DE10356169A1

DE10356169A1 - Haltemodul für Rollkugeln

Info

Publication number: DE10356169A1
Application number: DE2003156169
Authority: DE
Inventors: Chin-Pei Wang; Chi-Meng Liao
Original assignee: Hiwin Technologies Corp
Current assignee: Hiwin Technologies Corp
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2005-07-14

Abstract

Haltemodul, in welches eine Mehrzahl von Rollkugeln (30) nacheinander einführbar ist, wobei das Haltemodul hauptsächlich aufweist:
eine Mehrzahl von Abstandsgliedern (20), welche der Trennung der Rollkugeln (30) dient, wobei beide Seiten jedes Abstandsgliedes (20) jeweils mit einer der Form von Rollkugeln angepassten, gewölbten Vertiefung (21) versehen sind; und
eine Mehrzahl von Verbindungselementen (10), welche für die Verbindung der Abstandsglieder (20) sorgen;
dadurch gekennzeichnet,
dass das Abstandsglied (20) und das Verbindungselement (10) als Einzelbauteil ausgeführt sind, wobei das Haltemodul mit guter Umlenkeigenschaft dadurch gebildet ist, dass unter Verwendung der Ring-Nut-Verbindung die Abstandsglieder (20) und die Verbindungselemente (10) über eine gewisse Länge hintereinander zusammensetzbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Haltemodul für Rollkugeln einer Linearführung, die insbesondere in Bereichen von Werkzeugmaschinen, elektronischen Anlagen, Automatisierungs-, Halbleiteranlagen, usw. zum Einsatz kommt.

Linearführungen haben weite Verbreitung in Industriemaschinen und Präzisionsmechanik gefunden, wobei immer mehr Aufmerksamkeit auf die Verwendung der Haltevorrichtung für Rollkugeln im Bereich der Linearführungen geschenkt wurde. Bei herkömmlichen Linearführungen unterscheidet man die Rollenhaltekette in einstückiger Bauweise und die unter Verbindung von mehreren Einzelteilen zusammengesetzte Rollenhaltekette. Wie aus 11 ersichtlich, ist ein Gleitwagen oben an einer Gleitschiene angebracht, wobei im Inneren des Gleitwagens eine Mehrzahl von Rollkugeln 30 vorhanden sind, die dann nacheinander in Abstandshalter der Rollenhaltekette 40 eingeführt sind. Dadurch werden die Rollkugeln 30 voneinander getrennt, was dann deren Zusammenstoß untereinander verhindert. Im herkömmlichen Ausführungsbeispiel gemäß 11 werden die Rollkugeln und die Abstandshalter nacheinander in den Gleitwagen einzeln eingesetzt, was zu viel Zeit- und Kraftaufwand zumutet. Außerdem müssen die Rollkugeln und die Abstandshalter in engem Kontakt stehen, da sonst sich der Abstandshalter leicht von beiden Rollkugeln löst, was zu einer Blockierung innerhalb des Rücklaufkanals führt. Stehen die Rollkugeln und die Abstandshalter in zu enger Berührung, wird dann der Reibungswiderstand erheblich erhöht.

Eine weitere herkömmliche Rollenhaltekette, wie in 12 gezeigt, ist unter Verbindung von mehreren Einzelteilen zusammengesetzt. Bei dieser Gestaltung der Rollenhaltekette 41 werden Abstandshalter 411 über ein flexibles Verbindungselement 412 miteinander verbunden, wobei jeweils eine Rollkugel zwischen zwei Abstandshaltern 411 rollbar vorgesehen ist. Die Herstellung der Rollenhaltekette 41 geschieht in der Weise, dass die Rollkugeln in jeweilige Formen eingelegt und dann im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Dazu wird eine hohe Anforderung an Material und Spritzgussmaschinen gestellt, was eine Erhöhung von Herstellungskosten bewirkt. Außerdem bleiben die Rollkugeln und die Rollenhaltekette 41 in engem Kontakt, was zu einem großen Rollwiderstand führt. Des Weiteren hat die Rollenhaltekette 41 beim Rücklauf Schwierigkeit mit der Umlenkung, was einen reibungslosen Rücklauf beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Haltemodul für Rollkugeln zu schaffen, das mit besserer Umlenkeigenschaft versehen ist, wodurch die zusammensetzbaren Haltemodule mit den Rollkugeln auf einer komplizierten Rücklaufstrecke reibungslos zirkulieren.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Schutzanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im Gegensatz dazu, dass bei herkömmlichen Haltevorrichtungen mit einstückiger Struktur die Umlenkung durch Deformation des Materials erfolgt, besteht das erfindungsgemäße Haltemodul aus mehreren Bauteilen, die drehgelenkig angeordnet sind, was eine freie Umlenkung einer mit den Haltemodulen zusammengesetzten Kettenanordnung bewirkt.

Die oben erwähnten Bauteile sind als Einzelteilen mit einfacher Konfiguration ausgeführt, die im üblichen Spritzgussverfahren herstellbar sind, was die Herstellung erleichtert und somit eine Reduzierung von Herstellungskosten bewirkt.

Des Weiteren ist es möglich, Abstandsglieder und Verbindungselemente unter Verwendung der Ring-Nut-Verbindung über eine gewisse Länge hintereinander zusammenzusetzen. Außerdem ist das untere Ende der Einkerbung als Kreisbogenfläche ausgebildet, wodurch eine rechts und links drehbare Lagerung der Verbindungselemente in den Abstandsgliedern zustande kommt. Dadurch wird eine bessere Umlenkeigenschaft erreicht, wobei das Haltemodul mit den Rollkugeln auf einer komplizierten Rücklaufstrecke reibungslos zirkulieren kann. Außerdem tritt kein Problem mit Kettenverzerrung auf.

Hierbei ist es noch von Vorteil, wenn die Verbindungselemente und die Abstandsglieder aus verschleißfestem und flexiblem Material hergestellt sind, was dann eine Erhöhung der Standzeit sowie eine Verbesserung der Dreheigenschaft des Haltemoduls bewirkt.

Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen deutlich, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nehmen; es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Haltemodul für Rollkugeln in perspektivischer Ansicht;
2 in perspektivischer Ansicht ein erfindungsgemäßes Abstandsglied gemäß 1;
3 eine rechte Ansicht des erfindungsgemäßen Abstandsglieds gemäß 2;
4 eine linke Ansicht des erfindungsgemäßen Abstandsglieds gemäß 2;
5 eine detaillierte Ansicht eines erfindungsgemäßen Verbindungselements gemäß 1;
6 in perspektivischer Ansicht ein erfindungsgemäßes Haltemodul aus einer weiteren Ausführungsform;
7 in perspektivischer Ansicht ein erfindungsgemäßes Abstandsglied gemäß 6;
8 eine detaillierte Ansicht eines erfindungsgemäßen Verbindungselements gemäß 6;
9 in perspektivischer Darstellung der erfindungsgemäßen Rollkugel-Haltemodule, die miteinander verbunden sind und gekrümmt ausgebildet ist, nachdem die Rollkugeln in die jeweiligen Haltemodule eingesetzt werden;
10 in perspektivischer Darstellung der erfindungsgemäßen Rollkugel-Haltemodule, die in der Form einer Kette miteinander verbunden sind;
11 in perspektivischer Ansicht ein Einzel-Haltemodul im Stande der Technik; und
12 in perspektivischer Ansicht ein Haltemodul im Stande der Technik, wobei die Haltemodule miteinander verbunden sind.
Bezugnehmend auf 1 weist das erfindungsgemäße Haltemodul eine Mehrzahl von Abstandsgliedern 20 und Verbindungselementen 10 auf. Die Abstandsglieder 20 dienen der Trennung von Rollkugeln (nicht gezeigt) und der Verringerung von Reibungswiderstand, wobei die Verbindungselemente 10 für drehgelenkige Verbindung zwischen Abstandsgliedern 20 sorgen. Die Montage geschieht in der Weise, dass eine Seite des Verbindungselements 10 in einem der Abstandsglieder 20 befestigt ist, während dessen andere Seite am anderen Abstandsglied 20 angebracht ist. Daher ist das erfindungsgemäße Haltemodul gebildet, indem unter Verwendung der Verbindungselemente 10 die Abstandsglieder 20 über eine gewisse Länge hintereinander verbunden sind.
Aus den 2 bis 4 ist ersichtlich, dass beide Seiten jedes Abstandsgliedes 20 jeweils mit einer der Form von Rollkugeln (nicht gezeigt) angepassten, gewölbten Vertiefung 21 versehen sind. Außerdem weist das Abstandsglied 20 an einer Seite eine Einkerbung 22 und an der anderen Seite Befestigungsnuten 23 auf, um die Verbindungselemente 10 aufzunehmen. Das untere Ende der Einkerbung 22 ist als Kreisbogenfläche ausgebildet, wodurch eine rechts und links drehgelenkige Anordnung der Verbindungselemente 10 in den Abstandsgliedern 20 erfolgt.
Die Verbindungselemente 10, wie in 5 gezeigt, ist als unvollständiger Verbindungsring gestaltet und weist unter Ausbildung einer Öffnung an einer Seite zwei freie, entgegengesetzte Fortsätze 11 auf, die sich den Befestigungsnuten 23 des in 2 dargestellten Abstandsglieds 20 anpassen, wobei die geschlossene Seite 12 des Verbindungselements 10 in der Einkerbung 22 des in 2 dargestellten Abstandsglieds 20 derart gelagert ist, dass eine Auf- und Abbewegung der Verbindungselemente 10 in den Abstandsgliedern 20 zustande kommt.
6 zeigt vom Grundsatz her das gleiche Ausführungsbeispiel wie 1, jedoch mit dem Unterschied, dass jedes Verbindungselement 10A, wie in 8 gezeigt, keine Öffnung aufweist und somit eine vollständige Verbindungsschlinge 10A bildet, und dass jedes Abstandsglied 20, wie in 7 gezeigt, unter Verzicht auf Befestigungsnuten an beiden Seiten jeweils mit einer Einkerbung 22A versehen ist. Das Haltemodul besteht wiederum hauptsächlich aus den Abstandsgliedern 20A und den Verbindungsschlingen 10A, wobei jede Verbindungsschlinge 10A zwei geschlossene Seiten 11A aufweist, die jeweils in der Einkerbung 22A unterschiedlicher Abstandsglieder 20A drehbar gelagert sind. Daher ist das erfindungsgemäße Haltemodul im Ausführungsbeispiel gemäß 6 dadurch ausgebildet, dass unter Verwendung der Verbindungsschlinge 10A die Abstandsglieder 20A über eine gewisse Länge hintereinander verbunden sind. In diesem Ausführungsbeispiel wird die eine Symmetrie aufweisende Konfiguration der Bauteile noch einfacher gemacht, was eine weitere Erleichterung der im Spritzgussverfahren ausgeführten Herstellung und somit eine erhebliche Reduzierung von Herstellungskosten bewirkt. Außerdem sind die Bauteile noch leichter zusammensetzbar.
Aus den 9 und 10 ist zu ersehen, dass Rollkugeln 30 zwischen den Verbindungselementen 10 und den Abstandsgliedern 20 untergebracht sind, wobei die gebildete Kettenanordnung, wie aus den 9 und 10 ersichtlich, in der Form variabel gestaltbar ist, wodurch sie insbesondere in Kugelumlaufspindeln, Linearführungen usw. einsetzbar ist. Um einen optimalen Spiral- und Rücklaufwinkel zu erlangen, spielt die freie Drehbarkeit der Kettenanordnung eine bedeutende Rolle. Das Material für die Verbindungselemente und für die Abstandsglieder kann zur Erhöhung der Standzeit sowie zur Verbesserung der Dreheigenschaft gewählt werden. Dazu können sie aus verschleißfesten und flexiblen Stoffen hergestellt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten. Insbesondere wird der Schutzumfang der Erfindung durch die Ansprüche festgelegt.

10: Verbindungselement
11: Fortsatz
12: geschlossene Seite
20: Abstandsglied
21: gewölbte Vertiefung
22: Einkerbung
23: Befestigungsnut
30: Rollkugel
40: Rollenhaltekette
41: Rollenhaltekette
411: Abstandshalter
412: Verbindungselement
10A: Verbindungselement
11A: geschlossene Seite
20A: Abstandsglied
21A: gewölbte Vertiefung
22A: Einkerbung

Claims

Haltemodul, in welches eine Mehrzahl von Rollkugeln (30) nacheinander einführbar sind, wobei das Haltemodul hauptsächlich aufweist: eine Mehrzahl von Abstandsgliedern (20), welche der Trennung der Rollkugeln (30) dient, wobei beide Seiten jedes Abstandsgliedes (20) jeweils mit einer der Form von Rollkugeln angepassten, gewölbten Vertiefung (21) versehen sind; und eine Mehrzahl von Verbindungselementen (10), welche für die Verbindung der Abstandsglieder (20) sorgen; dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandsglied (20) und das Verbindungselement (10) als Einzelbauteil ausgeführt sind, wobei das Haltemodul mit guter Umlenkeigenschaft dadurch gebildet ist, dass unter Verwendung der Ring-Nut-Verbindung die Abstandsglieder (20) und die Verbindungselemente (10) über eine gewisse Länge hintereinander zusammensetzbar sind.
Haltemodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandsglied (20) mit einer Nutstruktur (22, 23, 22A) versehen ist, wobei das Verbindungselement (10) eine Ringstruktur (11, 12) aufweist.
Haltemodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende der Einkerbung (22) als Kreisbogenfläche ausgebildet ist, wodurch eine rechts und links drehbare Lagerung der Verbindungselemente (10) in den Abstandsgliedern (20) zustande kommt.
Haltemodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossene Seite (12) des Verbindungselements (10) in der Einkerbung (22) des Abstandsglieds (20) derart gelagert ist, dass eine Auf- und Abbewegung der Verbindungsschlingen (10) in den Abstandsgliedern (20) zustande kommt.
Haltemodul nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, – dass das Verbindungselement als vollständige Verbindungsschlinge (10A) ausgebildet ist, welche an beiden Seiten jeweils mit einer geschlossenen Seite (11A); und – dass das Abstandsglied (20A) an beiden Seiten jeweils mit einer Einkerbung (22A) versehen ist, so dass das Haltemodul dadurch ausgebildet ist, dass unter Verwendung der Verbindungsschlingen (10A) die Abstandsglieder (20A) über eine gewisse Länge hintereinander verbunden sind.
Haltemodul nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, – dass das Verbindungselement (10) als unvollständige Verbindungsschlinge ausgebildet ist; – das Abstandsglied (20) an einer Seite eine Einkerbung (22) und an der anderen Seite Befestigungsnuten (23) aufweist; und – dass das Verbindungselement (10) unter Ausbildung einer Öffnung an einer Seite zwei freie, entgegengesetzte Fortsätze (11) aufweist, die sich den Befestigungsnuten (23) des Abstandsglieds (20) anpassen, so dass das Haltemodul dadurch ausgebildet ist, dass unter Verwendung der Verbindungselemente (10) die Abstandsglieder (20) über eine gewisse Länge hintereinander verbunden sind.
Haltemodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (10) und die Abstandsglieder (20) im Spritzgussverfahren hergestellt sind, so dass sie eine einfache Konfiguration aufweist, was eine relative Verringerung von Herstellungskosten bewirkt.
Haltemodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (10) und die Abstandsglieder (20) aus verschleißfestem und flexiblem Material hergestellt sind, was eine Erhöhung der Standzeit sowie eine Verbesserung der Dreheigenschaft des Haltemoduls bewirkt.