DE102016107139B4 - Gewindelose Linearschiene - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine gewindelose Linearschiene, die eine Schiene (1), einen Schieber (2), eine Rückführgruppe (A) und ein Befestigungselement (4) umfasst. Der Schieber, die Rückführgruppe und das Befestigungselement werden ohne Schraube miteinander verbunden. Durch die Verstärkungsscheiben wird die Festigkeit der Rückführgruppe erhöht. Die Rückführgruppe wird üblicherweise aus Kunststoff spritzgegossen. Das Befestigungselement und die Verstärkungsscheiben sind aus Metall hergestellt. Das Befestigungselement und die Verstärkungsscheiben umschließen die Rückführgruppe, wodurch ein Austreten der Rollkörper durch ein Hindernis im Kreislaufkanal vermieden wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine gewindelose Linearschiene.
  • 7 zeigt eine herkömmliche Linearschiene, die eine Schiene (1), einen Schieber (2B), Kappen (8), einen Deckel (9), Rollkörper (5) und einen Abschaber (4B) aufweist. Die Kappe (8), der Deckel (9) und der Abschaber (4B) werden mit Schrauben (10) an dem Schieber (2B) befestigt. Die Schiene (1) und der Schieber (2B) besitzen Befestigungslöcher (12) und Schraublöcher (26B). Die Schraublöcher (26B) dienen zur Verbindung des Schiebers (2B) mit einem Werkstück (nicht dargestellt). Die Schiene (1) und der Schieber (2B) besitzen Laufrillen. Die Rollkörper (5) sind in den Laufrillen zwischen dem Schieber (2B) und der Schiene (1) angeordnet, wodurch der Reibungswiderstand für die Bewegung des Schiebers (2B) entlang der Schiene (1) reduziert wird. An den beiden Enden des Schiebers (2B) sind die Kappen (8) angeordnet, um die Rollkörper (5) umzulenken. Wenn der Schieber (2B) entlang der Schiene (1) gleitet, rollen die Rollkörper (5) von den Laufrillen zwischen dem Schieber (2B) und der Schiene (1) durch die Kappe (8) in das Rückführloch (27B) des Schiebers (2B). Aus dem Rückführloch (27B) treten die Rollkörper durch die andere Kappe (8) in die Laufrillen zwischen dem Schieber (2B) und der Schiene zurück. Der Abschaber (4B) ist an der Außenseite der Kappen (8) des Schiebers (2B) angeordnet und dient zur Verhinderung des Eintritts von Fremdstoffen in die Laufrillen zwischen der Schiene (1) und dem Schieber (2B). In die Kappen (8) wird der Deckel (9) gesteckt, damit die Rollkörper reibungslos zurückgeführt werden können.
  • Die Linearschiene mit Kugeln findet eine breite Anwendung bei Präzisionsmaschinen. Da die Linearschiene immer kompakter wird, ist das Volumen des Schiebers auch immer kleiner. Wenn der Schieber ein kleines Volumen hat, müssen kleine Schrauben verwendet werden. Die Bearbeitung der kleinen Schrauben ist schwer. Zudem wird die Montage erschwert, so dass die Herstellungskosten erhöht werden. Eine weitere bekannte Linearführungseinheit ist in der DE 602 06 426 T2 beschrieben, welche eine Führungsschiene mit ersten Laufrillen, einen Führungsschlitten, der sich relativ zur Führungsschiene bewegbar ist und zweite Laufrillen, die den ersten Laufrillen gegenüberliegen, aufweist, und eine Umlaufstrecke, die die Rollelemente laufen können und die eine Belastungsstrecke umfasst, die zwischen den ersten und zweiten Laufrillen definiert ist. Ferner ist in der Linearführungseinheit der DE 602 06 426 T2 eine Wende im Schlitten ausgebildet und an einem Ende davon mit der Belastungsstrecke verbunden, und ist eine Rücklaufstrecke im Schlitten ausgebildet und mit einem anderen Ende der Wende verbunden. Der Schlitten in der Linearführungseinheit der DE 602 06 426 T2 ist aus einem Schlittenkörper, aus seitlich gegenüber liegenden Flügeln und einem Verbundschlittenrahmen zusammengesetzt und weist erste und zweite Mittel zum Ineinandergreifen auf, welche komplementär zueinander sind, so dass durch gegenseitiges ineinandergreifen des ersten und des zweiten Mittel zum Ineinandergreifens der Schlittenkörper und der Verbundschlittenrahmen in einer einheitlichen Verbundkonstruktion zusammengesetzt sind.
  • Weitere Linearführungsvorrichtungen sind beispielsweise aus der US 2003 018 5470 A1 und der JP 2008 116 000 A bekannt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gewindelose Linearschiene zu schaffen, die keine Schraube benötigt und eine kompaktere Bauweise aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße gewindelose Linearschiene gelöst, die umfasst: eine Schiene, die sich in einer Richtung erstreckt, die als Axialrichtung definiert wird, wobei die Schiene an den beiden Seiten der Axialrichtung jeweils eine Laufrille besitzt; einen Schieber, der U-förmig ausgebildet ist und an den beiden Seiten entsprechend den Laufrillen Laufnuten aufweist, wobei die Laufrillen und die Laufnuten einen Laufkanal bilden, wobei zwischen den beiden Seitenteilen eine obere Innenseite gebildet ist, wobei der Schieber an den beiden Seiten in der Axialrichtung jeweils zwei gegenüberliegende Vorsprünge bildet, die jeweils eine Rastnut besitzt, wobei der Schieber einen vierten Positionierteil aufweist; eine Rückführgruppe, die entsprechend dem vierten Positionierteil einen dritten Positionierteil aufweist, wobei der dritte Positionierteil und der vierte Positionierteil ineinander eingreifen, wobei die Rückführgruppe in der Axialrichtung Stirnflächen aufweist, die mit der Innenseite der Rastnut fluchtet, wobei die Stirnflächen einen ersten Positionierteil besitzen, wobei die Rückführgruppe zwei Rückkanäle bildet, die mit dem Laufkanal verbunden sind und mit diesem einen Kreislaufkanal bilden; und ein Befestigungselement, das einen Verbindungsteil und zwei Positionierscheiben an den beiden Enden des Verbindungsteils aufweist, wobei die Dicke der beiden Positionierscheiben kleiner als die Breite der Rastnuten ist, wobei der Verbindungsteil im Ruhezustand bogenförmig ist, wobei der Abstand der Oberseiten der beiden Positionierscheiben größer als der Abstand der Unterseiten der beiden Positionierscheiben ist, wobei der Verbindungsteil auf der oberen Innenseite liegt und die beiden Positionierscheiben an den Stirnflächen der Rückführgruppe liegen, wobei die Oberseiten der beiden Positionierscheiben in die Rastnuten einrasten, wobei die Positionierscheiben entsprechend dem ersten Positionierteil jeweils einen zweiten Positionierteil besitzen, wobei der erste Positionierteil und der zweite Positionierteil ineinander eingreifen, wodurch das Befestigungselement die Freiheit in der Axialrichtung der Rückführgruppe begrenzt.
  • Vorzugsweise beinhaltet die Rückführgruppe zwei Rückführelemente, die U-förmig sind, wobei die beiden Seitenschenkel der beiden Rückführelemente miteinander verbunden sind, wodurch die Rückführgruppe eine quadratische Form hat, wobei die beiden Seitenteile des Schiebers jeweils eine Ausnehmung bilden, wobei in den Ausnehmungen die beiden Seitenschenkel der Rückführelemente aufgenommen werden.
  • Vorzugsweise sind zwei Verstärkungsscheiben vorgesehen, die U-förmig ausgebildet sind und an den beiden Enden einen fünften Positionierteil aufweisen, wobei der fünfte Positionierteil und der zweite Positionierteil ineinander eingreifen, wodurch die Verstärkungsscheibe auf der Unterseite der Rückführgruppe befestigt werden kann.
  • Der Schieber, die Rückführgruppe und das Befestigungselement werden ohne Schraube miteinander verbunden. Durch die Verstärkungsscheiben wird die Festigkeit der Rückführgruppe erhöht. Die Rückführgruppe wird üblicherweise aus Kunststoff spritzgegossen. Das Befestigungselement und die Verstärkungsscheiben sind aus Metall hergestellt. Das Befestigungselement und die Verstärkungsscheiben umschließen die Rückführgruppe, wodurch ein Austreten der Rollkörper durch ein Hindernis im Kreislaufkanal vermieden wird.
  • Im Folgenden wird die Erfindung an Hand einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
  • 1 eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Linearschiene,
  • 2A eine Seitenansicht des Schiebers, des Rückführelements und des Befestigungselements der erfindungsgemäßen Linearschiene vor der Verbindung,
  • 2B eine Seitenansicht des Schiebers, des Rückführelements und des Befestigungselements der erfindungsgemäßen Linearschiene nach der Verbindung,
  • 3 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Linearschiene,
  • 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in 3,
  • 5 eine perspektivische Darstellung der Verstärkungsscheiben der erfindungsgemäßen Linearschiene,
  • 6 eine perspektivische Darstellung des Schiebers mit den Verstärkungsscheiben der erfindungsgemäßen Linearschiene und
  • 7 eine Schnittdarstellung der herkömmlichen Lösung.
  • Wie aus den 1 bis 4 ersichtlich ist, umfasst die erfindungsgemäße Linearschiene: eine Schiene (1), die sich in einer Richtung erstreckt, die als Axialrichtung (X) definiert wird, wobei die Schiene (1) an den beiden Seiten der Axialrichtung (X) jeweils eine Laufrille (11) besitzt; einen Schieber (2), der U-förmig ausgebildet ist und an den beiden Seiten entsprechend den Laufrillen (11) Laufnuten (21) aufweist, wobei die Laufrillen (11) und die Laufnuten (21) einen Laufkanal bilden, wobei zwischen den beiden Seitenteilen (26) eine obere Innenseite (24) gebildet ist, wobei der Schieber (2) an den beiden Seiten in der Axialrichtung (x) jeweils zwei gegenüberliegende Vorsprünge (23) bildet, die jeweils eine Rastnut (231) besitzen, wobei der Schieber (2) einen vierten Positionierteil (25) aufweist, wobei die beiden Seitenteile (26) des Schiebers (2) jeweils eine Ausnehmung (22) bilden; eine Rückführgruppe (A), die zwei Rückführelemente (3) aufweist, die U-förmig sind, wobei die beiden Seitenschenkel (35) der beiden Rückführelemente (3) miteinander verbunden sind, wodurch die Rückführgruppe (A) eine quadratische Form hat, wobei in den Ausnehmungen (22) die beiden Seitenschenkel (35) der Rückführelemente (3) aufgenommen werden, wobei die Rückführelemente (3) entsprechend dem vierten Positionierteil (25) jeweils einen dritten Positionierteil (33) aufweisen, wobei der dritte Positionierteil (33) und der vierte Positionierteil (25) ineinander eingreifen, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel der vierte Positionierteil (25) durch Löcher und der dritte Positionierteil (33) durch Vorsprünge gebildet sind, wodurch die Rückführgruppe (A) an dem Schieber (2) positioniert ist, wobei die Rückführgruppe (A) in der Axialrichtung (X) Stirnflächen (30) aufweist, die mit der Innenseite (2311) der Rastnut (231) fluchtet, wie es in 2A dargestellt ist, oder der Innenseite (2311) vorsteht, wie es in 2B dargestellt ist, wobei die Stirnflächen (30) einen ersten Positionierteil (31) besitzen, wobei die Rückführgruppe (A) zwei Rückkanäle (32) bildet, die mit dem Laufkanal verbunden sind und mit diesem einen Kreislaufkanal bilden; und ein Befestigungselement (4), das einen Verbindungsteil (41) und zwei Positionierscheiben (42) an den beiden Enden des Verbindungsteils (41) aufweist, wobei die Dicke der beiden Positionierscheiben (42) kleiner als die Breite der Rastnuten (231) ist, wobei der Verbindungsteil (41) im Ruhezustand bogenförmig ist, wobei der Abstand (L1) der Oberseiten (422) der beiden Positionierscheiben (42) größer als der Abstand (L2) der Unterseiten (423) der beiden Positionierscheiben (42) ist, wodurch die Befestigungskraft des Befestigungselements (4) für die Rückführgruppe (A) erhöht wird, wie es in 2A dargestellt ist, wobei der Verbindungsteil (41) auf der oberen Innenseite (24) liegt und die beiden Positionierscheiben (42) an den Stirnflächen (30) der Rückführgruppe (A) liegen, wobei die Oberseiten (422) der beiden Positionierscheiben (42) in die Rastnuten (231) einrasten, wobei die Positionierscheiben (42) entsprechend dem ersten Positionierteil (31) jeweils einen zweiten Positionierteil (421) besitzen, wobei sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel der zweite Positionierteil (421) nahe an der Unterseite (423) befindet, wobei der erste Positionierteil (31) und der zweite Positionierteil (421) ineinander eingreifen, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel der erste Positionierteil (31) durch Vorsprünge und der zweite Positionierteil (421) durch Löcher gebildet ist, wodurch das Befestigungselement (4) die Freiheit in der Axialrichtung (x) der Rückführgruppe begrenzt.
  • Wie aus den 5 und 6 ersichtlich ist, weist die erfindungsgemäße Linearschiene weiter eine Verstärkung für die Linearschiene auf. 5 zeigt zwei Verstärkungsscheiben (7). Die Verstärkungsscheiben (7) sind U-förmig ausgebildet und besitzen an den beiden Enden einen fünften Positionierteil (71). Der fünfte Positionierteil (71) und der zweite Positionierteil (421) greifen ineinander ein, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel der fünfte Positionierteil (71) durch Vorsprünge und der zweite Positionierteil (421) durch Löcher gebildet ist. Um den Aufbau zu vereinfachen, greift der fünfte Positionierteil (71) zusammen mit dem ersten Positionierteil (31) in den zweiten Positionierteil (421) ein, wodurch die Verstärkungsscheiben (7) auf der Unterseite (34) der Rückführgruppe (A) befestigt werden kann.
  • Die vorstehende Beschreibung stellt nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und soll nicht als Definition der Grenzen und des Bereiches der Erfindung dienen. Alle gleichwertige Änderungen und Modifikationen gehören zum Schutzbereich dieser Erfindung.
  • Bezugszeichenliste
  • im Stand der Erfindung
    • 1
    Schiene
    2B
    Schieber
    4B
    Abschaber
    5
    Rollkörper
    8
    Kappe
    9
    Deckel
    10
    Schraube
    26B
    Schraubloch
    12
    Befestigungsloch
    27B
    Rückführloch
    In der Erfindung
    X
    Axialrichtung
    1
    Schiene
    11
    Laufrille
    2
    Schieber
    21
    Laufnut
    22
    Ausnehmung
    23
    Vorsprung
    231
    Rastnut
    2311
    Innenfläche
    24
    obere Innenseite
    25
    vierter Positionierteil
    26
    Seitenteil
    A
    Rückführgruppe
    3
    Rückführelement
    30
    Stirnfläche
    31
    erster Positionierteil
    32
    Rückführkanal
    33
    dritter Positionierteil
    34
    Unterseite
    35
    Seitenschenkel
    4
    Befestigungselement
    41
    Verbindungsabschnitt
    42
    Positionierscheibe
    421
    zweiter Positionierteil
    422
    Oberseite
    423
    Unterseite
    5
    Rollkörper
    L1, L2
    Abstand
    7
    Verstärkungsscheibe
    71
    fünfter Positionierteil

Claims (3)

  1. Gewindelose Linearschiene, die umfasst: eine Schiene (1), die sich in einer Richtung erstreckt, die als Axialrichtung (X) definiert wird, wobei die Schiene (1) an den beiden Seiten der Axialrichtung (X) jeweils eine Laufrille (11) besitzt; einen Schieber (2), der U-förmig ausgebildet ist und an den beiden Seiten entsprechend den Laufrillen (11) Laufnuten (21) aufweist, wobei die Laufrillen (11) und die Laufnuten (21) einen Laufkanal bilden, wobei zwischen den beiden Seitenteilen (26) eine obere Innenseite (24) gebildet ist, wobei der Schieber (2) an den beiden Seiten in der Axialrichtung (x) jeweils zwei gegenüberliegende Vorsprünge (23) bildet, die jeweils eine Rastnut (231) besitzen, wobei der Schieber (2) einen vierten Positionierteil (25) aufweist; eine Rückführgruppe (A), die entsprechend dem vierten Positionierteil (25) einen dritten Positionierteil (33) aufweist, wobei der dritte Positionierteil (33) und der vierte Positionierteil (25) ineinander eingreifen, wobei die Rückführgruppe (A) in der Axialrichtung (X) Stirnflächen (30) aufweist, die mit der Innenseite (2311) der Rastnut (231) fluchten, wobei die Stirnflächen (30) einen ersten Positionierteil (31) besitzen, wobei die Rückführgruppe (A) zwei Rückkanäle (32) bildet, die mit dem Laufkanal verbunden sind und mit diesem einen Kreislaufkanal bilden; und ein Befestigungselement (4), das einen Verbindungsteil (41) und zwei Positionierscheiben (42) an den beiden Enden des Verbindungsteils (41) aufweist, wobei die Dicke der beiden Positionierscheiben (42) kleiner als die Breite der Rastnuten (231) ist, wobei der Verbindungsteil (41) im Ruhezustand bogenförmig ist, wobei der Abstand (L1) der Oberseiten (422) der beiden Positionierscheiben (42) größer als der Abstand (L2) der Unterseiten (423) der beiden Positionierscheiben (42) ist, wobei der Verbindungsteil (41) auf der oberen Innenseite (24) liegt und die beiden Positionierscheiben (42) an den Stirnflächen (30) der Rückführgruppe (A) liegen, wobei die Oberseiten (422) der beiden Positionierscheiben (42) in die Rastnuten (231) einrasten, wobei die Positionierscheiben (42) entsprechend dem ersten Positionierteil (31) jeweils einen zweiten Positionierteil (421) besitzen, wobei der erste Positionierteil (31) und der zweite Positionierteil (421) ineinander eingreifen, wodurch das Befestigungselement (4) die Freiheit in der Axialrichtung (x) der Rückführgruppe begrenzt.
  2. Die gewindelose Linearschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführgruppe (A) zwei Rückführelemente (3) beinhaltet, die U-förmig sind, wobei die beiden Seitenschenkel (35) der beiden Rückführelemente (3) miteinander verbunden sind, wodurch die Rückführgruppe (A) eine quadratische Form hat, wobei die beiden Seitenteile (26) des Schiebers (2) jeweils eine Ausnehmung (22) bilden, wobei in den Ausnehmungen (22) die beiden Seitenschenkel (35) der Rückführelemente (3) aufgenommen werden.
  3. Die gewindelose Linearschiene nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zwei Verstärkungsscheiben (7), die U-förmig ausgebildet sind und an den beiden Enden einen fünften Positionierteil (71) aufweisen, wobei der fünfte Positionierteil (71) und der zweite Positionierteil (421) ineinander eingreifen, wodurch die Verstärkungsscheiben (7) auf der Unterseite (34) der Rückführgruppe (A) befestigt werden kann.
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