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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kugelkäfig für kugelgelagerte Linearführungen
und Teleskopschienen mit gegeneinander verfahrbaren Schienenelementen,
wobei der Kugelkäfig
in seiner Längserstreckung
wenigstens einen Bodenabschnitt und auf gegenüberliegenden Seiten des Bodenabschnitts
sich von diesem im wesentlichen senkrecht erstreckende, parallel
angeordnete, im wesentlichen streifenförmige Seitenwandabschnitte
aufweist, in denen Kugelhalteausnehmungen für die Aufnahme und das Halten
von Kugeln zwischen den Laufbahnen von Schienenelementen vorgesehen
sind.
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Kugelkäfige für die Aufnahme
und das Halten der Kugeln in kugelgelagerten Linearführungen und
Teleskopschienen sind in verschiedenster Ausgestaltung im Stand
der Technik bekannt. Der Kugelkäfig
dient dazu, die Kugeln in der Laufbahn zwischen zwei Schienenelementen
in einem festen Abstand zueinander zu halten und ein Herausfallen
der Kugeln aus der Linearführung
oder der Teleskopschiene zu verhindern.
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Linearführungen
und Teleskopschienen bestehen aus wenigstens zwei Schienenelementen,
die gegeneinander verfahrbar gelagert sind. Als Linearführung bezeichnet
man üblicherweise
einen Aufbau aus einem langen Schienenelement, das im wesentlichen
die Länge
des gesamten Verfahrweges hat, und einem auf dem langen Schienenelement
verfahrbaren kurzen Schienenelement, das auch als Schlitten bezeichnet
wird. Teleskopschienen bestehen aus zwei oder mehr gegeneinander
verfahrbaren Schienenelementen, wobei die Teleskopschiene insgesamt
auf eine Länge
ausziehbar ist, die deutlich über der
Länge des
längsten
Schienenelementes liegt. Häufig
haben die Schienenelemente einer Teleskopschiene gleiche oder ähnliche
Länge.
Teleskopschienen, die auf oder über
das Doppelte der Länge
ihres längsten
Schienenelementes ausziehbar sind, werden üblicherweise und im Sinne der
vorliegenden Anwendung als Vollauszüge bezeichnet. Um einen Vollauszug
zu realisieren, sind wenigstens drei gegeneinander verfahrbare Schienenelemente
erforderlich. Teleskopschienen, die nur auf weniger als das doppelte
der Länge
ihres längsten
Schienenelementes ausziehbar sind, werden als Teilauszüge bezeichnet. Teleskopschienen
mit zwei gegeneinander verfahrbaren Schienenelementen sind immer
Teilauszüge.
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Wenn
im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung von einer Aussenschiene
oder einer Innenschiene die Rede ist, so bezeichnet dies herkömmliche,
im Stand der Technik bekannte Schienenelemente mit im wesentlichen
C-förmigem
Querschnittsprofil, wobei die Laufbahnen für die Kugeln an den jeweiligen
Endabschnitten bzw. Schenkeln des C-förmigen Profils ausgebildet
sind. Bei der Aussenschiene sind die Laufbahnen auf den einander
zugewandten Innenflächen
der Schenkel bzw. Endabschnitte des C-förmigen Profils angeordnet,
so dass die Laufbahnen der Aussenschiene das Kugellager mit dem
Kugelkäfig
im wesentlichen umgreifen. Bei der Innenschiene sind die Laufbahnen
für die
Kugeln auf den nach aussen gerichteten Seiten der Endabschnitte
bzw. Schenkel des C-förmigen
Profils angeordnet. Die Innenschiene verläuft wenigstens teilweise innerhalb
des von den Endabschnitten bzw. Schenkeln des C-förmigen Profils
der Aussenschiene umgriffenen Bereichs.
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Damit
die Schienenelemente kugelgelagerter Linearführungen und Teleskopschienen
nicht auseinanderlaufen und sich voneinander trennen, ist ihr Verfahrweg
in beiden Verfahrrichtungen üblicherweise
durch Endanschläge
begrenzt. Die Endanschläge werden
häufig
durch an den Enden der Aussenschiene in Richtung der daran verfahrbar
gelagerten Innenschiene aufgebogene Laschen realisiert. Die Begrenzung
des Verfahrweges in Einschubrichtung einer Teleskopschiene erfolgt
in der Regel dadurch, dass die Innenschiene mit ihrem Ende an die
Lasche(n) am Ende der Aussenschiene anschlägt. Bei Linearführungen,
bei denen ein Schlitten zwischen den beiden Enden einer Aussenschiene
verfahrbar gelagert ist, kann diese Art des Endanschlages auch an
beiden Enden der Aussenschiene vorgesehen sein. Bei Teleskopschienen,
bei denen die Innenschiene für
die Verlängerung
der Teleskopschiene auf einer Seite aus der Aussenschiene bis zu
einer gewissen Wegstrecke herausfahrbar sein muss, sind in der Regel
an der Innenschiene Endanschläge
vorgesehen, wie beispielsweise eine ausgestanzte und in Richtung
der Aussenschiene gebogene Lasche, die dann an den am Ende der Aussenschiene
als aufgebogene Lasche ausgebildeten Endanschlag auftrifft und den
Verfahrweg begrenzt.
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Ein
Nachteil dieser herkömmlichen
Linearführungen
und Teleskopschienen besteht darin, dass die Geräusche beim Endanschlag störend laut
sein können.
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Beim
Verfahren zweier Schienenelemente gegeneinander legen die Kugeln
und der Kugelkäfig die
Hälfte
der Verfahrstrecke der Schienenelemente zurück. Im Idealfall befindet sind
der Kugelkäfig
bei einer bestimmten Verfahrposition der Schienenelemente zueinander
immer an der gleichen Stelle. Tatsächlich kommt es in der Praxis
aber aufgrund von Reibung und anderen Abweichungen vom idealen Verfahrverhalten
zu Verschiebungen des Kugelkäfigs aus
seiner optimalen Position heraus. Im Stand der Technik sind verschiedene
mehr oder minder aufwendige Mittel zur Korrektur der Position des
Kugelkäfigs
bekannt. Wünschenswert
wäre eine
einfache, zuverlässige
und preiswert zu realisierende Lösung dieses
Problems.
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Die
bekannten Kugelkäfige
sind in der Regel entweder aus gestanztem und gebogenem Blech oder
im Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestellt. Die Kugelkäfige sollen
preiswert und leicht sein. Es wird daher häufig wenig Material für ihre Herstellung
eingesetzt. Viele bekannte Kugelkäfige sind daher nicht besonders
stabil, was bei hohen Belastungen zu Ausfällen führen kann.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand somit in der Überwindung
der vorgenannten Nachteile von Kugelkäfigen aus dem Stand der Technik
für Linearführungen
und Teleskopschienen.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch einen Kugelkäfig
der eingangsgenannten Art, bei dem an wenigstens einem der beiden
Endabschnitte des Kugelkäfigs
eine Verbindungsbrücke
vorgesehen ist, die sich zwischen den Seitenwandabschnitten und
im wesentlichen senkrecht zu diesen erstreckt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Kugelkäfigs sind
an beiden Endabschnitten des Kugelkäfigs Verbindungsbrücken vorgesehen,
die sich zwischen den Seitenwandabschnitten erstrecken.
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Der
Kugelkäfig
besteht aus wenigstens einem Bodenabschnitt, der im wesentlichen
die Breite des Kugelkäfigs
bestimmt. Von diesem Bodenabschnitt erstrecken sich im wesentlichen
senkrecht und parallel zueinander streifenförmige Seitenwandabschnitte
mit Durchgangsöffnungen,
die hierin als Kugelhalteausnehmungen bezeichnet werden, in welche
die Kugeln des Kugellagers eingesetzt werden. Diese streifenförmigen Seitenwandabschnitte können sich
in Längsrichtung
des Kugelkäfigs
von einem bis zum anderen Ende erstrecken, sie können jedoch auch als mehrere
kürzere
streifenförmige
Abschnitte mit Unterbrechungen dazwischen ausgebildet sein.
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Die
erfindungsgemäßen Verbindungsbrücken können als
Stege stabförmig
oder bandförmig zwischen
den Seitenabschnitten des Kugelkäfigs ausgebildet
sein. Zwischen der Verbindungsbrücke und
dem Ende des Bodenabschnitts des Kugelkäfigs kann ein Freiraum oder
können
Ausnehmungen vorgesehen sein. Alternativ ist eine Verbindungsbrücke wie
ein im wesentlichen streifenförmiger Wandabschnitt
senkrecht zwischen den Seitenwandabschnitten des Kugelkäfigs ausgebildet
und direkt mit dem Ende des Bodenabschnitts verbunden bzw. sich
von diesem aus senkrecht erstreckend.
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In
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Kugelkäfigs verläuft die
dem Bodenabschnitt des Kugelkäfigs
abgewandte Oberkante einer Verbindungsbrücke in gleicher Höhe bzw.
in gleichem Abstand von dem Bodenabschnitt des Kugelkäfigs wie
die dem Bodenabschnitt des Kugelkäfigs abgewandten Oberseiten
der Seitenwandabschnitte. Anders ausgedrückt liegen die Oberkanten der
Seitenwandabschnitte und der Verbindungsbrücken auf gleicher Höhe bzw.
in der gleichen Ebene. Alternativ kann die Oberkante einer Verbindungsbrücke auch höher oder
niedriger liegen als die Oberkante der Seitenwandabschnitte.
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Der
Kugelkäfig
kann aus Kunststoff oder Stahl hergestellt sein. Besonders bevorzugt
ist der Kugelkäfig
aus Kunststoff hergestellt.
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Die
Erfindung umfasst auch eine Linearführung oder Teleskopschiene,
mit einer Aussenschiene, einer Innenschiene und optional einer oder
mehreren Mittelschienen, wobei wenigstens zwei der Schienenelemente
mittels von einem erfindungsgemäßen Kugelkäfig gehaltenen
Kugeln gegeneinander verfahrbar gelagert sind.
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Zweckmäßigerweise
ist an wenigstens einem Ende der Aussenschiene ein Endanschlag vorgesehen,
der so angeordnet ist, dass er den Verfahrweg des Kugelkäfigs entlang
der Aussenschiene durch Anschlag der Verbindungsbrücke am Ende
des Kugelkäfigs
an dem Endanschlag begrenzt. In einer vorteilhaften Ausführungsform
sind an beiden Enden der Aussenschiene Endanschläge vorgesehen. In einer bevorzugten
Ausführungsform
sind diese Endanschläge
an den Enden der Aussenschiene als aus dem Material der Aussenschiene
aufgebogene Laschen ausgebildet. Diese Endanschläge, vorzugsweise aufgebogene
Laschen am Ende der Aussenschiene, treten zur Begrenzung des Verfahrweges mit
der Verbindungsbrücke
am Ende des Kugelkäfigs in
Berührung.
Der Kugelkäfig
kann dann nicht weiter verfahren werden. Die Bewegung der Innenschiene in
Verfahrrichtung wird dadurch begrenzt, dass das Ende der Innenschiene
von innen an der Verbindungsbrücke
am Ende des Kugelkäfigs
zur Anlage kommt.
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Der
erfindungsgemäße Kugelkäfig hat
mehrere Vorteile gegenüber
dem Stand der Technik. Wenn die gegeneinander verfahrbaren Schienenelemente
einer Linearführung
oder Teleskopschiene eine Endlage erreichen, kommt zwischen dem
entsprechenden Endanschlag an der Aussenschiene und dem Endabschnitt
oder einem entsprechenden Endanschlag der Innenschiene stets die
Verbindungsbrücke
am Ende des Kugelkäfigs
zu liegen. Beim Anschlag kommt es nicht zu einer direkten Berührung der
Schienenelemente, die bei höheren
Anschlaggeschwindigkeiten meist recht geräuschvoll abläuft, da
die Schienenelemente in der Regel aus Stahl hergestellt sind. Insbesondere
wenn der Kugelkäfig
aus Kunststoff hergestellt ist, aber auch bei einem Kugelkäfig aus
Blech, werden Anschlaggeräusche
beim Verfahren der Schienenelemente in ihre Endlage gegenüber bekannten
Linearführungen
und Teleskopschienen erheblich gedämpft. Die Anschlaggeräusche beim
Verfahren in die Endlage werden somit ohne zusätzliche Bauteile, wie beispielsweise
zusätzliche
Kunststoff- oder Gummianschlagdämpfer, reduziert.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kugelkäfigs besteht darin, daß in der
Praxis auftretende, vom idealen Verfahrweg abweichende Kugelkäfigverschiebungen
bei jedem Verfahren der Schienenelemente in eine Endlage aufgrund
der Verbindungsbrücke
am Ende des Kugelkäfigs
korrigiert wird. In der Endlage ist die Stellung der Schienenelemente
und des Kugelkäfigs,
dass das Ende des Kugelkäfigs
am Endanschlag der Aussenschiene anliegt und die Innenschiene mit
ihrem Ende oder einem dafür
vorgesehenen Endanschlag wiederum auf der gegenüberliegenden Seite der Verbindungsbrücke anliegt.
Eine unerwünschte
Kugelkäfigverschiebung
kann entweder dazu führen,
dass a) die Innenschiene mit ihrem Ende oder einem ent sprechenden Endanschlag
bereits an der Verbindungsbrücke
am Ende des Kugelkäfigs
anliegt, wenn die Verbindungsbrücke
den Endanschlag der Aussenschiene noch nicht erreicht hat, oder
dass b) die Verbindungsbrücke
bereits am Endanschlag der Aussenschiene anliegt, das Ende der Innenschiene
oder ein entsprechender Endanschlag an der Innenschiene die Verbindungsbrücke jedoch
noch nicht erreicht hat. Im erstgenannten Fall a) nimmt die Innenschiene
den Kugelkäfig
durch den Anschlag der Innenschiene an der Verbindungsbrücke beim
Verfahren in die Endlage mit bis an den Endanschlag der Aussenschiene und
korrigiert somit die von der idealen Position abweichende Verschiebung
des Kugelkäfigs.
Im zweiten Fall b) liegt die Verbindungsbrücke bereits am Endanschlag
der Aussenschiene an, bevor die Innenschiene ihre Endlage erreicht
hat. Die Innenschiene wird dann über
ein letztes Wegstück
bis in die Endlage verschoben, ohne dass dabei der Kugelkäfig bewegt
wird. Wenn die Innenschiene ihre Endlage erreicht hat, befinden
sind Aussenschiene, Kugelkäfig und
Innenschiene relativ zueinander wieder in ihren optimalen Positionen.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kugelkäfigs besteht darin, dass die
Verbindungsbrücken,
die sich zwischen den Seitenwandabschnitten des Kugelkäfigs erstrecken,
dem Kugelkäfig
zusätzlich
eine höhere
Stabilität
verleihen, die beim Einsatz in einer Teleskopführung unter hoher Belastung
wichtig ist.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform
und der dazugehörigen
Figuren deutlich.
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1 zeigt
einen erfindungsgemäßen Kugelkäfig in perspektivischer
Darstellung schräg
von oben.
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2 zeigt
eine erfindungsgemäße Linearführung mit
dem erfindungsgemäßen Kugelkäfig gemäß 1,
wobei in 2 unten eine Ausschnittsvergrößerung der
in 2 oben vollständig
dargestellten Linearführung
gezeigt ist.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kugelkäfigs 1 mit
einem Bodenabschnitt 5 und sich von diesem im wesentlichen
senkrecht nach oben erstreckenden Seitenwandabschnitten 2, 2'. In den Seitenwandabschnitten 2, 2' sind Kugelhalteausnehmungen 3 in
gleichmäßigen Abständen angeordnet,
in welche die Kugeln eingesetzt werden. Der Kugelkäfig 1 gemäß 1 weist
an beiden Endabschnitten Verbindungsbrücken 4, 4' auf, die sich
zwischen den Seitenabschnitten 2, 2' im wesentlichen senkrecht zu diesen
erstrecken. Die Verbin dungsbrücken 4, 4' sind als Wandabschnitte
ausgebildet und erstrecken sich unmittelbar von dem Bodenabschnitt 5 senkrecht
nach oben. Ihre jeweiligen Oberkanten enden auf der gleichen Höhe wie die Oberkanten
der Seitenwandabschnitte 2, 2'.
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2 zeigt
eine Linearführung 10 mit
einer Aussenschiene 11 und einer als Schlitten ausgebildeten
Innenschiene 14. Die Aussenschiene 11 und die
Innenschiene 14 sind aus Stahl hergestellt und besitzen
im Querschnitt ein im wesentlichen C-förmiges Profil. Die nach Innen
zueinander gewandten Flächen
der Endabschnitte bzw. Schenkel des C-förmigen Profils der Aussenschiene 11 bilden
die Laufbahnen 12, 12' für die Kugeln 6, und
bei der Innenschiene 14 werden die Laufbahnen 15, 15' von den nach
Aussen gewandten Seiten der Endabschnitte bzw. Schenkel des C-förmigen Profils
gebildet. An den jeweiligen Enden der Aussenschiene 11 sind
Endanschläge 13, 13' in der Form
aufgebogener Laschen ausgebildet. Beim Verfahren in die Endlage kommen
die Verbindungsbrücken 4, 4' an den Endanschlägen 13, 13' zur Anlage
und begrenzen den Verfahrweg des Kugelkäfigs.
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- 1
- Kugelkäfig
- 2,
2'
- Seitenwandabschnitte
des Kugelkäfigs
- 3
- Kugelhalteausnehmungen
- 4,
4'
- Verbindungsbrücken des
Kugelkäfigs
- 5
- Boden
des Kugelkäfigs
- 6
- Kugeln
- 10
- Linearführung
- 11
- Außenschiene
- 12,
12'
- Laufbahnen
der Außenschiene
- 13,
13'
- Endanschläge der Außenschiene
- 14
- Innenschiene
bzw. Schlitten
- 15,
15'
- Laufbahnen
der Innenschiene