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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Linearführung mit zwangsgeführtem
Käfig, umfassend wenigstens zwei sich gegenüberliegende
Laufschienen, die über Wälzkörper gegeneinander
verschiebbar gelagert sind, wobei die Wälzkörper
in wenigstens einem zwangsgeführten Käfig angeordnet
sind, wobei die Zwangsführung wenigstens ein mit dem Käfig
verbundenes Zwangsführungselement aufweist, das mit wenigstens
zwei, jeweils einer der Laufschienen zugeordneten Eingriffsmitteln
in Wirkkontakt steht, wobei die Eingriffsmittel entlang der Laufschienen
axial ausgedehnt sind.
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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 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.
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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.
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Eine
weitere Linearführung ist aus der
EP 1 236 912 B1 bekannt.
Die offenbarte Linearführung umfasst zwei Laufschienen,
die über Wälzkörper gegeneinander verschiebbar
gelagert sind. Die Wälzkörper sind in einem gemeinsamen
Käfig geführt, wobei der Käfig wiederum
eine Zwangsführung aufweist. Die Laufschienen der Linearführung
sind beabstandet angeordnet, wobei ein Spalt entsteht, der durch
die Dimensionierung der Wälzkörper festgelegt ist.
Mit jeder der Laufschienen ist eine sich axial erstreckende gewinkelt
ausgeführte Zahnstange verbunden, die mit einem Zahnrad
in Wirkkontakt steht, das im Käfig drehbar gelagert ist.
Auf diese Art wird eine Zwangsführung des Käfigs
erreicht, so dass unerwünschtes Käfigwandern unterdrückt
wird. Die gewinkelten Zahnstangen umfassen einen Befestigungsabschnitt,
mittels dem sie an jeweils einer Seitenfläche der korrespondierenden
Laufschiene befestigt sind. Der bezüglich des Befestigungsabschnitts
abgewinkelt angeordnete Zahnstangenabschnitt ragt hingegen in den
Spalt zwischen den beiden Laufschienen.
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Ebenfalls
ist in der
EP 1 236
912 B1 eine ähnlich geartete Linearführung
offenbart, bei der die Zahnstangen ebenfalls gewinkelt ausgeführt
sind und jeweils an zwei Seiten der Laufschiene befestigt sind.
Jeder der zueinander abgewinkelt angeordneten Abschnitte der Zahnstange
weist Ausformungen auf, die mit korrespondierenden Ausnehmungen
in den Laufschienen in Wirkeingriff bringbar sind, so dass eine
Befestigung der Zahnstange an der jeweiligen Laufschiene möglich
ist. Die Zahnstangen sind folglich an die jeweilige Laufschiene
einklipsbar, wodurch die Ausformungen der Zahnstange mit den jeweiligen
Ausnehmungen der Laufschiene in Eingriff kommen und die Zahnstange
somit gehaltert wird.
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Aus
der
JP 2005-113939
A ist ebenfalls eine Linearführung mit zwangsgeführtem
Käfig bekannt. Eine Zahnstange ist an einer Seitenfläche
einer der Laufschienen befestigt. Über zwei durch einen
Schaft verbundene Zahnräder steht ein Käfig der
Linearführung mit der Zahnstange in Wirkeingriff, so dass
eine Zwangsführung des Käfigs erzielt wird.
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Aus
der
DD 130 994 ist eine
Wälzführung mit zwangsgeführtem Wälzkäfig
bekannt, wobei eine Zahnradeinheit mit einer Drehachse entsprechend dem
Abstand zwischen zwei Schienen an einer der Schienen drehbar gelagert
ist und in eine seitliche Verzahnung des Käfigs sowie in
eine an der anderen Schiene ausgebildete Zahnstange eingreift.
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Die
bekannten Linearführungen mit zwangsgeführtem
Käfig zeichnen sich im Allgemeinen durch einen komplexen
oder unkompakten Aufbau aus. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine alternative Linearführung mit zwangsgeführtem
Käfig anzugeben, die besonders einfach und kompakt aufgebaut
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Linearführung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Gemäß Patentanspruch
1 wird eine Linearführung mit zwangsgeführtem
Käfig angegeben, umfassend wenigstens zwei sich gegenüberliegende Laufschienen,
die über Wälzkörper gegeneinander verschiebbar
gelagert sind. Die Wälzkörper sind in wenigstens
einem zwangsgeführten Käfig angeordnet, wobei
die Zwangsführung wenigstens ein mit dem Käfig
verbundenes Zwangsführungselement aufweist, das mit wenigstens
zwei, jeweils einer der Laufschienen zugeordneten Eingriffsmitteln
in Wirkkontakt steht. Die Eingriffsmittel sind entlang der Verschiebungsrichtung
der Laufschienen axial ausgedehnt, wobei die Laufschienen jeweils
wenigstens eine axial ausgedehnte Ausnehmung aufweisen. Die Ausnehmung
schließt sich an eine der jeweils anderen Laufschiene gegenüber
liegenden Stirnfläche der Laufschiene an und erstreckt
sich parallel zu einer Seitenfläche der Laufschiene. Die
Eingriffsmittel sind in der Ausnehmung gehaltert. Eine derartige
Linearführung zeichnet sich durch eine besonders kompakte
Bauform aus. Die bei bekannten Linearführungen offenbarten
Eingriffsmittel sind im Allgemeinen seitlich der Laufschiene befestigt,
wodurch sich der Aufbau in parallel zur Stirnfläche liegender
Richtung vergrößert. Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist jedoch eine Ausnehmung vorgesehen, in
der die Eingriffsmittel derart angeordnet sind, dass sie parallel zur
Ebene der Stirnfläche der sich gegenüberliegenden
Laufschienen nicht über die Ausdehnung der Laufschiene
hinaus ragen. Dadurch ergibt sich die kompakte Bauform.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedes Eingriffsmittel
in einer einzigen Ausdehmung gehaltert. Diese Ausführung
ist besonders einfach gestaltet, da die Größe
der Ausnehmung beispielsweise an die Größe des
Eingriffsmittels angepasst ist, was den Fertigungsaufwand für
die Einzelteile der Linearführung reduziert.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Laufschienen
beabstandet angeordnet, wodurch ein Spalt definiert wird. Jedes
der Eingriffsmittel ist derart angeordnet, dass ein mit dem Zwangsführungselement
in Wirkkontakt stehender Abschnitt des Eingriffsmittels im Spalt
angeordnet ist. Das Eingriffsmittel ist folglich an einer der Laufschienen
befestigt und ragt in den Spalt zwischen den Laufschienen, in dem
sich auch die Wälzkörper und der Käfig
mit dem Zwangsführungselement befinden. Folglich ist es
auf einfache Weise möglich, einen Wirkkontakt zwischen
dem Zwangsführungselement und dem entsprechenden Abschnitt
des Eingriffsmittels im Spalt herzustellen. Der konstruktive Aufwand für
die entsprechend ausgebildete Linearführung ist somit geringer
als bei bekannten Lösungen, ohne Einschränkungen
bezüglich der kompakten Bauweise hinnehmen zu müssen.
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Vorteilhaft
ist eine Ausgestaltung der Erfindung derart, dass die zu den beiden
Laufschienen korrespondierenden Eingriffsmittel auf gegenüberliegenden
Seiten des Zwangsführungselements angeordnet sind. Insbesondere
im Fall eines einfach ausgebildeten, symmetrisch aufgebauten Zwangsführungselements
lässt sich so auf einfache Weise ein gleichzeitiger Wirkkontakt
des Zwangsführungselements mit beiden Eingriffsmitteln
und damit mit beiden Laufschienen herstellen.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Zwangsführungselement
als Zahnrad und die Eingriffsmittel als Lochblech ausgeführt.
Das Zahnrad ist dabei derart gestaltet, dass seine Zähne zum
Lochblech korrespondierend ausgebildet sind, so dass ein reibungsarmer
Wirkkontakt zwischen dem Zahnrad und dem Lochblech sichergestellt
ist. Das Lochblech lässt sich auf einfache Weise per Massenfertigung
mit nahezu beliebiger Länge herstellen. Es weist einen
Abschnitt mit den Löchern zur Herstellung des Wirkkontakts
mit dem entsprechend ausgestalteten Zahnrad auf. Daran anschließend
befindet sich ein Befestigungsabschnitt, mittels dem das Lochblech
vorzugsweise auf seiner gesamten Länge mit der Ausnehmung
in der Laufschiene verbunden ist. Der Wirkabschnitt des Lochblechs
ragt über den Spalt zwischen den Laufschienen, in dem auch
der Käfig mit dem Zahnrad angeordnet ist. Eine derart ausgebildete
Laufschiene ist besonders aufwandsarm herstellbar.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus dem
nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel im Zusammenhang
mit den beigefügten Figuren. Es zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Laufschiene,
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2 eine
Aufsicht einer Linearführung mit Laufschienen der 1 und
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3 eine
Schnittdarstellung der Linearführung der 2.
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In
der 1 ist als Teil einer Linearführung eine
Laufschiene 1 dargestellt. Auf die Darstellung der gegenüber
liegenden Laufschiene wurde aus Übersichtlichkeits gründen
verzichtet, damit der zwischen den Laufschienen angeordnete Käfig
mit der Zwangsführung darstellbar ist.
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Die
Laufschiene 1 ist gegenüber der nicht dargestellten
Laufschiene über Wälzkörper linearverschiebbar
gelagert. Die Wälzkörper sind im vorliegenden
Ausführungsbeispiel als Kugeln 3 ausgeführt.
Es sind weitere Ausführungsmöglichkeiten mit andersartigen
Wälzkörpern, wie beispielsweise Zylinder- oder
Kegelrollen möglich. Die Laufschienen 1 sind entsprechend
auszubilden. Die Laufschiene 1 weist eine den Kugelnabmessungen
entsprechend ausgebildete Lauffläche 17 auf. Die
Kugeln 3 der Linearführung sind in einem hier
nur schematisch angedeuteten Käfig 5 geführt.
Sie sind somit bezüglich ihres relativen Abstands untereinander
fixiert. Zwischen zwei der Kugeln 3 ist ein Zahnrad 7 angeordnet.
Das Zahnrad 7 liegt parallel zur Bewegungsebene des Käfigs 5.
Es ist drehbar mit dem Käfig 5 verbunden. An der
Laufschiene 1 ist eine Ausnehmung 9 ausgebildet.
Die Ausnehmung 9 kann beispielsweise durch einen Materialabtrag
erzeugt werden und hat im vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Form einer Abkantung. In der Ausnehmung 9 ist ein Lochblech 11 befestigt.
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Das
Lochblech 11 ist in der 2 nochmals detailliert
dargestellt. Hier ist zusätzlich die der Laufschiene 1 gegenüberliegende
Laufschiene 1' gezeigt. Das Lochblech 11 ist derart
ausgestaltet, dass es einen Befestigungsabschnitt umfasst, der wiederum
Schraublöcher 13 aufweist. Durch die Schraublöcher 13 ist
das Lochblech 11 mittels Schrauben mit der Laufschiene 1 fest
verbunden. Alternativ lassen sich Lochblech 11 und Laufschiene 1 auch
verkleben oder verschweißen oder mittels Stiften oder Nieten verbinden.
Das Lochblech 11 weist senkrecht zur Bewegungsrichtung
der Laufschiene 1 angeordnete Löcher 15 auf,
die über den Rand der Laufschiene 1 hinaus in
den Zwischenraum zwischen den Laufschienen 1 und 1' hineinragen.
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In
der 1 ist dargestellt, dass die Löcher 15 mit
dem parallel zur Stirnseite der Laufschiene 1 angeordneten
Zahnrad 7 in Wirkkontakt treten können. Bei einer Bewegung
der Laufschiene 1 relativ zum Käfig 5 dreht
sich das Zahnrad 7 aufgrund des erzwungenen Eingriffs seiner
Zähne in die Löcher 15 des Lochblechs 11.
Dadurch wird die Bewegung des Käfigs 5 eingeschränkt.
Auf diese Weise ergibt sich eine Zwangsführung des Käfigs 5,
so dass unerwünschtes Käfigwandern verhindert
wird.
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In
der 3 ist eine Schnittdarstellung der Linearführung
aus der 1 dargestellt. In diesem Fall
sind zwei Laufschienen 1 und 1' dargestellt, die sich
gegenüberliegen. Jede der Laufschienen 1 und 1' weist
eine nutförmige Ausnehmung 51 auf. In der jeweiligen
Ausnehmung 51 der Laufschienen 1 und 1' sind
die ebenfalls als Kugeln 3 ausgebildeten Wälzkörper
gelagert. Die nutförmigen Ausnehmungen 51 bilden
dabei eine Anlauffläche für die Kugeln 3,
so dass die Laufschienen 1 und 1' senkrecht zur Zeichnungsebene
linear gegeneinander verschiebbar gelagert sind. Senkrecht zur Zeichnungsebene sind
mehrere Kugeln 3 hintereinander in einem Käfig 5 zusammengeführt.
Der Käfig 5 umfasst ein mit ihm drehbar verbundenes
Zahnrad 7, das senkrecht zur Zeichnungsebene ausgerichtet
ist. An der Laufschienen 1 bzw. 1' ist eine Ausnehmung 9 bzw. 9' ausgebildet,
in der jeweils ein senkrecht zur Zeichnungsebene axial sich erstreckendes
Lochblech 11 bzw. 11' befestigt ist. Die Tiefe
der Ausnehmung 9 bzw. 9' innerhalb der Zeichnungsebene
ist derart gewählt, dass das Lochblech 11 bzw. 11' bezüglich
seiner Dicke vollständig in der Ausnehmung 9 bzw. 9' versenkbar
ist. Insofern steht das Lochblech 11 bzw. 11' aufgrund
seiner geringeren Dicke im Vergleich zur Ausnehmung 9 bzw. 9' seitlich
nicht über die Laufschiene 1 bzw. 1' hinaus,
wodurch eine kompakte Bauform erreicht wird.
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Durch
die zwischen den Laufschienen 1 und 1' gelagerten
Kugeln 3 entsteht ein Spalt 53 zwischen den Laufschienen 1 und 1'.
Im Spalt 53 sind der Käfig 5 und das
Zahnrad 7 angeordnet. Die Lochbleche 11 bzw. 11' sind
derart ausgebildet, dass sie in den Spalt 53 hineinragen.
Das Zahnrad 7 ist von seiner Größe her
derart dimensioniert, dass es mit beiden Lochblechen 11 und 11' gleichzeitig
in Wirkkontakt steht.
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Die
Lochbleche 11 bzw. 11' weisen in dem über
den Spalt 53 ragenden Abschnitt Löcher auf (vgl. 1),
die in der senkrecht zur Zeichnungsebene liegenden Richtung hintereinander
regelmäßig beabstandet angeordnet sind. Größe
und Abstand der Löcher des Lochblechs 11 bzw. 11' sind
mit der Zahnung des Zahnrads 7 korrespondierend gewählt. Dadurch
ist ein gegenseitiges Ineinandergreifen der Zahnung des Zahnrads 7 und
der Löcher der Lochbleche 11 und 11' möglich,
so dass der Käfig 5 durch das mit ihm drehbar
verbundene Zahnrad 7 an den Lochblechen 11 und 11' und
damit an beiden Laufschienen 1 und 1' zwangsgeführt
ist. Ein unerwünschtes Wandern des Käfigs 5 bei
linearer Bewegung der Laufschienen 1 und 11' gegeneinander
wird dadurch effizient verhindert.
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In
einem alternativen Ausführungsbeispiel kann das Lochblech
mit der Laufschiene durch Nieten oder Stifte verbunden sein.
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- 1,
1'
- Laufschiene
- 3
- Kugeln
- 5
- Käfig
- 7
- Zahnrad
- 9,
9'
- Ausnehmung
- 11,
11'
- Lochblech
- 13
- Schraublöcher
- 15
- Löcher
- 17
- Lauffläche
- 51
- Ausnehmung
- 53
- Spalt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 1192462 [0002]
- - DE 19815525 A1 [0003]
- - EP 1236912 B1 [0004, 0005]
- - JP 2005-113939 A [0006]
- - DD 130994 [0007]