WO2014187454A1

WO2014187454A1 - Führungswagen einer linearführung

Info

Publication number: WO2014187454A1
Application number: PCT/DE2014/200101
Authority: WO
Inventors: Patrick Daniel; Dietmar Rudy
Original assignee: Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2014-11-27
Also published as: CN105229319A; US9562564B2; US20160123386A1; CN105229319B; DE102013209294B3

Abstract

Führungswagen einer Linearführung, der einen Rücken (1) und von dem Rücken (1) abgewinkelte, entlang einer Längsachse des Führungswagens angeordnete Schenkel (2) zum Übergreifen einer Führungsschiene (7) auf- weist, wobei die beiden Schenkel (2) jeweils mit einer Längsdichtung (5) versehen sind, deren stabförmige Körper (12) an einander zugewandten Seiten jeweils eine Dichtlippe (8) aufweisen, wobei der stabförmige Körper (12) an einer entlang der Längsachse vorgesehenen Anlage (9a) des Schenkels (2) abgestützt ist, wobei der stabförmige Körper (12) mit seinen beiden axialen Stabenden (13, 15, 18) an dem Führungswagen gehaltert und mit seiner ihm innewohnenden Federkraft gegen die Anlage (9a) angefedert ist.

Description

Führungswagen einer Linearführung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Führungswagen einer Linearführung. Derartige Führungswagen können auf eine Führungsschiene aufgesetzt und entlang einer Schienenachse verschoben werden.

Aus DE102007056857A1 beispielsweise war ein Führungswagen nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Die Figuren 2, 2 a zei- gen einen Querschnitt durch eine Linearführung mit einem Führungswagen, der auf einer Führungsschiene längsverschieblich angeordnet ist. Eine Längsdichtung 37 ist in einer als Ausrichtnut bezeichneten Lagernut aufgenommen. Diese Lagernut ist am freien Ende eines Schenkels des Führungswagens parallel zur Längsachse des Führungswagens ausgebildet.

Aus US 2009/0310892 A1 ist ein Führungswagen einer Linearführung bekannt geworden, deren Längsdichtung über deren axiale Erstreckung in Taschen des Tragkörpers eingesetzt ist. Aus US 5 451 109 A ist ein Führungswagen einer Linearführung bekannt geworden, deren Längsdichtung an beiden axialen Enden mit Haken versehen ist, die an dem Schenkel des Tragkörpers gehaltert sind.

Aus DE 10 2009 052 318 A1 Führungswagen einer Linearführung bekannt ge- worden, deren Längsdichtung über deren axiale Erstreckung in Taschen des Tragkörpers mit Hinterschnitt eingesetzt ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen Führungswagen anzugeben, bei dem die Längsdichtung einwandfrei an dem Führungswagen aufgenommen ist.

Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch den Führungswagen gemäß Anspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Führungswagen weist einen Rücken und von dem Rücken abgewinkelte, entlang einer Längsachse des Führungswagens angeordnete Schenkel zum Übergreifen einer Führungsschiene auf. Beide Schenkel sind jeweils mit einer Längsdichtung versehen, deren stabför- mige Körper an einander zugewandten Seiten jeweils eine Dichtlippe aufwei- sen. Stabförmig im Sinn der Erfindung bezeichnet entlang einer Achse erstreckte Körper. Wenn der Führungswagen auf eine Führungsschiene aufgesetzt wird, kommen die Dichtlippen zur Anlage an die Führungsschiene und liegen daran dichtend an. Der stabförmige Körper ist an einer entlang der Längsachse vorgesehenen Anlage des Schenkels abgestützt. Das bedeutet, dass die Längsdichtung über ihre axiale Erstreckung von einem bis zum anderen Ende einwandfrei abgestützt ist und ein hinreichender Andruck der Dichtlippe gegeben ist, wenn der Führungswagen auf der Führungsschiene angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist der stabförmige Körper der Längsdichtung mit seinen beiden axialen Stabenden an dem Führungswagen gehaltert und mit seiner ihm innewohnenden Federkraft gegen die Anlage angefedert.

Auf diese Weise ist zuverlässig verhindert, dass die Längsdichtung durchhän- gen kann. Diese Federkraft wirkt quer zur Längsrichtung der Längsdichtung. Die Federkraft wirkt in der geraden Längsdichtung . Sie ist dadurch hervorgeru- fen, dass die Längsdichtung als solche gekrümmt ist, ihre Enden also nicht auf einer gemeinsamen Geraden liegen. Wird nun die Längsdichtung gerade gebogen, erfolgt diese Biegung federelastisch und in dem stabförmigen Körper der Längsdichtung wird eine Federkraft erzeugt, so dass die gerade gebogene Längsdichtung mit ihrem zwischen den Stabenden liegenden Abschnitt des stabförmigen Körpers eine Federkraft quer zu ihrer Längsrichtung auf die Anlage ausübt. Es ist nicht erforderlich, die Längsdichtung in ihrer axialen Mitte mit zusätzlichen Mitteln an den Führungswagen zu haltern. Die Achse, in der die Federkraft an der Anlage wirksam ist, und die Achse, in der eine Andruckkraft der Dichtlippen - wenn der Führungswagen auf die Führungsschiene gescho- ben ist - an der Anlage abgestützt ist, stehen vorzugsweise beide winklig aufeinander. In vorteilhafter Weise weist der Führungswagen einen Tragkörper und an beiden in Richtung der Längsachse gelegenen Enden des Tragkörpers angeordnete Kopfstücke auf, wobei die Längsdichtung mit ihren beiden axialen Enden an den Kopfstücken gehaltert ist. Derartige Führungswagen sind oftmals mit endlosen Wälzkörperumläufen versehen, wobei in den Kopfstücken sogenannte Wälzkörperumlenkungen angeordnet sind, die die Wälzkörper von einem Rücklaufkanal in einen Lastkanal des Führungswagens umlenken. Diese Kopfstücke können in günstiger Weise beispielsweise mit Taschen versehen sein, in die die Stabenden des stabformigen Körpers eingreifen. Die Taschen kön- nen auf einer gemeinsamen geraden Achse liegen.

Vorzugsweise sind die Dichtlippe und der stabförmige Körper einstückig miteinander verbunden, wobei beide axiale Stabenden des stabformigen Körpers frei von der Dichtlippe sind. Diese beiden Stabenden können dann beispiels- weise in die genannten Taschen der Kopfstücke eingesteckt werden.

Der Tragkörper des Führungswagens kann an seinen beiden Schenkeln jeweils mit einer entlang der Längsachse ausgebildeten Lagernut zur Aufnahme des stabformigen Körpers versehen sein. Diese Lagernut bildet dann die Anlage für den stabformigen Körper. Die Lagernut weist zwei winklig zueinander angeordnete, entlang der Längsachse erstreckte Lagerflächen auf, an denen der stabförmige Körper gelagert ist. Die eine Lagerfläche beider Lagernuten ist zur Unterseite des Führungswagens hin gerichtet, die beiden anderen Lagerflächen sind einander zugewandt. Die einander zugewandten Lagerflächen dienen der einwandfreien Abstützung der Längsdichtung quer zu ihrer Längsachse, sodass die Dichtlippe in vorgesehener Weise zur Anlage an den Führungswagen kommt. Die Längsdichtung ist mit ihrem stabformigen Körper federnd gegen die zur Unterseite des Führungswagens gerichteten Lagerflächen der Lagernuten angefedert, sodass ein Durchhängen der Längsdichtung insbesondere in des- sen axialer Mitte vermieden ist.

Das Einsetzen der Längsdichtung in den erfindungsgemäßen Führungswagen geschieht in günstiger Weise nach dem folgenden Verfahren: Die von dem Führungswagen losgelöste Längsdichtung ist zunächst bogenförmig gekrümmt, ohne dass ihr eine Federkraft innewohnt.

Unter Zurücknahme der bogenförmigen Krümmung - d. h. also Auslenken des stabformigen Körpers aus der bogenförmigen Krümmung in Richtung einer geraden Achse - können die beiden Stabenden an dem Führungswagen gehaltert werden, wobei infolge des Geradebiegens des stabformigen Körpers dieser unter Aufbringen einer Federkraft begradigt wird, sodass der stabförmige Körper mit seiner ihm innewohnenden Federkraft gegen die Anlage ist.

Diese Anlage kann - wie bereits erwähnt - durch die Lagernut gebildet sein, wobei dann der stabförmige Körper gegen die einen Lagerflächen der beiden Lagernuten angefedert ist. Bei der Montage kann zunächst das eine Stabende des stabformigen Körpers in eine Tasche des Führungswagens eingesteckt werden, dann kann der stabförmige Körper so gebogen werden, dass das gegenüberliegende Stabende in die gegenüberliegende Tasche des Führungswagens eingesteckt wird. In dieser Lage ist der stabförmige Körper derart federelastisch verformt, dass sein die Dichtlippe tragender Abschnitt gegen die eine Lagerflächen der Lagernut angefedert ist, so dass die Längsdichtung nicht durchhängt. Zusätzlich ist die so gerade gebogene Längsdichtung für einen einwandfreien Kontakt mit der Führungsschiene ausgerichtet.

Eine erfindungsgemäße Längsdichtung kann nach dem folgenden Verfahren hergestellt werden: Der stabförmige Körper kann durch Spritzgießen mit der einstückig angeformten Dichtlippe entlang einer bogenförmig gekrümmten Stabachse hergestellt werden, wobei die Stabenden des stabformigen Körpers entlang einer geraden Achse gespritzt werden. Nach Abschluss des Spritzgießens kann der bogenförmig gekrümmte Stabkörper in Richtung auf eine gerade Stabachse unter federelastischer Formänderung des Stabkörpers gebogen werden.

Derartige Längsdichtungen bzw. stabförmige Körper können in günstiger Weise aus einem thermoplastischen Elastomer hergestellt sein. Nachstehend wird die Erfindung anhand von drei in insgesamt elf Figuren abgebildeten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen erfindungsgemäßen Führungswagen in perspektivischer Darstellung,

Figur 2 einen Montageschritt zum Herstellen des Führungswagens gemäß

Figur 1 ,

Figur 3 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Führungswagen gemäß Figur 1 ,

Figur 4 die Längsdichtung des erfindungsgemäßen Führungswagens gemäß

Figur 1 als Einzelteil in einer ersten Ansicht,

Figur 5 die Längsdichtung aus Figur 4 in einer weiteren Ansicht,

Figur 6 den Führungswagen wie in Figur 2, jedoch in einer Ansicht,

Figur 7 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Führungswagen gemäß Figur 1 im Bereich des Kopfstückes,

Figur 8 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Variante in einem Schnitt wie in Figur 7,

Figur 9 eine weitere erfindungsgemäße Variante,

Figur 10 ein Spritzwerkzeug zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Längsdichtung und

Figur 1 1 die bogenförmig gekrümmte und anschließend geradegerichtete

Längsdichtung. Figur 1 zeigt den erfindungsgemäßen Führungswagen in perspektivischer Darstellung. Der Führungswagen weist einen Rücken 1 und von dem Rücken 1 abgewinkelte, entlang einer Längsachse des Führungswagens angeordnete Schenkel 2 zum Übergreifen einer nicht abgebildeten Führungsschiene auf. Der Führungswagen weist einen Tragkörper 3 und an beiden in Richtung der Längsachse gelegenen Enden des Tragkörpers 3 angeordnete Kopfstücke 4 auf. Beide Schenkel 2 sind an ihren freien Enden jeweils mit einer Längsdichtung 5 versehen, die dichtend an der nicht abgebildeten Führungsschiene anliegen.

Figur 2 zeigt deutlich die Längsdichtungen 5, die mit ihrem einen Ende in nicht weiter abgebildete Taschen 6 des Kopfstücks 4 eingreifen. Die in der Figur 2 vom Führungswagen losgelösten Enden der Längsdichtung 5 können unter federelastischem Biegen der Längsdichtung 5 in die entsprechenden Taschen 6 des gegenüberliegenden Kopfstücks 4 eingesetzt werden, wobei in dieser eingebauten Situation die Längsdichtung 5 federnd vorgespannt ist und federnd an dem Tragkörper 3 abgestützt ist.

Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Linearführung mit dem erfindungs- gemäßen Führungswagen aus Figur 1 . In dieser Abbildung ist eine Führungsschiene 7 abgebildet, die von dem Führungswagen umgriffen wird, wobei die Längsdichtung mit ihrer Dichtlippe 8 dichtend an der Führungsschiene 7 anliegt. Deutlich kann dieser Figur auch entnommen werden, dass beide Schenkel 2 an ihren freien Enden jeweils mit einer Lagernut 9 versehen sind, die sich über die gesamte Länge des Tragkörpers 3 erstreckt. Die an beiden Schenkeln 2 ausgebildeten Lagernuten 9 weisen winklig zueinander angeordnete, entlang der Längsachse erstreckte Lagerflächen 10, 1 1 auf, an denen die Längsdichtung 5 gelagert oder abgestützt ist. Die einen Lagerflächen 10 sind in der Abbildung nach unten hin - zur Wagenunterseite - gerichtet, die beiden anderen Lagerflächen 1 1 sind einander zugewandt. Die Figuren 4 und 5 zeigen die Längsdichtung 5, die einen stabförmigen Körper 12 mit der an den stabförmigen Körper 12 einstückig angeformten Dichtlippe 13 aufweist. Figur 4 zeigt deutlich, dass die Längsdichtung 5 bogenförmig gekrümmt ist, wenn die Längsdichtung 5 von dem Führungswagen entfernt ist. Die beiden Stabenden 13 sind gerade geformt und schließen tangential an die bogenförmige Achse des bogenförmig gekrümmten stabförmigen Körpers 12 an. Diese geraden Stabenden 13 greifen in die an den Kopfstücken 4 ausgebildeten Taschen 6 des Führungswagens ein. In Figur 4 ist gestrichelt die Lagerfläche 10 der Lagernut 9 angedeutet, gegen die die Längsdichtung mit ihrem stabformige Körper 12 angelegt wird. In dieser Abbildung ist die Längsdichtung 5 bogenförmig gekrümmt und unbelastet. Im eingebauten Zustand liegt die Längsdichtung 5 in der Ebene der Lagerfläche 10, wobei die Auslenkung der Längsdichtung aus der bogenförmigen Krüm- mung heraus in die Ebene unter federelastischer Verformung der Längsdichtung 5 erfolgt. Wenn also in der Figur 4 die beiden Stabenden 13 des stabförmigen Körpers 12 in der Ebene der Lagerfläche 10 angeordnet sind, übt die Längsdichtung 5 mit der ihr nun innewohnenden Federkraft einen Druck gegen die Lagerfläche 10 der Lagernut 9 aus. Auf diese Weise ist ein Durchhängen der Längsdichtung nach unten sicher ausgeschlossen.

Figur 6 zeigt den Führungswagen wie in der Figur 2, jedoch nicht in perspektivischer Darstellung, sondern in einer Ansicht, wobei der bogenförmig gekrümmte Abschnitt des stabförmigen Körpers 12 vom hier noch freien Ende um den Federweg S in Richtung auf den Führungswagen gebogen wird.

Figur 7 zeigt deutlich die im Kopfstück 4 ausgebildete Tasche 6 zur Aufnahme des Stabendes 13 des stabförmigen Körpers 12. Diese Tasche 6 ist an einem Einsatzteil 14 ausgebildet, das an dem Kopfstück 4 befestigt ist. Dieser Abbil- dung ist zu entnehmen, dass das Stabende 13 quer zur Längsachse des Führungswagens in diese Tasche 6 eingeführt wird. Figur 8 zeigt in einer Ausschnittsvergrößerung eine Variante mit einem modifizierten Stabende 15 des stabförmigen Körpers 12. Am Kopfstück 4 ist ein kegelförmiger Kopf 16 ausgebildet. Am Stabende 15 ist eine korrespondierende kegelförmige Bohrung 17 ausgebildet. Der kegelförmige Kopf hintergreift bei montiertem Stabende 15 die Kegelbohrung 17.

Figur 9 zeigt eine weitere alternative Ausbildung eines Stabendes 18, das mit einer Öffnung 19 versehen ist, in die ein zweitteiliger Zapfenansatz 20 eingreift. Der Zapfenansatz 20 ist am Kopfstück befestigt und sorgt für eine einwandfreie Fixierung des Stabendes 18 am Führungswagen.

Figur 10 zeigt die Längsdichtung 5 mit ihrem stabförmigen Körper 12 und den von den Dichtlippen freigestellten Stabenden 13 in einer unbelasteten Lage, in der die Längsdichtung 5 um etwa 180 Grad gebogen ist, sodass ihre beiden Stabenden 13 in eine gemeinsame Richtung zeigen. Rechts daneben ist die belastete Längsdichtung 5 zu sehen, in der der stabförmige Körper 12 in eine Ebene hineingebogen ist. In dieser belasteten Situation wohnt der Längsdichtung 5 eine Federkraft inne, die ein Andrücken des stabförmigen Körpers gegen den Führungswagen unterstützt.

Bei sämtlichen erfindungsgemäßen Führungswagen sind die Enden der erfindungsgemäßen Längsdichtungen an dem Kopfstück einwandfrei gelagert. Die bogenförmige Krümmung der Längsdichtung 5 sollte einwellig und stetig sein. Die gerade Ausprägung der Stabenden des stabförmigen Körpers der Längs- dichtung erleichtert die Befestigung an den Kopfstücken des Führungswagens. Je nach gewähltem Werkstoff für die Längsdichtung und der gewünschten Federkraft, die der Längsdichtung im montierten Zustand innewohnen soll, wird der Krümmungswinkel α gewählt. Aus werkzeugtechnischer Sicht ist es sinnvoll, keinen Krümmungswinkel zu wählen, der größer als 180 Grad ist. Bei Winkeln α < 180 Grad kann die Dichtung mit einem einfachen Spritzwerkzeug hergestellt werden. Figur 1 1 zeigt ein Spritzwerkzeug 21 , das eine obere Werkzeughälfte 22 und eine untere Werkzeughälfte 23 aufweist. An ihren einander zugewandten Seiten sind die beiden Werkzeughälften 22, 23 jeweils mit einer Formhälfte 24, 25 für die Längsdichtung versehen. Die beiden Formhälften 24, 25 erstrecken sich beide entlang einer gekrümmten Achse. Figur 1 1 zeigt die Situation nach Ausspritzen der beiden Formhälften 24, 25 und Öffnen des Spritzwerkzeugs 21 mit der fertiggespritzten Längsdichtung 5. Deutlich ist zu erkennen, dass die Längsdichtung 5 bedingt durch die Form des Spritzwerkzeugs 21 bogenförmig zwischen ihren beiden Stabenden 13 gekrümmt ist.

Bezugszeichenliste

1 Rücken

2 Schenkel

3 Tragkörper

4 Kopfstück

5 Längsdichtung

6 Tasche

7 Führungsschiene

8 Dichtlippe

9 Lagernut

9 a Anlage

10 Lagerfläche

1 1 Lagerfläche

12 stabförmiger Körper

13 Stabende

14 Einsatzteil

15 Stabende

16 kegelförmiger Kopf

17 Kegelbohrung

18 Stabende

19 Öffnung

20 Zapfenansatz

21 Spritzwerkzeug

22 obere Werkzeughälfte

23 untere Werkzeughälfte

24 Formhälfte

25 Formhälfte

Claims

Patentansprüche

1 . Führungswagen einer Linearführung, der einen Rücken (1 ) und von dem Rücken (1 ) abgewinkelte, entlang einer Längsachse des Führungswagens an- geordnete Schenkel (2) zum Übergreifen einer Führungsschiene (7) aufweist, wobei die beiden Schenkel (2) jeweils mit einer Längsdichtung (5) versehen sind, deren stabförmige Körper (12) an einander zugewandten Seiten jeweils eine Dichtlippe (8) aufweisen, wobei der stabförmige Körper (12) an einer entlang der Längsachse vorgesehenen Anlage (9a) des Schenkels (2) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der stabförmige Körper (12) mit seinen beiden axialen Stabenden (13, 15, 18) an dem Führungswagen gehaltert und mit seiner ihm innewohnenden Federkraft gegen die Anlage (9a) angefedert ist.

2. Führungswagen nach Anspruch 1 , der einen Tragkörper (3) und an beiden in Richtung der Längsachse gelegenen Enden des Tragkörpers (3) angeordnete

Kopfstücke (4) aufweist, wobei die Längsdichtung (5) mit ihren beiden axialen Stabenden (13, 15, 18) an den Kopfstücken (4) gehaltert ist.

3. Führungswagen nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Dichtlippe (8) und der stabförmige Körper (12) einstückig miteinander verbunden sind, wobei beide axiale Stabenden (13, 15, 18) des stabförmigen Körpers (12) frei von der Dichtlippe 8 sind.

4. Führungswagen nach Anspruch 2, dessen Tragkörper (3) an seinen beiden Schenkeln (2) jeweils eine entlang der Längsachse ausgebildete Lagernut (9) zur Aufnahme des stabförmigen Körpers (12) aufweist, wobei die Lagernut (9) mit winklig zueinander angeordneten, entlang der Längsachse erstreckten Lagerflächen (10, 1 1 ) versehen ist, an denen der stabförmige Körper (12) gelagert ist, wobei die eine Lagerfläche (10) der beiden Lagernuten (9) zur Unter- seite des Führungswagens hin gerichtet ist, und wobei die anderen Lagerflächen (1 1 ) einander zugewandt sind.

5. Verfahren zum Herstellen einer Längsdichtung für einen Führungswagen nach Anspruch 1 , deren stabförmiger Körper (12) mit einer entlang der Stabachse angeordneten Dichtlippe (8) versehen ist, nach den folgenden Schritten: Spritzgießen des stabformigen Körpers (12) mit der einstückig geformten Dicht- lippe (8) entlang der bogenförmig gekrümmten Stabachse, wobei die Stabenden (13, 15, 18) des stabformigen Körpers (12) entlang einer geraden Achse gespritzt werden, wobei der so hergestellte bogenförmig gekrümmte Stabkörper (12) in Richtung auf eine gerade Stabachse unter federelastischer Formänderung des Stabkörpers (12) gebogen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Längsdichtung (5) aus einem thermoplastischen Elastomer hergestellt ist.