DE102008026925A1

DE102008026925A1 - Linearführung

Info

Publication number: DE102008026925A1
Application number: DE200810026925
Authority: DE
Inventors: Peter Lutz; Dirk Mohrbacher
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-06-05
Filing date: 2008-06-05
Publication date: 2009-12-10
Also published as: CN102066785A; WO2009147071A3; WO2009147071A2; CN102066785B

Abstract

Linearführung, insbesondere für Mobiltelefone, mit einem mehrteiligen Gehäuse, dessen erstes Gehäuseteil (1) an einem zweiten Gehäuseteil (2) entlang einer Verschiebeachse längsverschieblich über Wälzkörper (5) wälzgelagert ist, wobei das erste Gehäuseteil (1) einen Gehäuseboden (14) und zu der Verschiebeachse parallel angeordnete erste Borde (15) aufweist, wobei das zweite Gehäuseteil (2) einen Gehäusedeckel (9) und zu der Verschiebeachse parallel angeordnete zweite Borde (12) aufweist, wobei an einander zugewandten Bordseiten des ersten und des zweiten Bordes (15, 12) jeweils eine Laufbahn für die Wälzkörper (5) ausgebildet ist, wobei die beiden Gehäuseteile (1, 2) zwei äußere Kammern (7) und eine zwischen den äußeren Kammern (7) angeordnete innere Kammer (8) begrenzen, wobei die beiden äußeren Kammern (7) einerseits von den ersten Borden (15) des ersten Gehäuseteils (1) und die innere Kammer (8) von inneren Borden (10) des zweiten Gehäuseteils (2) begrenzt sind, wobei dass die ersten Borde (15) einstückig mit dem Gehäuseboden (14) und die zweiten Borde (12) einstückig mit dem Gehäusedeckel (9) verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Linearführung, insbesondere für Mobiltelefone.
Aus JP 2005163832 A beispielsweise ist eine Linearführung für Mobiltelefone bekannt geworden, bei der ein mehrteiliges Gehäuse vorgesehen ist, wobei ein erstes Gehäuseteil an einem zweiten Gehäuseteil entlang einer Verschiebeachse längsverschieblich über Wälzkörper wälzgelagert ist. Bei dieser Linearführung weist das erste Gehäuseteil an beiden Längsseiten jeweils ein u-förmiges Tragprofil auf, das auf einer Grundplatte des ersten Gehäuseteils aufgesetzt und daran befestigt ist. Das zweite Gehäuseteil weist an seinen beiden Längsseiten jeweils einer Führungsschiene auf, die in das gegenüberliegende u-förmige Tragprofil des ersten Gehäuseteils eingreift. Diese Führungsschienen sind an dem zweiten Gehäuseteil befestigt. Zwischen der Führungsschiene und den beiden Borden des u-förmigen Tragprofil sind Wälzkörper angeordnet, so dass das erste Gehäuseteil gegenüber dem zweiten Gehäuseteil wälzgelagert ist. Bei dieser Linearführung kann es nachteilig sein, dass eine Vielzahl von einzelnen Teilen erforderlich ist. Die Vielzahl von Einzelteilen wiederum bedingt einen erhöhten Bauraumbedarf, der gerade bei Mobiltelefonen jedoch möglichst klein gehalten werden soll.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, eine Linearführung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, bei der diese Nachteile vermieden sind. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Linearführung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Dadurch, dass die ersten Borde des ersten Gehäuseteils einstückig mit dem Gehäuseboden und die zweiten Borde des zweiten Gehäuseteils einstückig mit dem Gehäusedeckel verbunden sind, ist eine erhebliche Reduzierung der Anzahl von einzelnen Teilen erreicht. Ferner ermöglicht die einstückige Verbindung eine deutliche Reduzierung der Bauhöhe und des Gewichts dieser Linearführung, so dass im Ergebnis Mobiltelefone bereitgestellt werden können, die klein und handlich sind.
Das erste und/oder das zweite Gehäuseteil können in erfindungsgemäßer Weiterbildung aus Blech durch Umformung einstückig hergestellt sein. Zunächst lassen sich insbesondere bei Großserien oder Massenproduktion mittels geeigneter Werkzeuge derartige Blechteile kostengünstig aus dünnwandigem Blech herstellen. Die erfindungsgemäß vorgesehene einstückige Anbindung der Borde an den Gehäuseboden und an den Gehäusedeckel bewirkt zudem eine deutliche Steifigkeitserhöhung, da die Borde von dem Gehäuseboden und dem Gehäusedeckel abgewinkelt sind.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen die beiden aus Blech gebildeten Gehäuseteile jeweils eine Blechdicke von 0,2 mm bis einschließlich 0,4 mm auf; ferner ist eine Gesamthöhe der miteinander montierten Gehäuseteile vorgesehen zwischen 1,5 mm bis einschließlich 4 mm, wobei ein Quotient aus dem Verhältnis der Gesamthöhe zu der Blechdicke 3,75 bis einschließlich 20 beträgt. Überraschend hat sich herausgestellt, dass bei der spanlosen Herstellung aus Blech in den angegebenen Dimensionen äußerst stabile Linearführungen bereitgestellt werden können, die die geforderten Steifigkeiten problemlos erreichen. Gerade die Blechdicken zwischen 0,2 mm und 0,4 mm ermöglichen enge Biegeradien, so dass sich durch bloßes Biegen des Blechs Kugelrillen für die Wälzkörper bilden lassen. In erfindungsgemäßer Weise spielen die Durchmesser der Wälzkörper, also hier beispielsweise der Kugeln zusammen mit den ausgewählten Blechdicken. Ein Blech mit 0,4 mm Wanddicke ermöglicht die Herstellung von Kugelrillen durch bloßes Umformen, an denen Kugeln mit einen Durchmesser von 1 mm abwälzen können.
Die beiden Gehäuseteile begrenzen erfindungsgemäß zwei äußere Kammern und eine zwischen den äußeren Kammern angeordnete innere Kammer. Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die beiden äußeren Kammern einerseits von den ersten Borden des ersten Gehäuseteils und die innere Kammer von inneren Borden des zweiten Gehäuseteils begrenzt sind. Zum einen erhöhen die inneren Borde des zweiten Gehäuseteils weiter die Steifigkeit dieses Bauteils. Ferner sind bei der erfindungsgemäßen Linearführung die beiden äußeren Kammern geeignet, eine Wälzlagerung aufzunehmen. Diese Kammern sind zudem derart beschaffen, dass als Wälzlagerung ein endloser Wälzkörperumlauf ermöglicht werden kann, wie weiter unten ausführlich beschrieben wird.
Die innere Kammer ist getrennt von den äußeren Kammern und ermöglicht die Aufnahme beispielsweise eines Verschiebemechanismuses. Dieser Verschiebemechanismuss kann eine Totpunktfeder umfassen, so dass beim Verschieben des einen Gehäuseteils gegenüber dem anderen Gehäuseteil zunächst entgegen der Federkraft geschoben wird, bis schließlich der Totpunkt der Totgangfeder überschritten ist. Jenseits dieses Totpunktes entspannt die Feder unter weiterer Verschiebung der beiden Gehäuseteile zueinander. Derartige Verschiebemechanismen werden bevorzugt bei Mobiltelefonen eingesetzt.
In jeder äußeren Kammer kann bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung je ein endloser Umlaufkanal für das endlose Umlaufen von Wälzkörpern vorgesehen sein. Der Umlaufkanal ist aus einem Lastabschnitt, einem Rücklaufabschnitt sowie zwei den Lastabschnitt mit dem Rücklaufabschnitt endlos verbindenden Umlenkabschnitten gebildet. Der Lastabschnitt kann vorzugsweise durch die beiden Laufbahnen des ersten und des zweiten Bordes der beiden Gehäuseteile gebildet sein. Die Wälzkörper, vorzugsweise Kugeln wälzen dann an den als Kugelrillen ausgebildeten Laufbahnen ab. Der Vorteil eines endlo sen Umlaufkanals liegt darin, dass keine Hubbegrenzung durch das Wälzlager gegeben ist.
Bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist vorgesehen, dass in den beiden äußeren Kammern je eine Kassette angeordnet ist, die mit den beiden Umlenkabschnitten und mit dem Rücklaufabschnitt versehen ist. Diese Kassetten können in günstiger Weise vormontiert sein und mit einem kompletten Wälzkörpersatz ausgerüstet sein. In kostengünstiger Weise kann die Kassette beispielsweise aus zwei Kunststoffschalen zusammengesetzt sein, wobei diese Kunststoffschalen aus Kunststoff gespritzt werden können. Der zweite Bord des zweiten Gehäuseteiles ist zugleich als Laufbahn des Lastabschnitts des endlosen Umlaufkanals ausgebildet; in günstiger Weise ist die Kassette nun mit einer Freistellung versehen, die zwischen den von dem Rücklaufabschnitt abgewandten Enden der beiden Umlenkabschnitte vorgesehen ist, wobei der zweite Bord des zweiten Gehäuseteiles in diese Freistellung eingepasst ist. Das bedeutet, dass die Wälzkörper nach Verlassen des Lastabschnitts direkt in den Umlenkkanal der Kassette geführt werden.
Ein aufwändiges Befestigen der Kassette an dem Gehäuseteil kann bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung entfallen, wenn die Kassette mittels einer Schnappverbindung mit dem einen Gehäuseteil verbunden ist. Das bedeutet, dass die Kassette in die äußere Kammer lediglich eingesetzt werden braucht, und durch leichten Druck in ihren vorbestimmten Sitz einschnappt, so dass weitere Maßnahmen zur Befestigung entfallen können.
Das zweite Gehäuseteil kann als oberes Gehäuseteil eines Mobiltelefons mit weiteren Schalen verbunden sein, die unter anderem die Bedientasten, Display oder auch andere elektronische Bauteile tragen. Demzufolge kann dieses obere Gehäuseteil erhöhten Belastungen ausgesetzt sein. Bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das zweite Gehäuseteil zwei zu der Verschiebeachse parallel angeordnete Sicken aufweist, die jeweils gebildet sind durch den zweiten Bord und den inneren Bord sowie einen den zweiten Bord einstückig mit dem inneren Bord verbindenden Sickenboden. Die vor zugsweise an beiden Längsseiten des oberen Gehäuseteils angeordneten Sicken verleihen diesem Bauteil eine sehr hohe Steifigkeit, so dass auch große Belastungen problemlos übertragen werden können.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in insgesamt 8 Figuren abgebildeten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Linearführung in Explosionsdarstellung,
2 die erfindungsgemäße Linearführung in einer Vorderansicht,
3 bis 6 Einzelteile der erfindungsgemäßen Linearführung,
7 einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Linearführung, stark vergrößert und
8 eine weitere Ausschnittsvergrößerung der erfindungsgemäßen Linearführung.
Die in 1 abgebildete erfindungsgemäße Linearführung besteht aus einem mehrteiligen Gehäuse, dessen erstes Gehäuseteil 1 an einem zweiten Gehäuseteil 2 wälzgelagert ist. Für die Wälzlagerung sind Kassetten 3 vorgesehen, in denen durch Kugeln 4 gebildete Wälzkörper 5 in einem endlosen Umlaufkanal 6 umlaufen.
2 zeigt die montierte erfindungsgemäße Linearführung in einer Vorderansicht, wobei hier deutlich die Kassetten 3 zu erkennen sind, die jeweils in einer äußeren Kammer 7 eingesetzt ist. Zwischen diesen beiden äußeren Kammern 7 ist eine innere Kammer 8 vorgesehen, die von den äußeren Kammern 7 getrennt ist.
3 zeigt das zweite Gehäuseteil 2, das einen Gehäusedeckel 9 und an die beiden Längsseiten des Gehäusedeckels 9 einstückig anschließende innere Borde 10 aufweist. Eine Ausschnittsvergrößerung des zweiten Gehäuseteils 2 ist beispielsweise der 7 zu entnehmen. 7 zeigt deutlich den inneren Bord 10, der einstückig an den Gehäusedeckel 9 anschließt. An den inneren Bord 10 schließt einstückig ein Sickenboden 11 an, der im Wesentlichen parallel zu dem Gehäusedeckel 9 ausgerichtet ist. An den Sickenboden 11 schließt einstückig ein zweiter Bord 12 an, wobei der zweite Bord 12 gemeinsam mit dem Sickenboden 11 und dem inneren Bord 10 eine Sicke 13 bildet, die dem zweiten Gehäuseteil 2 eine hohe Steifigkeit verleiht.
4 zeigt das erste Gehäuseteil 1, das einen Gehäuseboden 14 und zwei erste Borde 15 aufweist, die einstückig an den Gehäuseboden 14 anschließen. Die beiden ersten Borde 15 sind jeweils an einer der beiden Längsseiten des Gehäusebodens 14 angeordnet. Die Ausschnittsvergrößerung in 7 zeigt deutlich die Ausgestaltung der ersten Borde 15 des ersten Gehäuseteils 1.
5 zeigt das zweite Gehäuseteil 2 in der Draufsicht, jedoch hier mit eingeclipsten Kassetten 3.
6 zeigt in perspektivischer Darstellung die Kassette 3, die aus zwei Schalen 16, 17 zusammengesetzt ist. Die aus Kunststoff hergestellte Kassette 3 bildet einen Teil des endlosen Umlaufkanals 6 für die Kugeln 4, der in der 1 abgebildet ist. Der vollständige Umlaufkanal 6 umfasst einen Lastabschnitt 18, in dem die Kugeln 4 unter Last abwälzen können, sowie einen Rücklaufabschnitt 19 und zwei den Lastabschnitt 18 einstückig mit dem Rücklaufabschnitt 19 verbindende Umlenkabschnitte 20. Die Kassette 3 umfasst jeweils die beiden Umlenkabschnitte 20 sowie den Rücklaufabschnitt 19, an dessen beide Enden jeweils ein Ende des Umlenkabschnittes 20 anschließt. Der Umlenkabschnitt 20 und der Rücklaufabschnitt 19 sind der 1 deutlich zu entnehmen.
Die Ausschnittsvergrößerung in 7 zeigt nun deutlich den Lastabschnitt 18 in dem die Kugeln 4 unter Last an Kugelrillen 22, 23 der beiden Gehäuseteile 1, 2 abwälzen. Die Kugelrille 22 ist an dem ersten Bord 15 ausgebildet. Die Kugelrille 23 ist an dem zweiten Bord 12 des zweiten Gehäuseteils 2 ausgebildet. Die 7 zeigt deutlich, dass die aus dünnwandigem Blech spanlos umgeformten Gehäuseteile 1, 2 durch Umbiegen des Blechs die beiden Kugelrillen 22, 23 bereitstellen. Die Kugelrillen 22, 23 sind an einander zugewandten Bordseiten des ersten und des zweiten Bordes 12, 15 ausgebildet.
Der 7 ist ferner deutlich zu entnehmen, dass die äußere Kammer 7 von dem ersten Bord 15 und dem inneren Bord 10 begrenzt ist. Dies ist auch deutlich der 2 zu entnehmen, wobei hier deutlich zu erkennen ist, dass die innere Kammer 8 von den beiden äußeren Kammern 7 durch die inneren Borde 10 getrennt ist.
Die Kassette 3 ist in die Kammer 7 eingesetzt, und darin verliersicher angeordnet und einwandfrei positioniert. Zu diesem Zweck ist die Kassette 3 mit einem Zapfen 24 versehen (7), der in eine Aussparung 25 des Inneren Bordes 10 eingreift. An ihrer von dem Zapfen 24 abgewandten Seite ist die Kassette 3 mit einer Art Wulst 26 versehen, der in eine entsprechende Ausnehmung 27 der Sicke 13 eingreift und dabei derart hintergreift, dass die Kassette 3 einwandfrei gehalten ist.
Damit gewährleistet ist, dass die Kugeln 4 aus dem Lastabschnitt 18 einwandfrei in die Kassette 3 eingeleitet werden können, weist die Kassette zwischen den von dem Rücklaufabschnitt 19 abgewandten Enden der beiden Umlenkabschnitte 20 eine Freistellung 27 auf, in die der zweite Bord 12 des zweiten Gehäuseteils 2 eingepasst ist. 1 zeigt in diesem Zusammenhang deutlich, das der zweite Bord 12 in seiner Länge so bemessen ist, dass er gerade in diese Freistellung 27 hinein passt. Auch in den Verschieberichtungen des Linearlagers ist die Kassette 3 einwandfrei an dem zweiten Gehäuseteil 2 gehalten. Dies ist deutlich der 8 zu nehmen, der zu entnehmen ist, das die Kassette 3 mit einem Anschlag 27 versehen ist, gegen den das Ende des zwei ten Bordes 12 anschlägt. In 8 ist zudem deutlich zu erkennen, wie die Kugeln 4 aus dem Lastabschnitt 18 heraus in den Umlenkabschnitt 20 der Kassette 3 hinein geführt werden.
Bei der hier offenbarten erfindungsgemäßen Linearführung sind für die beiden Gehäuseteile 1,2 dünnwandige Bleche verwendet worden, die in einem Umformprozess zu den beschriebenen Gehäuseteilen 1, 2 umgeformt wurden. Vorliegend beträgt die Blechdicke 0,4 mm, wobei die gesamte Bauhöhe der miteinander montierten Gehäuseteile 1, 2 vorwiegend 3,4 mm beträgt. Es hat sich gezeigt, dass für eine vom Gewicht her sehr leichte erfindungsgemäße Linearführung – die zugleich sehr steif ist und die den Einsatz von kleinen Kugeln ermöglicht – Blechdicken ideal sind, die zwischen 0,4 mm und 0,6 mm betragen. Die ideale Bauhöhe der miteinander montierten Gehäuseteile liegt dann zwischen 3,4 mm und 3,8 mm. Die hier erfindungsgemäß vorgesehene Blechdicke von 0,4 mm ermöglicht sehr enge Biegeradien für das Blech; dadurch sind Kugelrillen auch für kleine Kugeln durch bloßes Umformen herstellbar, wobei vorliegend die Kugeln einen Durchmesser von 1 mm haben. Dieser an die Blechdicke angepasste kleine Kugeldurchmesser ermöglicht ein sehr weiches Schiebeverhalten der Linearführung, das insbesondere bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Verwendung in einem Mobiltelefon für die Benutzer ein entscheidendes Auswahlkriterium sein kann.

1: erstes Gehäuseteil
2: zweites Gehäuseteil
3: Kassette
4: Kugel
5: Wälzkörper
6: Umlaufkanal
7: äußere Kammer
8: innere Kammer
9: Gehäusedeckel
10: innerer Bord
11: Sickenboden
12: zweiter Bord
13: Sicke
14: Gehäuseboden
15: erster Bord
16: Schale
17: Schale
18: Lastabschnitt
19: Rücklaufabschnitt
20: Umlenkabschnitt
21
22: Kugelrille
23: Kugelrille
24: Zapfen
25: Ausnehmung
26: Wulst
27: Ausnehmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2005163832 A [0002]

Claims

Linearführung, insbesondere für Mobiltelefone, mit einem mehrteiligen Gehäuse, dessen erstes Gehäuseteil (1) an einem zweiten Gehäuseteil (2) entlang einer Verschiebeachse längsverschieblich über Wälzkörper (5) wälzgelagert ist, wobei das erste Gehäuseteil (1) einen Gehäuseboden (14) und zu der Verschiebeachse parallel angeordnete erste Borde (15) aufweist, wobei das zweite Gehäuseteil (2) einen Gehäusedeckel (9) und zu der Verschiebeachse parallel angeordnete zweite Borde (12) aufweist, wobei an einander zugewandten Bordseiten des ersten und des zweiten Bordes (15, 12) jeweils eine Laufbahn für die Wälzkörper (5) ausgebildet ist, wobei die beiden Gehäuseteile (1, 2) zwei äußere Kammern (7) und eine zwischen den äußeren Kammern (7) angeordnete innere Kammer (8) begrenzen, wobei die beiden äußeren Kammern (7) einerseits von den ersten Borden (15) des ersten Gehäuseteils (1) und die innere Kammer (8) von inneren Borden (10) des zweiten Gehäuseteils (2) begrenzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass dass die ersten Borde (15) einstückig mit dem Gehäuseboden (14) und die zweiten Borde (12) einstückig mit dem Gehäusedeckel (9) verbunden sind.
Linearführung nach Anspruch 1, bei der das erste und/oder das zweite Gehäuseteil (1, 2) aus Blech durch Umformung einstückig hergestellt ist.
Linearführung nach Anspruch 1, bei der die äußeren Kammern (7) andererseits begrenzt sind von den inneren Borden (10) des zweiten Gehäuseteils (2).
Linearführung nach Anspruch 1, bei der in jeder äußeren Kammer (7) je ein endloser Umlaufkanal (6) für das endlose Umlaufen der Wälzkörper (5) vorgesehen ist, wobei jeder Umlaufkanal (6) aus einem Lastabschnitt (18), einem Rücklaufabschnitt (19) sowie zwei, den Lastabschnitt (18) mit dem Rücklaufabschnitt (19) endlos verbindende Umlenkabschnitte (20) aufweist.
Linearführung nach Anspruch 4, bei der der Lastabschnitt (18) durch die beiden Laufbahnen des ersten und des zweiten Bordes (15, 12) der beiden Gehäuseteile (1, 2) gebildet ist.
Linearführung nach Anspruch 4, bei der in den beiden äußeren Kammern (7) je eine Kassette (3) angeordnet ist, die mit den beiden Umlenkabschnitten (20) und dem Rücklaufabschnitt (19) versehen ist.
Linearführung nach Anspruch 6, bei der die Kassette (3) eine Freistellung zwischen den von dem Rücklaufabschnitt (19) abgewandten Enden der beiden Umlenkabschnitte (20) aufweist, wobei der eine Bord (12) des zweiten Gehäuseteils (2) in die Freistellung eingepasst ist.
Linearführung nach Anspruch 6, bei der die Kassette (3) mittels einer Schnappverbindung mit dem einen Gehäuseteil (2) verbunden ist.
Linearführung nach Anspruch 1, bei der die beiden aus Blech gebildeten Gehäuseteile (1, 2) jeweils eine Blechdicke von 0,2 mm bis einschließlich 0,4 mm aufweisen, wobei die beiden wälzgelagerten Gehäuseteile (1, 2) eine Gesamthöhe von 1,5 mm bis einschließlich 4 mm aufweisen, und wobei ein Quotient aus dem Verhältnis der Gesamthöhe zu der Blechdicke 3,75 bis einschließlich 20 beträgt.
Linearführung nach Anspruch 1, bei der die mittlere Kammer eine von den beiden Gehäuseteilen (1, 2) begrenzte Höhe von 0,9 mm bis einschließlich 2,8 mm aufweist.
Linearführung nach Anspruch 1, bei der das zweite Gehäuseteil (2) zwei zu der Verschiebeachse parallel angeordnete Sicken (13) aufweist, die jeweils gebildet sind durch den zweiten Bord (12) und den inneren Bord (10) sowie einen den zweiten Bord (12) einstückig mit dem inneren Bord (10) verbindenden Sickenboden (11).