DE102004015843A1

DE102004015843A1 - Führungseinrichtung für Rollelemente

Info

Publication number: DE102004015843A1
Application number: DE102004015843A
Authority: DE
Inventors: Liao Chimeng; Ya-Hui Liao
Original assignee: Hiwin Technologies Corp
Current assignee: Hiwin Technologies Corp
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2024-04-01
Also published as: DE102004015843B4; JP2005121208A; US7044642B2; US20050084188A1; JP4071212B2

Abstract

Führungseinrichtung, in welche Rollelemente nacheinander an jeweils dafür vorgesehenen Stellen angeordnet sind, wobei die Führungseinrichtung aufweist: DOLLAR A eine Mehrzahl von Abstandshaltern (20), die zur Trennung für Rollelemente dienen, wobei jeder Abstandshalter (20) an seinen beiden Enden jeweils eine nach innen gewölbte Rollfläche (22) besitzt; und DOLLAR A eine Verbindungskette (10), die im Wesentlichen leiterförmig ausgebildet ist und eine oder zwei lange parallele Verbindungsstangen (11) besitzt, die durch mehrere Querstangen (12) einstückig miteinander verbunden sind, wobei jeder Abstandshalter (20) eine Aufstecknut (23) aufweist, in welcher die Querstange (12) der Verbindungskette (10) drehbar gelagert ist, sodass die Abstandshalter (20) um die jeweils zugeordneten Querstangen (12) der Verbindungskette (10) bewegbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Führungseinrichtung für Rollelemente einer Linearführung, die insbesondere in Bereichen von Werkzeugmaschinen, elektronischen Anlagen, Automatisierungs-, Halbleiteranlagen, usw. zum Einsatz kommt.

Bei herkömmlichen Linearführungen unterscheidet man die Rollenhaltekette in einstückiger Bauweise und die unter Verbindung von mehreren Einzelteilen zusammengesetzte Rollenhaltekette. Wie aus 7 ersichtlich, ist ein Gleitwagen 60 oben an einer Gleitschiene angebracht, wobei im Inneren des Gleitwagens 60 eine Mehrzahl von Rollkugeln 70 vorhanden sind, die dann nacheinander in die Rollenhaltekette 50 eingeführt sind. Dadurch werden die Rollkugeln 70 voneinander getrennt, was dann deren Zusammenstoß untereinander verhindert. Im herkömmlichen Ausführungsbeispiel gemäß 7 werden die Rollkugeln und die Abstandshalter nacheinander in den Gleitwagen einzeln eingesetzt, was zu viel Zeit- und Kraftaufwand bedeutet. Außerdem müssen die Rollkugeln und die Abstandshalter in engem Kontakt stehen, da sonst sich der Abstandshalter leicht von beiden Rollkugeln löst, was jedoch zu einer Blockierung innerhalb des Rücklaufkanals führt. Stehen die Rollkugeln und die Abstandshalter in zu enger Berührung, wird dann der Reibungswiderstand erheblich erhöht.

Eine weitere herkömmliche Rollenhaltekette, wie in 8 gezeigt, ist unter Verbindung von mehreren Einzelteilen zusammengesetzt. Bei dieser Gestaltung der Rollenhaltekette 51 sind Abstandshalter 511 über ein flexibles Verbindungselement 512 miteinander verbunden, wobei jeweils eine Rollkugel zwischen jeweils zwei Abstandshaltern 511 rollbar vorgesehen ist. Die Herstellung der Rollenhaltekette 51 geschieht in der Weise, dass die Rollkugeln in jeweilige Formen eingelegt und dann im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Dazu wird eine hohe Anforderung an Material und Spritzgussmaschinen gestellt, was eine Erhöhung von Herstellungskosten bewirkt. Außerdem bleiben die Rollkugeln und die Rollenhaltekette 51 in engem Kontakt, was zu einem großen Rollwiderstand führt. Des Weiteren hat die Rollenhaltekette 51 beim Rücklauf Schwierigkeiten mit dem Umwenden, was einen reibungslosen Rücklauf beeinträchtigt.

Durch die Erfindung wird eine Führungseinrichtung für Rollelemente geschaffen, die eine verbesserte Wendefunktion aufweist und somit problemlos in Rücklaufkanälen laufen kann, wodurch ein gleichmäßiger, zyklischer Laufvorgang der Rollelemente zustande kommt.

Dies wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Anspruch 1 erreicht. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die erfindungsgemäße Führungseinrichtung für Rollelemente ist als Haltevorrichtung ausgeführt, die ausgehend von der einstückigen Konstruktion aus Einzelteilen besteht, die drehbar miteinander verbunden sind, was zu einem problemlosen, gleichmäßigen Laufvorgang führt, wenn die erfindungsgemäße Führungseinrichtung durch Rücklaufkanäle hindurchführt.

Die erfindungsgemäße Führungseinrichtung für Rollelemente ist eine modulare Konfiguration, in welcher mehrere Einzelteile zusammengesetzt sind. Die Einzelteile sind in ihrer Konfiguration sehr einfach und im Spritzgussverfahren herstellbar, wodurch die Schwierigkeiten bei ihrer Herstellung in hohem Maße reduziert sind. Außerdem werden die Herstellungskosten in entsprechendem Maße verringert.

Die Einzelteile der Führungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind drehbar miteinander verbunden. Unter Verwendung einer Aufstecknut und einer Querstange weist die Führungseinrichtung für Rollelemente eine verbesserte Wendefunktion auf und kann somit problemlos in Rücklaufkanälen laufen, wodurch ein gleichmäßiger, zyklischer Laufvorgang der Rollelemente zustande kommt.

Des Weiteren ist es möglich, die Querstangen der Führungseinrichtung für Rollelemente im Querschnitt rund, dreieckig, polygonal auszubilden, während die Aufstecknut einen runden Endquerschnitt besitzt. Beim Aufstecken der Aufstecknut der Verbindungskette auf die Querstange wird das Drehverhalten der erfindungsgemäßen Führungseinrichtung in erheblichem Maße verbessert. Dadurch kann die erfindungsgemäße Führungseinrichtung problemlos umgewendet werden, wobei das Problem mit der Verzerrung nicht auftritt, wenn sie in Rücklaufkanälen laufen.

Die erfindungsgemäßen Einzelteile sind bevorzugt aus verschleißfreiem, flexiblem Material hergestellt, was eine bessere Wendefähigkeit und eine erhöhte Standzeit der erfindungsgemäßen Führungseinrichtung bewirkt.

Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen deutlich, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nehmen; es zeigen:
1 in schematischer Perspektivdarstellung einer erfindungsgemäßen Führungseinrichtung für Rollelemente;
2 in schematischer Perspektivdarstellung einen erfindungsgemäßen Abstandshalter;
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Abstandshalters in perspektivischer Explosionsdarstellung;
4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbindungskette nach 1;
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verbindungskette gemäß 4;
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Führungseinrichtung in perspektivischer Explosionsdarstellung;
7 in perspektivischer Ansicht eine Einzel-Haltevorrichtung für Rollkugeln für eine Linearführung nach dem Stand der Technik; und
8 in perspektivischer Ansicht eine weitere Einzel-Haltevorrichtung für Rollkugeln nach dem Stand der Technik.
Bezugnehmend auf 1 besteht die erfindungsgemäße Führungseinrichtung für Rollelemente aus Abstandshaltern 20 und einer Verbindungskette 10. Von der Verbindungskette 10 und je zwei Abstandshaltern 20 ist jeweils ein Hohlraum begrenzt, in dem ein nicht näher dargestelltes Rollelement vorgesehen ist. Werden die Rollelemente in den Hohlraum eingesetzt, können die Abstandshalter 20 einerseits in der Verbindungskette 10 verankert werden. Andererseits werden die Rollelemente durch den jeweils zugeordneten Abstandshalter 20 getrennt, um den Reibungswiderstand zu reduzieren. Dadurch können die Rollelemente problemlos den zyklischen Laufvorgang ausführen.
Der Hauptkörper 21 des Abstandshalters 20, wie in 2 gezeigt, ist an seinen beiden Enden mit je einer der Krümmung des Rollelements angepassten, konkav nach innen gewölbten hohlsphärischen Rollfläche 22 versehen, wobei der Hauptkörper 21 des Abstandshalters 20 eine in eine der beiden gewölbten Rollflächen 22 geschnittene axiale Aufstecknut 23 besitzt, mit welcher die Abstandshalter 20 auf die Verbindungskette 10 aufsteckbar sind, um eine erfindungsgemäße Führungseinrichtung für Rollelementen zu bilden. Außerdem ist das untere Ende der Aufstecknut 23 des Hauptkörpers 21 des Abstandshalters 20 mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt versehen, sodass die aufgesteckten Abstandshalter 20 in Anpassung an den Rollelement-Rücklaufkanal in gewissem Winkel drehbar sind.
In Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß 2 besitzt der Hauptkörper 31 des Abstandshalters 30, wie in 3 gezeigt, eine in die Umfangsfläche des Hauptkörpers 31 des Abstandshalters 30 geschnittene radiale Aufstecknut 33, wobei der Hauptkörper 31 des Abstandshalters 30 ebenfalls an seinen beiden Enden mit je einer konkav gewölbten Rollfläche 32 versehen ist. Durch die Aufstecknut 33 sind die Abstandshalter 30 ebenfalls auf die Verbindungskette 10 aufsteckbar, um eine erfindungsgemäße Führungseinrichtung für Rollelemente zu bilden. Da sich die Aufstecknut 33 in der Umfangsfläche befindet, wird das Aufstecken der Abstandshalter 30 auf die Verbindungskette 10 in hohem Maße erleichtert.
Die Verbindungskette 10, wie aus 4 ersichtlich, ist im Wesentlichen leiterförmig ausgebildet und besitzt zwei lange parallele Verbindungsstangen 11, die durch mehrere Querstangen 12 einstückig miteinander verbunden sind. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 verbinden die Verbindungsstangen 11 die beiden Enden der Querstangen 12. Hierdurch wird die Positionierung der Querstangen 12 verbessert. Daher sind die Stellen zwischen den Verbindungsstangen 11 und den Querstangen 12 der Verbindungskette 10 kaum verformbar, was das Ausdehnen und das Zurückziehen verhindert.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verbindungskette 40, die ebenfalls eine Verbindungsstange 41 und die Querstangen 42 besitzt, wobei die Verbindungsstange 41 und die Querstangen 42 einstückig miteinander verbunden sind. Das charakteristische Merkmal für die Verbindungskette 40 gemäß 5 nach der vorliegenden Erfindung ist somit, dass nur eine Verbindungsstange 41 vorhanden ist, die in Verbindung mit einem Ende der Querstangen 42 steht. Dies verleiht den Querstangen 42 eine erhöhte Elastizität, sodass die Anpassbarkeit der Verbindungskette 40 an unterschiedliche Räume erhöht wird und somit sich diese Ausführungsform für den Einsatz bei komplizierteren Rollelement-Rücklaufkanälen gut eignet. Um zu verhindern, dass die auf die Querstangen 42 aufgesteckten Abstandshalter 20, 30 von den Querstangen 42 freikommt, ist zusätzlich jeweils ein querverlaufendes Sperrstück 421 am freien Ende der Querstangen 42 angebracht.
6 zeigt vom Grundsatz her das gleiche Ausführungsbeispiel wie 1, bei dem die erfindungsgemäßen Führungseinrichtung ebenfalls aus Abstandshaltern 20 und der Verbindungskette 10 besteht, jedoch mit dem Unterschied, dass zwischen jeweils zwei Abstandshaltern 20 jeweils ein in 3 dargestellter Abstandshalter 30 vorhanden ist, sodass die Abstandshalter 20, 30 abwechselnd auf die Verbindungskette 10 aufgesteckt sind. Auf diese Weise wird das Zusammensetzen der erfindungsgemäßen Führungseinrichtung erleichtert. Anstelle der Verbindungskette 10 kann bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß 6 die in 5 dargestellte Verbindungskette 40 Verwendung finden. Dadurch wird die Anpassbarkeit der Verbindungskette an unterschiedliche Räume erhöht und somit eignet sich diese Ausführungsform gut für den Einsatz bei komplizierteren Rollelement-Rücklaufkanälen.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationskeiten.

10: Verbindungskette
11: Verbindungsstange
12: Querstange
20: Abstandshalter
21: Hauptkörper
22: gewölbte Rollfläche
23: Aufstecknut
30: Abstandshalter
31: Hauptkörper
32: gewölbte Rollfläche
33: Aufstecknut
40: Verbindungskette
41: Verbindungsstange
42: Querstange
421: Sperrstück
50: Rollenhaltekette
51: Rollenhaltekette
511: Abstandshalter
512: Verbindungselement
60: Gleitwagen
70: Rollkugel

Claims

Führungseinrichtung, in welche Rollelemente nacheinander an jeweils dafür vorgesehenen Stellen angeordnet sind, wobei die Führungseinrichtung aufweist: eine Mehrzahl von Abstandshaltern (20), die zur Trennung von Rollelementen dienen, wobei jeder Abstandshalter (20) an seinen beiden Enden jeweils eine nach innen gewölbte Rollfläche (22) besitzt; und eine Verbindungskette (10), die im Wesentlichen leiterförmig ausgebildet ist und wenigstens eine lange Verbindungsstange (11) besitzt, an der mehrere Querstangen (12) einstückig angesetzt sind; wobei jeder Abstandshalter (20) eine Aufstecknut (23) aufweist, in welcher die Querstange (12) der Verbindungskette (10) drehbar gelagert ist, sodass die Abstandshalter (20) um die jeweils zugeordnete Querstange (12) der Verbindungskette (10) bewegbar sind.
Führungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstecknut (23) des Abstandshalters (20) in eine der beiden gewölbten Rollflächen (22) des Abstandshalters (20) axial so geschnitten ist, dass die Abstandshalter (20) und die Verbindungskette (10) zur kompakten Führungseinrichtung zusammenfügbar sind.
Führungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstecknut (23) des Abstandshalters (20) in die Umfangsfläche des Abstandshalters (20) radial so geschnitten ist, dass die Abstandshalter (20) und die Verbindungskette (10) zur kompakten Führungseinrichtung der Rollelemente zusammenfügbar sind.
Führungseinrichtung nach einer der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das geschlossene Ende der Aufstecknut (23) des Hauptkörpers (21) des Abstandshalters (20) mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt versehen ist, sodass die aufgesteckten Abstandshalter (20) in Anpassung an den Rollelement-Rücklaufkanal in gewissem Winkel drehbar sind.
Führungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Verbindungsstangen (11) vorgesehen sind, von denen die Querstangen (12) an beiden Enden miteinander verbunden sind, sodass die Positionierung der Querstangen (12) verbessert ist, wodurch die Stellen zwischen den Verbindungsstangen (11) und den Querstangen (12) der Verbindungskette (10) kaum verformbar sind, was das Ausdehnen und das Zurückziehen verhindert.
Führungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine Verbindungsstange (41) vorgesehen ist, die in Verbindung mit einem Ende der Querstangen (42) steht, was den Querstangen (42) eine erhöhte Elastizität verleiht, sodass die Anpassbarkeit der Verbindungskette (40) an unterschiedliche Räume erhöht ist und somit sich diese Verbindungskette (40) für den Einsatz bei komplizierteren Rollelement-Rücklaufkanälen gut eignet.
Führungseinrichtung nach einer der Ansprüche 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querstangen (12, 42) im Querschnitt rund ausgebildet sind.
Führungseinrichtung nach einer der Ansprüche 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querstangen (12, 42) im Querschnitt dreieckig ausgebildet sind.
Führungseinrichtung nach einer der Ansprüche 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querstangen (12, 42) im Querschnitt polygonal ausgebildet sind.