-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Linearführung.
-
Eine
herkömmliche
Linearführung,
wie in 6 gezeigt, weist eine Führungsschiene 1, einen Schlitten 2,
zwei Endkappen 3, zwei Seitenplatten 4 und zwei Ölabstreifplatten 5 auf.
Die Endkappe 3, die Seitenplatten 4 und die Ölabstreifplatten 5 sind
mittels Schrauben 6 am Schlitten 2 befestigt.
Die Führungsschiene 1 und
der Schlitten 2 sind jeweils mit Befestigungslöchern 12 und
Schraublöchern 22 versehen,
wobei die Führungsschiene 1 durch
die Befestigungslöcher 12 hindurch
an einer Vorrichtung befestigt ist, während die Schraublöcher 22 zur
Verbindung zwischen dem Schlitten 2 und einer Vorrichtung
dienen. Ist der Körper
des Schlittens 2 kleiner, müssen die Schrauben 6 kleiner
hergestellt werden. Wenn die Schrauben 6 in gewissem Maße verkleinert sind,
wird deren Verarbeitung erschwert. Daher ist die in 6 dargestellte
Gestaltung nicht geeignet, eine Mikro-Linearführung bereitzustellen.
-
Aus
dem Dokument
US 6,042,269
A (
7) ist bekannt, dass die Seitenplatten
4 und
der Schlitten
2 mittels Spritzgießens miteinander verbunden sind.
Die Endkappen
3 und die Seitenplatten
4 sind jeweils
mit Einrastzapfen
31 und Einrastloch
41 versehen.
Werden die Endkappen
3 und die Seitenplatten
4 verbunden,
wird der Einrastzapfen
31 ins Einrastloch
41 eingesteckt.
Um die Endkappe
3 von den Seitenplatten
4 zu trennen,
muss ein Einrastzapfenkopf
311 des Einrastzapfens
31 innerhalb
eines an der Seitenplatte
4 angeordneten Schlitzes
42 kleiner gedrückt werden.
Solche Gestaltung überwindet zwar
das Verarbeitungsproblem von Schrauben und Schraubenlöchern und
setzt die Herstellungskosten herab, sie weist aber vier folgende
Probleme auf:
- 1. Nachdem der Endschliff des
Schlittens 2 fertig ist, muss ein zusätzlicher Kunststoff-Spritzguss des
Schlittens 2 durchgeführt
werden. Die Arbeitstemperatur beim Kunststoff-Spritzguss beträgt zwischen
150°C und
200°C, und
sie erreicht die tempernde Temperatur von Stahlstoff, die eine metallurgische
Veränderung
und eine Stoffverformung verursacht und somit die Genauigkeit nach dem
Endschliff beeinflusst.
- 2. Die Seitenplatten 4 und der Schlitten 2 sind
mittels Kunststoff-Spritzguss miteinander verbunden. Der Wärmeausdehnungskoeffizient
von Kunststoff beträgt
etwa 0.00007 bis 0.0001, während der
Wärmeausdehnungskoeffizient
von legiertem Stahl etwa 0.00001 beträgt. Daher weist der Wärmeausdehnungskoeffizient
zwischen den beiden Stoffen einen sieben- bis zehnfachen Unterschied auf,
wodurch sich der Kunststoff und der Stahl nach längerer Zeit wegen der Wärmespannung voneinander
trennen und somit nach der Funktionsstörung nicht reparierbar sind.
- 3. Die Endkappe 3 und die Seitenplatten 4 sind mittels
Einrastzapfen miteinander verbunden. Die rastende Verbindung weist
aufgrund der Toleranz bei der Herstellung bestimmt einen geringen Spielraum
auf, so dass die Rollkugeln schnell auf die Endkappe 3 stoßen, wenn
der Schlitten eine schnelle Gleitbewegung macht, wodurch sich die Endkappe 3 und
die Seitenplatten 4 leicht lockern,
- 4. Obwohl ein zum Ausrasten des Einrastzapfens 31 dienender
Schlitz 42 an der jeweiligen Seitenplatte 4 angeordnet ist,
ist die Trennung von beiden Bauteilen schwierig, wenn kein besonderes Werkzeug
vorhanden ist.
-
Aus
Dokument
EP 538 489
A1 ist eine Linearführung
mit Kugellagerung bekannt, die eine Führungsschiene und einen Schlitten
umfasst, an dessen freien Stirnseiten jeweils eine Endkappe angeordnet
ist, wobei die Kugel-Rücklaufkanäle innerhalb des
metallischen Schlittenkörpers
verlaufen. Die Endkappen sind an dem Schlitten mittels eines Federbügels befestigt,
dessen Mittelabschnitt entlang der Außenseite des Schlittens und
im vertikalen Abstand von den Rücklaufkanälen verläuft. Der
Federbügel
weist an seinen freien Enden Eingriffsabschnitte auf, die formschlüssig mit
entsprechenden Gegenelementen in den Endkappen zusammenwirken.
-
Aus
Dokument
EP 0 494 682
A2 ist eine Linearführung
mit Kugellagerung bekannt, die eine Führungsschiene, einen Schlitten
und an Stirnseiten des Schlittens angeordnete Endkappen aufweist.
Die Endkappen sind mit im Querschnitt L-förmigen Verlängerungsarmen versehen, die
sich in Längsrichtung
des Schlittens erstrecken und beidseitig gemeinsam mit der Unterseite
des Schlittens Kugel-Rücklaufkanäle ausbilden.
Schlitten und Endkappen sind mittels Rastelementen, die an den freien
Enden der Verlängerungsarme
ausgebildet sind und in entsprechende Ausnehmungen in der jeweils
anderen Endkappe verrastend eingreifen, miteinander verbunden.
-
Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Linearführung zu schaffen, die leicht
montierbar/demontierbar ist und bei geringeren Abmessungen ausreichend
Stabilität
aufweist.
-
Diese
Aufgabe wird mit einer Linearführung mit
den Merkmalen gemäß Anspruch
1 gelöst.
Die in den Unteransprüchen
angegebenen Merkmale gestalten die Linearführung weiter aus.
-
Um
das Problem der herkömmlichen
Linearführung
zu beseitigen, wonach der Einbau von Schrauben schwierig ist, wenn
der Schlitten klein ist, wird ein Federbügel anstatt Schrauben bei der
erfindungsgemäßen Linearführung verwendet,
um den Schlitten und die Endkappen zu verbinden. Die an der Endkappe
der herkömmlichen
Linearführung
angeordneten Schrauben dienen zur Verbindung der Endkappen und des
Schlittens, wobei die Belastung der Schrauben nicht sehr groß ist, da
die Endkappen zur Aufnahme der bei Umwenden von Rollkugeln hergestellten
Stoßkraft
dienen. Daher ist die Belastung der Endkappe von der Belastung der
Linearführung
unabhängig.
Die Belastung der Endkappe hängt von
der Verschiebungsgeschwindigkeit der Linearführung ab, so dass sie im Vergleich
mit der Belastung der Linearführung
relativ gering ist. Deshalb genügt
die Federkraft des Federbügels,
um den Schlitten und die Endkappen zu verbinden, wodurch die Schwierigkeit
bei der Verarbeitung der Schrauben und die Schraublöcher vermieden
werden.
-
Die
Federkraft hängt
meist von dem Ausmaße
der Verformung ab, und die Federkraft wird nicht stark geändert, wenn
das Ausmaß der
Verformung geringfügig
verändert
ist. Obwohl ein Ermüdungsverhalten
während
der Anwendungsdauer auftreten kann, wird die Federkraft bei geringer
Verformung oder bei dem Ermüdungsverhalten
nicht sehr verändert.
Daher weist der Federbügel
nach längerer
Anwendungsdauer noch die Federkraft auf, um ein Spiel zwischen dem
Schlitten und den Endkappen zu verhindern.
-
Bei
der erfindungsgemäßen Linearführung werden
Federbügel
verwendet, um die Endkappen und den Schlitten zu verbinden, anstatt
die Endkappen und das Metall mittels Kunststoff-Spritzgießens zu verbinden, so dass
ein Kunststoff-Spritzguss-Schritt
entfallen kann, wenn der Endschliff des Schlittens fertig ist. Daher
ist das Problem der tempernden Verformung des Werkstoffs des Standes
der Technik vermieden. Eine Klemmverbindung zwischen dem Kunststoff
und dem Metall erfolgt durch den Federbügel, so dass immer eine Andruckkraft zwischen
dem Kunststoff und dem Metall vorhanden ist. Darüber hinaus ist eine Klebverbindung
zwischen dem Kunststoff und dem Metall bei der vorliegenden Erfindung
nicht vorhanden, so dass das Trennungsproblem des Metalls von dem
Kunststoff bei der erfindungsgemäßen Linearführung nicht
auftritt.
-
Um
den Einbau des Federbügels
bei der erfindungsgemäßen Linearführung zu
erleichtern, weist der Federbügel
einen Führungswinkel
und einen Klemmwinkel auf, wobei die Endkappe mit einer Klemmrille
versehen ist, damit das Einführen
des Federbügels
in die Klemmrille der Endkappe erleichtert wird und die Endkappen
und der Schlitten miteinander verbunden werden. Bei der erfindungsgemäßen Linearführung sind
die Endkappen und der Schlitten mittels Federbügeln geklemmt, wobei jeder
Federbügel
weiters eine Verbindungskraft zwischen den Endkappen und dem Schlitten
bietet, so dass das Problem des bei Anwendung von Einrastzapfen
der herkömmlichen
Linearführung
verursachten Spiels und die Trennungsschwierigkeit beseitigt werden.
Um den Federbügel
zu lösen,
ist es nur nötig,
einen Schlitzschraubenzieher zu verwenden. Die Verbindung und die
Trennung zwischen den Endkappen und dem Schlitten der erfindungsgemäßen Linearführung sind
vereinfacht, so dass das bei Verwendung von Einrastzapfen der herkömmlichen
Linearführung
hervorgebrachte Problem überwunden
ist.
-
Der
Kunststoff wird aufgrund der Raumtemperatur, Feuchtigkeit und Oxidation
innerhalb der Anwendungsdauer verformt und gebogen. Der Hauptgrund
dafür besteht
in der Freigabe der Innenbeanspruchung von Materialien und der Änderung
des Körpers.
Wird die Struktur länger,
wird die Struktur des Kunststoffs leicht gebogen und verformt, nachdem
seine Innenbeanspruchung nach längerer
Zeit freigegeben ist. Bei der erfindungsgemäßen Linearführung ist die Linearführung optimal
angeordnet, wobei die zwei Federbügel an der Außenseite
des leicht gebogenen und verformten Teils angebracht sind, um die
Verformung des Kunststoffs zu verhindern, wodurch eine Funktionsstörung der
Linearführung
vermieden wird.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich
beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen,
die auf die beigefügte
Zeichnung Bezug nehmen; die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine
perspektivische Explosionsansicht der erfindungsgemäßen Linearführung;
-
2 eine
Vordersicht der erfindungsgemäßen Linearführung;
-
3 eine
Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 2;
-
4 eine
Schnittansicht entlang der Linie B-B aus 3;
-
5 eine
Vorderansicht eines Federbügels der
erfindungsgemäßen Linearführung;
-
6 eine
Vorderansicht einer herkömmlichen
Linearführung;
und
-
7 eine
Vorderansicht einer weiteren herkömmlichen Linearführung.
-
Bezugnehmend
auf 1 weist die erfindungsgemäße Linearführung eine Führungsschiene 1 und
ein Schlitten-Aggregat
auf, wobei das Schlitten-Aggregat einen Schlitten 2, zwei
Endkappen 3, zwei Seitenplatten 4, zwei Ölabstreifplatten 5,
zwei Kugelhalterungen 7 und zwei Federbügel 8 aufweist. Die
Bauteile sind dadurch miteinander verbunden, dass die zwei Federbügel 8 an
jeweiligen Seiten des Schlittens 2 angebracht sind. Die
Führungsschiene 1 und
der Schlitten 2 sind jeweils mit Befestigungslöchern 12 und
Schraublöchern 22 versehen,
wobei die Befestigungslöcher 12 zur
Befestigung der Führungsschiene 1 an
einer Vorrichtung dienen, während
die Schraublöcher 22 zur
Befestigung einer Vorrichtung am dem Schlitten 2 dienen.
Eine Kugelrille 11 ist jeweils an zwei Seiten der Führungsschiene 1 angeordnet,
während
der Schlitten 2 an geeigneten Stellen seiner Innenseite
mit jeweiligen Kugelrillen 21 versehen ist. Eine Vielzahl
von Rollkugeln 9 ist zwischen den Kugelrillen 11, 21 vorgesehen,
die bei der Bewegung zwischen dem Schlitten 2 und der Führungsschiene 1 zur
Verringerung des Reibungswiderstands dient. Die Seitenplatten 4 sind
an zwei Enden des Schlittens 2 angesetzt, wodurch ein ruhiger Kreislauf
von Rollkugeln 9 erreichbar ist. Außerdem sind auch zwei Endkappen 3 an
zwei Enden des Schlittens 2 angesetzt, um die Seitenplatten 4 zu
bedecken. Die Endkappen 3 weisen eine jeweilige Laufrille 32 auf,
die zusammen mit den Seitenplatten 43 einen Rücklaufkanal
für die
Rollkugeln 9 bildet. Die Endkappe 3 weist noch
ein Nippelschraubloch 33 und einen Schmierkanal 34 auf.
Das Nippelschraubloch 33 dient zur Erleichterung der Befestigung
des Schmiernippels am Schlitten 2, während der Schmierkanal 34 zur
effizienten Verteilung des Schmierfetts auf geeignete Stellen des
Schlittens dient. Die Ölabstreifplatte 5 weist
eine Rundbohrung 51 auf, wobei der Schmiernippel durch
die Rundbohrung 51 durchgeht und dann ins Nippelschraubloch 33 eingeschraubt
wird, so dass die Installation der Ölabstreifplatten 5 das
Anbringen des Schmiernippels nicht beeinflusst. Ein Positionierflansch 37 ist
an der Endkappe 3 angeordnet, damit die Endkappe 3 und
die Ölabstreifplatte 5 ohne
Schrauben an der richtigen Stelle miteinander verbunden sind. Ferner ist
die Endkappe 3 mit Steckzapfen 35, 36 versehen, während die Ölabstreifplatte 5 mit
den Steckzapfen 35, 36 entsprechenden Einstecknuten 52, 53 versehen
ist. Daher können
die Steckzapfen 35, 36 jeweils in die Einstecknuten 52, 53 der Ölabstreifplatte 5 eingesteckt
werden, wenn die Ölabstreifplatte 5 und
die Endkappe 3 zusammengesetzt werden. Die Ölabstreifplatte 5 dient
zum Abstreifen von Schmiere und Trümmern an der Führungsschiene 1,
und ihre Belastung ist nicht groß, so dass die Klemmkraft der Steckzapfen 35, 36 groß genug
ist, um die Ölabstreifplatte 5 zu
befestigen. Darüber
hinaus weist jede der Endkappen 3 noch einen Verlängerungsarm 38 auf, der
an seinem hinteren Ende mit einem Verbindungsvorsprung 381 versehen
ist. Bei Zusammensetzung von zwei Endkappen 3 wird der
Verbindungsvorsprung 381 in ein Verbindungsloch zur Verbindung 382 eingesetzt.
-
Aus 2 ist
ersichtlich, dass die Seitenplatte 4 von dem Schlitten 2 und
der Endkappe 3 umgeben ist, wobei die Laufrille 32 der
Endkappe 3 und die Seitenplatte 4 einen Rücklaufkanal
für die
Rollkugeln 9 bilden. Die Verbindung zwischen der Ölabstreifplatte 5 und
der Endkappe 3 erfolgt durch den Positionierflansch 37,
während
der Steckzapfen 35 der Endkappe 3 in die Einstecknut 52 der Ölabstreifplatte 5 eingesetzt
ist, um die Ölabstreifplatte 5 zu
befestigen. Überdies
weist der Schlitten 2 zwei Positionierflansche 24, 25 auf,
damit der Schlitten 2 und die Endkappe 3 an einer
richtigen Stelle miteinander verbunden sind.
-
Bezug
nehmend auf 3 weist die Führungsschiene 1 an
ihren zwei Seiten jeweilige Kugelrillen 11 auf, wobei der
Schlitten 2 an entsprechender Stelle seiner Innenseite
mit Kugelrillen 21 versehen ist, so dass mehrere Rollkugeln 9 zwischen
den Kugelrillen 11, 21 vorgesehen sind.
-
Die
Kugelrille 11 der Führungsschiene 1 weist
unten eine Kugelhalterrille 13 zur Aufnahme der jeweiligen
Kugelhalterung 7 auf. Werden das Schlittenaggregat und
die Führungsschiene 1 voneinander getrennt,
trennen sich die Rollkugeln 9 von der Kugelrille 11,
wobei die Rollkugeln 9 von der Kugelrille 21 und
der Kugelhalterung 7 umgeben sind, damit die Rollkugeln 9 nicht
von dem Schlittenaggregat abfallen. Der Schlitten 2 ist
außen
mit einer Laufrille 26 versehen, die zusammen mit dem jeweiligen
Verlängerungsarm 38 der
Endkappe 3 einen Rücklaufkanal für Rollkugeln 9 bildet.
Der Verlängerungsarm 38 ist außen mit
einem Federbügel 8 versehen,
der eine starke Spannkraft und eine höhere Festigkeit als Kunststoff
aufweist, so dass der Verlängerungsarm 38 entlang
der in 3 dargestellten waagrechten Richtung nicht gebogen
wird, wenn er an den Schlitten 2 angesetzt ist. Der Verlängerungsarm 38 ist
in der senkrechten Richtung der 3 nicht
leicht gebogen, da die Schnittfläche
breiter ist. Damit der Verlängerungsarm 38 in
dieser Richtung noch schwieriger verbiegbar ist, kann ein Flansch 23 am
Schlitten 2 angebracht sein. Bei kleinem Ausmaße ist der
Verlängerungsarm 38 relativ
klein, so dass er fast unmöglich
verbogen werden kann. Aufgrund des kleinen Raums ist das Anbringen
des Flansches 23 am Schlitten 2 erschwert. Um
die Anforderung der Raumverkleinerung zu erfüllen, kann auf das Anbringen
des Flanschs 23 verzichtet werden.
-
Aus 4 ist
ersichtlich, dass die Laufrille 32 der Endkappe 3 und
die Seitenplatte 4 einen bogenförmigen Kanal bilden, damit
die Laufrichtung der Rollkugeln 9 leicht veränderbar
ist. Ist das Ausmaß der
Linearführung
sehr klein, weist der verarbeitete Anschnittwinkel eine der Seitenplatten 4 eine ähnliche
Aufgabe auf. Daher kann die Seitenplatte 4 normalerweise
zur Raumersparung weggelassen werden, wobei die Herstellung erleichtert
ist. Die Endkappe 3 weist eine Klemmrille 39 auf
und der erfindungsgemäße Federbügel 8 ist
an seinen zwei Enden gebogen, so dass die gebogenen Enden in die Klemmrille 39 der
Endkappe 3 einsetzbar sind und somit der Schlitten 2,
die Endkappen 3 und die Seitenplatten 4 stabil
verbunden sind. Außerdem
weist die Endkappe 3 eine Befestigungsrille 30 für die Kugelhalterung 7 auf,
wobei die zwei Enden der Kugelhalterung 7 in die Befestigungsrille 30 zur
Befestigung eingesetzt sind. Darüber
hinaus ist das Abfallen der Rollkugeln 9 mittels der Kugelhalterung 7 beim Trennen
des Schlittenaggregats und der Führungsschiene 1 zu
vermeiden.
-
Bezugnehmend
auf 5 weist die gebogene Stelle der zwei Enden des
Federbügels 8 einen Klemmwinkel α und einen
Führungswinkel β auf, wobei
der Klemmwinkel α eine
Spannkraft bietet, um die Endkappe 3 und den Schlitten 2 zu
verbinden und einen Spielraum zwischen der Endkappe 3 und
dem Schlitten 2 zu vermeiden, während der Führungswinkel β dazu dient,
dass das Einführen
des Federbügels 8 in
die Klemmrille 39 der zwei Endkappen 3 erleichtert
wird, um die zwei Endkappen 3 zu befestigen. Beim Trennen
der Endkappe 3 von dem Schlitten 2 weist der Klemmwinkel α eine Wirkung
auf, den Federbügel 8 auszurasten,
indem ein Schlitzschraubendreher in den Zwischenraum zwischen dem
Federbügel 8 und
dem Schlitten 2 eingesetzt wird. Daher sind der Einbau
und der Abbau des Federbügels 8 sehr
einfach.
-
Die
Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr
ergeben sich für
den Fachmann im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten.
Insbesondere wird der Schutzumfang der Erfindung durch die Ansprüche festgelegt.