DE10356854B4

DE10356854B4 - Linearführung mit einer zusammensetzbaren Verschlusseinrichtung und Verfahren zur Einführung von Wälzkugeln

Info

Publication number: DE10356854B4
Application number: DE2003156854
Authority: DE
Inventors: Chi-Meng Liao
Original assignee: Hiwin Technologies Corp
Current assignee: Hiwin Technologies Corp
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2023-12-06
Also published as: DE10356854A1

Abstract

Linearführung mit einer zusammensetzbaren Verschlusseinrichtung, die wenigstens aufweist:
eine Führungsschiene (10), die sich über eine gewisse Länge erstreckt und deren beide Längsseiten jeweils eine parallel zur Führungsschiene (10) verlaufende Wälzführungsrille aufweisen;
einen Führungsschlitten (20), der oben an der Führungsschiene (10) verschiebbar angeordnet und an den der Führungsschiene (10) zugewandten Innenlängsseiten mit Wälzführungsrillen versehen ist, die den Wälzführungsrillen der Führungsschiene (10) entsprechen;
eine Mehrzahl von Wälzkugeln (50), die im Inneren der zwischen der Führungsschiene (10) und dem Führungsschlitten (20) ausgebildeten Wälzführungsrillen rollend zirkulieren; und
zwei Verschlusseinrichtungen (30), die jeweils an den Enden des Führungsschlittens (20) angebracht sind und innen einen vollständigen Rücklaufkanal aufweisen, in welchem ein reibungsarmer Rücklauf der Wälzkugeln (50) erfolgt, so dass eine Zirkulation der Wälzkugeln (50) erfolgen kann; wobei
die Verschlusseinrichtung (30) ein Zwischenstück (31) und eine Außenkappe (32) aufweist;
– wenigstens zwei Paare von Führungsbohrungen (311) im Zwischenstück (31) ausgebildet sind,...

Description

Die Erfindung betrifft eine Linearführung mit einer zusammensetzbaren Verschlusseinrichtung und ein Verfahren zur Einführung von deren Wälzkugeln, wobei die Linearführung als Führungsmechanismus für Linearbewegung verwendet ist, während die Verschlusseinrichtung eine Zirkulation von Wälzkugeln innerhalb der Linearführung bewirkt.
Eine entsprechende Linearführung, wie in 7 gezeigt, umfasst eine Führungsschiene (nicht gezeigt), einen Führungsschlitten 20 und zwei Verschlusseinrichtungen 60. Die Verschlusseinrichtung 60 besteht aus einem Hauptkörper 61 und einem Zwischenblech 62, wodurch der Rücklauf von nicht dargestellten Wälzkugeln erfolgt, was eine Zirkulation ermöglicht. Im herkömmlichen Ausführungsbeispiel gemäß 7 ist von Nachteil, dass die Wälzkugeln schwierig in die innere Seitenfläche in Form eines umgekehrten U einführbar sind. Die Einführung der Einzelkugeln mutet daher zu viel Zeit- und Kraftaufwand. Ist die Linearführung in Miniatur-Form gestaltet, wird die Einführung noch schlimmer erschwert, was die Herstellungskosten erheblich erhöht und somit eine Reduzierung der Konkurrenzfähigkeit von Produkten in entsprechendem Maße bewirkt.
Weiterhin ist aus der DE 198 26 703 A1 eine Linearführung mit einer Führungsschiene und einem wälzkugelgelagerten Führungsschlitten bekannt. An beiden Enden des Führungsschlittens ist jeweils eine Verschlusseinrichtung mit einem Zwischenstück und einer Außenkappe angeordnet. Das Zwischenstück ist als Plattenabschnitt ausgebildet und weist gekrümmte Führungsabschnitte auf.
Die DE 196 13 626 A1 offenbart eine Linearführung mit einer Führungsschiene, die Wälzkörperumläufe umfasst. Dabei ist zur Befüllung der Wälzkörperumläufe mit Wälzkörpern ein Füllkanal vorgesehen. Um den Füllkanal zu verschließen, sind Verschlussstopfen vorgesehen.
Die vorher genannten Dokumente des Standes der Technik offenbaren zwar Vorrichtungen zum Befüllen eines Wälzkörperumlaufs, jedoch ist eine sichere automatische Befüllung nicht zu realisieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linearführung mit einer zusammensetzbaren Verschlusseinrichtung und ein Verfahren zur automatischen Einführung von Wälzkugeln zu schaffen, wobei unter Verwendung der erfindungsgemäßen Verschlusseinrichtung die Linearführung einfacher zusammensetzbar ist, was eine Verringerung der Zusammenbaudauer bewirkt und somit eine Minimierung von Herstellungskosten zustande kommt.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Linearführung zeichnet sich dadurch aus:
eine Führungsschiene, die sich über eine gewisse Länge erstreckt und deren beide Längsseiten jeweils eine parallel zur Führungsschiene verlaufende Wälzführungsrille aufweisen;
einen Führungsschlitten, der oben an der Führungsschiene verschiebbar angeordnet und an den der Innenlängsseiten mit Wälzführungsrillen versehen ist, die den Wälzführungsrillen der Führungsschiene entsprechen;
eine Mehrzahl von Wälzkugeln, die im Inneren der zwischen der Führungsschiene und dem Führungsschlitten ausgebildeten Wälzführungsrillen rollend zirkulieren, was eine Minimierung der Reibungskraft des Führungsschlittens auf die Führungsschiene bewirkt; und
zwei Verschlusseinrichtungen, die jeweils an den Enden des Führungsschlittens angebracht sind und innen einen vollständigen Rücklaufkanal aufweisen, in welchem ein reibungsarmer Rücklauf der Wälzkugeln erfolgt, so dass eine Zirkulation der Wälzkugeln erfolgen kann.
Die Linearführungen haben eine immer breitere Verbreitung gefunden. Daher wird durch eine Erhöhung der Produktivität die Konkurrenzfähigkeit auf dem Markt gesichert.
Unter Berücksichtigung dessen, von wo die Wälzkugeln in den Führungsschlitten am einfachsten und am zeitsparendsten einzuführen sind, ergibt sich, dass die Wälzkugeln von beiden Enden des Führungsschlittens aus einzuführen sind. An beiden Enden des Führungsschlittens sind Verschlusseinrichtungen angeordnet. Daher ist die erfindungsgemäße Verschlusseinrichtung umgestaltet, um die Anforderung an höhere Produktivität zu erfüllen.
Hierbei ist von Vorteil, wenn die Verschlusseinrichtung mit einer individuell zusammensetzbaren Konfiguration versehen ist. Dazu besteht die Verschlusseinrichtung aus einem Zwischenstück und einer Außenkappe. Die Rücklaufstrecke innerhalb der Verschlusseinrichtung ist in einen offenen und geschlossenen Teil unterteilt. Das Zwischenstück ist jeweils an beiden Enden des Führungsschlittens angebracht und besitzt den offenen Teil der Rücklaufstrecke, während die Außenkappe an der Außenseite des Zwischenstücks angebracht ist und den geschlossenen Teil der Rücklaufstrecke besitzt.
Verfahren zur Einführung von Wälzkugeln einer Linearführung zeichnen sich durch die folgenden Schritte aus:

– Anbringen des Zwischenstücks und der Außenkappe an einem Ende des Führungsschlittens;
– Umdrehen des Führungsschlittens derart, dass das andere Ende des Führungsschlittens zur Verfügung steht;
– Anbringen eines weiteren Zwischenstücks am anderen Ende des Führungsschlittens;
– Einführen der Wälzkugeln durch die Führungsbohrungen hindurch in den Führungsschlitten; und
– Anbringen der Außenkappe an der Außenseite des Zwischenstücks,

Des Weiteren ist es möglich, die Wälzkugeln unter Verwendung eines automatischen Speisesystems einzuführen, welches über den Führungsbohrungen installiert ist, was eine schnelle und automatische Einspeisung der Wälzkugeln in den Führungsschlitten erlaubt und somit eine Minimierung der Zusammenbaudauer bewirkt.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform deutlich, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Linearführung mit einer zusammensetzbaren Verschlusseinrichtung in perspektivischer Explosionsdarstellung;
2 eine schematische Darstellung der Innenseite des Zwischenstücks gemäß 1;
3 eine schematische Darstellung der Außenseite des Zwischenstücks gemäß 1;
4 eine schematische Darstellung der Innenseite der Außenkappe gemäß 1;
5 eine schematische Darstellung der Außenseite der Außenkappe gemäß 1;
6 in perspektivischer Ansicht eine erfindungsgemäße Linearführung mit angedeuteter Einführungsweise der Wälzkugeln in den Führungsschlitten; und
7 in perspektivischer Explosionsdarstellung eine Linearführung nach dem Stande der Technik.
Bezugnehmend auf 1 umfasst die erfindungsgemäße Linearführung eine Führungsschiene 10 und einen Führungsschlitten 20, wobei der Führungsschlitten 20 oben an der Führungsschiene 10 angebracht ist. Außerdem sind die beiden Enden des Führungsschlittens 20 jeweils mit einer Verschlusseinrichtung 30 versehen. In der Verschlusseinrichtung 30 ist eine komplette Rücklaufstrecke vorhanden, auf welcher eine Mehrzahl von Wälzkugeln (nicht gezeigt) zirkulieren. Die Verschlusseinrichtung 30 besteht aus einem Zwischenstück 31 und einer Außenkappe 32, die beide am Führungsschlitten 20 mit Schrauben 40 befestigt sind.
Auf das Zwischenstück 31 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2 und 3 eingegangen. Die Innenseite des Zwischenstücks 31 ist dem in 1 dargestellten Führungsschlitten 20 angepasst. Außerdem weist das Zwischenstück 31 eine Mehrzahl von Führungsbohrungen 311 auf, über welche der Ein- und Austritt der nicht dargestellten Wälzkugeln in den Führungsschlitten 20 bzw. daraus erfolgt, wobei eine Mehrzahl von Schraublöchern 312 im Zwischenstück 31 vorhanden sind, in welche die Schrauben 40 greifen Die Außenseite des Zwischenstücks 31 ist der Außenkappe 32 angepasst. Überdies ist das Zwischenstück 31 außen mit Positionierlöchern 313 versehen, durch die das Zwischenstück 31 entsprechend der Außenkappe 32 ausgerichtet ist. Zwischen den an der Außenseite des Zwischenstücks 31 angeordneten Führungsbohrungen 311 befindet sich eine Führungskurve 314. Ferner besitzt das Zwischenstück 31 eine obere Positioniernut 315, seitliche Positioniernuten 316 und untere Positioniernuten 317, was eine Positionierung von nicht dargestellten Rollenhaltevorrichtungen am Zwischenstück 31 bewirkt. Schließlich befindet sich eine Außenwand 318 gewisser Höhe am Außenrand des Zwischenstücks 31, was ein Herunterfallen der Wälzkugeln von den Führungsbohrungen 311 verhindert.
Anschließend wird auf die Außenkappe 32 unter Bezugnahme auf die 4 und 5 eingegangen. An den den Führungsbohrungen 311 des Zwischenstücks 31 entsprechenden Stellen ist jeweils ein Rücklaufkanal 321 angeordnet, wobei alle Rücklaufkanäle 321 eine vollständige Rücklaufstrecke bilden, die den Wälzkugeln bei deren Rücklauf zur Verfügung steht und somit eine Zirkulation der Wälzkugeln bewirkt. An den den Schraublöchern 312 des Zwischenstücks 31 entsprechenden Stellen ist jeweils ein Schraubloch 322 vorhanden, wobei die Schrauben 40 durch die Schraublöcher 322 hindurch greifen. An den den Positionierlöchern 313 entsprechenden Stellen jeweils ist außerdem jeweils ein an der Innenseite der Außenkappe 32 befindlicher Positionierbolzen 323 angebracht, wodurch eine genaue Positionierung der Außenkappe 32 am Zwischenstück 31 stattfindet. Die Außenkappe 32 ist aus elastischem Material von thermoplastischem Polyester hergestellt, um die Auffangfähigkeit von Stößen der Wälzkugeln zu verbessern.
Wie aus 6 zu ersehen, geschieht der Einbau der Wälzkugeln 50 in die Linearführung in der Weise, dass die Verschlusseinrichtung 30 an einem Ende des Führungsschlittens 20 angebracht ist, woraufhin der Führungsschlitten 20 um 180 Grad umgedreht wird und das Zwischenstück 31 am anderen Ende des Führungsschlittens 20 angebracht wird. Danach werden die Wälzkugeln 50 durch die an der Außenseite des Zwischenstücks 31 angeordneten Führungsbohrungen 311 hindurch in den Führungsschlitten 20 eingeführt. Nachdem alle Wälzkugeln 50 eingeführt werden, wird die Außenkappe 32 außen am Zwischenstück 31 angebracht, wodurch eine vollständige Rücklaufstrecke entsteht. Dann ist der Einbau der Wälzkugeln 50 in die Linearführung vollendet. Im Gegensatz zu herkömmlicher Einbauweise erreicht die herkömmliche Methode bei Einführung der Wälzkugeln 50 eine höhere Effektivität. Außerdem können die Wälzkugeln 50 unter Verwendung eines automatischen Speisesystems eingeführt werden, welches über den Führungsbohrungen 311 installiert ist, was dann eine schnelle und automatische Einspeisung der Wälzkugeln 50 in den Führungsschlitten 20 erlaubt und somit eine Minimierung der Zusammenbaudauer bewirkt.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel 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.
Bezugszeichenliste

10: Führungsschiene
20: Führungsschlitten
30: Verschlusseinrichtung
31: Zwischenstück
311: Führungsbohrung
312: Schraubloch
313: Positionierloch
314: Führungskurve
315: obere Positioniernut
316: seitliche Positioniernut
317: untere Positioniernut
318: Außenwand
32: Außenkappe
321: Rücklaufkanal
322: Schraubloch
323: Positionierbolzen
40: Schraube
50: Wälzkugel
60: Verschlusseinrichtung
61: Hauptkörper
62: Zwischenblech

Claims

Linearführung mit einer zusammensetzbaren Verschlusseinrichtung, die wenigstens aufweist: eine Führungsschiene (10), die sich über eine gewisse Länge erstreckt und deren beide Längsseiten jeweils eine parallel zur Führungsschiene (10) verlaufende Wälzführungsrille aufweisen; einen Führungsschlitten (20), der oben an der Führungsschiene (10) verschiebbar angeordnet und an den der Führungsschiene (10) zugewandten Innenlängsseiten mit Wälzführungsrillen versehen ist, die den Wälzführungsrillen der Führungsschiene (10) entsprechen; eine Mehrzahl von Wälzkugeln (50), die im Inneren der zwischen der Führungsschiene (10) und dem Führungsschlitten (20) ausgebildeten Wälzführungsrillen rollend zirkulieren; und zwei Verschlusseinrichtungen (30), die jeweils an den Enden des Führungsschlittens (20) angebracht sind und innen einen vollständigen Rücklaufkanal aufweisen, in welchem ein reibungsarmer Rücklauf der Wälzkugeln (50) erfolgt, so dass eine Zirkulation der Wälzkugeln (50) erfolgen kann; wobei die Verschlusseinrichtung (30) ein Zwischenstück (31) und eine Außenkappe (32) aufweist; – wenigstens zwei Paare von Führungsbohrungen (311) im Zwischenstück (31) ausgebildet sind, damit der Rücklaufkanal über Ausgänge verfügt, wodurch eine schnelle Einführung der Wälzkugeln (50) über die Führungsbohrungen (311) in den Führungsschlitten (20) zustande kommt; – die Außenkappe (32) an der Außenseite an das Zwischenstück (31) angebracht ist, wobei die Außenkappe (32) wenigstens mit zwei Rücklaufkanälen (321) versehen ist, die an die jeweiligen Führungsbohrungen (311) angepasst sind, und mit diesen eine Rücklaufstrecke ausbilden, die den Wälzkugeln (50) bei rollender Zirkulation zur Verfügung steht; – zwischen jedem Paar der Führungsbohrungen (311) des Zwischenstücks (31) ein gekrümmter Führungsabschnitt (314) ausgebildet ist, der mit den Rücklaufkanälen so zusammenwirkt, dass eine reibungsarme Wälzbewegung der Wälzkugeln (50) durch die Rücklaufkanäle hindurch erfolgen kann; und – das Zwischenstück an seinem Außenumfang vorstehende Wandabschnitte (318) mit einer vorbestimmten Vorsprungslänge aufweist, so dass ein Herausfallen der Wälzkugeln aus den Führungsbohrungen während der Montage verhindert wird.
Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Führungsschlittens (20) Wälzkugelhalter vorhanden sind, durch die die Wälzkugeln (50) festhaltbar sind und somit deren Herunterfallen verhindert ist, wobei das Zwischenstück (31) der Verschlusseinrichtung (30) außerdem eine Positionierung der Wälzkugelhalter ermöglicht.
Linearführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkappe (32) mit Positionierbolzen (323) versehen ist, wobei das Zwischenstück (31) an den den Positionierbolzen (323) entsprechenden Stellen Positionierlöcher (313) aufweist, was eine versehentliche Positionierung verhindert, wenn das Zwischenstück (31) und die Außenkappe (32) zur Verschlusseinrichtung (30) zusammengefügt sind.
Linearführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkappe (32) aus elastischem Material von thermoplastischem Polyester hergestellt ist.
Verfahren zur Einführung von Wälzkugeln in eine Linearführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das die folgenden Schritte aufweist: – Anbringen des Zwischenstücks (31) und der Außenkappe (32) an einem Ende des Führungsschlittens (20); – Umdrehen des Führungsschlittens (20) derart, dass das andere Ende des Führungsschlittens (20) zur Verfügung steht; – Anbringen eines weiteren Zwischenstücks (31) am anderen Ende des Führungsschlittens (20); – Einführen der Wälzkugeln (50) durch die Führungsbohrungen (311) hindurch in den Führungsschlitten (20); und – Anbringen der Außenkappe (32) an der Außenseite des Zwischenstücks (31), so dass eine komplette Rücklaufstrecke ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkugeln (50) unter Verwendung eines automatischen Speisesystems einführbar sind, welches über den Führungsbohrungen (311) installiert ist, was eine schnelle und automatische Einspeisung der Wälzkugeln (50) in den Führungsschlitten (20) erlaubt und somit eine Minimierung der Zusammenbaudauer bewirkt.