DE4142821A1 - Waelzlagerkaefig mit einspringendem ende fuer eine geradefuehrungseinheit - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Wälzlagerkäfig mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen und betrifft insbesondere einen Wälzlagerkäfig für eine Geradeführungseinheit, die sich vor allem, jedoch nicht ausschließlich, zur Führung einer Magnetkopfanordnung von Meß- und Datenverarbeitungsgeräten eignen.

Eine typische Geradeführungseinheit enthält eine langge­ streckte Schiene, einen auf dieser verschiebbar gelagerten Schieber oder Schlitten, eine Vielzahl von Wälzlagerelemen­ ten, die zwischen der Schiene und dem Schlitten angeordnet sind, und einen ebenfalls zwischen der Schiene und dem Schlitten angeordneten Wälzlagerkäfig, der die Wälzlager­ elemente bei einer Relativbewegung zwischen der Schiene und dem Schlitten positioniert. Geradeführungseinheiten dieser Art können für die verschiedenen Zwecke Verwendung finden.

Eine kompakte und leichte Geradeführungseinheit, die sich besonders für die Führung einer Magnetkopfanordnung in einer Datenverarbeitungsanlage, wie einem Disketten- oder Platten­ laufwerk, eignet, ist in JP-62-35 943 U2 beschrieben und in der beiliegenden Fig. 4 vereinfacht dargestellt.

Die in Fig. 4 dargestellte Geradeführungseinheit enthält eine langgestreckte Schiene, einen Tisch oder Schlitten A, der verschiebbar auf der Schiene angeordnet ist, eine Viel­ zahl von Wälzlagerelementen, im vorliegenden Falle Kugeln, die zwischen der Schiene und dem Schlitten A angeordnet sind, und einen Wälzlager-Käfig C, der die Kugeln in ihren Posi­ tionen hält. Bei einer solchen Einrichtung ist typischerwei­ se an jedem Ende des Schlittens A ein Anschlag B vorgesehen, der verhindert, daß sich der Käfig C über die Enden des Schlittens A oder der Schiene hinausbewegt. Der Käfig C wird also am Herausgleiten gehindert, da seine Endflächen D am Ende des Hubes der Geradeführungseinheit am entsprechenden Anschlag B anschlagen und der Käfig C wird dadurch immer im Raum zwischen dem Bett und dem Schieber A gehalten, um die Kugeln zu positionieren.

Durch die an den beiden Enden des Schlittens A vorgesehenen Anschläge B wird der Hub des Schlittens A bezüglich der Schiene um das Doppelte der Breite eines Anschlags E ver­ kürzt, da ja an jedem Ende des Schlittens ein solcher An­ schlag vorgesehen ist. Anders gesagt, ist die effektive Hubstrecke kürzer als die Länge des Schlittens A, was einer Verkürzung der Länge der Einrichtung als Ganzes eine Grenze setzt.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, einen Wälzlagerkäfig zu schaffen, der einen ef­ fektiv vergrößerten Hub ermöglicht.

Durch die vorliegende Erfindung wird also ein verbesserter Wälzlagerkäfig für eine Geradeführungseinheit geschaffen, die typischerweise eine langgestreckte Schiene, einen Schlitten, eine Vielzahl von Wälzlagerelementen zwischen der Schiene und dem Schlitten, und einen Käfig, der die Wälz­ lagerelemente positioniert, enthält.

Ein Wälzlagerkäfig gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat eine im wesentlichen langgestreckte Ge­ stalt und eine Konfiguration, die seine Anordnung in einem Zwischenraum zwischen der Schiene und dem Schlitten gestat­ tet, um die Wälzlagerelemente in ihrer Position, insbeson­ dere im vorhergehenden Abstand voneinander zu halten. Der Schlitten oder die Schiene ist mit zwei Anschlägen versehen, um die Bewegung des Käfigs in der Längsrichtung zu begrenzen und den Käfig an einem Austreten aus der Einheit zu hindern. Der Käfig hat an jedem Ende einen zurückspringenden Teil oder eine Ausnehmung, um den entsprechenden Anschlag wenig­ stens teilweise aufzunehmen, wenn sich der Käfig am entspre­ chenden Ende seines Hubs befindet; hierdurch wird der effek­ tive Hub des Käfigs bezüglich des Schlittens oder der Schiene vergrößert.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung hat der Wälzlagerkäfig einen horizontalen Abschnitt oder Steg und zwei vertikale Abschnitte oder Schenkel, die senkrecht von entgegengesetzten Seiten des horizontalen Abschnittes vor­ springen, so daß sich ein im wesentlichen U-förmiger Quer­ schnitt ergibt. Der horizontale Abschnitt des Käfigs weist an jedem Ende einen zurückspringenden oder mit einer Aus­ nehmung versehenen Teil auf. Gemäß einer weiteren Abwandlung ist der horizontale Abschnitt oder Steg mit mindestens einem Fenster versehen. Die Form der zurückspringenden Teile des Käfigs ist vorzugsweise gleich der eines Teiles eines Fensters. Man kann dann im wesentlichen U-förmiges Halbzeug verwenden und mit einer Mehrzahl von Fenstern vorgegebener Form, gleicher oder unterschiedlicher Größe versehen, die mit Abständen längs der Längsachse des Käfigs angeordnet sind und man kann dann dieses bearbeitete Halbzeug in Quer­ richtung zertrennen, um erfindungsgemäße Käfige gewünschter Länge herzustellen.

Durch die vorliegende Erfindung wird also ein Wälzlagerkäfig geschaffen, der es ermöglicht, kompaktere Geradeführungs­ einheiten als bisher herzustellen. Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Wälzlagerkäfigs besteht darin, daß die mit ihm bestückte Geradeführungseinheit sehr kompakt und leicht ist. Der erfindungsgemäße Käfig läßt sich einfach und damit preiswert herstellen.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, dabei werden noch weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung erkennbar werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung der Unterseite einer Geradeführungseinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; die Schiene der Geradeführungseinheit ist nur gestrichelt angedeutet;

Fig. 2 einen vereinfachten Querschnitt in einer Ebene F-F der Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht der Unterseite einer Käfighalbzeug­ stange, die zur Herstellung von erfindungsgemäßen wälzlagerkäfigen für Geradeführungseinheiten in Stücke gewünschter Länge zertrennt werden kann; und

Fig. 4, auf die bereits Bezug genommen worden ist, eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht einer bekannten Geradeführungseinheit eines Typs, bei dem die vorliegende Erfindung Anwendung finden kann.

Die in den Fig. 1 und 2 etwas vereinfacht dargestellte Geradeführungseinheit gemäß einer Ausführungsform der Er­ findung enthält eine langgestreckte Schiene 3, einen Schlitten 1, eine Anzahl von Kugeln 2, die als Wälzlagerele­ mente zwischen der Schiene 3 und dem Schlitten 1 angeordnet, und einen ebenfalls zwischen Schiene 3 und dem Schlitten 1 angeordneten Wälzlagerkäfig 4, der die Kugeln 2 zwischen der Schiene 3 und dem Schlitten 1 in ihrer Position hält.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Schiene 3 einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Die Schiene 3 kann jedoch in Abhängigkeit von dem für die Geradeführungs­ einheit vorgesehenen Verwendungszweck auch einen gewünschten anderen Querschnitt aufweisen. Die Schiene 3 ist langge­ streckt und hat zwei Seitenflächen, die jeweils eine innere Führungsnut 6 aufweisen, die sich geradlinig und parallel zur Längsachse der Schiene 3 erstreckt. Der Schlitten 1 hat andererseits einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit einem horizontalen Steg, der im wesentlichen eben ist, und zwei vertikalen Schenkeln, die von den entgegengesetzten Seiten des horizontalen Stegs senkrecht vorspringen. Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, haben die vertikalen Schenkel jeweils eine Innenseite mit einer äußeren Führungs­ nut 5, die einer entsprechenden inneren Führungsnut 6 ge­ genüberliegt und mit dieser einen Führungskanal bildet.

Die Kugeln 2 sind in den jeweiligen Führungskanälen ange­ ordnet und werden teilweise von den zugehörigen inneren und äußeren Führungsnuten 6 und 5 aufgenommen, so daß durch diese Kugeln 2 ein Wälzlager zwischen der Schiene 3 und den Schlitten 1 gebildet wird. Der Schlitten 1 kann also be­ züglich der Schiene 3 hin- und herbewegt werden, wie durch einen Doppelpfeil G angedeutet ist. Der Wälzlagerkäfig 4 hat bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls einen im wesent­ lichen U-förmigen Querschnitt mit einem horizontalen Steg und zwei vertikalen Schenkeln, die von den entgegengesetzten Seiten des horizontalen Steges vertikal vorspringen. Der Käfig 4 befindet sich im Raum zwischen der Schiene 3 und dem Schlitten 1. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die vertikalen Schenkel des Käfigs 4 jeweils eine Anzahl vom mit Abstand voneinander angeordneten Löchern 23, die in einer Reihe parallel zur Langsachse des Käfigs ange­ ordnet sind. Die Löcher 23 nehmen jeweils einen Teil einer entsprechenden Kugel 2 auf, um diese ordnungsgemäß zu po­ sitionieren. Die Kugeln 2 werden also durch den Käfig 4 jederzeit ordnungsgemäß in den Führungskanälen positioniert.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schlitten 1 an seinen Enden jeweils mit einem Anschlag 7 bzw. 8 ver­ sehen. Wie Fig. 2 zeigt, sind die Anschläge 7, 8 bei diesem Beispiel so am Schlitten 1 befestigt, daß sie sich eine gewisse Strecke nach unten erstrecken und in Berührung mit einem entsprechenden Ende des Käfigs 4 kommen können. Der Käfig 4 schlägt also an einem der Anschläge 7 und 8 an, wenn er die entsprechende Endstellung in der Führungseinheit er­ reicht, wodurch verhindert wird, daß der Käfig 4 und damit die durch ihn positionierten Kugeln 2 aus der Geradefüh­ rungseinheit herausfallen.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, was wesentlich ist, an jedem Ende des Steges des Käfigs 4 ein einspringender Teil oder eine Ausnehmung 9, 10 gebildet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ausneh­ mungen 9, 10 breit genug, um den entsprechenden Anschlag 7 bzw. 8 zum Teil aufnehmen zu können und die Ausnehmungen haben eine Tiefe H, die etwas kleiner ist als die Länge I der Anschläge 7, 8 in Richtung der Längsachse O-O des Schlittens 1. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen 9, 10 im horizontalen Steg des Käfigs 4 gebildet, selbstverständlich können entsprechende Ausneh­ mungen auch gewünschtenfalls in einem oder beiden vertikalen Schenkeln des Käfigs 4 vorgesehen sein. Die Anschläge 7, 8 brauchen auch nicht am horizontalen Steg des Schlittens 1 angebracht sein, es können vielmehr auch an einem oder beiden vertikalen Schenkeln des Schlittens 1 befestigt werden, falls dies gewünscht wird, und alternativ können ein oder beide Anschläge auch gewünschtenfalls an der Schiene 3 anstatt am Schlitten 1 angebracht werden.

Fig. 3 zeigt die Unteransicht eines stangenförmigen Käfig­ halbzeugteiles 11, aus dem ein Käfig 4 gemäß der Erfindung einfach dadurch hergestellt werden kann, daß man von dem Halbzeug ein Stück gewünschter Länge J abschneidet. Wie Fig. 3 zeigt, hat die Käfighalbzeugstange 11 einen im wesent­ lichen U-förmigen Querschnitt mit einem horizontalen Steg 12 und zwei vertikalen Schenkeln 13 und 14, die senkrecht von entgegengesetzten Seiten des horizontalen Steges 2 vor­ springen. Der horizontale Steg 12 ist mit einer Mehrzahl von Fenstern 15 und 16 (von jedem Typ ist nur eines dargestellt) versehen. Diese Fenster haben, was wichtig ist, an jedem Ende die gleiche Konfiguration die auch mit der der Ausneh­ mungen 9 und 10 des Käfigs übereinstimmt. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel hat das Fenster 15 zwei Endseiten 17 und 18, deren Form mit der von zwei Endseiten 19 und 20 des anderen Fensters 16 übereinstimmt. Der Abstand zwischen den Endseiten 17 und 18 des Fensters 15 unter­ scheidet sich jedoch von dem Abstand zwischen den Endseiten 19 und 20 des Fensters 16. Man beachte ferner, daß die End­ seiten 17 bis 20 auch die gleiche Form haben wie die anderen Endseiten 21 und 22 des Käfighalbzeugteiles 12. Wenn von dem Käfighalbzeugteil 12 ein Stück gewünschter Länge J abge­ schnitten wird, bilden die Endteile 19 und 20 die zurück­ gesetzten Teile oder Ausnehmungen 9 bzw. 10 des Käfigs 4.

Die vertikalen Schenkel 13 und 14 des Käfighalbzeugteiles 12 weisen jeweils eine Vielzahl von Löchern 23 auf, die im Abstand voneinander in einer Reihe parallel zur Längsachse O-O des Käfighalbzeugteiles 12 angeordnet sind. Die Löcher 23 haben jeweils einen Durchmesser, der groß genug ist, um eine entsprechende Kugel 2 aufnehmen zu können.

Die vorliegende Geradeführungseinheit enthält ferner zwei Endblöcke 24 und 25, die an den entgegengesetzten Enden des Schlittens 1 befestigt sind.

Da, wie oben beschrieben, der effektive Hub des Käfigs 4 durch die Erfindung um das Doppelte der Tiefe H der Ausneh­ mungen 9 und 10 vergrößert wird, ergibt sich auch ein ent­ sprechend vergrößerter Hub für die Relativbewegung zwischen der Schiene 3 und dem Schlitten 1. Alternativ kann bei gleichbleibendem Hub die Länge des Tisches oder Schlittens 1 um einen Betrag gleich 2H verkürzt werden, so daß die Ab­ messungen, insbesondere die Länge, der Geradeführungseinheit erheblich verringert werden kann. Wenn außerdem ein oder mehrere Fenster im Käfig 4 vorgesehen sind, verringert sich das Gewicht des Käfigs 4 und damit das Gesamtgewicht der Geradeführungseinheit. Wenn die Konfiguration der Fenster an jedem Längsende gleich ist, läßt sich ein Käfig gewünschter Länge äußerst einfach herstellen. Durch die Erfindung wird also ein Wälzlagerkäfig oder eine Geradeführungseinheit ge­ schaffen, die sich durch einfache Herstellung und geringe Kosten auszeichnen.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel läßt sich selbst­ verständlich in der verschiedensten Weise abwandeln, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.

Claims (7)

1. Wälzlagerkäfig für eine Geradeführungseinheit, die eine Schiene (3), einen Schlitten (1) und eine Anzahl von Wälzlagerelementen (2) enthält, gekennzeichnet durch einen langgestreckten Körper (4) mit zwei entgegenge­ setzten Enden, die jeweils einen mit einer Ausnehmung (9, 10) versehenen Teil aufweisen, der jeweils mit einem Anschlag am Ende der Geradeführungseinheit in Be­ rührung gebracht werden kann.

2. Wälzlagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen länglichen horizontalen Steg und zwei von entgegengesetzten Seiten des Steges im wesentlichen recht­ winklig vorstehende Schenkel und damit einem im wesent­ lichen U-förmigen Querschnitt aufweist.

3. Wälzlagerkäfig nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Schenkel jeweils eine Mehrzahl von Löchern (23) aufweisen, die in einer parallel zur Längs­ achse (O-O) des Käfigs verlaufenden Reihe mit Abständen voneinander angeordnet sind und jeweils einen Durchmesser aufweisen, der groß genug ist, um ein Wälzlagerelement zumindest zum Teil aufzunehmen.

4. Wälzlagerkäfig nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der horizontale Steg mindestens ein Fenster (15 oder 16) aufweist.

5. Wälzlagerkäfig nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (15 oder 16) am Ende eine Konfiguration hat, die mit der des Endes einer Ausnehmung überein­ stimmt.

6. Wälzlagerkäfig nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlagerelemente (2) Kugeln sind.

7. Wälzlagerkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (7, 8) am Schlitten (1) befestigt sind.