungskraft zwischen den Endkappen und dem Gleitstück 2 bietet, so dass das Problem des bei Anwendung von Einrastzapfen der herkömmlichen Linearführung verursachten Spielraums und die Trennungsschwierigkeit beseitigt werden. Um den Federbügel abzurasten, ist es nur nötig, einen Schlitzschraubenzieher zu verwenden. Die Verbindung und die Trennung zwischen den Endkappen und dem Gleitstück der erfindungsgemäßen Linearführung sind viel vereinfacht, so dass das bei Anwendung von den Einrastzapfen der herkömmlichen Linearführung hervorgebrachte Problem überwunden ist.
Der Kunststoff wird aufgrund der Raumtemperatur, Feuchtigkeit und Oxidation innerhalb der Anwendungsdauer verformt und gebogen. Der Hauptgrund dafür besteht in der Freigabe der Innenbeanspruchung von Materialien und der Änderung des Körpers. Wird die Struktur länger, wird die Struktur des Kunststoffs leicht gebogen und verformt, nachdem seine Innenbeanspruchung nach längerer Zeit freigegeben ist. Bei der erfindungsgemäßen Linearführung ist die Linearführung optimal angeordnet, wobei die zwei Federbügel an der Außenseite des leicht gebogen und verformten Teils angebracht sind, um die Verformung des Kunststoffs zu verhindern, wodurch die Funktionsstörung der Linearführung zu vermeiden ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nehmen; es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht der erfindungsgemäßen Linearführung;
Fig. 2 eine Vordersicht der erfindungsgemäßen Linearführung;
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus Fig. 2;
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B aus Fig. 3;
Fig. 5 eine Vorderansicht eines Federbügels der erfindungsgemäßen Linearführung;
Fig. 6 eine Vorderansicht einer herkömmlichen Linearführung; und
Fig. 7 eine Vorderansicht einer weiteren herkömmlichen Linearführung.
Bezugnehmend auf Fig. 1 weist die erfindungsgemäße Linearführung eine Gleitschiene 1 und ein Gleitstück- Aggregat auf, wobei das Gleitstück-Aggregat ein Gleitstück 2, zwei Endkappen 3, zwei Seitenplatten 4, zwei Ölabstreifplatten 5, zwei Sperrklinken 7 und zwei Federbügel 8. Die allen Bauteile sind dadurch miteinander verbunden, dass die zwei Federbügel 8 an jeweiligen Seiten des Gleitstück 2 angebracht sind. Die Gleitschiene 1 und das Gleitstück 2 sind jeweils mit Befestigungslöchern 12 und Schraublöchern 22 versehen, wobei die Befestigungslöcher 12 zur Befestigung der Gleitschiene 1 an einer Vorrichtung dient, während die Schraublöcher 22 zur Befestigung des Gleitstücks 2 an der Vorrichtung dient. Eine Kugelrille 11 ist jeweils an zwei Seiten der Gleitschiene 1 angeordnet, während das Gleitstück 2 an geeigneter Stellen seiner Innenseite mit jeweiligen Kugelrillen 21 versehen ist. Eine Vielzahl von Rollkugeln 9 sind zwischen Kugelrillen 11, 21 vorgesehen und dienen bei der Bewegung zwischen dem Gleitstück 2 und der Gleitschiene 1 zur Verringerung des Reibungswiderstands. Die Seitenplatten 4 sind an zwei Enden des Gleitstücks 2 angesetzt, wodurch ein ruhiger Kreislauf von Rollkugeln 9 erreichbar ist. Außerdem sind zwei Endkappen 3 auch an zwei Enden des Gleitstücks 2 angesetzt, um die Seitenplatten 4 zu bedecken. Die Endkappen 3 weist eine jeweilige Laufrille 32 auf, die zusammen mit den Seitenplatten 43 einen Rücklaufkanal für die Rollkugeln 9 bildet. Die Endkappe 3 weist noch ein Nippelschraubloch 33 und einen Schmierkanal 34 auf. Das Nippelschraubloch 33 dient zur Erleichterung der Befestigung des Schmiernippels am Gleitstück 2, während der Schmierkanal 34 zur effizient Verteilung des Schmierfetts auf geeignete Stellen des Gleitstücks dient. Die Ölabstreifplatte 5 weist eine Rundbohrung 51 auf, wobei der Schmiernippel durch die Rundbohrung 51 durchgeht und dann ins Nippelschraubloch 33 eingeschraubt wird, so dass die Installierung der Ölabstreifplatten 5 das Anbringen des Schmiernippels nicht beeinflusst. Ein Positionierflansch 37 ist an der Endkappe 3 angeordnet, damit die Endkappe 3 und die Ölabstreifplatte 5 ohne Schrauben an der richtigen Stelle miteinander verbunden sind. Ferner ist die Endkappe 3 mit Steckzapfen 35, 36 versehen, während die Ölabstreifplatte 5 mit den Steckzapfen 35, 36 entsprechenden Einstecknuten 52, 53 versehen ist. Daher können die Steckzapfen 35, 36 jeweils in die Einstecknuten 52, 53 der Ölabstreifplatte 5 eingesteckt werden, wenn die Ölabstreifplatte 5 und die Endkappe 3 zusammengesetzt werden. Die Ölabstreifplatte 5 dient zum Abstreifen von Schmiere und Trümmern an der Gleitschiene 1, und ihre Belastung ist nicht groß, so dass die Klemmkraft von Steckzapfen 35, 36 groß genug ist, um die Ölabstreifplatte 5 zu befestigen. Darüber hinaus weist die Endkappe 3 noch einen Verlängerungsarm 38 auf, der an seinem hinteren Ende mit einem Verbindungsvorsprung 381 versehen ist. Bei Zusammensetzung von zwei Endkappen 3 wird der Verbindungsvorsprung 381 in ein Verbindungsloch zur Verbindung 382 eingesetzt.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Seitenplatte 4 von dem Gleitstück 2 und der Endkappe 3 umgeben ist, wobei die Laufrille 32 der Endkappe 3 und die Seitenplatte 4 einen Rücklaufkanal für die Rollkugeln 9 bilden. Die Verbindung zwischen der Ölabstreifplatte 5 und der Endkappe 3 erfolgt durch den Positionierflansch 37, während der Steckzapfen 35 der Endkappe 3 in die Einstecknut 52 der Ölabstreifplatte 5 eingesetzt ist, um die Ölabstreifplatte 5 zu befestigen. Überdies weist das Gleitstück 2 zwei Positionierflansche 24, 25 auf, damit das Gleitstück 2 und die Endkappe 3 an einer richtigen Stelle miteinander verbunden sind.
Bezugnehmend auf Fig. 3 weist die Gleitschiene 1 an ihrer zwei Seiten jeweilige Kugelrille 11 auf, wobei das Gleitstück 2 an entsprechender Stelle seiner Innenseite mit Kugelrillen 21 versehen ist, so dass mehrere Rollkugeln 9 zwischen den Kugelrillen 11, 21 vorgesehen sind. Die Kugelrille 11 der Gleitschiene 1 weist unten eine Sperrklinkenrille 13 zur Aufnahme der jeweiligen Sperrklinke 7 auf. Werden das Gleitstückaggregat und die Gleitschiene 1 voneinander getrennt, trennen sich die Rollkugeln 9 von der Kugelrille 11, wobei die Rollkugeln 9 von der Kugelrille 21 und der Sperrklinke 7 umgeben sind, damit die Rollkugeln 9 nicht von dem Gleitstückaggregat abfällt. Das Gleitstück 2 ist außen mit einer Laufrille 26 versehen, die zusammen mit dem Verlängerungsarm 38 der Endkappe 3 einen Rücklaufkanal für Rollkugeln 9 bildet. Der Verlängerungsarm 38 ist außen mit einem Federbügel 8 versehen, die eine starke Spannkraft und eine als Kunststoff höhere Stärke aufweist, so dass der Verlängerungsarm 38 entlang der in Fig. 3 dargestellten waagrechten Richtung nicht gebogen ist, wenn er an das Gleitstück 2 angesetzt ist. Der Verlängerungsarm 38 ist in der senkrechten Richtung der Fig. 3 nicht leicht gebogen, da die Schnittfläche breiter ist. Damit der Verlängerungsarm 38 in dieser Richtung noch schwierig gebogen ist, kann ein Flansch 23 am Gleitstück 2 angebracht sein. Bei kleinem Ausmaße ist der Verlängerungsarm 38 relativ kleiner, so dass er fast unmöglich gebogen ist. Aufgrund des kleinen Raums ist das Anbringen des Flanschs 23 am Gleitstück 2 erschwert. Um die Anforderung der Raumverkleinerung kann das Anbringen des Flanschs 23 aufgegeben werden.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass die Laufrille 32 der Endkappe 3 und die Seitenplatte 4 einen bogenförmigen Kanal bilden, damit die Laufrichtung der Rollkugeln 9 leicht veränderbar ist. Ist das Ausmaß der Linearführung sehr klein, weist der verarbeitete Anschnittwinkel eine der Seitenplatte 4 ähnliche Aufgabe auf. Daher kann die Seitenplatte 4 normalerweise zur Raumersparung weggelassen werden, wobei die Herstellung erleichtert ist. Die Endkappe 3 weist eine Klemmrille 39 auf, und der erfindungsgemäße Federbügel 8 ist an ihrem zwei Enden gebogen, so dass die gebogenen Enden in die Klemmrille 39 der Endkappe 3 einsetzbar sind und somit das Gleitstück 2, die Endkappen 3 und die Seitenplatten 4 stabil verbunden sind. Außerdem weist die Endkappe 3 eine Befestigungsrille 30 für die Sperrklinke 7 auf, wobei die zwei Enden der Sperrklinke 7 in die Befestigungsrille 30 zur Befestigung eingesetzt sind. Darüber hinaus ist das Abfallen der Rollkugeln 9 mittels der Sperrklinke 7 bei Trennung des Gleitstückaggregats und der Gleitschiene 1 zu vermeiden.
Bezugnehmend auf Fig. 5 weist die gebogene Stelle der zwei Enden des Federbügels 8 einen Klemmwinkel α und einen Führungswinkel β auf, wobei der Klemmwinkel α eine Spannkraft bietet, um die Endkappe 3 und da Gleitstück 2 zu verbinden und einen Spielraum zwischen der Endkappe 3 und dem Gleitstück 2 zu vermeiden, während der Führungswinkel β dazu dient, dass das Einführen des Federbügels 8 in die Klemmrille 39 der zwei Endkappen 3 erleichtert ist, um die zwei Endkappen 3 zu befestigen. Bei Trennung der Endkappe 3 von dem Gleitstück 2 weist der Klemmwinkel α eine Wirkung auf, den Federbügel 8 abzurasten, indem ein Schlitzschraubendreher in den Zwischenraum des Federbügels 8 und des Gleitstücks 2 eingesetzt ist. Daher sind der Einbau und der Abbau des Federbügels 8 sehr einfach.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten. Insbesondere wird der Schutzumfang der Erfindung durch die Ansprüche festgelegt.

Claims (13)

1. Linearführung, der wenigstens aufweist:
eine Gleitschiene (1), die in bestimmter Länge ausgebildet ist und die auf ihren zwei Seiten jeweils eine zur Gleitschiene (1) parallele, lange Kugelrille (11) aufweist;
ein Gleitstück (2), das mit zur Kugelrillen (11) der Gleitschiene (1) parallelen Kugelrillen (21) versehen ist;
eine Vielzahl von Rollkugeln (9), die zwischen den Kugelrillen (11, 21) der Gleitschiene (1) und dem Gleitstück (2) vorgesehen sind;
zwei Endkappen (3), die an zwei Enden des Gleitstücks (2) angesetzt sind und die eine jeweilige Rille aufweist, die sich an der Verbindungsfläche des Gleitstücks (2) befindet und deren Breite geringfügig größer ist als der Durchmesser der Rollkugeln (9); und
zwei Federbügel (8), die jeweils an ihren zwei Enden gebogen sind und deren Mittelteil parallel zur Gleitschiene (1) verlaufen, wobei die zwei gebogenen Teile an zwei Seiten der zwei Endkappen (3) angesetzt, während die zwei Endkappen (3) und das Gleitstück (2) mittel Federbügel miteinander verbunden sind.
2. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Federbügel (8) parallel zueinander verlaufen und sich jeweils an zwei Seiten des Gleitstücks (2) angeordnet sind.
3. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dei Laufrille (32) der Endkappe (3) und die Seitenplatte (4) einen U-Kugelkanal bilden.
4. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschiene (1) eine Sperrklinkenrille (13) aufweist.
5. Linearführung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sperrklinke (7) in der Sperrklinkenrille (13) vorgesehen ist, wobei die zwei Enden der Sperrklinke (7) an der Endkappe (3) befestigt sind.
6. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endkappe (3) außen mit einer Ölabstreifplatte (5) versehen ist.
7. Linearführung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Endkappe (3) außen mit Steckzapfen (35, 36) versehen ist, wobei die Ölabstreifplatte (5) mit Einstecknuten (52, 53) versehen ist, so dass die Verbindung zwischen der Endkappe (3) und der Ölabstreifplatte (5) mittels der Steckzapfen (35, 36) und Einstecknuten (52, 53) erfolgt.
8. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endkappe (3) mit zwei Verlängerungsarmen (38) versehen ist, die an die Außenseiten des Gleitstücks (2) angesetzt sind.
9. Linearführung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlängerungsarm (38) an seinem hinteren Ende mit einem Verbindungsvorsprung (381) versehen ist.
10. Linearführung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsfläche des Gleitstücks (2) mit dem Verlängerungsarm (38) einen Flansch (23) aufweist, um es zu vermeiden, dass der Verlängerungsarm (38) bei Anwendung verformt ist.
11. Linearführung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Federbügel (8) und der Verlängerungsarm (38) nebeneinander angeordnet sind, um es zu vermeiden, dass der Verlängerungsarm (38) bei Anwendung verformt ist.
12. Linearführung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Federbügel (8) in der Nähe einer Laufrille (26) des Verlängerungsarms (38) befindet, um die Stärke der Laufrille (26) zu erhöhen.
13. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsfläche des Gleitstücks (2) mit der Endkappe (3) zwei Positionierflansche (24, 25) aufweist.
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