DE102009007994B4

DE102009007994B4 - linear guide

Info

Publication number: DE102009007994B4
Application number: DE200910007994
Authority: DE
Inventors: Ludwig Edelmann; Anita Gransow; Thomas Grimm; Thomas Koch; Michael Wittmann
Original assignee: SKF AB
Current assignee: Ewellix AB
Priority date: 2009-02-07
Filing date: 2009-02-07
Publication date: 2011-05-19
Anticipated expiration: 2029-02-08
Also published as: DE102009007994A1

Abstract

Linearführung mit wenigstens zwei über Wälzkörper (9) gegeneinander längsverschiebbaren Führungsschienen, aufweisend einen Käfig (7), in dem die Wälzkörper (9) geführt werden, wobei der Käfig (7) eine Zwangsführung mit einem Führungselement aufweist und in wenigstens einer der Führungsschienen Eingriffmittel für das Führungselement vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffmittel stangenförmig ausgeführt sind und eine in axialer Richtung schraubenförmig umlaufende Zahnreihe aufweisen und das Führungselement als Zahnrad (13) mit zur Zahnreihe passender Zahnung (19) ausgeführt ist.Linear guide with at least two rolling elements (9) against each other longitudinally displaceable guide rails, comprising a cage (7) in which the rolling elements (9) are guided, wherein the cage (7) has a positive guide with a guide element and engaging means in at least one of the guide rails the guide element are provided, characterized in that the engagement means are rod-shaped and have a helically encircling row of teeth in the axial direction and the guide element is designed as a gear (13) to the row of teeth matching teeth (19).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Linearführung mit wenigstens zwei über Wälzkörper gegeneinander längsverschiebbaren Führungsschienen, aufweisend einen Käfig, in dem die Wälzkörper geführt werden, wobei der Käfig eine Zwangsführung mit einem Führungselement aufweist und wenigstens einer der Führungsschienen Eingriffmittel für das Führungselement vorgesehen sind.The present invention relates to a linear guide with at least two rolling elements against each longitudinally displaceable guide rails, comprising a cage in which the rolling elements are guided, wherein the cage has a positive guide with a guide member and at least one of the guide rails engaging means are provided for the guide member.

Zur Vermeidung des bei Linearführungen auftretenden Käfigwanderns ist es bekannt, den Käfig in Relation zu den Führungsschienen zwangszuführen. Ein entsprechender Mechanismus für eine Linearführung ist beispielsweise in der DE 11 92 462 A offenbart. Jede der gegeneinander verschiebbaren Laufschienen ist mit einer Zahnstange verbunden, in die ein mit dem Käfig verbundenes Zahnrad eingreift. Die relative Bewegung des Käfigs und damit der durch ihn geführten Wälzkörper ist somit festgelegt, so dass unbeabsichtigt auftretendes Käfigwandern unterbunden wird.To avoid the cage migration occurring in linear guides, it is known to forcibly guide the cage in relation to the guide rails. A corresponding mechanism for a linear guide is for example in the DE 11 92 462 A disclosed. Each of the mutually displaceable rails is connected to a rack, in which engages a gear connected to the cage. The relative movement of the cage and thus the guided through him rolling elements is thus fixed so that accidentally occurring cage migration is prevented.

Eine vergleichbare Zwangsführung ist in der DE 198 15 525 A1 offenbart. Auch hier weist der Käfig ein mit ihm verbundenes Zahnrad auf, dessen Zahnung aus am Umfang verteilten axial überstehenden Vorsprüngen besteht. In die Führungsschienen der Linearführung sind in gleichmäßigen Abständen hintereinander Ausnehmungen angeordnet, in die die überstehenden Vorsprünge des Zahnrads eingreifen und so die Zwangsführung des Käfigs in Bezug auf die Führungsschienen gewährleisten.A comparable obsession is in the DE 198 15 525 A1 disclosed. Again, the cage has a gear connected to it, the toothing consists of circumferentially distributed axially projecting protrusions. In the guide rails of the linear guide recesses are arranged at regular intervals one behind the other, in which engage the protruding projections of the gear and so ensure the positive guidance of the cage with respect to the guide rails.

Aus der US 5,427,454 A ist eine Linearführung bekannt, bei der ein zwangsgeführter Käfig die Rollelemente führt. Die Zwangsführung umfasst ein mit dem Käfig verbundenes Zahnrad, das mit stangenförmigen Eingriffsmitteln in Eingriff steht. Die Eingriffsmittel sind in entsprechenden Vertiefungen der Laufschienen der Linearführung angeordnet.From the US 5,427,454 A a linear guide is known in which a positively guided cage leads the rolling elements. The positive guide comprises a gear connected to the cage, which engages with rod-shaped engaging means. The engagement means are arranged in corresponding recesses of the rails of the linear guide.

Die EP 1 826 425 A2 offenbart ebenfalls eine Linearführung mit einem zwangsgeführten Käfig. Ein mit dem Käfig verbundenes Zahnrad steht in Wirkeingriff mit in den Führungsschienen eingebetteten Zahnstangen.The EP 1 826 425 A2 also discloses a linear guide with a positively driven cage. A gear connected to the cage is in operative engagement with racks embedded in the guide rails.

Bei den bekannten Ausführungsformen werden die Zahnreihen entweder separat gefertigt und mit der Führungsschiene verschraubt oder unmittelbar mit der Führungsschiene einstückig hergestellt. Letzteres lässt sich beispielsweise durch Bohren oder elektrochemisches Abtragen von Material durchführen. Dies ist jedoch mit einem hohen Fertigungsaufwand verbunden. Beim Bohren müssen Bearbeitungsgrate nachträglich in einem zusätzlichen Arbeitsgang entfernt werden, um die Betriebseigenschaften der Linearführung zu gewährleisten. Insbesondere lange Linearführungen werden so sehr kostenintensiv.In the known embodiments, the rows of teeth are either made separately and bolted to the guide rail or manufactured in one piece directly with the guide rail. The latter can be carried out, for example, by drilling or electrochemical removal of material. However, this is associated with a high production cost. When drilling, machining burrs must be subsequently removed in an additional operation to ensure the operating characteristics of the linear guide. In particular, long linear guides are so very expensive.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Linearführung bereitzustellen, die vor allem einen geringeren Fertigungsaufwand erfordert.It is an object of the present invention to provide an improved linear guide, which requires above all a lower production cost.

Diese Aufgabe wird durch eine Linearführung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung entnehmen.This object is achieved by a linear guide with the features of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims or can be found in the following description.

Bevorzugt weist eine Linearführung mit wenigstens zwei über Wälzkörper gegeneinander längs verschiebbaren Führungsschienen einen Käfig auf, in dem die Wälzkörper geführt werden. Der Käfig weist eine Zwangsführung mit einem Führungselement auf, wobei in wenigstens einer der Führungsschienen Eingriffsmittel für das Führungselement vorgesehen sind. Die Eingriffsmittel sind stangenförmig ausgeführt und weisen eine in axialer Richtung schraubenförmig umlaufende Zahnreihe auf. Das Führungselement ist als Zahnrad mit zur Zahnreihe passender Zahnung ausgeführt.Preferably, a linear guide with at least two rolling elements against each other longitudinally displaceable guide rails on a cage in which the rolling elements are guided. The cage has a positive guide with a guide element, wherein engaging means for the guide element are provided in at least one of the guide rails. The engagement means are rod-shaped and have a helical circumferential row of teeth in the axial direction. The guide element is designed as a gear with matching teeth to the row of teeth.

Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Ausführung ist insbesondere das stangenförmig ausgeführte Eingriffsmittel für das Zahnrad. Durch die in axialer Richtung schraubenförmig umlaufende Zahnreihe lässt sich beispielsweise ein sicherer Presssitz innerhalb der Führungsschiene erzielen, so dass keine Verschraubung oder Verklebung erfolgen muss. Das Zahnrad am Käfig weist eine Zahnreihe mit schräger Zahnung auf, wobei der entsprechende Winkel der Zahnung demjenigen der schraubenförmig umlaufenden Zahnreihe am Eingriffsmittel entspricht. Das Zahnrad greift so reibungsarm in die Zahnreihe ein und gewährleistet eine sichere Zwangsführung des Käfigs. Durch die stangenartige Ausführung der Eingriffmittel lassen sich insbesondere lange Linearführungen kostengünstig mit Eingriffmitteln bestücken.An advantage of the inventive design is in particular the rod-shaped executed engagement means for the gear. By means of the row of teeth extending helically in the axial direction, it is possible, for example, to achieve a secure press fit within the guide rail, so that no screwing or gluing must take place. The gear on the cage has a row of teeth with oblique toothing, wherein the corresponding angle of the toothing corresponds to that of the helically rotating row of teeth on the engagement means. The gear engages with low friction in the row of teeth and ensures safe positive guidance of the cage. Due to the rod-like design of the engagement means, in particular, long linear guides can be inexpensively equipped with engagement means.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Eingriffsmittel durch einen Presssitz mit der Führungsschiene verbunden. Dies erlaubt eine aufwandsarme Verbindung von Führungsschiene und Eingriffsmittel, insbesondere bei langen Linearführungen. Im Vergleich zu bekannten Methoden wie Verschrauben oder Verkleben ist der Presssitz aufgrund seiner Einfachheit zu bevorzugen.In a preferred embodiment of the invention, the engagement means are connected by a press fit with the guide rail. This allows a low-cost connection of guide rail and engagement means, especially for long linear guides. Compared to known methods such as screwing or gluing the press fit is preferred because of its simplicity.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Eingriffsmittel als Gewindestange ausgeführt. Gewindestangen lassen sich als Massenprodukt mit konventionellen Herstellungsmethoden besonders kostengünstig herstellen und dann auf einfache Weise in die Linearführung einbringen.In a preferred embodiment of the invention, the engagement means are designed as a threaded rod. Threaded rods can be produced in a particularly cost-effective manner as a mass product using conventional production methods and then be easily introduced into the linear guide.

Bevorzugt weisen die Führungsschienen im Wesentlichen prismenförmig ausgeführte Laufflächen auf, auf denen die Wälzkörper abwälzen. Dadurch lässt sich in einer bevorzugten Ausführungsform zwischen den Laufflächen eine Ausnehmung zur Aufnahme der Eingriffsmittel vorsehen. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Bauform der Linearführung. Zugleich lässt sich die Gewindestange in die Ausnehmung optimal mit einem Presssitz einbringen. The guide rails preferably have substantially prismatic running surfaces on which the rolling elements roll. As a result, in a preferred embodiment, a recess for receiving the engagement means can be provided between the running surfaces. This allows a particularly compact design of the linear guide. At the same time, the threaded rod can be optimally introduced into the recess with a press fit.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren. Es zeigen: Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the embodiments described below in conjunction with the accompanying figures. Show it:

1 eine perspektivische, schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und 1 a perspective, schematic view of a preferred embodiment of the invention and

2 eine Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. 2 a sectional view of a preferred embodiment of the invention.

In der 1 ist in perspektivischer Darstellung ein Teil einer Linearführung nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Sie umfasst eine Laufschiene 1 mit zwei schräg angeordneten Laufflächen 3 und 5. Die Linearführung umfasst weiter einen Käfig 7, in dem Wälzkörper 9 geführt werden. Die Wälzkörper sind in der dargestellten Ausführungsform als Zylinderrollen ausgeführt. Die Wälzkörper 9 rollen jeweils auf einer der Laufflächen 3 bzw. 5 der Laufschiene 1 ab. In der Darstellung der 1 ist lediglich der Wälzkörper 9 zu sehen, der auf der Lauffläche 3 abrollt. Der zur Lauffläche 5 korrespondierende Wälzkörper ist bezüglich der Längsachse des Systems relativ zum dargestellten Wälzkörper 9 um 90° gedreht, so dass er auf der Lauffläche 5 abrollt. Der Käfig 7 ist in der Darstellung vergleichsweise kurz gewählt, kann jedoch in anderen Ausführungsformen länger sein und deutlich mehr Wälzkörper enthalten. Diese sind dann bevorzugt alternierend hintereinander jeweils um 90° gedreht angeordnet, so dass sie jeweils auf einer beiden Laufflächen abrollen.In the 1 is a perspective view of part of a linear guide according to a preferred embodiment of the invention shown. It includes a running rail 1 with two sloping treads 3 and 5 , The linear guide further comprises a cage 7 in which rolling elements 9 be guided. The rolling elements are designed as cylindrical rollers in the illustrated embodiment. The rolling elements 9 each roll on one of the treads 3 respectively. 5 the track 1 from. In the presentation of the 1 is only the rolling element 9 to see who is on the tread 3 rolls. The to the tread 5 Corresponding rolling elements with respect to the longitudinal axis of the system relative to the illustrated rolling elements 9 turned 90 °, leaving it on the tread 5 rolls. The cage 7 is chosen comparatively short in the illustration, but may be longer in other embodiments and contain significantly more rolling elements. These are then preferably arranged alternately one behind the other in each case rotated through 90 ° so that they each roll on a pair of running surfaces.

Zur Linearführung gehört noch eine vergleichbar aufgebaute Laufschiene, die jedoch aufgrund der sonst unübersichtlichen Darstellung nicht gezeigt ist. Sie ist oberhalb der dargestellten Laufschiene 1 angeordnet und umfasst Laufflächen, die den dargestellten Laufflächen 3 bzw. 5 jeweils gegenüber liegen, so dass die Wälzkörper 9 auch auf ihnen abrollen. So ist eine lineare Verschiebung der beiden Laufschienen möglich.For linear guide still includes a comparably constructed track, but not shown due to the otherwise confusing presentation. It is above the illustrated track 1 arranged and includes treads, the treads shown 3 respectively. 5 lie opposite each other, so that the rolling elements 9 also roll on them. So a linear displacement of the two rails is possible.

Am Käfig 7 ist stirnseitig ein rahmenartiges Halteelement 11 angebracht, das ein vertikal angeordnetes Zahnrad 13 mit dem Käfig verbindet. Das Zahnrad 13 ist drehbar gelagert. Zwischen den Laufflächen 3 und 5 der Laufschiene 1 ist eine Nut 15 ausgebildet, in die eine Gewindestange 17 eingepresst ist. Das Zahnrad 13 des Käfigs 7 ist derart angeordnet und dimensioniert, dass seine Zahnung in die Gewindestange 17 eingreift. Der Käfig 7 ist somit zwangsgeführt, unerwünschtes Käfigwandern wird unterbunden. Somit ist ein wartungsarmer Betrieb der Linearführung möglich.At the cage 7 is frontally a frame-like retaining element 11 attached, which is a vertically arranged gear 13 connects with the cage. The gear 13 is rotatably mounted. Between the treads 3 and 5 the track 1 is a groove 15 formed into a threaded rod 17 is pressed. The gear 13 of the cage 7 is arranged and dimensioned such that its teeth in the threaded rod 17 intervenes. The cage 7 is thus constrained, unwanted cage migration is prevented. Thus, a low-maintenance operation of the linear guide is possible.

In 2 ist die Anordnung der 1 in einer Schnittdarstellung gezeigt. Hier ist zu erkennen, wie sich die Gewindestange 17 in die Nut 15 zwischen den beiden Laufflächen 3 und 5 einpasst. Aufgrund der schrägen Anordnung der Laufflächen 3 und 5 können diese unabhängig von der Nut 15 für die Gewindestange 17 geformt werden. Insbesondere wird ihre Oberflächengüte nicht beeinträchtigt.In 2 is the arrangement of 1 shown in a sectional view. Here you can see how the threaded rod 17 in the groove 15 between the two treads 3 and 5 fits. Due to the oblique arrangement of the treads 3 and 5 These can be independent of the groove 15 for the threaded rod 17 be formed. In particular, its surface quality is not impaired.

Die Gewindestange 17 entspricht bezüglich der Eingriffmöglichkeit für das Zahnrad 13 einer Zahnstange mit schräger Zahnung. Eine Zahnung 19 des Zahnrads 13 ist entsprechend der Steigung des Gewindes der Gewindestange 17 ebenfalls schräg ausgeführt, so dass ein optimales und insbesondere reibungsarmes Ineinandergreifen der beiden Komponenten möglich ist.The threaded rod 17 corresponds with respect to the possibility of engagement for the gear 13 a rack with an oblique toothing. A toothing 19 of the gear 13 is according to the pitch of the thread of the threaded rod 17 also made oblique, so that an optimal and in particular low-friction meshing of the two components is possible.

Besonders vorteilhaft an der Verwendung einer Gewindestange 17 im Vergleich zu bekannten Lösungen ist deren kostengünstige Herstellbarkeit. Gewindestangen sind als Massenprodukt einfach herzustellen und zu beziehen. Somit lassen sich unter Verwendung einer Gewindestange insbesondere lange Linearführungen mit zwangsgeführtem Käfig ausrüsten, was mit bekannten Ausführungen nur unter erhöhtem Aufwand und unter erhöhten Kosten möglich war. Zudem lassen sich auch bestehende Linearführungen unter vertretbarem Aufwand mit entsprechenden Zwangsführungen nachrüsten.Particularly advantageous with the use of a threaded rod 17 Compared to known solutions is their cost manufacturability. Threaded rods are easy to produce and to obtain as a mass product. Thus, using a threaded rod in particular long linear guides can be equipped with forcibly guided cage, which was possible with known designs only with increased effort and at increased cost. In addition, existing linear guides can also be retrofitted with appropriate positive guides at a reasonable cost.

Das in den 1 und 2 erläuterte Ausführungsbeispiel zeigt lediglich eine bevorzugte Ausführung eines zwangsgeführten Käfigs für eine Linearführung. Äquivalente Konstruktionen lassen sich ebenfalls für andersartige Linearführungen, beispielsweise mit kugelgelagerter Führung, auf gleiche Weise vorteilhaft herstellen.That in the 1 and 2 illustrated embodiment shows only a preferred embodiment of a positively driven cage for a linear guide. Equivalent constructions can likewise be advantageously produced in the same way for other types of linear guides, for example with ball-bearing guide.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Laufschienerunner
33: Laufflächetread
55: Laufflächetread
77: KäfigCage
99: Wälzkörperrolling elements
1111: Halteelementretaining element
1313: Zahnradgear
1515: Nutgroove
1717: Gewindestangethreaded rod
1919: ZahnungPerforation

Claims

Linear guide with at least two rolling elements ( 9 ) against each other longitudinally displaceable guide rails, comprising a cage ( 7 ), in which the rolling elements ( 9 ), the cage ( 7 ) has a positive guide with a guide element and in at least one of the guide rails engaging means are provided for the guide element, characterized in that the engagement means are rod-shaped and have a helically rotating in the axial direction of the row of teeth and the guide element as a gear ( 13 ) with toothing suitable toothing ( 19 ) is executed.

Linear guide according to claim 1, wherein the engagement means are connected to the at least one guide rail via a press fit.

Linear guide according to claim 1 or 2, wherein the row of teeth and the toothing ( 19 ) have a same pitch angle.

Linear guide according to one of the preceding claims, in which the engagement means as a threaded rod ( 17 ) is executed.

Linear guide according to one of the above claims, wherein the positive guide a holding element ( 11 ), over which the gear ( 13 ) with the cage ( 7 ) connected is.

Linear guide according to one of the above claims, wherein the guide rails run obliquely to one another running surfaces ( 3 . 5 ), on which the rolling bodies ( 9 ).

Linear guide according to claim 6, wherein between the running surfaces ( 3 . 5 ) is provided a recess for receiving the engagement means.

Linear guide according to claim 6 or 7, wherein a first portion of the rolling elements ( 9 ) in the cage ( 7 ) are arranged so that they on a first of the treads ( 3 . 5 ) and a second portion of the rolling elements ( 9 ) in the cage ( 7 ) are arranged on a second of the treads ( 3 . 5 ).

Linear guide according to claim 8, wherein the rolling elements ( 9 ) of the first and second portions alternately in the cage ( 7 ) are arranged.