DE4028383A1

DE4028383A1 - Linear bearing with caged construction - has cage displacement sprung relative to support displacement

Info

Publication number: DE4028383A1
Application number: DE19904028383
Authority: DE
Inventors: Peter Schorscher
Original assignee: Hydrel AG
Current assignee: Schaeffler Schweiz GmbH
Priority date: 1989-09-12
Filing date: 1990-09-07
Publication date: 1991-03-21

Abstract

The caged bearings (3) roller between two supports (1, 2) which are attached to flexible ties (8) looped over a roller (7) mounted on the end of the cage extension outside the range of the supports. The roller is further looped with other ties (9) attached to extensions (14, 15) of the supports. The ties are fitted with springs which hold the cage in a neutral position. The displacement of the cage is controlled by the relative settings of the supports and the relative tensions in the springs. The displacement in either direction is limited by the ties, which are threaded through the springs. ADVANTAGE - Compact cage, roller can be mounted away from supports for simpler fitting.

Description

Eine Wälz-Linearführung mit einer Käfig-Zwangsführung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der CH-PS 3 61 729 bekannt. Am Käfig dieser Längsführung ist beidseitig innerhalb des Spaltes zwischen den beiden Schienen je eine Seilrolle dreh bar gelagert. Die beiden Seilrollen sind durch je ein Seil umschlungen, dessen beide Enden mit je einer Schiene verbunden sind. Diese Lösung erfordert relativ breite Nuten in den Schienen zur Aufnahme der Seilrollen. Eine weitere, jedoch vollständig innerhalb der Längsführung angeordnete Zwangs führung ähnlicher Art ist in der CH-PS 2 88 636 beschrieben.A roller linear guide with a positive cage guide The preamble of claim 1 is known from CH-PS 3 61 729. On the cage of this longitudinal guide is on both sides within the Turn a rope pulley between the two rails stored in cash. The two pulleys are each by a rope entwined, the two ends of which are each connected to a rail are. This solution requires relatively wide grooves in the Rails to hold the rope pulleys. Another one, however Coercion arranged entirely within the longitudinal guide leadership of a similar type is described in CH-PS 2 88 636.

Zur Verhinderung des Auswanderns des Käfigs ist es außerdem aus dem DE-GM 86 25 602.5 bekannt, an der einen Schiene einen Anschlag für den Käfig anzubringen, gegen welchen der Käfig beim Maximalhub federnd anschlägt.It is also to prevent the cage from migrating known from DE-GM 86 25 602.5, on one rail one Attach the stop for the cage against which the cage resiliently strikes at the maximum stroke.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linearführung der eingangs genannten Gattung derart weiter zu bilden, daß obige Nachteile vermieden werden. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 ge löst.The present invention has for its object a Linear guidance of the type mentioned at the beginning to form that the above disadvantages are avoided. This task is ge by the characterizing features of claim 1 solves.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung sind die Seilrollen an eine Stelle verlegt, an welcher hinreichend Raum vorhanden ist. Dadurch eignet sich die erfindungsgemäße Zwangsführung auch z.B. für Nadel-Linearführungen, ohne daß an den Schienen zusätzliche Nuten für die Aufnahme der Zwangsführung ange bracht werden müssen.The rope pulleys are due to the inventive design relocated to a place where there is sufficient space is. The positive guidance according to the invention is therefore suitable also e.g. for needle linear guides, without the rails additional grooves for receiving the positive guidance must be brought.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Ausführungsform nach Anspruch 2 herausgestellt. Diese Ausführungsform vereinigt die Vorteile einer federnden Zentrierung des Käfigs mit der Sicherheit einer mechanischen Zwangsführung.The embodiment according to has proven to be particularly advantageous Claim 2 highlighted. This embodiment combines the advantages of a resilient centering of the cage with the Safety of mechanical positive guidance.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:Exemplary embodiments of the invention are described below the drawing explained. It shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungs form, Fig. 1 is a schematic representation of a first execution form,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, und Fig. 2 shows a second embodiment, and

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform. Fig. 3 shows a third embodiment.

Die Linearführung nach Fig. 1 besteht aus zwei Schienen 1, 2 und dazwischen abrollenden Wälzkörpern, die als Kugeln 3 dargestellt und in einem Käfig 4 gefaßt sind. Der Käfig 4 hat auf einer Seite eine Verlängerung 5, die in allen Betriebs lagen über mindestens eine der Schienen 1, 2 hinausragt. Am freien Ende der Verlängerung 5 ist eine Seilrolle 7 um eine Achse 6 drehbar gelagert. Die Rolle 7 hat drei Umfangsrillen. In den beiden äußeren Rillen sind zwei parallele Stahlseile 8 mit einem Umschlingungswinkel von 180° eingelegt, die den Käfig 4 in der Darstellung nach Fig. 1 nach links ziehen. In die mittlere Rille ist ein weiteres Seil 9 eingelegt, das den Käfig 4 nach rechts zieht. Die beiden Seile 8 sind an ihrem einen Ende mit einer gemeinsamen, symbolisch als Haken angedeuteten Befestigung 10 an der Schiene 1 und mit ihrem anderen Ende mit einer Befestigung 11 an der Schiene 2 be festigt. Die entsprechenden Befestigungen 12, 13 des Seils 9 sind an von den Schienen 1, 2 abstehenden Trägern 14, 15 ange bracht. Die beiden Seile 8 haben ein gemeinsames Federelement 19 und das Seil 9 ein weiteres Federelement 19 benachbart den Befestigungen 11 bzw. 13. Die Federelemente 19 bestehen aus einem in der Grundstellung schlaffen Seilabschnitt 20, einer Zugfeder 21 und einer Bride 22, welche das eine Feder ende mit den Seilen 8 bzw. dem Seil 9 starr verbindet. Das andere Federende ist bei den Befestigungen 11 bzw. 13 einge hängt. The linear guide according to Fig. 1 consists of two rails 1, 2 and intervening rolling rollers, which are shown as balls 3 and combined in a cage 4. The cage 4 has an extension 5 on one side, which in all operating positions protrudes beyond at least one of the rails 1 , 2 . At the free end of the extension 5 , a pulley 7 is rotatably supported about an axis 6 . The roller 7 has three circumferential grooves. In the two outer grooves, two parallel steel cables 8 are inserted with a wrap angle of 180 °, which pull the cage 4 to the left in the illustration according to FIG. 1. Another rope 9 is inserted into the middle groove, which pulls the cage 4 to the right. The two ropes 8 are fastened at one end to a common fastening symbolically indicated as a hook 10 on the rail 1 and at the other end with a fastening 11 to the rail 2 . The corresponding fasteners 12 , 13 of the rope 9 are on the protruding from the rails 1 , 2 supports 14 , 15 is introduced . The two cables 8 have a common spring element 19 and the cable 9 has a further spring element 19 adjacent to the fastenings 11 and 13 respectively. The spring elements 19 consist of a slack rope section 20 in the basic position, a tension spring 21 and a bracket 22 which rigidly connects the one spring end to the ropes 8 or the rope 9 . The other spring end is attached to the fastenings 11 and 13 respectively.

Wenn der Käfig 4 aus seiner Mittelstellung auswandert, wird zunächst die Feder 21 des einen Federelementes 19 gespannt, während die Feder 21 des anderen Federelementes 19 entspannt wird. Auf den Käfig 4 wird also eine Rückstellkraft proportional der Auswanderung in Richtung seiner Mittelstellung ausgeübt. Bei einem gewissen Maß der Auswanderung wird der Seilabschnitt 20 straff gespannt, was den Federweg der zugehörigen Feder 21 mechanisch begrenzt. Diese Federwegbegrenzung hat eine ähnliche Wirkung wie fest an der einen Schiene montierte Endanschläge für den Käfig 4, hat aber gegenüber solchen Endanschlägen den zu sätzlichen Vorteil, daß die Auswanderungsbegrenzung nicht erst beim Maximalhub der beiden Schienen 1, 2 gegeneinander wirk sam ist, sondern bei beliebigen Relativstellungen. Dieser Vor teil kommt insbesondere zur Geltung, wenn der Maximalhub nur selten gefahren wird. Der Federweg von der Neutralstellung bis zur Begrenzung durch den Seilabschnitt 20 ist geringer als der Vorspannhub der Federn 21. Damit ist sicher gestellt, daß das entlastete Seil 8 bzw. 9 gespannt bleibt.When the cage 4 moves out of its central position, the spring 21 of the one spring element 19 is first tensioned, while the spring 21 of the other spring element 19 is relaxed. A restoring force proportional to the emigration in the direction of its central position is thus exerted on the cage 4 . With a certain degree of emigration, the cable section 20 is stretched taut, which mechanically limits the spring travel of the associated spring 21 . This travel limit has a similar effect as fixed to one rail mounted end stops for the cage 4 , but has the additional advantage over such end stops that the emigration limitation is not only effective at the maximum stroke of the two rails 1 , 2 against each other, but with any Relative positions. This part is particularly effective when the maximum stroke is rarely used. The spring travel from the neutral position to the limitation by the cable section 20 is less than the preload stroke of the springs 21 . This ensures that the relieved rope 8 or 9 remains tensioned.

Mit der beschriebenen Wirkungsweise der Federelemente 19 werden die Vorteile einer elastischen Käfigrückstellung z.B. mittels Anschlagfedern gemäß DE-GM 86 25 602 mit den Vorteilen einer mechanischen Käfig-Zwangsführung z.B. mittels Zahnrädern kombiniert und gleichzeitig deren Nachteile vermieden. Die Auswanderung des Käfigs erfolgt meist bei hoher Last der Linear führung. Wenn unter diesen Umständen die Auswanderung durch eine Zahnrad-Zwangsführung verhindert wird, kommt es notwendiger weise zu einem gewissen Gleiten zwischen Wälzkörpern und der einen Schiene. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird dagegen ein begrenztes Auswandern des Käfigs gestattet, so daß das Gleiten zwischen Wälzkörpern und Schienen unter hoher Last vermieden wird. Die Rückstellung des Käfigs 4 erfolgt dann in Phasen geringer Belastung der Linearführung unter der zentrierenden Wirkung der Federn 21. Damit kann der Ver schleiß minimiert werden. Im Gegesatz zur elastischen Rück stellung des Käfigs z.B. gemäß DE-GM 86 25 602 wirkt die federnde Rückstellkraft über den ganzen Hubbereich der Linear führung, nicht nur am Hubende. Wenn also in einer beliebigen Position die Linearführung entlastet wird, kann die Feder zentrierung des Käfigs mit geringer Reibung erfolgen.With the described mode of operation of the spring elements 19 , the advantages of an elastic cage reset, for example by means of stop springs according to DE-GM 86 25 602, are combined with the advantages of a mechanical cage guidance, for example by means of gears, and at the same time their disadvantages are avoided. The cage usually emigrates when the linear guide is subjected to high loads. If, under these circumstances, the emigration is prevented by a gearwheel guidance, there is necessarily a certain amount of sliding between the rolling elements and the one rail. In the solution according to the invention, on the other hand, limited migration of the cage is permitted, so that the sliding between rolling elements and rails under high load is avoided. The cage 4 is then reset in phases of low load on the linear guide under the centering action of the springs 21 . Wear can thus be minimized. In contrast to the elastic return position of the cage, for example according to DE-GM 86 25 602, the resilient restoring force acts over the entire stroke range of the linear guide, not only at the stroke end. So if the linear guide is relieved in any position, the spring centering of the cage can be done with low friction.

Bei den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3 tragen analoge Teile gleiche Bezugszeichen, so daß sich eine detaillierte Beschreibung dieser Teile erübrigt. Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von jener nach Fig. 1 einerseits dadurch, daß an beiden Enden der Längsführung je eine Rolle 7, 7′ angeordnet ist, andererseits dadurch, daß die Rollen über Seile oder flexible Stahlbänder 26, 26′ mit dem Käfig 4 verbunden sind. Das eine Ende der Seile 26, 26′ ist durch Befestigungen 27, 27′ mit dem Käfig 4 verbunden, das andere ist an je einer Gabel 28, 28′ befestigt, welche die Achse 6, 6′ der Rollen 7, 7′ trägt. Das Seil 8 ist hier nur ein einzelnes Seil. In the embodiments according to FIGS. 2 and 3, analog parts have the same reference numerals, so that a detailed description of these parts is unnecessary. The embodiment of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 on the one hand in that a roller 7 , 7 'is arranged at both ends of the longitudinal guide, on the other hand in that the rollers on ropes or flexible steel belts 26 , 26 ' with Cage 4 are connected. One end of the cables 26 , 26 'is connected by fastenings 27 , 27 ' to the cage 4 , the other is attached to a fork 28 , 28 ', which carries the axis 6 , 6 ' of the rollers 7 , 7 '. The rope 8 is only a single rope here.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die Rollen 7, 7′ an Trägern 34, 35 drehbar gelagert, die an der Schiene 1 be festigt sind. Das Seil 8 ist mit der Befestigung 27 am Käfig 4 angebracht und umschlingt beide Rollen 7, 7′. Das eine Ende des anderen Seils 9 ist ebenfalls am Käfig 4 befestigt. Die anderen Enden der Seile 8, 9 sind an einer Gabel 37 be festigt. In der Gabel 37 ist ein Zahnrad 38 um eine Achse 39 drehbar gelagert. Das Zahnrad 38 kämmt mit zwei parallelen Zahn stangen 40, 41, deren Verzahnungen einander zugewandt sind. Die Zahnstange 40 ist auf dem Träger 35, die Zahnstange 41 auf einem mit der Schiene 2 verbundenen Träger 36 befestigt. In den Seilen 8, 9 ist wiederum je eines der beschriebenen Federelemente 19 mit mechanisch begrenztem Federweg (nicht dargestellt) eingesetzt.In the embodiment according to FIG. 3, the rollers 7 , 7 'are rotatably mounted on supports 34 , 35 which are fastened to the rail 1 . The rope 8 is attached to the fastening 27 on the cage 4 and wraps around both rollers 7 , 7 '. One end of the other rope 9 is also attached to the cage 4 . The other ends of the ropes 8 , 9 are fastened to a fork 37 be. In the fork 37 , a gear 38 is rotatably supported about an axis 39 . The gear 38 meshes with two parallel toothed rods 40 , 41 , the teeth of which face each other. The rack 40 is fastened on the carrier 35 , the rack 41 on a carrier 36 connected to the rail 2 . In each case one of the described spring elements 19 with mechanically limited spring travel (not shown) is used in the ropes 8 , 9 .

Bei allen Ausführungsformen eignen sich statt der Seile 8, 9 auch z.B. flexible Stahlbänder.In all embodiments, instead of the ropes 8 , 9 , for example, flexible steel strips are also suitable.

Claims

1. Rolling linear guide comprising 2 rails ( 1 , 2 ), several rolling bodies ( 3 ) rolling between the rails ( 1 , 2 ), which are held in a cage ( 4 ), and a cage positive guide consisting of two flexible tension elements ( 8 , 9 ), which are guided over at least one roller ( 7 , 7 '), characterized in that the roller ( 7 ) or the rollers ( 7 , 7, ) outside at least one rail ( 1 , 2 ) is or are.

2. Linear guide according to claim, characterized in that both tension elements ( 8 , 9 ) contain a prestressed spring element ( 19 ) which has a mechanically limited spring travel, the spring travel of one spring element ( 19. ) Starting from the neutral position of the cage ( 4 ) ) is shorter than the preload stroke of the other spring element ( 19 ).

3. Linear guide according to claim 1 or 2, characterized in that an extension ( 5 ) of the cage ( 4 ) protrudes at least on one side over at least one of the rails ( 1 , 2 ), and that the roller ( 7 ) or the rollers ( 7 , 7 ') on the extension ( 5 ) is rotatably mounted, or are, with one end of each of the roller ( 7 ) or the rollers ( 7 , 7 ') guided tension element ( 8 , 9 ) on the a rail ( 1 ) and the other end is attached to the other rail ( 2 ).

4. Linear guide according to one of claims 1 to 3, characterized in that only a single roller ( 7 ) is present before, which has a plurality of circumferential grooves in which the tension elements ( 8 , 9 ) lie.

5. Linear guide according to claim 4, characterized in that the roller ( 7 ) has three grooves, that one of the two tension elements ( 8 , 9 ) lies in the central groove and that the other tension element and a third tension element parallel to the other tension element ( 8 , 9 ) lie in the two outer grooves.

6. Linear guide according to claim 1 or 2, characterized in that the one ends of the two tension elements ( 8 , 9 ) are attached to the two ends of the cage ( 4 ), that the one tension element ( 8 ) via two rollers ( 7 , 7 ') is guided, which is arranged on opposite ends of the one rail ( 1 ) and the axes of rotation ( 6 , 6 ') of which are connected to the one rail ( 1 ), and that both other ends of the tension elements ( 8 , 9 ) with a mechanism ( 38 , 39 , 40 , 41 ) is connected, which reproduces the rail-cage kinematics.

7. Linear guide according to claim 6, characterized in that both other ends of the tension elements ( 8 , 9 ) are connected to an axis ( 39 ) of a gear ( 38 ) which meshes with two parallel racks ( 40 , 41 ), one of which one is connected to one and the other to the other rail.