DE3434197A1

DE3434197A1 - Kugelkaefig fuer eine linearfuehrung

Info

Publication number: DE3434197A1
Application number: DE19843434197
Authority: DE
Inventors: Siegfried Grossmann; Heinrich 7080 Aalen Staudt
Original assignee: Franke and Heydrich GmbH
Current assignee: Franke and Heydrich GmbH
Priority date: 1984-09-18
Filing date: 1984-09-18
Publication date: 1986-03-27

Description

Kugelkäfig für eine Linearführung.
Die Erfindung betrifft einen Kugelkäfig für eine Linearführung, insbesondere Geradführung, mit einem Paar parallel laufender FUhrungsteile und zwischen den Führungsteilen eingelegten Kugeln, die sich auf an beiden Führungsteilen vorgesehenen Laufbahnen abwälzen und im Kugelkäfig gehalten sind, bestehend aus einer flachen Käfigschiene mit die Kugeln aufnehmenden Aussparungen und aus die Kugeln in den Aussparungen haltenden, an der Käfigschiene festen Führungsgliedern.
Kugelkäfige dieser Art sind beispielsweise aus der FR-PS 2 135 796 bekannt und besitzen den Nachteil, daß außer der flachen Käfigschiene auch die Führungsglieder quer zur Laufbahnrichtung über den Kugelradius vorstehen und daher für ihren Durchtritt zwischen den Führungsteilen entsprechenden Freiraum benötigen. Das hat bei in der Regel vorgegebenen Einbauabmessungen der Linearführung Beschränkungen in der nutzbaren Laufbahnbreite zur Folge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linearführung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Kugelkäfig nur minimalen Raum zwischen den Führungsteilen beansprucht und daher die Laufbahnen in maximales Breite genutzt werden können.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Führungsglieder innerhalb der Hüllfläche, welche die sich an den Laufbahnen abwälzenden Kugeln mit ihrem zur Laufbahnrichtung jeweils senkrechten Kugelgroßkreis erzeugen, zwischen den Kugeln angeordnet sind und die Kugeln an deren ebenfalls innerhalb dieser Hüllfläche liegenden Kugelkappen führen.
Der durch die Erfindung erreichte Vorteil liegt vor allem darin, daß die Führungsglieder und - von der flachen Käfigschiene abgesehen - auch alle anderen Käfigteile nicht über den Kugeldurchmesser hinaus quer zur Laufbahnrichtung vorstehen, also der Kugelkäfig, von der flachen Käfigschiene wiederum abgesehen, überall innerhalb des für die Kugeln ohnehin erforderlichen Freiraums liegt. Im Ergebnis erfordert der erfindungsgemäße Kugelkäfig außer einen schmalen Spalt zwischen den Führungsteilen für die flache Käfigschiene keinen zusätiichen Platz. Die Laufbahnbreite kann daher maximal genutzt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder als gegenüber der Käfigschiene selbständige Führungsstücke mit an den Kugeln anliegenden konkaven Führungskalotten ausgebildet und in Aufnahmen der Käfigschiene eingelegt sind. Das hat den Vorteil, daß der Werkstoff für die Führungsstücke unabhängig von dem für die Käfigschiene gewählt werden kann. Dadurch kann nicht nur das Gleitverhalten zwischen den Kugeln und Führungsstücken durch entsprechende Werkstoffwahl optimal gestaltet, sondern auch die Käfiggeräusche können vorteilhaft beeinflußt werden. So können Führungsstücke aus Kunststoff oder mit Kunststoff beschichteten Führungskalotten eine hohe Geräuschdämpfung und geminderten Körperschall ergeben. Zweckmäßig sind die Aufnahmen von in der Käfigschiene vorgesehenen, die Aussparungen für die Kugeln verbindenden Fenstern und von Haltebügeln gebildet, welche die Fenster und die darin liegenden Führungsstücke auf beiden Seiten der Käfigschiene quer zur Laufbahnrichtung übergreifen und mit ihren Enden an die Käfigschiene angeschlossen sind. Um die Führungsstücke zusätzlich axial an den Haltebügeln zu fixieren, können die Haltebügel zweckmäßig in Nuten der Führungsstücke eingreifen.
In einer anderen sehr vorteilhaften Ausführungsform sind die Führungsglieder als mit den Enden an die Käfigschiene angeschlossene Führungsbügel ausgebildet, die beidseits der Käfigschiene quer zur Laufbahnrichtung angeordnet sind und mit ihrem Rand an den Kugelflächen verlaufen. In diesem Fall sind selbständige Führungsstücke überhaupt entbehrlich. Insoweit ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbügel den Abstand zwischen den Kugeln überdecken und mit beiden quer zur Laufbahnrichtung liegenden Rändern je eine der Kugeln führen.
Der von den Führungsbügeln umschlossene Raum kann in weiter bevorzugter Ausführungsform eine Schmierstofffüllung enthalten.
Eine konstruktiv und herstellungstechnisch besonders vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigschiene doppelwandig aufgebaut ist und die Halte- bzw. Führungsbügel als ausgeformte Bereiche beider Schienenwände ausgebildet sind. Der Kugelkäfig kann dann aus lediglich zwei die beiden Käfigschienenwände bildenden Stanzteilen mit in einem Biegevorgang daraus verformten Halte- bzw. Führungsbügeln hergestellt werden.
Schließlich besteht die Möglichkeit, daß die Käfigschiene im Randbereich außerhalb der Hüllfläche beidseits Gleitnocken oder Gleitleisten aufweist, die eine Führung der Käfigschiene in dem für sie noch benötigten sehr schmalen Freiraum zwischen den Führungsteilen ermöglichen.
Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen: Fig. 1a, b je einen Querschnitt durch Führungsvorrichtungen nach der Erfindung in schematischer Darstellung, Fig. 2 eine eine Sei tenansicht auf einen Kugelkäfig der Führungsvorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht des Kugelkäfigs nach Fig. 2, Fig. 4 eine Stirnansicht im Schnitt des Kugelkäfigs nach den Fig. 2 und 3, Fig. 5 eine Seitenansicht auf eine andere Ausführungsform eines Kugelkäfigs der Führungsvorrichtung nach Fig. 1, Fig. 6 eine Draufsicht des Kugelkäfigs nach Fig. 5, Fig. 7 eine Stirnansicht im Schnitt des Kugelkäfigs nach den Fig. 5 und 6, Fig. 8 eine weitere Ausführungsform des Kugelkäfigs in Seitenansicht, Fig. 9 eine Draufsicht des Kugelkäfigs nach Fig. 8 und Fig. 10 eine Stirnansicht im Schnitt des Kugelkäfigs nach den Fig. 8 und 9.
Die in den Fig. 1a und Ib dargestellten Vorrichtungen zur Geradführung bestehen aus einem Paar parallel laufender Führungsteile 1.1, 1.2 in Form von beispielsweise Führungsschienen, zwischen welchen als Wälzkörper Kugeln 2 eingelegt sind, die sich an Laufbahnflächen 3 beider Führungsteile 1.1, 1.2 abwälzen. Diese Laufbahnflächen 3 können unmittelbar an den Führungsteilen 1.1, 1.2 entsprechend Fig. 1a oder an parallelen Laufstäben 4 ausgebildet sein, die entsprechend Fig. 1b Jeweils in einem in den Führungsteilen 1.1, 1.2 vorgesehenen Laufstabbett 5 angeordnet sind.
Der die Kugeln 2 haltende Kugelkäfig besteht aus einer flachen Käfigschiene 6 mit die Kugeln 2 aufnehmenden Aussparungen 7 und aus die Kugeln 2 in den Aussparungen haltenden, an der Käfigschiene 6 festen Führungsgliedern 8.1, 8.2. Diese Führungsglieder sind zwischen den Kugeln 2 angeordnet und liegen überall innerhalb der gestrichelt angedeuteten Hüllfläche 9, welche die sich an den Laufbahnen 3 abwälzenden Kugeln 2 mit ihrem zur LauBbahnrichtung jeweils senkrechten Kugelgroßkreis erzeugen. Entsprechend werden die Kugeln 2 von den Führungsgliedern 8.1, 8.2 an ebenfalls innerhalb dieser Hüllfläche 9 liegenden Kugelkappen 2.1 geführt. Das hat zur Folge, daß außer der flachen Käfigschiene 6 kein weiteres Teil des Kugelkäfigs über den von den Kugeln 2 selbst benötigten Freiraum quer zur Laufbahnrichtung vorsteht, für den Kugelkäfig also zwischen den Führungsteilen 1.1, 1.2 nur ein schmaler Spalt 10 für die flache Käfigschiene 6 benötigt wird. Diesen Vorteil des Kugelkäfigs lassen die Fig. 1, 4, 7 und 10 besonders gut erkennen.
Im einzelnen können die Führungsglieder entsprechend den Fig. 2 bis 4 als gegenüber der Käfigschiene 6 selbständige Führungsstücke 8.1 ausgebildet sein, die den Kugeln 2 in konkaven Führungskalotten 11 anliegen. Diese Führungsatücke 8.1 sind in Aufnahmen der Käfigschiene 6 eingelegt. Diese Aufnahmen sind von in der Käfigschiene 6 vorgesehenen, die Aussparungen 7 für die Kugeln 2 verbindenden Fenstern 12 gebildet sowie von Haltebügeln 13, welche die Fenster 12 und die darin liegenden Führungsstücke 8.1 auf beiden Seiten der Käfigschiene 6, in Fig. 3 also oben und unten, quer zur Laufbahnrichtung übergreifenund mit ihren Enden an die Käfigschiene 6 angeschlossen sind. Die Haltebügel 13 greifen in Nuten 14 der Führungsstücke 8.1 und ergeben auf diese Weise eine zusätzliche axiale Fixierung der Führungsstücke.
Die FUhrungsstücke 8.1 selbst sind im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und mit einer zentralen Bohrung 15 versehen.
Die Führungsglieder können aber auch entsprechend den Fig. 6 bis 10 als mit den Enden an die Käfigschiene 6 angeschlossene Führungsbügel 8.2 ausgebildet sein, die beidseits der Käfigschiene 6, in den Fig. 6 und 9 also wiederum oben und unten, quer zur Laufbahnrichtung angeordnet sind und mit ihrem Rand 17 an der Oberfläche der Kugeln 2 verlaufen. Im Ausführungsbeispiel ist die Projektion dieses Randes 17 auf die Ebene der Käfigschiene 6 eine Gerade, so daß der Bügelrand 17 die Kugel 2 im Begrenzungskreis der Kugelkappe 2.1 berührt.
Im übrigen überdecken die Führungsbügel 8.2 den Abstand zwischen den Kugeln 2 und führen jeweils mit beiden quer zur Laufbahnrichtung liegenden Rändern 17 je eine der Kugeln 2. Im Ergebnis umschließen die Führungsbügel 8.2 zwischen je zwei aufeinander folgenden Kugeln 2 einen Raum, der eine durch Punktierung angedeutete Schmierstoffüllung enthalten kann, die beispielsweise aus mit einem Schmiermittel getränkten Filzkörpern bestehen kann.
In allen Ausführungsbeispielen ist die flache Käfigschiene 6 doppelwandig aus zwei flächig aneinanderliegenden Schienenwänden 6.1, 6.2 aufgebaut, die mit den sich in beiden Schienenwänden deckenden Aussparungen 7 bzw. Fenstern 12 versehen sind. Die Haltebügel 13 bzw. die Führungsbügel 8.2 werden von Teilbereichen dieser Schienenwände 6.1, 6.2 gebildet, die aus der Ebene der Schienenwände 6.1, 6.2 heraus verformt und durchgewölbt sind, so daß die Halte- bzw. Führungsbügel 13 bzw.
8.2 einstückig mit den beiden Schienenwänden 6.1, 6.2 ausgebildet sind.
Im übrigen kann die Käfigschiene 6 im Randbereichaußerhalb der Hüllfläche 9 beidseits Gleitnocken 20 wie im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 4 oder Gleitleisten 21 wie in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 5 und 10 aufweisen, die eine Führung der Käfigsohiene 6 an den Wänden des zwischen den beiden Führungsteilen 1.1, 1.2 die Käfigschiene 6 aufnehmenden schmalen Spaltes 10 vermitteln. Die Schienenwände 6.1, 6.2 sind bei 22 durch Punktschweißstellen zusammengeheftet.

Claims

Ansprüche: 1. Kugelkäfig für eine Linearführung, insbesondere Geradführung, mit einem Paar parallel laufender Führungsteile (1.1, 1.2) und zwischen den Führungsteilen eingelegten Kugeln (2), die sich auf an beiden Führungsteilen vorgesehenen Laufbahnen (3) abwälzen und im Kugelkäfig gehalten sind, bestehend aus einer flachen Käfigschiene (6) mit die Kugeln (2) aufnehmenden Aussparungen (7) und aus die Kugeln (2) in den Aussparungen (7) haltenden, an der Käfigschiene (6) festen Führungsgliedern, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder (8.1, 8.2) innerhalb der Hüllfläche (9), welche die sich an den Laufbahnen (3) abwälzenden Kugeln (2) mit ihrem zur Laufbahnrichtung jeweils senkrechten Kugelgroßkreis erzeugen, zwischen den Kugeln (2) angeordnet sind und die Kugeln (2) an ebenfalls innerhalb dieser Hüllfläche (9) liegenden Kugelkappen (2.1) führen.
2. Kugelkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder als gegenüber der Käfigschiene (6) selbständige Führungsstücke (8.1) mit an den Kugeln (2) anliegenden konkaven Führungskalotten (11) ausgebildet und in Aufnahmen der Käfigschiene (6) eingelegt sind.
3. Kugelkäfig nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen von in der Käfigschiene (6) vorgesehenen, die Aussparungen (7) für die Kugeln (2) verbindenden Fenstern (12) und von Haltebügeln (13) gebildet sind, welche die Fenster (12) und die darin liegenden Führungsstücke (8.1) auf beiden Seiten der Käfigschiene (6) quer zur Laufbahnrichtung übergreifen und mit ihren Enden an die Käfigschiene (6) angeschlossen sind.
4. Kugelkäfig nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebügel (13) in Nuten (14) der Führungsstücke (8.1) greifen.
5. Kugelkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder als mit den Enden an die Käfigschiene (6) angeschlossene Führungsbügel (8.2) ausgebildet sind, die beidseits der Käfigschiene (6) quer zur Laufbahnrichtung angeordnet sind und mit ihrem Rand (17) an den Kugelflächen entlang verlaufen.
6. Kugelkäfig nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbügel (8.2) den Abstand zwischen den Kugeln (2) überdecken und mit beiden quer zur Laufbahnrichtung liegenden Rändern (17) Je eine der Kugeln (2) führen.
7. Kugelkäfig nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Führungsbügeln (8.2) umschlossene Raum eine Schmierstoffüllung enthält.
8. Kugelkäfig nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigschiene (6) doppelwandig aufgebaut ist und die Halte- bzw. Führungsbügel (13, 8.2) als ausgeformte Bereiche beider Schienenwände (6.1, 6.2) ausgebildet sind.
9. Kugelkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigschiene (6) im Randbereich außerhalb der Hüllfläche (9) beidseits Gleitnocken (20) oder Gleitleisten (21) aufweist.