-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine lineare Wälzführungseinrichtung nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Wälzführungseinrichtung
ist für
relativ kleine Einrichtungen wie zum Beispiel Büroautomationseinrichtungen
und Meßeinrichtungen
geeignet.
-
Ein
herkömmlicher
Wälzführungsaufbau
für Linearbewegungen
weist eine Schiene und einen Schieber oder Schlitten auf der durch
die Wälzbewegung
einer Vielzahl von Wälzelementreihen
auf der Schiene sitzend gleitet.
-
Der
Schlitten umfaßt
einen Stahlkörper
mit Verlängerungen,
die sich auf beiden Seiten einer Stahlplatte nach unten erstrecken.
Eine Vielzahl von in Längsrichtung
angeordneten Nutpaaren, die als Laufbahnen für die Wälzelemente vorgesehen sind, sind
auf Innenflächen
der Verlängerungen
ausgebildet. Eine Vielzahl von Lochpaaren als Rücklaufdurchgänge oder
-wege für
die Wälzelemente
ist durch die Verlängerungen
gebohrt. Zwei Endkappen, die einen Wendekanal einschließen, der
die Laufbahnen der Rollelemente und die Rücklauflöcher verbindet, sind auf beiden
Endflächen
des Stahlkörpers durch
Befestigungsschrauben angebracht.
-
Eine
gattungsgemäße Wälzführungseinrichtung
ist aus der
DE 198
26 703 A1 bekannt. In einem Ausführungsbeispiel besteht diese
bekannte Wälzführungseinrichtung
aus einem länglichen
Rahmenteil mit zwei Endkappen, welches in eine Führungsnut eines Schlittens
von der Querschnittsgestalt eines umgedrehten U von unten eingesetzt
ist. Die Rücklaufkanäle für die Wälzlager
sind dabei in Längsbohrungen
des Schlittens vorgesehen und die Einheit aus Schlitten und Rahmenteil
wird durch zwei an jeder Stirnseite vorgesehene Endkappen zusammengehalten,
die mittels Schrauben mit dem Schlitten verschraubt sind und dabei
Endplatten des Rahmenskörpers
zwischen sich und dem Schlitten einspannen. In einer weiteren Ausgestaltung
dieser bekannten Wälzführungseinrichtung
ist das Rahmenteil in Querrichtung geteilt und jede der beiden Hälften wird
von einer Längsseite
in den Schlitten eingeschoben, wobei das Rahmenteil mit rohrförmigen Rücklaufführungen
versehen ist, die in die Längsbohrungen
des Schlittens eingreifen. Noch eine weitere Ausgestaltungsform
dieser bekannten Wälzführungseinrichtung
besitzt ein längsgeteiltes
Rahmenteil. Auch bei den beiden genannten weiteren Ausführungsformen erfolgt
die Befestigung mittels Verschrauben der Endkappen mit dem Schlitten,
wie dies in Verbindung mit der ersten Ausführungsform geschildert worden ist.
-
Je
kleiner das Loch für
den Rücklaufdurchgang
ist, um so schwieriger ist das Bohren. Um die Herstellungsschwierigkeiten
zu überwinden,
sind einige Entwürfe
für ein
Rücklaufloch
vorgesehen, das durch eine offene Nut und ein Schließteil gebildet
ist, vgl.
US 4 637 739 ,
EP 0 494 682 A2 und
EP 0 474 948 A1 .
-
Eine
Schnellverriegelung, die in einigen Ausführungen eingesetzt wird, vgl.
EP 0 494 682 A2 und
EP 0 474 948 A1 ,
anstelle von Befestigungsschrauben zwischen dem Stahlkörper und
den Endkappen vereinfacht die Herstellung und Montagekomplexität.
-
Die
in der
EP 0 494 682
A2 offenbarte Verriegelung fixiert zwei einstückige Endkappen
mit einer Rückkehrbahn
unter Benutzung von Schnappmitteln, die integral an den longitudinalen
Enden der Schließteile
der Rücklaufbahn
ausgebildet sind. Der Raum der Schnappmittel ist durch die Form
des Schließgliedes
begrenzt, das seitlich durch die Montagelöcher für die Verbindung des umgebenden
Teils, das zum Gleiten relativ zu der Schiene ausgelegt ist, und
vertikal durch die Anschlagkante für das umgebende Teil begrenzt
ist. Eine feste Verriegelung der Schnappmittel, insbesondere für die lineare
Wälzführungseinrichtung
kleiner Größe ist jedoch
schwer zu erreichen.
-
In
der
DE 195 38 665
A1 ist eine andere Schnappkonstruktion offenbart. Ein Rahmen
umschließt
den Boden des Stahlkörpers
und bildet dazwischen den Raum für
die Kugelrücklaufbahnen. Zwei
Endkappen sind vertikal von oben in den axialen Raum zwischen der
Endplatte des Rahmens und der Endfläche des Stahlkörpers eingesetzt.
Diese beiden Endkappen drücken
den Stahlkörper
durch oben liegende Vorsprünge
auf den Rahmen nieder und sind vertikal an dem Rahmen unter Benutzung eines
Schnappmittels an der Endplatte des Rahmens und der Außenfläche der
Endkappe befestigt. Der Rahmen stellt Positionierungsflächen für den Stahlkörper und
die Endkappen bereit. Ein Nachteil ist die indirekte Positionierung
zwischen den Endkappen und dem Stahlkörper. Dies vergrößert die
Fehlausrichtung zwischen dem Rücklaufkanal
und den Wende-kanälen
der Wälzkörper und
bewirkt eine unbefriedigende Zirkulation der Wälzkörper.
-
Die
herkömmliche
und ökonomische
Fertigung mittels Präzisions-Kunststoffspritzgußverfahren erreicht
eine Positionierungs- und Formgenauigkeit von etwa ± 0,02
mm relativ zu einer Länge
von 0,5 bis 1,5 mm und der kleinste Leistenradius/Kannelierung kann
0,1 mm erreichen. Jede höhere
Anforderung vergrößert die
Herstellungskosten schnell. Derartige Ungenauigkeiten und die kleinste
Leiste begrenzen die Minimierung der Wälzlagereinrichtung für Linearbewegungen.
Eine feste und genaue Verriegelung ist nur dann gewährleistet,
wenn die Passflächen
der aneinander anzubringenden Teile groß genug und präzise aneinander
angepaßt
sind. Je kleiner die Wälzführungseinrichtung
für Linearbewegungen
ist, um so kleiner ist die Paßfläche. Dies
begrenzt auch die Möglichkeit
der Minimierung der Abmessungen.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wälzführungseinrichtung für Linearbewegungen bereitzustellen,
die trotz verringerter Abmessungen einen einwandfreien Wälzkörperumlauf
garantiert, ohne daß dadurch
die Herstellungskosten erhöht werden.
-
Diese
Aufgabe wird durch die Wälzführungseinrichtung
nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen
beschrieben.
-
Erfindungsgemäß ist zur
Lösung
der obengenannte Aufgabe eine Wälzführungseinrichtung
für Linearbewegungen
vorgesehen, die eine sich in Längsrichtung
erstreckende Schiene, eine Vielzahl von Wälzkörperreihen und einen Schlitten
umfaßt, der
durch die Wälzbewegung
der Wälzkörper zwischen
den Laufbahnen auf der rechten und linken Seite der Schiene und
den gegenüberliegenden Laufbahnen
am Schlitten relativ zu der Schiene gleitet. Der Schlitten umfaßt ferner
einen Stahlkörper
mit Abwärtsverlängerungen
auf beiden Seiten einer Basisplatte. Die Außenoberflächen der Verlängerungen, die
als Pass- und Positionierungsoberfläche für das Anbringen der Seitenrahmen
vorgesehen sind, besitzen eine V- oder Gabelform mit einer seitlichen
nach außen
gerichteten Öffnung.
-
Zwei
ein Paar bildende Spritzgußseitenrahmen
weisen jeweils ein in Längsrichtung
angeordnetes profiliertes Teil mit der selben Länge wie der Stahlkörper und
zwei quer angeordnete Endplatten an beiden Enden des profilierten
Teils in einer einzigen Form auf. Die profilierten Teile, die von
beiden Seiten in die Gabelform der Verlängerungen eingreifen, sind
in Vertikalrichtung fixiert und mit dem Stahlkörper ausgerichtet, wenn das
Paßprofil
jeweils seitlich fest an der Außenfläche der
Verlängerung
angebracht ist. Die volle Nutzung der Außenfläche der Verlängerung
als Paßfläche schafft
eine festere Verbindung zwischen den Seitenrahmen und dem Stahlkörper. Solch
eine Konstruktion kann ferner die Abmessungen der linearen Wälzführungseinrichtung verglichen
mit denen ohne volle Ausnutzung der Außenoberfläche als Paßfläche minimieren. Zumindest ein
longitudinal angeordnetes rundum geschlossenes Loch als Rücklaufdurchgang
oder -weg der Wälzkörper ist
in dem profilierten Teil ausgebildet.
-
Die
Endplatten, die den dazwischen liegenden Stahlkörper in Längsrichtung einspannen werden
von einer quer angeordneten Grundplatte gebildet, die von dem Rücklaufdurchgang
durchbrochen ist und zumindest eine konvexe Halbrundung aufweist,
die sich von der Innenoberfläche
des Rücklaufdurchgangs
ohne Fehlausrichtung erstreckt und als innere Führungsoberfläche des
Wendekanals vorgesehen ist.
-
Zwei
von außen
an den Endplatten angebrachte Endkappen weisen zumindest ein Paar
von konkaven Halbrundungen auf, die zusammen mit den konvexen Halbrundungen
einen geschlossenen Wendekanal bilden. Die Enden der konkaven Halbrundungen
sind mit dem Ende des Rücklaufdurchgangs
durch direkte Positionierung zwischen den Endkappen und den Seitenrahmen
präziser
ausgerichtet. Dies ergibt einen glatteren Lauf der Wälzkörper beim
Umlaufen.
-
Der
Stahlkörper,
die Seitenrahmen und die Endkappen weisen Mittel zum Anbringen aneinander und
zum Positionieren zueinander auf.
-
Mittel
zum Anbringen werden vorzugsweise durch Verriegelungsmittel an den
Endplatten, z. B. Zapfen, und entsprechende Gegenelemente an den Endkappen,
wie z. B. Schlitze realisiert. Die Endkappen verriegeln durch den
Eingriff der Verriegelungsmittel an den Endplatten mit ihren Gegenelementen an
den Endkappen die beiden Seitenrahmen in Querrichtung miteinander.
Damit werden die beiden gegenüberliegenden
Seitenrahmen gezwungen, sich einander bis auf einen gewissen Abstand
zu nähern, der
durch den Abstand zwischen den beiden Gegenelementen festgelegt
wird. Die Breite zwischen den beiden gegenüberliegenden Außenoberflächen der Verlängerung
des Stahlkörpers
ist so ausgelegt, daß sie
dem Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden Seitenrahmen entspricht,
so daß die
Seitenrahmen fest an dem Stahlkörper
angebracht sind und diesen von zwei Seiten eng mit einem gewissen
vordefinierten Druck einspannen. Die Endkappen sind ebenfalls in
Querrichtung fest angebracht und durch den Eingriff der Verriegelungsmittel
mit ihren Gegenelementen zu den Seitenrahmen positioniert. Der Eingriff
zwischen den Positionierungsmitteln an den Endplatten, die vorzugsweise
dieselben sind wie die Verriegelungsmittel, und ihren Gegenpaßmitteln
an den Endkappen, die vorzugsweise dieselben sind wie die Gegenelemente
der Verriegelungsmittel, liefert eine direkte Positionierung zwischen
den Endkappen und den Seitenrahmen. Ein Paar von Schnappmitteln
ist zum Einsparen von Raum in Längsrichtung
an den Endplatten, vorzugsweise direkt an den Verriegelungsmitteln,
wie z. B. den Zapfen, integriert, um die Endkappen an dem vorderen und
hinteren Ende des Schlittens in Längsrichtung ohne Schrauben
zu verriegeln.
-
Die
Seitenrahmen werden durch ein Spritzgußverfahren aus Maschinenbaukunststoff
oder mit metallischem Pulver mit einer Gußform mit zusätzlichen
zweiseitigen Gleitformen hergestellt. Die Durchgangslöcher als
Rücklaufweg
der Wälzkörper werden
durch einen Durchgangsstift mit der gleichen Form wie und einer
Länge etwas
länger
als das Durchgangsloch spritzgegossen. Der Durchgangsstift ist auf
einer Gußform
der einen Endplatte integriert. An der Gußform der anderen Endplatte
ist ein Führungsloch
vorgesehen. Das Ende des Durchgangsstifts ist genau in Eingriff
mit und gestützt
durch das Führungsloch,
wenn die Gußform
geschlossen ist. Die Außenform
des profilierten Teils wird spritzgegossen mit anderen unterschiedlichen
Gußformen.
-
Als
Alternative ist der in Längsrichtung
angeordnete Rücklaufdurchgang
nahezu halb durch das profilierte Teil umschlossen. Die restliche
nahezu halbe Oberfläche
der Durchgangslöcher
ist durch einen Abschnitt der Außenoberfläche der Verlängerung
des Stahlkörpers
gebildet. Eine derartige Konstruktion vereinfacht auf einer Seite
die Gußformen
ohne daß Erfordernis
des Durchgangsstiftes, jedoch wird auf der anderen Seite die Außenoberfläche der
Verlängerung
nur teilweise als Paßfläche benutzt.
Die nahezu halbe Oberfläche
des Rücklaufdurchgangs,
der durch das profilierte Teil geschaffen wird, wird Teil von der
Außenform
des profilierten Teils und wird zusammen mit dieser spritzgegossen.
Das Restabschnittsprofil des profilierten Teils ist noch als Paßfläche für das Anbringen
an der Verlängerung
des Stahlkörpers
vorgesehen. Die notwendige akkurate Ausrichtung der durchgehenden
Löcher
an den Endplatten zu den konkaven Halbrundungen der Endkappen bzw.
den Durchgangslöchern
für einen gleichmäßigen Lauf
der Wälzkörper wird
durch direkte Positionierung der Seitenrahmen und der Endkappen
und des Stahlkörpers
erreicht.
-
Zwei
Enddichtungen werden durch eine steife Lage, wie z. B. eine Stahlplatte
mit einem Paar von Schlitzen, und einer elastischen Lage, wie gegossenem
Gummi gebildet. Die Enddichtungen werden in Längsrichtung fest an den äußeren Enden
der Endkappen durch den Eingriff der Schlitze mit denselben Schnappmitteln
an der Endplatte der Seitenrahmen am Schlitten angebracht. Wegen
der Abmessungen der linearen Wälzführungseinrichtung
kleiner Größe kann
ein Schmierloch nicht mehr mit einem Schmiermittel versehen werden.
Die elastische Lage ist mit einem Stopfen gegossen, der dieselbe
Form wie das Schmierloch an den Endkappen des Schlittens aufweist
und damit ausgerichtet ist, und der teilweise mit der elastischen
Schicht verbunden ist und daher für Schmiermitteleinspritzung
geöffnet
und nach Ausführen
der Schmiermitteleinspritzung in das Schmierloch eingesteckt werden
kann, so daß das
Lecken von Schmiermittel aus dem Schmierloch verhindert wird. Die
elastische Lage oder Schicht umfaßt eine Dichtlippe, die die
gleiche Form wie das Profil der Schiene aufweist und eine Kontaktdichtungswirkung liefert.
-
Ein
Paar von Unterdichtungen weist einen dünnen steifen Rücken, wie
eine Stahlplatte, und eine elastische Lage, wie gegossenen Gummi,
auf. Um dieselbe Steifigkeit zu erreichen, wie sie ein dicker steifer
Rücken
aufweist, ist eine Rippe entlang der äußeren Längskante des dünnen steifen
Rückens
abgebogen. An den beiden Enden des steifen Rückens ist je ein Vorsprung
vertikal aufwärts
und dann in Längsrichtung
nach außen
umgebogen. Die Unterdichtungen sind an dem Schlitten durch Einsetzen
der Vorsprünge
in Ausnehmungen am Boden der Endkappen an dem Schlitten befestigt
und zu diesem ausgerichtet. Als Alternative sind die Vorsprünge in Ausnehmungen
eingesetzt, die an den Enddichtungen ausgebildet sind. Eine derartige
Verriegelungskonstruktion hält
den Boden der Endkappen und der Enddichtung auf derselben Höhe wie den
Boden des Stahlkörpers und
reduziert keinen Freiraum zwischen dem Boden der Schiene und dem
Boden des Schlittens. Der Freiraum reduziert nur die Dicke der Unterdichtungen,
wenn solche angebracht werden. Dadurch wird einen kompakte Bauform
erreicht. Die elastische Lage stellt eine sich längserstreckende Dichtlippe
bereit, um Staub und andere Teilchen davon abzuhalten, vom Boden
her in die Laufbahnen der Wälzkörper einzudringen.
-
Um
das Herausfallen der Wälzkörper beim Abnehmen
des Schlittens von der Schiene zu verhindern, ist ein Sicherungshalter
vorgesehen, der einen geraden Abschnitt und zwei Halteabschnitte
an beiden Enden aufweist und aus einem Stahlsteg oder -draht besteht.
Durch die genaue Positionierung der Halteabschnitte zu den Endkappen
wird der in Längsrichtung
angeordnete gerade Abschnitt vertikal in der gleichen Höhe angebracht
wie die Wälzelemente
und seitlich im benachbarten Außenbereich
der Wälzelemente.
Da jedoch die Breite zwischen dem Sicherungshalter und der Kante
der Laufbahn des Stahlkörpers
kleiner ist als der Durchmesser der Wälzkörper, werden die Wälzkörper dazwischen
gehalten. Eine Ausnehmung in der Laufbahn der Schiene ist so vorgesehen,
daß kein
Kontakt zwischen der Schiene und dem Sicherungshalter auftritt,
wenn der Schlitten auf der Schiene gleitet. Der Halteabschnitt weist
einen ersten Abschnitt, der quer und seitlich nach außen gebogen
ist, und einen zweiten Abschnitt auf, der quer und vertikal nach
oben gebogen ist. Die vertikale und seitliche Positionierung des
Sicherungshalters werden durch den Eingriff der Ausnehmungen an
den äußeren Enden
der Endkappen mit den ersten bzw. zweiten Abschnitt festgelegt.
-
Die
Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
der Erfindung im einzelnen näher
erläutert.
Es zeigen:
-
1 eine
perspektivische Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Wälzführungseinrichtung
für Linearbewegungen,
-
2 einen
Schnitt im wesentlichen entlang der Mitte des Schlittens,
-
3 einen
Schnitt im wesentlichen nach Linie II-II in 2 zur Beschreibung
des Wälzkörperumlaufes,
-
4a und 4b perspektivische
Ansichten des Seitenrahmens,
-
5 einen
Schnitt im wesentlichen entlang der Mitte des Schlittens, der ein
anderes Beispiel mit nahezu halb umschlossenem Durchgangsloch zeigt,
-
6 eine
perspektivische Ansicht der Endkappe von vorne,
-
7 eine
perspektivische Ansicht der Endkappe von hinten,
-
8 eine
perspektivische Ansicht der Enddichtung von vorne,
-
9 eine
perspektivische Ansicht der Enddichtung von hinten,
-
10 einen
Teilquerschnitt des Teils der Schnappverriegelung zwischen dem Seitenrahmen, der
Endkappe und der Enddichtung,
-
11 einen
Längsschnitt
des Abschnitts der Stopfenkonstruktion der auf die Endkappe montierten
Enddichtung,
-
12 eine
perspektivische Ansicht der Unterdichtung,
-
13a und 13b Längsschnitte
des Verriegelungsabschnitts zwischen der Unterdichtung, der Endkappe,
dem Seitenrahmen und der Enddichtung im Zusammenbau, und
-
14 eine
perspektivische Ansicht des Rückhalters.
-
In
den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende
Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Wie 1 zeigt,
umfaßt
eine Wälzführungseinrichtung
für Linearbewegungen
eine sich in Längsrichtung
oder longitudinal erstreckende Schiene 1, eine Vielzahl
von Reihen von Wälzkörpern 3,
einen Schlitten 2, der mittels der Wälzbewegung der Wälzkörper 3 zwischen
einer Laufbahn 11 auf der rechten und linken Seite und
einer gegenüberliegenden
Laufbahn 21 am Schlitten 2 relativ zur Schiene gleitet.
Der Schlitten 2 umfaßt
ferner einen Stahlkörper 20,
ein Paar von Seitenrahmen 30 mit einem profilierten Teil 31 und
zwei quer angeordneten Endplatten 32 an beiden Enden, die
beiderseits des Stahlkörpers 20 angebracht
sind, so daß der
Stahlkörper 20 zwischen
den beiden Endplatten 32 liegt. Ein Paar von Endkappen 50 ist
longitudinal vom vorderen und hinteren Ende am Schlitten 2 angebracht.
Der Stahlkörper 20,
die Seitenrahmen 30 und die Endkappen 50 weisen
Mittel zum Befestigen aneinander und zum Positionieren zueinander
auf. Ein Paar von Enddichtungen 70 ist an den äußeren Enden
der Endkappen 50 angebracht, und ein Paar von Unterdichtungen 80,
die eine Kontaktdichtlippe 85 (in 8 gezeigt) an
der rechten und linken Seitenoberfläche der Schiene 1 aufweisen,
ist am Boden des Schlittens 2 angebracht.
-
Wie 2 zeigt,
weist der Stahlkörper 20 zwei
abwärts
Verlängerungen 22 auf
beiden Seiten der Grundplatte 23, eine Montagefläche an der
Oberseite 24 und den Seiten 25 zum Verbinden mit
umgebenden Teilen, die relativ zur Schiene 1 verschiebbar sein
sollen, und in Längsrichtung
angeordnete Nuten als Laufbahn der Wälzkörper 3 auf der inneren
Oberfläche
der Verlängerung 22 des
Stahlkörpers 20 auf. Die
Außenoberfläche 26 der
Verlängerung 22,
die als Pass- und Positionierungsoberfläche zum Anbringen der Seitenrahmen 30 vorgesehen
ist, weist eine Gabelform mit einer seitwärts nach außen gerichteten Öffnung auf.
-
Die
beiden Seitenrahmen 30, die Passprofile an dem profilierten
Teil 31 aufweisen, sind beiderseits in festem Eingriff
in der Gabelform der Verlängerung 22 und
daher vertikal an dem Stahlkörper 20 befestigt und
mit diesem ausgerichtet, wenn das Passprofil 42 seitlich
fest an der Außenoberfläche 26 der
Verlängerung 22 angebracht
ist. Die volle Nutzung der Außenoberfläche 26 der
Verlängerung 22 als
Passoberfläche
liefert eine feste Verbindung zwischen den Seitenrahmen 30 und
dem Stahlkörper 20.
Die Abmessungen der linearen Wälzführungseinrichtung
können
daher, verglichen mit denen ohne volle Nutzung der Außenoberfläche 26 als
Passoberfläche,
weiter minimiert werden. Zumindest ein in Längsrichtung angeordnetes vollständig umschlossenes
Loch 33, das als Rücklaufweg
der Wälzkörper 3 dient,
ist in dem profilierten Teil 31 ausgebildet.
-
Wie 3 zeigt,
verbindet ein Paar von Wendekanälen 5 auf
jeder Seite des Stahlkörpers 20, die
durch eine innere Führungsoberfläche 6 und
eine äußere Führungsfläche 7 gebildet
sind, in ausgerichteter Weise die Enden der Laufnuten 11, 12 und
des Rücklaufweges 4 um
einen Umlaufweg für
den Umlauf der Wälzkörper 3 zu
bilden. Durch den Umlauf der Wälzkörper 3 kann
der Schlitten endlos auf der Schiene 1 gleiten.
-
Die
beiden Seitenrahmen 30 sind miteinander identisch und umfassen,
wie in 4a und 4b gezeigt,
ein in Längsrichtung
bzw. longitudinal angeordnetes profiliertes Teil 31 mit
derselben Länge
wie der Stahlkörper 20 und
zwei quer angeordnete Endplatten 32 an beiden Enden des
profilierten Teils 31, das in einer Spritzgußform hergestellt
ist. Da zumindest ein longitudinal angeordnetes, vollständig umschlossenes
Durchgangsloch 33 als Rücklaufweg
der Wälzkörper 3 in
dem profilierten Teil 31 vorgesehen ist, laufen die Wälzkörper 3 in
dem profilierten Teil 31 ohne irgendeinen Kontakt mit dem Stahlkörper 20 dies
schafft einen glatteren Lauf und weniger Geräusche.
-
Zumindest
eine longitudinal angeordnete Nut 34, die direkt an den
Rücklaufweg 33 anschließt, ist als
Schmiermitteldepot vorgesehen. Die Wälzkörper 3 werden daher
jedesmal geschmiert, wenn sie durch den Rücklaufweg 33 umlaufen.
Die Position der Nut 34 ist so gewählt, daß die Wanddicke des profilierten Teils 31 nahezu
gleichförmig
ist.
-
Die
Endplatten 32 werden jeweils durch eine quer angeordnete
Basisplatte 35 gebildet, die von dem Rücklaufweg 33 und der
Schmiermitteldepotnut 34 durchbrochen ist und auf welcher
zumindest eine konvexe Halbrundung 36, die sich von der
inneren Oberfläche
des Rücklaufweges 33 an
erstreckt, als innere Führungsfläche 6 des
Wendekanals 5 vorgesehen ist. Zusätzlich ist eine sich in Längsrichtung
erstreckende Seitenwand 37 angeformt.
-
Ein
sich in Längsrichtung
erstreckendes, festes Verriegelungsmittel, wie ein Zapfen 38,
ist an der Basisplatte 35 integriert und verankert, wobei
der Zapfen 38 unabhängig
von dem profilierten Teil 31 so robust wie erforderlich
ausgelegt werden kann. Ein Schnappmittel 39 ist in Längsrichtung
angeordnet und an der Basisplatte 35, vorzugsweise zum
Einsparen von Raum direkt am Zapfen 38 integriert, zum longitudinalen
Verriegeln der Endkappen 50. Die Endplatten 32 spannen
den Stahlkörper 20 zwischen sich
ein.
-
Ein
Paar von Gegenelementen der Verriegelungsmittel wie Schlitzen 51 ist
an den Endkappen 50 vorgesehen. Wenn die Zapfen 38 und
die Schlitze 51 miteinander verbunden sind, bringen die
Endkappen 50 die gegenüberliegenden
Seitenrahmen 30 bis zu einem gewissen Abstand nahe zueinander,
der durch den Abstand zwischen den beiden Schlitzen 51 festgelegt
ist. Der Abstand der beiden gegenüberliegenden Außenseiten 26 der
Verlängerungen
des Stahlkörpers
ist so ausgelegt, daß er
dem Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden Seitenrahmen 30 entspricht,
so daß die
Seitenrahmen 30 dadurch fest an dem Stahlkörper 20 angebracht
und diesen beiderseits eng festklemmen.
-
Ein
Paar von Seitenwänden 37,
die sich von der Seite des profilierten Teils 31 in Längsrichtung
erstrecken, sichern die Verbindung des Wendekanals 5 und
des Rücklaufweges 4,
die in dem Seitenrahmen 30 abgedeckt ist, und verhindert
ein direktes Eindringen von Staub in den Wendekanal 5 und
den Rücklaufweg 4.
-
Die
Seitenrahmen 30 werden durch herkömmliche Spritzgußtechnik
aus Maschinenbaukunststoff oder Metallpulver mit einer Gußform mit zusätz lichen
beiderseitigen Gleitformen hergestellt. Die Durchgangslöcher 33 als
Rücklaufweg
der Wälzkörper 3 und
die Schmiermitteldepotnut 34 werden mit Hilfe eines Durchgangsstiftes
spritzgegossen, der dieselbe Form wie und eine etwas längere Länge als das
Durchgangsloch 33 und die Schmiermitteldepotnut 34 aufweist.
-
Der
Durchgangsstift ist an der Gußform
einer der Endplatten integriert. An der Gußform der anderen Endplatte
ist ein Führungsloch
für den
Durchgangsstift vorgesehen. Das Ende des Durchgangsstiftes greift
präzise
in das Führungsloch
ein und wird davon gehalten, wenn die Gußformen geschlossen sind. Die äußere Form
des profilierten Teils 31 und die Form der Endplatten 32,
die den Zapfen 38, die Schnappmittel 39, die Seitenwand 37,
die konvexen Halbrundungen 36, ... usw. umfassen, werden
auf verschiedenen Gußformen
spritzgegossen, so daß keine
Wechselbeziehung zwischen den Formen besteht und diese unabhängig voneinander
entworfen werden können.
-
Wie
in 5 gezeigt, sind als Alternative die longitudinal
angeordneten Durchgangslöcher 33 als Rücklaufweg
der Wälzkörper 3 nur
nahezu halb von dem profilierten Teil 31 umschlossen. Die
restliche nahezu halbe Oberfläche
der Durchgangslöcher 33 wird
durch einen Teil der Außenoberfläche 26 der Verlängerung
des Stahlkörpers 20 gebildet.
Die Oberfläche 43,
die das Durchgangsloch nahezu halb umfaßt, wird ein Teil der Passoberfläche 42 des
Profilierten Teils 31 in einer Gußform. Eine derartige Konstruktion
vereinfacht die Gußformen
ohne die Notwendigkeit des Durchgangsstiftes. Eine Gabelform der
Außenoberfläche 26 der
Verlängerung
für die
Verbindung zwischen dem Stahlkörper 20 und den
Seitenrahmen 30 ist manchmal schwer zu erreichen, wenn
ein Teil davon benutzt wird, um die restliche halbe Oberfläche des
Durchgangslochs 33 zu bilden. Daher wird ein Spannmittel,
wie z. B. ein oberer Vorsprung 41 erforderlich, um den
Stahlkörper 20 vertikal
abwärts
zu drücken.
Die oben übergreifenden
Vorsprünge 41,
die sich longitudinal von der Oberseite von der Endplatten 32 erstrecken,
greifen in Ausnehmungen 27 an beiden En den der Oberseite des
Stahlkörpers 20 ein
und drücken
den Stahlkörper 20 von
oben vertikal abwärts,
um einen festen Kontakt und eine exakte Positionierung zu dem profilierten
Teil 31 zu schaffen. Das Restabschnittsprofil des profilierten
Teils 42 ist weiterhin als Passoberfläche für das Anbringen an der Verlängerung 22 des
Stahlkörpers 20 vorgesehen.
Die erforderliche exakte Ausrichtung der durchgehenden Löcher an
den Endplatten 32 mit den konkaven Halbrundungen 52 der Endkappen
bzw. den Durchgangslöchern 33,
die für einen
glatten Lauf der Wälzkörper 3 erforderlich
ist, wird durch die direkte Positionierung der Seitenrahmen 30 zu
den Endkappen 50 bzw. dem Stahlkörper 20 erreicht.
-
Die
Endkappen 50 umfassen, wie in 6 und 7 gezeigt,
zumindest ein Paar von konkaven Halbrundungen 52, zumindest
ein Paar von Gegenelementen für
die Verriegelungsmittel an den Endplatten, wie z. B. Schlitze 51,
einen links-rechts symmetrisch angeordneten Schmierkanal 53,
ein Schmierloch 54 und ein Paar von longitudinal angeordneten rechtwinkligen
oder rechteckigen Ausnehmungen 55 am Boden der inneren
Oberfläche.
Die Endkappen 50 verriegeln die beiden Seitenrahmen quer
zueinander durch Verbinden der Zapfen 38 an den Endplatten 32 mit
den Schlitzen 51 in den Endkappen 50. Damit werden
die Seitenrahmen 30 einander bis zu einem gewissen Abstand
angenähert,
der durch den Abstand zwischen den beiden Schlitzen 51 festgelegt ist.
Der Abstand der beiden gegenüberliegenden
Außenoberflächen 26 der
Verlängerung
des Stahlkörpers 20 ist
so festgelegt, daß er
dem Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden Seitenrahmen entspricht,
so daß die
Seitenrahmen 30 daher fest an dem Stahlkörper 20 angebracht
und diesen beiderseits eng mit einem gewissen vordefinierten Druck
festklemmen. Die Endkappen 50 sind ebenfalls durch die
Verbindung der Zapfen 38 und der Schlitze 51 in
Querrichtung fest an den Seitenrahmen 30 angebracht. Die
Endkappen 50 werden durch den Eingriff der Positionierungsmittel
an den Endplatten, die vorzugsweise von den Zapfen 38 gebildet
werden, und ihren Gegenpassmitteln, die vorzugsweise von den Schlitzen 51 gebildet
werden, direkt an den Seitenrahmen 30 positioniert. Ein
Paar von Ausnehmungen 56 auf beiden Seitenoberflächen der
Endkappen 50 ist für
den Eingriff der Seitenwände 37 an den
Endplatten 32 vorgesehen. Ein Paar von rechtwinkligen Ausnehmungen 55 mit
einer Öffnung
am Boden der Innenoberfläche,
die sich vertikal aufwärts und
dann längs
nach außen
erstrecken, sind für
den Eingriff mit Vorsprüngen
an beiden Enden von Unterdichtungen vorgesehen.
-
Die
konkaven Halbrundungen 52 an den Endkappen 50,
die als äußere Führungsflächen des Wendekanals 7 dienen,
bilden zusammen mit den konvexen Halbrundungen 36 an den
Endplatten 32, die sich direkt von der innenliegenden Oberfläche des
Rücklaufweges
ohne Fehlausrichtung dazwischen wegerstrecken, einen umschlossenen
Wendekanal 5. Das Ende der konkaven Halbrundung 52 ist durch
die direkte Positionierung zwischen den Endkappen 50 und
den Seitenrahmen 30 genauer mit den Enden der Durchgangslöcher 33 ausgerichtet. Dies
führt zu
einem glatteren Lauf der umlaufenden Wälzkörper.
-
Ein
Schmierloch 54 ist in der Mitte der Endkappe 50 vorgesehen,
und ein rechts-links symmetrischer angeordneter Schmierkanal 53 verbindet
das Schmierloch 54 und die Wendekanäle 5 auf beiden Seiten,
so daß das
Schmiermittel durch das Schmierloch 54 in die Umlaufwege
der Wälzkörper eingefüllt werden
kann. Die Basisplatte 35 der Endplatte 32 verschließt den Schmierkanal 53,
wenn die Endkappe 50 mit den Seitenrahmen 30 verriegelt
ist. Um das Lecken von Schmiermittel aus dem Verbindungsspalt zwischen
den Basisplatten der beiden gegenüberliegenden Endplatten 32 zu
verhindern, sind sich seitwärts
erstreckende Vorsprünge 40 mit
longitudinaler Überlappung
miteinander und Überhänge 57 der Endkappen
vorgesehen, um den Verbindungsspalt oben und unten zu schließen.
-
Wie
in 8 und 9 gezeigt, werden zwei Enddichtungen 70 durch
eine steife Schicht 71, z. B. eine Stahlplatte und eine
elastische Lage oder Schicht 72, z. B. aus gegossenem Gummi,
gebildet. Die steife Lage oder Schicht 71 weist zwei Schlitze 73 auf
beiden Seiten auf, in die die Schnappmittel 39 an der Endplatte
der Seitenrahmen longitudinal eingreifen. Die Enddichtungen 70 werden
zusammen mit den Endkappen 50 longitudinal an dem Schlitten 2 durch
die Schnappmittel 39 ohne Benutzung irgendwelcher Schrauben
verriegelt. Zwei Positionierungslöcher 75 an dem Stahlrücken treten
mit Positionierungsstiften 58 in Eingriff, die an den Endkappen 50 ausgebildet
sind. Die Enddichtungen 70 werden daher vertikal und in
Querrichtung fest an den Endkappen 50 angebracht und dicht
daran positioniert. Die elastische Lage 72 umfaßt eine
Dichtlippe 77 mit derselben Form wie das Profil der Schiene 1,
die eine Kontaktdichtungswirkung bereitstellt, um jegliches Eindringen
von Schmutzpartikeln oder Staub von vorne oder von hinten in das
Innere des Schlittens 2 zu verhindern. Die elastische Lage 72 weist
Ausnehmungen 78 auf, die nur die Hälfte der Schlitze 73 in der
steifen Lage 71 offen lassen. Wenn die Enddichtungen 70 longitudinal
auf den Schlitten 2 bewegt werden, greifen die Schnappmittel 39 in
die Schlitze 73 ein. Die Gummilage 72 wird durch
die Schnappmittel 39 nach außen und seitwärts gequetscht. Wenn
die Schnappmittel 39 frei sind, um in die Verriegelungsposition
zurückzuschnellen,
schnellen die Schnappmittel 39 und die Gummilage 72 aufgrund
ihrer Elastizität
zurück
und kehren in ihre ursprüngliche Position
zurück.
Die elastische Lage 72 überdeckt dann
die verbleibende Öffnung
des Schlitz 73 und verhindert, daß das Schnappmittel 73 unerwartet oder
unbeabsichtigt aus seiner Verriegelungsposition entkommt (wie in 10 gezeigt).
-
An
den Enddichtungen 70 ist ein Durchgangsloch 74 vorgesehen,
daß mit
dem Schmierloch 54 in der Endkappe 50 ausgerichtet
ist, so daß Schmiermittel
in den Schmierkanal 53 der Endkappe 50 von außen eingefüllt werden
kann. Aufgrund der Abmessungen der linearen Wälzführungseinrichtung kleiner Größe kann
das Schmierloch 54 nicht mehr mit einem Schmiernippel versehen
werden. Das Schmiermittel wird aus den Schmierlöchern 54 auslecken
und Staub wird in diese eindringen. Die elastische Lage 72 ist
mit einem Stopfen 76 gegossen, der dieselbe Form wie das
Schmierloch 54 in den Endkappen 50 des Schlittens 2 aufweist
und damit ausgerichtet ist. Der Stopfen 76 ist teilweise
mit der elastischen Lage 72 verbunden und kann wegen seiner Elastizität geöffnet werden.
Der Stopfen 76 wird während
des Schmiermitteleinspritzens herausgeklappt und nach Beendigen
des Schmiermitteleinspritzens in das Schmiermittelloch 54 eingesteckt,
so daß das Auslecken
von Schmiermittel aus dem Schmierloch 54 verhindert ist
(wie in 11 gezeigt).
-
Zur
Positionierung der Enddichtungen 70 an den Endkappen 50 sind
Positionierungsstifte 58 an den Endkappen 50 und
Positionierungslöcher 75 in den
Enddichtungen 70 vorgesehen.
-
Wie
in 12 gezeigt, weist ein Paar von Unterdichtungen 80 mit
lamenierter Struktur einen dünnen
steifen Rücken 81,
z. B. aus einer Stahlplatte, anstelle des üblichen dicken steifen Rückens und eine
elastische Lage 82 auf, die z. B. aus Gummi gegossen ist.
Um die gleiche Steifigkeit zu erhalten, wie der dicke steife Rücken, ist
eine Rippe 83 an der längs
Außenkante
des dünnen
steifen Rückens 81 entlang
nach oben abgebogen. Die Rippe ist in Eingriff mit einer longitudinal
angeordneten Lücke 44 am Boden
zwischen dem profilierten Teil 31 und der Verlängerung 22 des
Stahlkörpers 20 (wie
in 2 gezeigt). Die Unterdichtungen 80 sind
daher seitlich zu dem Schlitten 2 positioniert. Nahe der
beiden Enden des steifen Rückens 81 sind
Vorsprünge 84 ausgebildet,
und vertikal nach oben und dann längs nach außen umgebogen. Die Unterdichtungen 80 werden
an dem Schlitten 2 durch Einsetzen der Vorsprünge 84 in
die rechteckigen Ausnehmungen 55 an dem Boden der Endkappen 50 befestigt
und angebracht. Als Alternative werden die Vorsprünge 84 an
den Enden des steifen Körpers
in Ausnehmungen 79 am Boden der Enddichtungen 70 eingesetzt,
während
Ausnehmungen 60 für
den aufwärts
gerichteten Abschnitt der Vorsprünge 84 in
den benachbarten Endkappen 50 ausgebildet sind. Ein derartiges
Verriegelungskonzept hält
den Boden der Endkappen 50 und der Enddichtungen 70 auf
der gleichen Höhe
wie den Boden des Stahlkörpers 20 und
beansprucht keinen Raum des freien Abstands zwischen dem Boden der Schiene 1 und
dem Boden des Schlittens 2. Wenn ein derartiger freier
Abstand insbesondere bei der Wälzführungseinrichtung
kleiner Größer für Linearbewegungen
(1 bis 2 mm) nicht genügt,
kann eine Überlagerung
zwischen dem Schlitten und der Montageschulter für die Schiene auftreten. Der
Freiraum begrenzt die Dicke der Unterdichtungen 80 nur,
wenn die Unterdichtungen 80 angebracht werden. Ein kompakter
Aufbau ohne vergeudeten Raum des Freiraums wird daher erreicht.
Die elastische Lage 82 stellt eine sich longitudinal erstreckende
Dichtlippe 85 bereit, die mit der Seitenoberfläche der
Führungsschiene 1 in
Kontakt ist und Staub und andere Partikel am Eintreten in die Laufbahn 11, 12 der
Wälzkörper 3 hindert.
-
Um
ein Herausfallen der Wälzkörper beim Abnehmen
des Schlittens von der Schiene zu verhindern, ist, wie in 14 gezeigt,
ein Sicherungshalter 90 vorgesehen, der einen geraden Abschnitt 91 und zwei
Halteabschnitte 92 an beiden Enden des geraden Abschnittes
aufweist, und der aus einem Stahlsteg oder Draht besteht. Durch
die genaue Ausrichtung der Halteabschnitte 92 zu den Endkappen 50 liegt
der longitudinal angeordnete gerade Abschnitt 91 vertikal
in derselben Höhe
wie die Wälzkörper 3 und
seitlich im benachbarten Außenbereich
der Wälzkörper 3.
Da die Breite zwischen dem Sicherungshalter 90 und der
Kante der Laufbahn 21 des Stahlkörpers 20 kleiner als
der Durchmesser der Wälzelemente
ist, werden die Wälzelemente 3 dazwischen
gehalten. Ein Freischnitt oder eine Nut in der Laufbahn 11 der
Schiene 1 ist vorgesehen, so daß es keinen Kontakt zwischen
der Schiene 1 und dem Rückhalter 90 gibt,
wenn der Schlitten 2 auf der Schiene 1 gleitet.
Der Halteabschnitt 92 weist einen ersten Abschnitt 93 auf,
der quer und seitlich nach außen
gebogen ist, und einen zweiten Abschnitt 94 auf, der quer
und vertikal nach oben gebogen ist. Die vertikale und seitliche
Positionierung des Rückhalters 90 werden
durch den Eingriff des ersten bzw. zweiten Abschnitts 93, 94 in
die Ausnehmungen 59 an den äußeren Enden der Endkappen festgelegt.