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Die
Erfindung betrifft ein Haltemodul für Rollkugeln einer Linearführung, insbesondere
eine Haltevorrichtung der Rollkugeln für eine Linearführung, die in
Bereichen von Werkzeugmaschinen, elektronischen Anlagen, Automatisierungs-,
Halbleiteranlagen, usw. zum Einsatz kommt.
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Linearführungen
haben weite Verbreitung in Industriemaschinen und in der Präzisionsmechanik gefunden,
wobei immer mehr Aufmerksamkeit auf die Verwendung der Haltevorrichtung
für Rollelemente
im Bereich der Linearführungen
geschenkt wurde.
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GB 972 676 offenbart ein
Rollenlager für
Kugeln oder für
Walzen. Das Rollenlager weist zwei Bändern bzw. Platten auf, welche
durch Kleben oder durch Vernieten miteinander verbunden werden,
so dass die in den jeweiligen Platten ausgebildeten Öffnungen übereinanderliegen
und sie die entsprechenden Rollenlager aufnehmen können. Die Öffnungen in
den Platte sind zum Aufnehmen und zum Halten von Rollkugeln im wesentlichen
kreisförmig
und zum Aufnehmen und zum Halten von Walzen im wesentlichen länglich ausgebildet.
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US 2 068 198 offenbart ein
Lager für
im wesentlichen zylinderförmige
Walzen und nicht für
Rollkugeln. Zudem wird das Lager von Plattenelementen gebildet,
welche keine durchgängigen
Aussparungen, sondern Einbuchtungen aufweisen, welche erst nach
dem Zusammenbau der Plattenelemente eine zum Lagern der zylindrischen
Walzen geeignete Öffnung
ausbilden.
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DE 39 08 413 C1 und
DE 37 09 673 A1 offenbart
jeweils einen Käfig
für kugelförmige oder
walzenförmige
Lagerelemente. Der Käfig
wird in beiden Dokumenten von zwei Seitenteilen mit Einbuchtungen ausgebildet.
Erst nach dem Zusammenbau der Seitenteile wird das jeweilige Lager
für die
Rollenlager ausgebildet.
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US 2 812 222 offenbart einen "permanenten" Kugellager-Halter
für Kugeln,
welcher von zwei Metallstreifen ausgebildet wird, in welche jeweils Öffnungen
mit gegenüberliegenden
Laschen ausgebildet sind.
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GB 1 404 361 und
US 4 653 938 offenbaren Kugellager-Halterungen,
welche im Wesentlichen nur aus einer Platte bestehen wobei die Platten
mit verschiedenartig geformten Öffnungen
zum Halten von Rollkugeln in Längs-
und Querrichtung der Platte ausgebildet sind.
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US 1 577 786 offenbart einen
Kugelkäfig
für Walzen,
die durch einen oberen und unteren Lagerring gehalten werden, wobei
der obere Lagerring bandförmig
ist und wobei der untere Lagerring aus einzelnen Gehäusen ausgebildet
ist.
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JP 2003013964 A (abstract))
und
JP 2003120680
A (abstract) offenbaren Anschlussverbindungen für Kugellager-Halterungen
zum Verlängern
derselben in Längsrichtung.
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Wie
in 7 gezeigt, weist eine herkömmliche Rollelement-Kette 41 eine
Mehrzahl von Aussparungen 413 auf, in denen Rollelemente 11 aufgenommen
werden. Beide Verbindungsketten 412b sind über eine
Kette 412a zu einer flachen, länglichen Kette 41 zusammengefügt. In der
Kette 412a ist wenigstens ein Halteelement 411 enthalten,
mit dem sich das Rollelement 11 in der Aussparung 413 halten lässt. Bei
der Rollelement-Kette 41 kann das Rollelement 11 zwar
in Q- und L-Richtungen positioniert werden, aber ihm fehlt die Positionierung
in senkrechter Richtung, wodurch das Rollelement 11 leicht herausfällt. Außerdem tritt
ein großes
Problem bei der Montage auf. Wenn die Rollelemente 11 eine Rücklaufbahn
passieren, können
sie leicht von den jeweiligen Aussparungen freikommen, was zu einem problematischen
Festsitzen der Rollelemente 11 in der Rücklaufbahn führen kann.
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In 8 ist
eine Haltevorrichtung zur Verbindung von mehreren Einzelteilen dargestellt.
Bei der Haltevorrichtung lassen sich Abstandsstücke 511 mit einer
flexiblen Verbindungskette 512 halten, wodurch entsprechende
Rollelemente eine Rollbewegung zwischen beiden Abstandsstücken 511 ausführen können. Das
Zusammenfügen
der Abstandsstücke 511 und
der Verbindungskette 512 nimmt aber viele Arbeitskräfte in Anspruch.
Außerdem
müssen
die Rollelemente 11 manuell montiert werden. Solche schmalen
Elemente sind jedoch nur mit großem Zeit- und Kraftaufwand
anbringbar. Darüber
hinaus können
die Abstandsstücke 511 und
die Verbindungskette 512 integral ausgebildet sein. In
Hinsicht auf die Gestaltung der Form sind die Abstandsstücke 511 inwärts vertieft,
was zu einem schwierigen Entformen führen kann. Das heißt, dass
die Form und die Elemente schwierig voneinander getrennt werden.
Ein Zwangsentformen erfolgt aufgrund der Abmessungen nicht. Des
Weiteren kann das Zwangsentformen dazu führen, die Elemente zu verformen.
Daher weist die Konstruktion der Haltevorrichtung gemäß 8 Nachteile
auf, die überwunden
werden müssen.
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Wie
aus 9 ersichtlich, sind eine Rollelement-Haltekette 61 und
Abstandsringe 611 beidseitig über eine Verbindungskette 612 miteinander
verbunden. Hinsichtlich der Fertigungstechnik ist die Form zwar
machbar. Am schwierigsten ist es, Rundlöcher 613 in den Abstandsringen 611 auszubilden.
Normalerweise wird ein schmaler und länglicher Zylinder eingeführt. Beim
Entformen muss der eingeführte
Zylinder herausgenommen werden, nachdem das Produkt im Spritzgussverfahren
hergestellt wird. Dazu wird ein komplizierter Antriebsmechanismus
benötigt.
Beim Kühlen
ergibt sich die Schrumpfung der Fertigprodukte, was ein noch sicheres
Festsitzen der Fertigprodukte auf dem Zylinder bewirkt und somit das
Herausnehmen auch schwieriger macht. Außerdem kann das Herausziehen
eine Verformung der Fertigprodukte führen, während der Zylinder nach wiederholtem
Ein- und Austritt verformt werden kann. Ferner wird der schmale
Zylinder im Spritzgussverfahren mit erheblichem Spritzgussdruck
beaufschlagt, was die Verformung oder Zerbrechung des Zylinders
bewirken kann. So ist die in 9 dargestellte
Rollelement-Haltekette 61 für eine Massenproduktion nicht
geeignet, wobei ihre Form auch kostenaufwendig und kompliziert ist.
Daher ist es dringend notwendig, die herkömmliche Haltevorrichtung für die Linearführung zu
verbessern.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Haltemodul für Rollkugeln bereitzustellen,
welches eine hohe Festigkeit aufweist, ohne dass dadurch der Roll-Widerstand
im Lager für
die Rollkugel des Haltemoduls erhöht wird.
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Die
Aufgabe wird von einem erfindungsgemäßen Haltemodul für Rollkugeln
gelöst,
dessen Merkmale insbesondere in Anspruch 1 angegebenen sind. In
den Unteransprüchen
sind Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
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Durch
die Erfindung wird ein Haltemodul für Rollelemente geschaffen,
das im Spritzgussverfahren herstellbar ist, wobei der Gedanke der
Formentwicklung Verwendung findet, was für eine schnelle Massenproduktion
und eine erhebliche Verringerung von Fertigungskosten des erfindungsgemäßen Haltemoduls
sorgt.
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Außerdem wird
durch die Erfindung ein Haltemodul für Rollelemente geschaffen,
das Aussparungen in Wabenbauweise zum Distanzieren der Rol lelemente
aufweist, wobei die Aussparungen symmetrisch ausgebildet sind und
eine starke Festigkeit aufweisen. Außerdem verleihen sie den Rollelementen
eine effektive Positionierung, ohne dadurch die Wendefunktion der
Rollelemente zu beschränken. Auf
diese Weise kann das erfindungsgemäße Haltemodul die Trennung
der Rollelemente bewirken, während
der Widerstand des Haltemoduls gegen die Rollelemente abnimmt.
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Ferner
wird durch die Erfindung ein Haltemodul für Rollelemente geschaffen,
das zusammensetzbar ist, was die Montage erleichtert und eine erwünschte Länge leicht
erreicht. So kann das erfindungsgemäße Haltemodul den Produkten
mit unterschiedlichen Abmessungen angepasst werden, was eine erhebliche
Herabsetzung der Formkosten bewirkt.
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Ein
in den Figuren gezeigtes Ausführungsbeispiel
wird im Folgenden im Detail erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Haltemoduls
für Rollelemente;
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2 einen
Längsschnitt
durch die Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Haltemoduls für Rollelemente;
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3 eine
perspektivische Explosionsdarstellung der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Haltemoduls
für Rollelemente;
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4 eine
perspektivische Explosionsdarstellung der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Haltemoduls
für Rollelemente,
von denen eines in der Aussparung gelagert ist;
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5 in
schematischer Perspektivdarstellung die Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Haltemoduls
in Standardausführung;
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6 in
schematischer Perspektivdarstellung die Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Haltemoduls
in Standardausführung,
das unter Verwendung einer Feder-Nut-Verbindung leicht erweiterbar
ist;
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7 eine
schematische Darstellung einer ersten Konstruktion nach dem Stand
der Technik;
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8 eine
schematische Darstellung einer zweiten Konstruktion nach dem Stand
der Technik; und
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9 eine
schematische Darstellung einer dritten Konstruktion nach dem Stand
der Technik.
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Bezugnehmend
auf 1 ist ein Rollelement 11 in einer dafür vorgesehenen,
in Wabenbauweise ausgebildeten sechseckigen Aussparung 00 gehalten.
Aus 2 ist ersichtlich, dass die Rollelemente 11 mit
den jeweils zugeordneten Aussparungen 00 in Tangentialpunkt-Berührung kommen,
was für
eine erhebliche Verringerung der Reibungskraft sorgt, die beim Kontakt
der Rollelemente 11 zu den Aussparungen 00 entsteht.
Hierdurch können
die Rollelemente 11 eine rollende Wendefunktion erfüllen.
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Mit
der oben erwähnten
Gestaltung wird erhofft, dass eine schnelle Fertigung im Spritzgussverfahren
zustande kommt. Für
die Entwicklung der Formgestaltung ist es jedoch kaum möglich, dass
die Fertigprodukte in Einzelelementen hergestellt werden. Dies liegt
daran, dass die Aussparung 00 in Wabenbauweise das Entformen
erschwert, nachdem die Produkte im Spritzgussverfahren gefertigt
werden. Für
den Eintritt der Rollelemente 11 in die Wabenkonstruktion
der Aussparung 00 ist ein Aufbringen von Druck darauf notwendig.
Ein unsachgemäßes Aufbringen
von Druck kann aber zu einer Beschädigung führen. Um den oben erwähnten Nachteil
zu vermeiden und eine einfache Montage zu ermöglichen, lässt sich diese Konstruktion
in eine obere und eine untere Platte 21, 31 einteilen.
Wie aus 3 ersichtlich, weist diese Maßnahme die folgenden Vorteile
auf:
- 1. In Hinsicht auf die Gestaltung der
Form wird die Kontur der Innenkammer der Formen, nämlich die Kontur
der Fertigprodukte, gebildet, indem Haupt- und Nebenformen voneinander trennen,
ohne einen komplizierten Formmechanismus wie Gleitstücke, Schrägstücke, usw.
zu benötigen.
Hierdurch ergeben sich eine erhebliche Reduzierung von Entwicklungskosten
und eine deutliche Erhöhung
der Standzeit der Formen.
- 2. Der Umfang der Aussparung 00 kann durch die Schräge der Verjüngung der
Formen gebildet werden, was das Entformen von Fertigprodukten stark
begünstigt.
Gleichzeitig wird die ursprüngliche
Gestaltung nicht beeinträchtigt.
Daher ist die Mithilfe der Schräge
der Verjüngung
erfolgende Positionierung eine erfinderische Idee. Außerdem können der
Verjüngungswinkel
der konischen Schräge 24 der
oberen Platte und der Verjüngungswinkel
der konischen Schräge 33 der
unteren Platte unterschiedlich ausgeführt sein, um eine Anpassung
sowohl an unterschiedliche Abmessungen der Rollelemente 11 als
auch an den Wenderaum zu ermöglichen.
Insbesondere bei Rollelementen 11 für die Kugelumlaufspindel müssen der
Spindelwinkel und Rücklaufwinkel berücksichtigt
werden. Dabei wird ein Wenderaum mit ausgezeichneter Freiheit ausgenutzt.
In diesem Fall ist das erfindungsgemäße Haltemodul für Rollelemente
insbesondere vorteilhaft.
- 3. Die Rollelemente 11 lassen sich leicht montieren.
Wie aus 4 ersichtlich, geschieht die Mon tage in der Weise,
dass die Rollelemente 11 manuell oder automatisiert in
der unteren Platte 31 gelagert werden, woraufhin die obere
Platte 21 und die untere Platte 31 zu einer Baueinheit
zusammengefügt
sind, indem die Verbindungszapfen 32 der unteren Platte 31 in
die jeweils zugeordneten Verbindungslöcher 23 der oberen
Platte 21 eingreifen. So lässt sich das erfindungsgemäße Haltemodul
für Rollelemente
leicht halten. Dabei wird vermieden, dass die Rollelemente 11 herunterfallen
und eine schwierige Montage auftritt wie im Falle, dass das Haltemodul
für Rollelemente
aus einem Einzelteil besteht.
- 4. Es ist bekannt, dass die Entwicklung der Formen kostenaufwendig
ist. Es lohnt sich eigentlich nicht, eine neue Form zu entwickeln,
nur wenn die Abmessungen geändert
werden müssen.
Unter Berücksichtigung
der Wirtschaftlichkeit wird eine Montage in Einheitslänge vorgenommen.
Wie aus 5 ersichtlich, wird eine erwünschte Länge des erfindungsgemäßen Haltemoduls
unter Verwendung einer Feder-Nut-Verbindung erhalten. Dabei ist
ein Standard-Haltemodul an seinem vorderen Ende mit einer Verbindungsfeder 22 und
an seinem hinteren Ende mit einem der Verbindungsfeder 22 angepassten
Verbindungsnut 25 versehen. In 6 ist die
Verbindung zweier Standard-Haltemodule dargestellt.
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Darüber hinaus
ist das erfindungsgemäße Haltemodul
für Rollelemente
aus verschleißfestem und
flexiblem Material hergestellt, was eine bessere Wendefunktion erfüllt und
die Standzeit erhöht.
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Obwohl
die Erfindung mit Bezug auf eine Ausführungsform beschrieben wurde,
welche derzeit als praktikabelste und bevorzugteste Ausführungsform
betrachtet wird, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf
das offenbarte Ausführungsbeispiel beschränkt ist.
Im Gegenteil sollen verschiedene Modifikationen und ähnliche
Anordnungen abgedeckt werden, die sich im Umfang des beigefügten Anspruchs
befinden, der mit der breitesten Interpretation übereinstimmt, um alle derartigen
Modifikationen und ähnliche
Anordnung zu umfassen.