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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden sowie Halten von
Rollen im Linearsystem.
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Herkömmliche
Abstandshalter von Rollen in der Linearführung können in drei Typen eingeteilt werden:
- 1. Wie aus 1 ersichtlich,
ist ein erster Rollenabstandshalter an beiden Endflächen der
Rollen 10 mit einer je Haltekette 12 versehen.
Abstandsstücke 11 der
Haltekette 12 sind derart hergestellt, dass die Rollen 10 als
Kern der Form angesehen sind. Zunächst werden die Rollen 10 in
eine Vaterform und eine Mutterform eingesetzt, woraufhin die Oberfläche der
Rollen 10 aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt
ist. Dieser Rollenabstandshalter, wie aus US 6,626,572 B2 bekannt,
weist aber die folgenden Nachteile auf:
- 1.1 Bei den Abstandsstücken 11 der
herkömmlichen
Haltekette 12 sind die Rollen 10 als Formkern
eingesetzt und dadurch zwischen den Rollen 10 ausgebildet.
Das Herstellungsverfahren ist sehr kompliziert. Außerdem müssen die
Abmessungen der Form je nach Baugröße variieren. Das heißt, dass
desto mehr Rollen 10 eingesetzt werden müssen, je
länger
die Haltekette 12 ist. Hierdurch ergibt sich die Steigerung
der Herstellungsdauer sowie der Herstellungsschwierigkeiten. Daher
wird das Produkt mit größerem Kostenaufwand
hergestellt.
- 1.2 Bei den Abstandsstücken 11 sind
die Rollen 10 als Formkern eingesetzt und unmittelbar zwischen
den Rollen 10 ausgebildet. Daher muss das Entformungsmittel
auf den Bereich zwischen den Abstandsstücken 11 und den Rollen 10 aufgetragen
werden, bevor die Abstandsstücke 11 ausgebildet
sind. Hierdurch ergibt sich ein kompliziertes Herstellungsverfahren,
was zur Erhöhung von
Herstellungskosten führt.
- 1.3 Die Haltekette 12 umfasst die Abstandsstücke 11,
in deren konkaven Flächen
sich Rollen 10 befinden. Außerdem entspricht der Krümmungsradius
der beiden konkaven Flächen
dem Radius der Rollen 10. Hierdurch ergibt sich eine vollflächige Berührung zwischen
den Abstandsstücken 11 und den
Rollen 10, was zur erheblichen Erhöhung des Reibungswiderstands
zwischen den Abstandsstücken 11 und
den Rollen 10 führt.
- 2. Wie aus 2 ersichtlich, sind Rollen 10 bei
einem zweiten Rollenabstandshalter ebenfalls als Formkern eingesetzt.
Zwischen je zwei Rollen 10 sind Abstandsstücke 13 im
Spritzgussverfahren ausgebildet. Jedes der Abstandsstücke 13 ist
an einer den Rollen 10 entsprechenden Kontaktrollfläche mit
im Spritzgussverfahren ausgebildeten, vorspringenden Verbindungsabschnitten 131 versehen.
Diese Konstruktion ist aus US
6,390,678 B1 bekannt. Die Gestaltung gemäß 2 entspricht
in technischer Hinsicht im Wesentlichen derjenigen gemäß 1,
jedoch mit dem Unterschied, dass die vorspringenden Verbindungsabschnitte 131 an
unterschiedlichen Stellen im Spritzgussverfahren ausgebildet sind.
Daher weist der Rollenabstandshalter ebenfalls die folgenden Nachteile
auf:
- 2.1 Bei den Abstandsstücken 13 der
herkömmlichen
vorspringenden Verbindungsabschnitte 131 sind die Rollen 10 als
Formkern eingesetzt und dadurch zwischen den Rollen 10 ausgebildet.
Das Herstellungsverfahren ist ebenfalls kompliziert. Außerdem müssen die
Abmessungen der Form je nach Abmessungen der Kette variieren. Das heißt, dass
desto größer die
Maschine ist, je länger
die Abmessungen sind. Hierdurch ergibt sich die Steigerung der Herstellungsschwierigkeiten. Daher
wird das Produkt mit größerem Kostenaufwand
hergestellt.
- 2.2 Bei den Abstandsstücken 13 sind
die Rollen 10 als Formkern eingesetzt und unmittelbar zwischen
den Rollen 10 ausgebildet. Daher muss das Entformungsmittel
auf den Bereich zwischen den Abstandsstücken 11 und den Rollen 10 aufgetragen
werden, bevor die Abstandsstücke 11 ausgebildet
sind. Hierdurch ergibt sich ein kompliziertes Herstellungsverfahren,
was zur Erhöhung von
Herstellungskosten führt.
- 2.3 Die vorspringenden Verbindungsabschnitte 131 sind
in der Mitte einer Seite der Kontaktrollfläche der Rolle 10 vorgesehen,
wobei das Gleitstück
an einer dem Rollenkontaktbereich entsprechenden Stelle im Inneren
der Rollenrille mit einer Führungsrille
versehen ist. Die schwierige Verarbeitung der Führungsrille führt jedoch
zur Erhöhung
von Herstellungskosten. Außerdem
wird die rollende Leichtgängigkeit
von den vorspringenden Verbindungsabschnitten 131 beeinträchtigt.
- 2.4 Bei dem zweiten Rollenabstandshalter wird jede Rolle 10 in
zwei konkaven Flächen
des Abstandsstücks 13 aufgenommen.
So entspricht der Krümmungsradius
der beiden konkaven Flächen dem
Radius der Rollen 10. Hierdurch ergibt sich eine vollflächige Berührung zwischen
den Abstandsstücken 13 und
den Rollen 10, was zur erheblichen Erhöhung des Reibungswiderstands zwischen
den Abstandsstücken 13 und
den Rollen 10 führt.
- 2.5 Die Rollen 10 werden in radialer Richtung am meistens
belastet. Die vorspringenden Verbindungsabschnitte 131 befinden
sich in radialer Richtung der Rollen 10, was zur erheblichen
Verringerung der Kontaktrollfläche
zwischen den Rollen und der Gleitstückrille führt. Hierdurch werden das Belastungsvermögen sowie
die Steifheit der Linearführung
in großem
Maße reduziert.
- 3. In 3 ist ein dritter Rollenabstandshalter
dargestellt. Die Rollen 10 sind endseitig an ihren Kontaktseiten
mit zwei parallel verlaufenden Verbindungsabschnitten 15 versehen,
wobei mehrere Schräghalteabschnitte 14 schräg zur Innenseite
der beiden Verbindungsabschnitte 15 angeordnet sind. An
einem anderen Ende der paarweise angeordneten Schräghalteabschnitte 14 ist
ein Abstandsstück 16 angebracht,
das auf einer anderen Rollkontaktseite der Rolle 10 zur
Auflage kommt. Diese Konfiguration ist aus US 2005/0152625 A1 bekannt,
wobei sie die folgenden Nachteile aufweist:
- 3.1 Die beiden Verbindungsabschnitte 15 sind an den
beiden Kontaktseiten der Rollen 10 angebracht. Außerdem fluchten
die beiden Verbindungsabschnitte 15 und die Kontaktflächen der Rollen 10.
Daher wird der Betrieb an beiden Kontaktbereichen der Rollen 10 von
den Verbindungsabschnitten 15 beeinträchtigt. Hierdurch ergibt sich
großer
Rollwiderstand, wenn die Rollen 10 die Rollbewegung durchführen. In
anderen Worten kommt eine Kontaktreibung leicht zustande.
- 3.2 Die Schräghalteabschnitte 14 verlaufen schräg nach oben.
Daher kommt ein kürzeres
Abstandsstück 16 mit
dem Mittelbereich der Rolle 10 in Berührung. Durch die einseitige
Stützkraft
werden die Abstandsstücke 16 im
Zusammenwirken mit den Schräghalteabschnitten 14 im
Betrieb erschüttert,
was zur ungleichmäßigen Kraftverteilung
führen
kann.
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Aus
der
US 4,208,078 A ist
ein zylindrisches Rollenlager bekannt. Das Rollenlager hat innere
und äußere Ringe,
zylindrische Rollen, und eine Halteaufnahme mit einem Paar ringförmiger Glieder,
die nahe zu und entlang gegenüberliegenden
Enden der zylindrischen Rollen verteilt in einer kreisförmigen Anordnung
innerhalb des ringförmigen
Freiraums zwischen dem inneren und dem äußeren Ring verteilt sind. Die
ringförmigen
Glieder sind mit Trägervorsprüngen versehen,
die jeweils in einer radial äußeren Position
des jeweiligen Freiraums zwischen benachbarten Rollen angeordnet
sind. Die Trägervorsprünge dienen
dazu, die Rollen in dem Lager zu halten.
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Durch
die Erfindung wird eine Vorrichtung zum Verbinden sowie Halten von
Rollen geschaffen, die eine einfache und schnelle Massenproduktion
gestattet. Erfindungsgemäß sind Distanzabschnitte paarweise
senkrecht zu Verbindungsabschnitten angeordnet. Außerdem sind
Aussparungen an Verbindungsstellen zwischen den Distanzabschnitten
und Halteabschnitten ausgebildet. Hierdurch ergibt sich ein leichtes
Spritzgussverfahren und Entformen der Halteabschnitte sowie der
Verbindungsabschnitte. Darüber
hinaus entspricht die Länge
der Distanzabschnitte derjenigen der Rollen. So ist es nicht nötig, dass
die Rollen als Kern im Spritzgussverfahren dienen. Auf diese Weise
werden die Herstellungskosten erheblich reduziert.
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Außerdem wird
durch die Erfindung eine Vorrichtung zum Verbinden sowie Halten
von Rollen geschaffen, die eine gleichmäßige und stabile Übertragung
bewirkt. Die Distanzabschnitte sind paarweise zwischen den beiden
Rollen vorgesehen. Jeder der Distanzabschnitte weist einen Andrückabschnitt
auf, der linienartig auf der Kontaktrollfläche der Rollen zur Auflage
kommt. Die Andrückabschnitte
der gegenüberliegenden
Distanzabschnitte sind der Achse der Rollen entsprechend angeordnet
und befinden sich nicht auf den beiden Seiten der Rollfläche. So
wird eine leichtgängige
Bewegung der Linearführung
gewährleistet.
Mit den Andrückabschnitten
der oberen und der unteren Distanzabschnitte wird vermieden, dass
unerwünschte
Wirkungen durch Schiefgehen, Reibung, Stoß und Schwankungen auftreten,
wenn die Rollen ihre Rollbewegung durchführen.
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Ferner
wird durch die Erfindung eine Vorrichtung zum Verbinden sowie Halten
von Rollen geschaffen, die die Speicherung von Schmiermittel ermöglicht.
Die beiden Distanzabschnitte und die beiden Halteabschnitte grenzen
einen rechteckigen und ringförmigen
Hohlraum ab. So ergeben sich Abstände von den Rollen. Hierdurch
wird ermöglicht,
dass die Rollfläche
der Rollen berührungslose
ist. Außerdem
wird die praktische Ölspeicherung
sichergestellt.
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Die
Erfindung weist insbesondere die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale
auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Im
Folgenden werden Aufgaben, Merkmale und Funktionsweise der Erfindung
anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele
und der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer ersten Konfiguration nach dem Stand
der Technik;
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2 eine
perspektivische Darstellung einer zweiten Konfiguration nach dem
Stand der Technik;
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3 eine
perspektivische Darstellung einer dritten Konfiguration nach dem
Stand der Technik;
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4 eine
perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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5 eine
perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
in die mehrere Rollen eingesetzt sind;
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6 eine
Seitenansicht des Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
und
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7 einen
Schnitt durch die Spritzgussform gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend
auf 4 bis 6 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Verbinden sowie Halten von Rollen 20 eingesetzt, wobei
sich diese Vorrichtung in einer Rollenbahn eines Linearsystems bewegt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Verbinden sowie Halten von Rollen umfasst Verbindungsabschnitte 30,
Halteabschnitte 40 und Distanzabschnitte 60.
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Die
Verbindungsabschnitte 30 sind an beiden Endflächen 21 der
Rollen 20 angeordnet. Die beiden Verbindungsabschnitte 30 haben
im Wesentlichen gleichen Abstand von zwei Kontaktbereichen 221 der
Rollfläche 22 der
Rollen 20. In der Praxis werden die Verbindungsabschnitte 30 im
Bereich der Kontaktbereiche 221 der Rollfläche 22 der
Rollen 20 gehalten.
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Die
Halteabschnitte 40 sind paarweise senkrecht zu den jeweils
zugeordneten Verbindungsabschnitten 30 angeordnet.
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Die
Distanzabschnitte 60 sind an dem oberen und dem unteren
Ende zweier Halteabschnitte 40 angebracht. Die Distanzabschnitte 60 sind
paarweise zwischen den beiden Rollen 20 angeordnet. Jeder der
Distanzabschnitte 60 weist einen Andrückabschnitt 61 auf,
der auf der Rollfläche 22 der
Rollen 20 zur Auflage kommt. Die Andrückabschnitte 61 der
gegenüberliegenden
Distanzabschnitte 60 sind der Achse der Rollen 20 entsprechend
angeordnet. Außerdem
befinden sich der obere und der untere Distanzabschnitt 60 an
den beiden Seiten der Kontaktbereiche 221. An der Verbindungsstelle
zwischen dem Distanzabschnitt 60 und dem Halteabschnitt 40 ist
eine Aussparung 50 ausgebildet. Die beiden Distanzabschnitte 60 und
die beiden Halteabschnitte 40 grenzen einen rechteckigen
und ringförmigen
Hohlraum ab, der die Positionierung der Rollfläche 22 der Rollen 20 sowie
die Ölspeicherung
ermöglicht.
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Unter
Bezug auf 5 und 6 wird die Funktionsweise
der vorliegenden Erfindung dargestellt.
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Die
Distanzabschnitte 60 befinden sich an dem oberen und dem
unteren Ende der beiden Halteabschnitte 40, wobei die oben
und unten angeordneten Distanzabschnitte 60 paarweise zwischen
den beiden Rollen 20 vorgesehen sind. Auf diese Weise wird
ein stabiler Betrieb der Rollen 20 gewährleistet.
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Außerdem ist
jeder der Distanzabschnitte 60 beidseitig mit je einem
Andrückabschnitt 61 versehen,
der einen linienartigen Kontakt zur Rollfläche 22 der Rollen 20 bewirkt.
Darüber
hinaus sind die Andrückabschnitte 61 der
gegenüberliegenden
Distanzabschnitte 60 der Achse der Rollen 20 entsprechend angeordnet.
Hierdurch ergibt sich ein geringerer, kontaktartiger Reibungswiderstand
zwischen dem Distanzabschnitt 60 und den beidseitig befindlichen Rollen 20.
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Hierzu
ist darauf hinzuweisen, dass die an den beiden Seiten der oberen
und der unteren Kontaktbereiche 221 der Rollen 20 angeordneten
Distanzabschnitte 60 eine effektive Stabilisierung der Bewegung
der Rollen 20 bewirken. Auf diese Weise ist eine leichtgängige und
stabile Bewegung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verbinden
sowie Halten von Rollen gewährleistet.
Außerdem
wird vermieden, dass die einander benachbarten Rollen 20 aufeinander
stoßen.
Die rechteckige und ringförmige Ausbildung
gestattet eine praktische Ölspeicherung. Des
Weiteren kann eine Verformung der beiden Halteabschnitte 40 und
der oben und unten befindlichen Distanzabschnitte 60 ausgeschlossen
werden. Damit wird vermieden, dass die Schwankung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Betrieb auftritt. So kann die Vibration, der Widerstand sowie
die Lärmemission
erheblich verringert werden.
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Aus 7 ist
ersichtlich, dass an der Verbindungsstelle zwischen dem Distanzabschnitt 60 und dem
Halteabschnitt 40 eine Aussparung 50 ausgebildet
ist, und dass die Verbindungsabschnitte 30, die Halteabschnitte 40 und
die Distanzabschnitte 60 in waagrechter sowie senkrechter
Richtung gleichförmige
Konfiguration aufweisen. Unter Verwendung der Aussparung 50 ist
ein einfaches Hindurchführen
einer Form A möglich.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung
weist hohle, stabile Rollen 20 auf. Im Gegensatz zum Stand
der Technik, bei der die Rollen 20 vorher zur Ausbildung
des Hohlraums eingebettet werden müssen, erfordert die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu
nur ein Gleitstück
B auf der Form A.
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Daher
kann man das Spritzgussverfahren sehr leicht durchführen, wobei
die Form einfach herstellbar ist. Außerdem bereitet die Konfiguration
bei der Herstellung keine Schwierigkeiten. Außerdem können die Verbindungsabschnitte 30 und
die Halteabschnitte 40 einfach im Spritzgussverfahren hergestellt sowie
leicht entformt werden. Darüber
hinaus entspricht die Länge
der Distanzabschnitte 60 derjenigen der Rollen 20,
wobei es nicht notwendig ist, dass die Rollen 20 als Kern
für das
Spritzgussverfahren dienen. So kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
integral ausgebildet sein, wobei eine schnelle Massenproduktion
gewährleistet
ist.
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Ferner
ist darauf hinzuweisen, dass die Verbindungsabschnitte 30 an
den beiden Endflächen 21 der
Rollen 20 angeordnet sind, wobei die beiden Verbindungsabschnitte 30 haben
im Wesentlichen gleichen Abstand von zwei Kontaktbereichen 221 der Rollfläche 22 der
Rollen 20. Außerdem
können
sich die Verbindungsabschnitte 30 zwischen den beiden Kontaktbereichen 221 der
Rollfläche 22 der
Rollen 20 befinden. Im Gegensatz zum Stand der Technik,
bei der die zur Aufnahme der Verbindungsabschnitte dienende Führungsrille
in der Aussparung der Rollen befindet, ist es daher nicht nötig, dass
die Rollfläche der
Rollen ausgespart wird. Hingegen wird die Verarbeitung an einer
am einfachsten verarbeitbaren Rollenrandstelle durchgeführt, wo
sich die Aussparung 50 befindet. Auf diese Weise erübrigt sich
die komplizierte Verarbeitung an der erfindungsgemäßen Form, wodurch
die Herstellung und Verarbeitung erheblich erleichtert werden kann.
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- 10
- Rolle
- 11
- Abstandsstück
- 12
- Kette
- 13
- Abstandsstück
- 131
- Verbindungsabschnitt
- 141
- Schräghalteabschnitt
- 15
- Verbindungsabschnitt
- 16
- Abstandsstück
- 20
- Rolle
- 21
- Endfläche
- 22
- Rollfläche
- 221
- Kontaktbereich
- 30
- Verbindungsabschnitt
- 40
- Halteabschnitt
- 50
- Aussparung
- 60
- Distanzabschnitt
- 61
- Andrückabschnitt
- A
- Form
- B
- Gleitstück