DE102018130948A1 - Guide carriage of a linear guide and method for machining a supporting body of a guide carriage - Google Patents
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Abstract
Ein Führungswagen (1) einer Linearführung weist einen zur Anordnung auf einer Profilschiene vorgesehenen Tragkörper (2) auf, durch welchen Abschnitte, nämlich Lastabschnitte (5) und Rücklaufabschnitte (6), ringförmig geschlossener Umlaufkanäle (4) für Wälzkörper gebildet sind, wobei an den beiden Stirnseiten (8) des Tragkörpers (2) an den Enden eines jeden Lastabschnitts (5) Einlaufabschnitte (7) vorgesehen sind. Hierbei ist jeder Einlaufabschnitt (7) partiell, nämlich in einem an eine Stirnseite (8) des Tragkörpers (2) grenzenden Endbereich (10), aus einem ungehärteten Bereich des Tragkörpers (2) gebildet, wogegen der übrige Bereich, das heißt Innenbereich (11), eines jeden Einlaufabschnitts (7) sowie der zwischen den Einlaufabschnitten (7) liegende Bereich des Lastabschnitts (5) vollständig aus einem gehärteten Bereich des Tragkörpers (2) gebildet ist.A guide carriage (1) of a linear guide has a support body (2) provided for arrangement on a profile rail, by means of which sections, namely load sections (5) and return sections (6), annularly closed circulation channels (4) for rolling bodies are formed, with the Both end faces (8) of the support body (2) at the ends of each load section (5) inlet sections (7) are provided. Each inlet section (7) is partially formed, namely in an end region (10) bordering an end face (8) of the support body (2), from an unhardened area of the support body (2), whereas the rest of the area, i.e. the interior area (11 ), each inlet section (7) and the area of the load section (5) lying between the inlet sections (7) is formed entirely from a hardened area of the support body (2).
Description
Die Erfindung betrifft einen als Komponente einer Linearführung ausgebildeten Führungswagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bearbeitung eines Tragkörpers eines solchen Führungswagens.The invention relates to a guide carriage designed as a component of a linear guide according to the preamble of
Ein Führungswagen für ein Linearwälzlager ist zum Beispiel aus der
Eine aus der
Die
Aus der
In der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Führungswagen einer Linearführung gegenüber dem genannten Stand der Technik hinsichtlich eines besonders günstigen Verhältnisses zwischen fertigungstechnischem Aufwand und Verschleißverhalten weiterzuentwickeln.The invention is based on the object of further developing a guide carriage of a linear guide in relation to the cited prior art with regard to a particularly favorable relationship between production expenditure and wear behavior.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Führungswagen einer Linearführung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Bearbeitung eines metallischen Tragkörpers eines Führungswagens gemäß Anspruch 5. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Bearbeitungsverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Vorrichtung, das heißt den Führungswagen, und umgekehrt.This object is achieved according to the invention by a guide carriage of a linear guide with the features of
Der Führungswagen weist in an sich bekannter Grundkonzeption einen Tragkörper auf, welcher in Zusammenwirkung mit Wälzkörpern zur verschiebbaren Lagerung auf einer Profilschiene vorgesehenen ist. Durch den Tragkörper sind Abschnitte, nämlich Lastabschnitte und Rücklaufabschnitte, ringförmig geschlossener Umlaufkanäle für die Wälzkörper gebildet, wobei an den beiden Stirnseiten des Tragkörpers an den Enden eines jeden Lastabschnitts Einlaufabschnitte für die Wälzkörper vorgesehen sind. In a basic concept known per se, the guide carriage has a support body which, in cooperation with rolling bodies, is provided for displaceable mounting on a profile rail. Sections, namely load sections and return sections, of annularly closed circulation channels for the rolling bodies are formed by the supporting body, with inlet sections for the rolling bodies being provided on the two end faces of the supporting body at the ends of each load section.
Erfindungsgemäß ist jeder Einlaufabschnitt des Tragkörpers partiell, nämlich in einem an eine Stirnseite des Tragkörpers grenzenden Endbereich, aus einem ungehärteten Bereich des Tragkörpers gebildet. Dagegen ist der übrige Bereich eines jeden Einlaufabschnitts sowie der zwischen den Einlaufabschnitten liegende Bereich des Lastabschnitts, das heißt Mittelabschnitt des Lastabschnitts, vollständig aus einem gehärteten Bereich des Tragkörpers gebildet. Innerhalb des gesamten Mittelabschnitts weist der Lastkanal im Unterschied zu den Einlaufabschnitten ein in Längsrichtung des Tragkörpers, das heißt Längsrichtung der Linearführung, konstantes Profil auf. Der Übergang zwischen dem ungehärteten und dem gehärteten Bereich des Lastabschnitts liegt damit in einem Bereich des Lastabschnitts, in welchem sich dessen Profil ändert.According to the invention, each inlet section of the support body is partially formed from an unhardened area of the support body, namely in an end region bordering an end face of the support body. In contrast, the remaining area of each inlet section and the area of the load section lying between the inlet sections, that is to say the middle section of the load section, are formed entirely from a hardened area of the support body. In contrast to the inlet sections, the load channel has a constant profile in the longitudinal direction of the supporting body, that is to say the longitudinal direction of the linear guide, within the entire central section. The transition between the unhardened and the hardened area of the load section thus lies in an area of the load section in which its profile changes.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass im Bereich der Wälzkontakte eines Linearwälzlagers grundsätzlich eine Oberflächenhärtung der verwendeten metallischen Werkstoffe erforderlich ist. In den Endbereichen des Lastabschnitts, welcher im Führungswagen der Linearführung gebildet ist, können bei hohen Verfahrgeschwindigkeiten des Führungswagens signifikante Querkräfte auf die Wälzkörper wirken, welche aus der Umlenkung der Wälzkörper innerhalb des Führungswagens resultieren. Unter Querkräften werden Kräfte verstanden, welche senkrecht zur Längsrichtung der Linearführung wirken. Um negative Auswirkungen solcher Querkräfte zu mindern, können, wie prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt, eingangsseitige Abschnitte der Lastabschnitte elastisch gestaltet oder aus Kunststoff gefertigt werden.The invention is based on the consideration that, in the area of the rolling contacts of a linear rolling bearing, surface hardening of the metallic materials used is fundamentally necessary. In the end regions of the load section, which is formed in the guide carriage of the linear guide, significant transverse forces can act on the rolling elements at high travel speeds of the guide carriage, which result from the deflection of the rolling elements within the guide carriage. Shear forces are understood to mean forces which are perpendicular to the longitudinal direction of the linear guide Act. In order to reduce the negative effects of such transverse forces, sections of the load section on the input side can be made elastic or made of plastic, as is known in principle from the prior art.
Mit der Erfindung wird ein hiervon abweichender Weg beschritten, indem für die Endbereiche der Lastabschnitte kein gesondertes Element, etwa in Form eines in einen Tragkörper einzusetzenden Laufbahnelementes oder in Form eines Kunststoffelements, verwendet wird. Vielmehr sind die gesamten Lastabschnitte einschließlich der Einlaufabschnitte unmittelbar durch den Tragkörper gebildet. Hierbei weist der Einlaufabschnitt lediglich teilweise, nämlich in seinem an die Stirnseite des Tragkörpers anschließenden Endbereich, eine ungehärtete Oberfläche auf. Im Übrigen ist die Oberfläche des Einlaufabschnitts, welcher durch seine Form vom Mittelabschnitt unterscheidbar ist, ebenso wie die zwischen den beiden Einlaufabschnitten liegende, durch den Tragkörper gebildete Oberfläche des Mittelabschnitts des Lastabschnitts, gehärtet. Als Härteverfahren kommen insbesondere induktives Härten und Einsatzhärten in Betracht.The invention follows a path which deviates from this in that no separate element is used for the end regions of the load sections, for example in the form of a track element to be inserted into a support body or in the form of a plastic element. Rather, the entire load sections including the inlet sections are formed directly by the support body. Here, the inlet section only partially, namely in its end region adjoining the end face of the support body, has an unhardened surface. Otherwise, the surface of the inlet section, which can be distinguished from the central section by its shape, is hardened, as is the surface of the central section of the load section which is formed by the supporting body and lies between the two inlet sections. Induction hardening and case hardening are particularly suitable as hardening processes.
In möglichen Ausgestaltungen ist der Einlaufabschnitt insgesamt rampenförmig gestaltet, wobei die Länge des ungehärteten Bereichs des Einlaufabschnitts, zu messen in Längsrichtung des Führungswagens, vorzugsweise weniger als die Hälfte, insbesondere weniger als ein Drittel, der gesamten Länge des Einlaufabschnitts beträgt. In typischen Dimensionierungen des Führungswagens beträgt die Länge des ungehärteten Bereichs des Einlaufabschnitts mindestens 0,5 mm und höchstens 2 mm, insbesondere mindestens 1 mm und maximal 2 mm.In possible configurations, the inlet section is designed overall in a ramp shape, the length of the unhardened region of the inlet section, measured in the longitudinal direction of the guide carriage, preferably being less than half, in particular less than a third, of the entire length of the inlet section. In typical dimensions of the guide carriage, the length of the unhardened area of the inlet section is at least 0.5 mm and at most 2 mm, in particular at least 1 mm and at most 2 mm.
Das erfindungsgemäße Bearbeitungsverfahren geht von einem Tragkörper aus, an dessen Oberfläche eine Mehrzahl an Lastabschnitten ausgebildet ist, welche jeweils zur Bildung eines ringförmig geschlossenen Umlaufkanals zusammen mit zwei außerhalb des Tragkörpers angeordneten Umlenkabschnitten und einem innerhalb des Tragkörper angeordneten Rücklaufabschnitt vorgesehen sind. Gemäß der Erfindung werden die Lastabschnitte mit Ausnahme der Endbereiche der an die Stirnseiten des Tragkörpers grenzenden Einlaufabschnitte gehärtet, wobei die Härtung vorzugsweise zu identischen Oberflächeneigenschaften in den gehärteten Bereichen der Einlaufabschnitte sowie in dem die Einlaufabschnitte verbindenden Mittelabschnitt führt.The machining method according to the invention is based on a support body, on the surface of which a plurality of load sections are formed, which are each provided to form an annularly closed circulation channel together with two deflection sections arranged outside the support body and a return section arranged inside the support body. According to the invention, the load sections are hardened with the exception of the end regions of the inlet sections bordering the end faces of the supporting body, the hardening preferably leading to identical surface properties in the hardened regions of the inlet sections and in the central section connecting the inlet sections.
Soweit die Härtung durch Einsatzhärten erfolgt, kann die Härtung der Endbereiche der Einlaufabschnitte durch Auftragen von Härtschutzpaste unterbunden werden.If hardening takes place by case hardening, the hardening of the end regions of the inlet sections can be prevented by applying hardening protection paste.
Ebenso ist es möglich, zunächst die gesamten Lastabschnitte einschließlich der kompletten Einlaufabschnitte zu härten. In diesem Fall kann die Härtung der Endbereiche der Einlaufabschnitte nachträglich durch Anlassen, das heißt durch Erwärmung auf Anlasstemperatur, aufgehoben werden. Das Erwärmen kann beispielsweise induktiv erfolgen.It is also possible to first harden the entire load sections including the complete inlet sections. In this case, the hardening of the end regions of the inlet sections can be reversed by tempering, that is to say by heating to the tempering temperature. The heating can be done inductively, for example.
Der Führungswagen ist besonders für Linearführungen, die mit hohen Verfahrgeschwindigkeiten und Beschleunigungen betrieben werden, geeignet. Bei den Wälzkörpern der Linearführung handelt es sich vorzugsweise um Kugeln.The guide carriage is particularly suitable for linear guides that are operated at high travel speeds and accelerations. The rolling elements of the linear guide are preferably balls.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
-
1 einen Führungswagen einer Linearführung in perspektivischer Ansicht, -
2 den Führungswagen in stirnseitiger Ansicht, -
3 ein Detail des Führungswagens.
-
1 a guide carriage of a linear guide in a perspective view, -
2nd the carriage in front view, -
3rd a detail of the carriage.
Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen
Durch die Linearführung sind vier jeweils ringförmig geschlossene Umlaufkanäle
Jeder Lastabschnitt
Die in Längsrichtung
Im Rahmen der Herstellung des Führungswagens
Vor dem Härten des Lastabschnitts
Wälzkörper, die in dem Endbereich
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- FührungswagenCarriage
- 22nd
- TragkörperSupporting body
- 33rd
- MittelabschnittMiddle section
- 44th
- UmlaufkanalCirculation channel
- 55
- LastabschnittLoad section
- 66
- RücklaufabschnittReturn section
- 77
- EinlaufabschnittInlet section
- 88th
- StirnseiteFace
- 99
- WälzkörperlaufbahnRolling raceway
- 1010th
- EndbereichEnd area
- 1111
- InnenbereichIndoor area
- 1212
- Grenzpunkt Border point
- BEBE
- Breite des EinlaufabschnittsWidth of the inlet section
- BEEBEE
- Breite des Endbereichs des EinlaufabschnittsWidth of the end section of the inlet section
- LRLR
- LängsrichtungLongitudinal direction
- AQAQ
- Abstand des Grenzpunktes vom Mittelabschnitt in Querrichtung des FührungswagensDistance of the limit point from the central section in the transverse direction of the carriage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102007050475 A1 [0002]DE 102007050475 A1 [0002]
- EP 1443229 B1 [0003]EP 1443229 B1 [0003]
- EP 1825156 B1 [0004]EP 1825156 B1 [0004]
- DE 102004032853 A1 [0005]DE 102004032853 A1 [0005]
- DE 102012221628 A1 [0006]DE 102012221628 A1 [0006]
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- 2018-12-05 DE DE102018130948.1A patent/DE102018130948A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |