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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Halteteil und eine Linearbewegungsvorrichtung, welche
eine Linearbewegung durch die Verwendung der Wälzbewegung von Wälzkörpern, wie
z. B. Stahlkugeln oder Keramikkugeln, ermöglicht.
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Beispiele
bekannter Linearbewegungsvorrichtungen sind ein Linearbewegungsführungslager, wie
z.B. eine Linearführung
oder ein Linearkugellager und verschiedene Typen von Spindeln, die
Kugeln aufweisen. Jene Linearbewegungsvorrichtungen werden in weitem
Maße als
wichtige mechanische Komponenten in vielen Industriemaschinen verwendet.
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Ein
Beispiel einer Linearführung 10 ist,
teilweise geschnitten, in 9 dargestellt.
Die Linearführung 10 weist
eine Führungsschiene 1 auf,
welche sich axial erstreckt, und einen Schieber 2, welcher wie
ein U im Querschnitt geformt ist und welcher die Führungsschiene überspreizt.
Kugellaufrillen 3, die sich axial erstrecken, sind jeweils
auf beiden Seitenflächen
der Führungsschiene 1 ausgebildet.
Eine Kugellaufrille 5, welche einer Kugellaufrille 3 gegenüberliegt,
ist in der Innenwand jeder der beiden Seitenbereiche eines Körpers 2A eines
Schlittens 2 ausgebildet. Eine Anzahl von Stahlkugeln B
als Wälzkörper sind
zwischen jene gegenüberliegenden
Kugellaufrillen 3 und 5 gesetzt. Der Schlitten 2 ist
auf und entlang der Führungsschiene 1 mit
der Unterstützung
der Wälzbewegung
der Stahlkugeln B axial beweglich. Bei der Bewegung des Schlittens
werden sich die Stahlkugeln B, die zwischen die Führungsschiene 1 und
den Schlitten 2 gesetzt sind, zum Ende des Körpers 2A des
Schlittens 2 bewegen. Um kontinuierlich den Schlitten 2 in
der Axialrichtung zu bewegen, ist ein Endlosumlauf jener Stahlkugeln
B erforderlich.
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Ein
Lineardurchgangsloch 6 ist in jedem Seitenbereich des Körpers 2A axial
ausgebildet. Das Lineardurchgangsloch dient als eine Kugelrücklaufbahn.
Abschlusskappen 7 sind auf beiden Enden des Körpers 2A aufgebracht.
Kugelumlaufbahnen 8, die im Querschnitt halbkreisförmig sind,
sind in den Kappen so ausgebildet, dass sie miteinander eine Laufbahn
verbinden, die durch die Kugellaufrillen 3 und 5 und
das Lineardurchgangsloch 6 begrenzt werden, wodurch eine
Endlos-Kugelumlaufbahn 9 ausgebildet wird.
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Ein
Kugelumlaufspindelmechanismus 20 ist perspektivisch, teilweise
geschnitten, in 10 dargestellt. Wie gezeigt
ist, ist eine Kugelumlaufmutter 12 an eine sich axial erstreckende
Gewindewelle 11 angepasst. Eine Gewinderille 11a,
die im Querschnitt halbkreisförmig
ist, ist in der Außenumfangsfläche der
Gewindewelle 11 ausgebildet. Eine Gewinderille 12a,
die im Querschnitt halbkreisförmig
ist, ist in der Innenumfangsfläche
der Kugelumlaufmutter 12 ausgebildet. Die Gewinderille 11a der
Gewindewelle 11 steht der halbkreisförmigen Gewinderille 12a der
Kugelumlaufmutter 12 gegenüber. Eine Anzahl von Stahlkugeln
B als Wälzkörper sind
in eine Laufbahn eingesetzt, die durch jene Gewinderillen 11a und 12a begrenzt
wird. Die Gewindewelle 11 und die Kugelumlaufmutter 12 werden
jeweils in Axialrichtung mit der Unterstützung der Wälzbewegung der Stahlkugeln
bewegt (z.B. wird die Gewindewelle 11 axial gedreht, während sich
die Kugelumlaufmutter 12 geradlinig bewegt). Mit der Relativbewegung
bewegen sich die Stahlkugeln B, während sie sich in und entlang
der Spirallaufbahn abwälzen,
die durch die Gewinderillen 11a und 12a begrenzt
ist. Um die Kugelumlaufmutter 12 kontinuierlich zu bewegen,
ist ein Endlosumlauf jener Stahlkugeln B erforderlich.
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Ein
Paar Umlauflöcher 17 sind
in der Dicke der Kugelumlaufmutter 12 in einem Zustand
ausgebildet, bei der sie die Gewindewelle 11 überspreizt, und
sind zur Außenseite
der Mutter geöffnet.
Die Umlauflöcher 17 sind
kommunizierend mit der Spirallaufbahn verbunden, während sie
sich in der Tangentialrichtung bezüglich zu der Laufbahn erstrecken.
Eine Kugelumlaufbahn 18 ist durch Verbinden der Umlauflöcher 17 mittels
eines Kugelrohrs 14A ausgebildet, das wie ein U geformt
ist (zwei Kugelumlaufbahnen 18 werden in dem dargestellten
Fall verwendet). Nachdem sich die Stahlkugeln B um einen Abstand von
z.B. 1,5 Umdrehungen innerhalb der Spirallaufbahn bewegt haben,
werden sie in die Kugelumlaufbahn 18 eingeführt und
bewegen sich in einer endlos umlaufenden Weise.
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Gleichförmigere
und beständigere
Betriebsweisen der Stahlkugeln B als Wälzkörper, ein geringes Geräusch u.
dgl. sind für
die Linearbewegungsvorrichtung erforderlich. Um die Erfordernisse
zu erfüllen,
wurde ein Messung durchgeführt,
bei der eine Abstandkugel mit vermindertem Durchmesser zwischen
die benachbarten Belastungskugeln zwischengesetzt wurde. Als Ergebnis
des Zwischensetzens der Abstandkugel wurde eine Spannweite zwischen
den Belastungskugeln verlängert.
Als eine zwangsläufige
Konsequenz wurden das Tragvermögen
und die Festigkeit der Linearbewegungsvorrichtung vermindert. Daher
wurden Halteteile (auch Abstandhalter genannt) 30 jeweils
zwischen die benachbarten Stahlkugeln B zwischengesetzt, wie in 11 gezeigt
ist. Durch die so angeordneten Halteteile 30 werden Zwischenräume in der
Reihe der Stahlkugeln in ihrer Bewegungsrichtung vermieden und die
Druckkraft wird zwangsläufig
auf die Stahlkugeln B aufgebracht, wobei die Betriebsfähigkeit
und die Geräuscheigenschaften
verbessert werden.
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Um
weiter die Betriebsfähigkeit
und die Geräuscheigenschaften
zu verbessern, wurde die Aufmerksamkeit auf die Form des Halteteiles 30 und
die Zwischenräume,
die zwischen den benachbarten Stahlkugeln B und den Halteteilen 30 vorhanden sind,
gelenkt.
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Der
Anmelder vorliegender Patentanmeldung schlug die folgenden Halteteilstrukturen
in der ungeprüften
Japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2000-120825 vor:
- 1) Bei dem Halteteileaufbau
hat ein Halteteil jeweils zwei ausgesparte Flächen, die jeweils zu den Kugeln
weisen. Jede ausgesparte Fläche
ist solcherart geformt, dass sie die Stahlkugel an ihrem Außenrand
oder nahe dem Außenrand
kontaktiert. Mit diesem neuen und einzigartigen technischen Merkmal
wird eine geringe Geräuscherzeugung
erzielt, und die Betriebsfähigkeit
wird durch Maximierung der Überlappungsbreite
des Halteteils verbessert, über
welche sie mit den Stahlkugeln in Kontakt steht. Ferner werden die Spannweiten
zwischen den Stahlkugeln mit einer hohen Genauigkeit gesteuert.
- 2) In einem anderen Aufbau hat ein Halteteil ausgesparte Flächen, die
so geformt sind, dass sie in einem linearen Kontakt mit den Kugeln
sind. Dieser Halteteilaufbau erzielt auch eine niedrige Geräuscherzeugung.
Ferner wird die Betriebsfähigkeit
verbessert, da der Gleitwiderstand zwischen den Halteteilen und
den Kugeln klein ist, und ein stabiles Kugelhalten durch die Halteteile
wird abgesichert.
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Der
Anmelder vorliegender Patentanmeldung schlug auch nach der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2000-213538 vor, bei dem Halteteilaufbau geeignete Zwischenräume in einer Kugelreihe
vorzusehen, die Halteteile und Kugeln enthält, wodurch eine niedrige Geräuscherzeugung und
die Verbesserung der Betriebsfähigkeit
erzielt wurde (jene Wirkungen haben ein hohes Niveau, wenn die Zwischenraumabmessung
so ausgewählt ist,
dass sie innerhalb von 2% bis 63% des Kugeldurchmessers liegt.).
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Der
Halteteilaufbau der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2000-120825
ist in der Lage, der geeigneten Zwischenraumabmessung zu genügen, die
in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2000-213538 beschrieben ist, wenn sie in einem normalen Zustand
verwendet wird und die Zwischenraumabmessung innerhalb eines geeigneten
Bereiches von Abmessungswerten ist. Bei einer großen Vorbelastung
und einer großen Momentbelastung
ist eine Belastung, die auf das Halteteil wirkt (eine Presskraft
der Kugel gegen die ausgesparte Fläche des Halteteils) groß. Dadurch
wird das Halteteil verformt, wobei die Kugel-zu-Kugel-Spannweite
vermindert wird, und die Kugelreihe verliert möglicherweise ihre geeignete
Zwischenraumabmessung.
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Wenn
die Linearbewegungsvorrichtung für einen
langen Zeitraum unter harten Bedingungen verwendet wird, werden
die ausgesparten Flächen der
Halteteile verschleißen
und/oder gestreckt werden. In diesem Fall wird die Kugel-zu-Kugel-Spannweite
beträchtlich
vermindert, wobei die geeignete Zwischenraumabmessung verloren geht
und der Umlauf der Kugel abnorm wird. Dieses Problem bleibt ungelöst.
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Eine
erläuternde
Figur der obigen Strukturen ist 8.
In dieser Figur werden durch die angeordneten Halteteile 30A Zwischenräume in der
Reihe der Stahlkugeln in ihrer Bewegungsrichtung vermieden und die
Druckkraft wird zwangsläufig
auf die Stahlkugeln B aufgebracht, wodurch die Betriebsfähigkeit
und die Geräuscheigenschaften
verbessert werden. Ferner wird die Spannweite zwischen den benachbarten
Kugeln vermindert, um die Verminderung des Tragvermögens und
der Festigkeit der Linearbewegungsvorrichtung zu minimieren.
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Auch
ist in den zuvor erläuterten
japanischen Patentveröffentlichungen
das Halteteil 30A als das zylindrische Element, das die Konkavflächen auf
beiden Seiten hat, um mit den Kugeln B-B in Kontakt zu sein, aus
Kunstharz hergestellt und durch Spritzgießen hergestellt, wie in 8 gezeigt ist. In dieser
Figur ist ein Angusstegbereich (gate portion) G auf der Außenumfangsfläche derselben
vorgesehen.
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In
Halteteil 30A, bei dem der Angusstegbereich G auf der Außenumfangsfläche derselben
vorgesehen ist, kann die Verminderung des Tragvermögens und
der Festigkeit durch vermindernde Dicke der Halteteile 30A so
klein wie möglich
vermindert werden. Eine Angussteg-Abtrennstufe ist nach dem Spritzgießverfahren
unvermeidlich erforderlich. Daher werden die Kosten der Herstellung
durch deren Kosten erhöht.
Ferner weisen der Angusstegrest nach dem Angusstegabtrennen und
die Formtrennlinie des gegosse nen Erzeugnisses die Form von Formgraten
auf. Dadurch wird die Betriebsfähigkeit und
werden die Geräuscheigenschaften
der Halteteile möglicherweise
verschlechtert.
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DE 199 25 040 A1 offenbart
eine Kugelumlaufspindeleinrichtung und Linearversatzeinrichtung mit
einer Umlaufspindel und einer Mutter. Eine Vielzahl von Rollen sind
zwischen diesen angeordnet und werden durch entsprechende Abstandselemente voneinander
getrennt. Ein entsprechendes Abstandselement kann in seinem dünnsten Abschnitt
ein Durchgangsloch aufweisen. Es sind verschiedene Ausführungsbeispiele
für solche
Abstandselemente beschrieben, von denen ein Ausführungsbeispiel Schlitze in
einer äußeren Umfangsfläche aufweist. Der
Schlitz kann umlaufend sein und erlaubt eine elastische Deformierung
des Abstandselements aufgrund einer Biegung beziehungsweise Zusammenbiegung
des Schlitzes zwischen entsprechenden Kugeln.
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Bezüglich der
Abstandselemente ist ausgesagt, dass diese aus einem elastisch deformierbaren Material,
wie einem Kunststoff oder dergleichen gebildet sind. Allerdings
ist nichts über
eine Vermeidung von Angusstegbereich oder Formtrennlinien in dieser Druckschrift
beschrieben, und wie diese gegebenenfalls vermieden werden könnten.
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Aufgabe
vorliegender Erfindung ist ein Halteteil und eine Linearbewegungsvorrichtung
unter Verwendung solcher Halteteile zu schaffen, die so aufgebaut
sind, dass eine Verbesserung hinsichtlich der Formtrennlinie bei
Spritzgieß-Halteteilen
erzielt wird, so dass die Betriebsfähigkeit und die Geräuscheigenschaften
bei geringen Kosten zuverlässig
verbessert werden.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1, beziehungsweise 2 gelöst.
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Eine
Aussparung ist nahe der Formtrennlinie vorgesehen. Zusätzliche
Formgrate u. dgl., die beim Gießverfahren
gebildet werden, sind in der Aussparung angeordnet. Entsprechenderweise
tritt nie der Fall auf, dass, wenn die Halteteile in die Linearbewegungsvorrichtung
eingebaut werden, die Formgrate od. dgl. in Kontakt mit den Kugeln
der Linearbewegungsvorrichtung und den Innen- und Außen-Führungselementen
kommen, um dadurch die Betriebsfähigkeit
und die Geräuscheigenschaften
zu verschlechtern.
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Der
Halteteilaufbau kann sich außerdem noch
dadurch auszeichnen, dass jede der Konkavflächen solcherart konfiguriert
ist, dass, wenn eine auf sie einwirkende Presskraft anwächst, deren
Kontaktfläche
zum benachbarten Wälzkörper sich
vergrößert.
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Dies
kann ebenfalls erfolgen, wenn ein Verschleiß und/oder ein Strecken des
Kontaktbereichs der Kontaktflächen
mit dem Wälzkörper fortschreitet, und
sich so eine Kontaktfläche
der Konkavfläche
mit dem benachbarten Wälzkörper vergrößert.
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Es
besteht die Möglichkeit,
dass jede der Konkavflächen
einen Linearkontaktbereich aufweist, der in Kontakt mit dem benachbarten
Wälzkörper ist, welcher
in der Nähe
eines Außenumfangsrandes desselben
angeordnet ist, und eine gekrümmte
Fläche,
die einen Krümmungsradius
aufweist, der annähernd
dem des benachbarten Wälzkörpers ist,
welche innen relativ zum Linearkontaktbereich angeordnet ist.
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Eine
weitere Möglichkeit
gemäß Erfindung ist,
dass ein bei der Herstellung des Halteteils verwendeter Angußstegbereich
in einer solchen Konkavfläche
vorgesehen ist, wobei jede dieser Konkavflächen mit einer sphärischen
Fläche
eines benachbarten Wälzkörpers in
Kontakt ist.
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Mit
einem solchen Angußstegbereich
kann ein Fügebereich
verbunden sein und eine Aussparung kann an dem Fügebereich vorgesehen sein.
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Außerdem besteht
noch die Möglichkeit, dass
jede der Konkavflächen
in Kontakt mit einer sphärischen
Fläche
einen Haltebereich umfasst, welcher bei der Herstellung des Halteteils
mit einem Auswerferstift verbunden war, welcher beim Gießverfahren
des Halteteils verwendet wird.
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Auch
mit einem solchen Auswerferstift kann ein Fügebereich verbunden sein und
in diesem ein entsprechender Aussparungsbereich vorgesehen sein.
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Die
Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
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1 eine
Vorderansicht eines Halteteilaufbaus,
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2 eine
Schnittansicht, die entlang der Linie II-II in 1 verläuft,
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3 eine
Vorderansicht eines zweiten Halteteilaufbaus,
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4 eine
Schnittansicht, die entlang der Linie IV-IV in 3 verläuft,
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5 eine
Vorderansicht eines dritten Halteteilaufbaus,
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6 eine
Schnittansicht, die entlang der Linie VI-VI in 5 verläuft,
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7 eine
Schnittansicht, die einen Halteteilaufbau zeigt, welcher eine erste
Ausführungsform vorliegender
Erfindung ist,
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8 eine
Schnittansicht, die einen weiteren Halteteilaufbau zeigt,
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9 eine
teilweise geschnittene Perspektivansicht einer Linearführung als
eine Linearbewegungsvorrichtung, in welcher der Halteteilaufbau
der Erfindung verwendet werden kann,
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10 eine
teilweise geschnittene Perspektivansicht eines Kugelspindelmechanismus
als eine Linearbewegungsvorrichtung, in welcher der Halteteilaufbau
der Erfindung verwendet werden kann, und
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11 eine
Darstellung eines bekannten Halteteilaufbaus.
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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1 ist
eine Vorderansicht eines Halteteilaufbaus. 2 ist eine
Schnittansicht, die entlang der Linie II-II in 1 verläuft. Ein
Halteteil 100 ist zwischen die Kugeln B in der Endloskugelumlaufbahn 9 der
Linearführung
als der Linearbewegungsvorrichtung ( 9) oder
der Kugelumlaufbahn 18 der Kugelspindel (10)
zwischengesetzt. Der Aufbau der Linearbewegungsvorrichtung per se
ist der gleiche, wie der schon beschriebene außer den Halteteilen 100.
Daher wird keine weitere Beschreibung der Linearbewegungsvorrichtung
hierin vorgenommen.
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Das
Halteteil 100 ist aus einem Material hergestellt, das ausgezeichnet
hinsichtlich des Spritzgießens
und der Verschleißfestigkeit
ist, wie z.B. 66-Nylon oder whiskers-haltiges 66-Nylon. Es nimmt die
Form eines kurzen zylindrischen Elementes ein, das kleiner im Durchmesser
ist als die Stahlkugeln B. Beide Seiten des Halteteils 100 sind
an dem Krümmungsradius
in Konkavflächen 101 einwärts gekrümmt, welcher
annähernd
dem Radius RB der Stahlkugel B ist. Die Details der Konkavflächen 101 werden
nachstehend beschrieben.
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Ein
mittlerer Bereich der Konkavfläche 101 ist
eine annähernd
gekrümmte
Fläche
(sphärische Fläche) 102,
dessen Krümmungsradius
annähernd dem
Krümmungsradius
RB der Kugel B ist. Die Konkavfläche 101 schließt ferner
einen ringförmigen
Linearkontaktbereich 103 ein, wo dieser linienförmig mit
der Kugel B in Kontakt steht. Der Linearkontaktbereich 103 ist
näher zu
dem Außenumfangsrand
der Konkavfläche 101 angeordnet,
während
er die annähernd
gekrümmte
Fläche 102 umgibt.
Eine kreisförmige
gestrichelte Linie, die innerhalb des Linearkontaktbereiches 103 gezeichnet
ist, gibt eine Phantom-Linearkontaktlinie 103a an,
wo es mit der Kugel B in Kontakt steht. Eine Position der Phantom-Linear-Kontaktlinie
wird innerhalb eines breiten Bereiches des Linearkontaktbereiches 103 in Übereinstimmung
mit einer Veränderung
einer Presskraft der Kugel B verschoben. Mit anderen Worten, die
Konkavfläche 101 ist
solcherart konfiguriert, dass solange eine Veränderung der Presskraft der
Kugel B innerhalb eines vorbestimmten Bereiches der Kraftwerte liegt,
deren Linearkontakt zu der Kugel B beibehalten wird, und wenn die
Presskraft der Kugel B anwächst, um
im Übermaß eines
Kraftwertes innerhalb des vorbestimmten Bereiches zu sein, beginnt
die Kugel B in Kontakt mit der Außenumfangsfläche der
annähernd gekrümmten Fläche 102 zu
stehen und deren Kontaktfläche
zu der Kugel B wächst
allmählich
an.
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Eine
Arbeitsweise des Halteteils 100, das so aufgebaut ist,
wird beschrieben.
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In
einem normalen Zustand, bei der die Presskraft der Kugel B nicht
groß ist,
kontaktiert die Kugel B linearförmig
einen Teil des Linearkontaktbereiches 103, und ein kleiner
Zwischenraum von etwa 30 bis 50 μm,
wie in 2 gezeigt ist, ist zwischen der annähernd gekrümmten Fläche 102 und
der Außenfläche der
Kugel B vorhanden. Verglichen mit dem herkömmlichen Halteteilaufbau, bei
dem die Konkavfläche
vollständig
die Kugel B kontaktiert, ist ein Gleitwiderstand zwischen dem Halteteil
und der Kugel klein, und daher wird eine geringe Geräuscherzeugung
und eine hohe Betriebsfähigkeit
(operability) erzielt.
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Wenn
eine Last, die auf das Halteteil 100 wirkt, im Übermaß eines
Lastwertes, innerhalb dessen der Linearkontakt beibehalten wird,
oder wenn die Konkavfläche 101 des
Halteteils verschlissen wird und/oder gestreckt wird als das Ergebnis
einer Langzeitverwendung, wird eine vorgegebene Zwischenraumgröße C zwischen
dem Halteteil 100 und der Kugel vermindert, und eine Spannweite
L zwischen den benachbarten Kugeln wird vermindert. Entsprechenderweise
beginnt die Kugel B den Kontakt mit der annähernd gekrümmten Fläche 102 der Konkavfläche des
Halteteiles, eine Kontaktfläche
der Kugel B mit der annähernd
gekrümmten
Fläche 102 wächst an
und keine weitere Verminderung der Spannweite L schreitet fort.
Somit wird eine Veränderung
der Kugel-zu-Kugel-Spannweite
L vermindert, währenddessen
eine geeignete Kontaktfläche
beibehalten wird. Daher werden eine gute Betriebsfähigkeit
und die verbesserten Geräuscheigenschaften beibehalten.
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In
Berücksichtigung
einer Größe des Überlappungsbereiches
der Kugel B u. dgl. in der Ausführungsform
ist die Konkavfläche 101 so
konfiguriert, dass sie am geeignetsten für die Betriebsfähigkeitsverbesserung
ist. Der Linearkontaktbereich 103 ist näher an dem Außenumfangsrand
der Kontaktfläche 101 angeordnet
und die annähernd
gekrümmte Fläche 102 ist
in dem mittleren Bereich derselben angeordnet. Falls erforderlich,
kann die Konkavfläche 101 wie
folgt konfiguriert sein. Der Linearkontaktbereich 103 ist
in dem mittleren Bereich der Kontaktfläche 101 angeordnet
und die annähernd
gekrümmte
Fläche 102 ist
nahe zu dem Außenumfangsrand
angeordnet. Im letzteren Fall wird der Überlappungsbereich der Kugel
B vermindert, so dass die Betriebsfähigkeit etwas geringwertiger
ist gegenüber
dem ersterwähnten
Fall.
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Hinsichtlich
des Anwachsens der Kontaktfläche
ist die Konkavfläche
nicht begrenzt auf eine, die solcherart konfiguriert ist, dass die
Kontaktfläche,
wie in der Ausführungsform,
sich abrupt erhöht,
sondern kann eine Konkavfläche
sein, die so konfiguriert ist, dass die Kontaktfläche allmählich anwächst, d.h., eine
gekrümmte
Fläche,
dessen Krümmungsradius annähernd dem
der Kugel ist, kann in eine gekrümmte
Fläche
zurückgeformt
werden, dessen Krümmungsradius
etwas kleiner ist, als der der Kugel.
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Die
Konkavfläche
kann so konfiguriert sein, dass sie am geeignetsten ist für Verwendungszustände hinsichtlich
der Ausgewogenheit der Betriebsfähigkeit
(sie ist umso besser, je kleiner die Kontaktfläche ist) und der Lebensdauer
(es ist besser, wenn die Kugel-zu-Kugel-Spannweite
L unveränderlich
ist und wenn die Kontaktfläche
anwächst).
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Die 3 und 4 zeigen
ein zweites Halteteil. Das Halteteil 100A unterscheidet
sich vom ersten darin, dass Schlitzbereiche 110 in der
Konkavfläche 101 derselben
ausgebildet sind. Die Schlitzbereiche 110 dienen als Schmierstoffreservoirs.
Entsprechenderweise wird die Betriebsfähigkeit und die Lebensdauer
verbessert. Fremdstoffe bewegen sich auch in die Schlitzbereiche 110 hinein
und werden in diesen gespeichert, so dass das Halteteil 100A weniger
verschlissen wird. Aus diesem Grund ist insbesondere unter harten
Bedingungen, wo Fremdstoffe u. dgl. vorhanden sind, die Lebensdauer
des zweiten Halteteils der des ersten überlegen.
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Der übrige Aufbau,
die Arbeitsweise und die Wirkungen der zweiten Ausführungsform
sind im Wesentlichen denen der ersten Ausführungsform gleich.
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Die 5 und 6 zeigen
ein drittes Halteteil.
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Das
Halteteil 100B unterscheidet sich von den bisherigen Halteteilen
dahingehend, dass ein Durchgangsloch 120, welches sich
axial erstreckt, an dem mittleren Bereich der Konkavfläche 101 vorgesehen
ist. Das Durchgangsloch 120 dient als ein Schmierstoffreser voir,
so dass sowohl die Betriebsfähigkeit
als auch die Lebensdauer verbessert wird. Fremdstoffe bewegen sich
auch zu dem und in das Durchgangsloch 120 hinein. Als ein
Ergebnis dessen wird der Verschleiß des Halteteiles 100A verringert. Besonders
unter harten Verwendungsbedingungen, wo Fremdstoffe u.dgl. vorhanden
sind, ist dieses Halteteil hinsichtlich der Haltbarkeit dem ersten überlegen.
Der übrige
Aufbau, die Arbeitsweise und die Wirkungen sind gleich.
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7 zeigt
eine erste Ausführungsform
eines Halteteilaufbaus entsprechend vorliegender Erfindung.
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Dieser
Halteteil 100C ist aus einem Material hergestellt, das
ausgezeichnet hinsichtlich des Spritzgießens, der Verschleißfestigkeit,
der Festigkeit u. dgl. ist, wie z.B. 66-Nylon oder Whisker-haltiges
66-Nylon. Es nimmt die Form eines kurzen zylindrischen Elementes
ein, das kleiner im Durchmesser ist, als die Stahlkugel B. Wenn
ein bekannter Schmierstoff in dem Material enthalten ist, wird sowohl
die Betriebsfähigkeit
als auch die Lebensdauer verbessert. Beide Seiten des kurzen zylindrischen Elementes
sind in den Konkavflächen 201 einwärts gekrümmt mit
einem Krümmungsradius,
welcher annähernd
dem Radius RB der Stahlkugel B ist. Die Details der Konkavflächen 201 werden
nachstehend beschrieben. Der Krümmungsmittelpunkt
O201 und O201 der
Konkavflächen 201 liegen
auf einer Axiallinie J. Entsprechenderweise ist die Dicke des Halteteiles, welche
zwischen den Kontaktflächen 201 angeordnet
ist, minimal in einem Wert an den Bodenpositionen der Konkavflächen, durch
welche die Axiallinie J hindurchtritt.
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Eine
relativ flache Aussparung 202P ist in dem Bodenbereich
der einen der Konkavflächen 201 ausgebildet,
währenddessen
eine relativ tiefe Aussparung 202G in dem Bodenbereich
der anderen Konkavfläche 201 ausgebildet
ist. Die flache Aussparung 202P dient als Aufnahme für einen
Auswerferstift P (angegeben durch eine Phantomlinie in 7) einer
Gießform
bei dem Prozess des Spritzgießens des
Halteteils 100C. Die tiefe Aussparung 202G ist ein
Verbindungsbereich für
einen Angussteg G (angegeben durch eine Phantomlinie in 7)
einer Gießform
beim Prozess des Spritzgießens
des Halteteiles 100C. Die oben erwähnte Dicke „t" des Halteteiles 100C ist so
ausgewählt,
dass es eine solche Dicke hat, dass es die Bildung der flachen Aussparung 102p und
der tiefen Aussparung 202G ermöglicht. Daher werden das Tragvermögen und
die Festigkeit der Linearbewegungsvorrichtung, die auf einem höchstmöglichen
Niveau sind, abgesichert.
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In
der Ausführungsform
ist eine Formtrennlinie PL auf einer Außenumfangsfläche 203 als
der Außenumfangsfläche des
zylindrischen Elementes vorgesehen. Eine Aussparung (oder ein sicher
verjüngender
Bereich) 204 ist ebenfalls nahe und entlang der Formtrennlinien
PL vorgesehen, währenddessen sie
vollständig
die Außenumfangsfläche 203 umgibt.
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Die
Arbeitsweise des Halteteils 100C wird beschrieben.
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Im
Falle des Halteteils 100C sind die Bereiche, die mit dem
Auswerferstift P und dem Angussteg G beim Gießprozess verbunden sind, die
Bodenflächen
der flachen Aussparung 202P und der tiefen Aussparung 202G.
Daher wird beim Trennen des Erzeugnisses von der Gießform das
Halteteil 100C automatisch von dem Angussteg G getrennt.
Entsprechenderweise wird der Angusstegabtrennprozess, welcher wesentlich
bei dem herkömmlichen
Verfahren ist, vermieden, und dieses führt zu einer Kostenreduktion.
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Der
Bereich, der an den Auswerferstift P zum Auswerfen des Erzeugnisses
aus der Gießform
angrenzt, und der Angusstegrest, nachdem der Angussteg herausgetrennt
ist, nämlich
die sogenannten Formgrate, sind in der flachen Aussparung 202P und der
tiefen Aussparung 202G angeordnet. Daher gibt es keinen
Fall, wo jene Formgrate als Hindernisse von der Konkavflächen 201 hervorstehen.
Entsprechenderweise tritt es niemals auf, dass, wenn die Halteteile 100C in
die Linearbewegungsvorrichtung eingebaut sind, wie z.B. in eine
Linearführung
oder einen Kugelspindelmechanismus, die Formgrate od. dgl. in Kontakt
mit den Kugeln in der Linearbewegungsvorrichtung, den inneren Führungselementen (z.B.
der Rücklaufführung und
dem Schieber) und den äußeren Führungselementen
(z.B. den Abschlusskappen und der Führungsschiene) der Kugelumlaufbahn
kommen, um dadurch die Betriebsfähigkeit
und die Geräuscheigenschaften
zu verschlechtern.
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Bei
dem Halteteil 100C ist die Aussparung 204 nahe
der Formtrennlinie PL vorgesehen, die auf die Außenumfangsfläche 203 gesetzt
ist. Daher wird der Vorsprung der Formtrennlinie PL, die bei dem Gießprozess
gebildet wird, in die Aussparung 204 gelegt, und steht
nicht nach außen
hervor. In bezug dazu ist die Erfindung erfolgreich bei der Lösung des Problems
bei den herkömmlichen
Verfahren, dahingehend, wenn das Halteteil 100C in die
Linearbewegungsvorrichtung eingebaut wird, wobei der Vorsprung der
Formtrennlinie in Kontakt mit den Innen- und Außenführungselementen der Linearbewegungsvor richtung
kommt, um die Betriebsfähigkeit und
die Geräuscheigenschaften
zu verschlechtern.
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Somit
schafft die Erfindung einen Halteteilaufbau, der ein geringes Geräusch und
eine hohe Betriebsfähigkeit
hat und die Verminderung des Tragvermögens und der Festigkeit minimiert.
Der übrige Aufbau,
Arbeitsweise und Wirkungen dieser Ausführungsformen sind jenen der
oben beschriebenen Halteteile gleich.
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Die
Linearbewegungsvorrichtung, die den Halteteilaufbau der Erfindung
verwendet, ist nicht auf die Linearführung begrenzt, sondern kann
auch auf andere Linearbewegungsvorrichtungen, wie z.B. einen Kugelspindelmechanismus
angewendet werden. Kurz gesagt, kann die Erfindung für eine Vorrichtung angewendet
werden, zum Bewirken einer Linearbewegung durch die Verwendung des
Abwälzens
der Reihe von Wälzkörpern. Dadurch
wird die Verbesserung der Betriebsfähigkeit und der Geräuscheigenschaften
erzielt.
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Es
besteht die Möglichkeit,
statt voneinander getrennter Halteteile miteinander verbundene zu
verwenden.
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Die
Aussparungen sind in den Konkavflächen des Halteteils ausgebildet,
welche in Kontakt mit den Kugeln sind, und/oder in den Außenumfangsflächen derselben.
Betriebsfähigkeit
und Geräuscheigenschaften
werden durch nachteilige Formgrate nicht verschlechtert. Betriebsfähigkeit
und Geräuscheigenschaften
der Linearbewegungsvorrichtung werden verbessert, und die Verminderung
der Tragfähigkeit
und der Festigkeit wird verringert.