DE19623437A1 - Teleskopführung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Teleskopführung gemäß dem Oberbegriff des An
spruchs 1 die beispielsweise für höhenverstellbare Tische eingesetzt wird.
Eine herkömmliche Teleskopführung dieser Art, die von der Anmelderin
hergestellt und vertrieben wird, weist ein im Querschnitt rechteckiges Au
ßenrohr aus Metall auf, in dem mittels Laufkugeln ein Innenrohr aus Metall
geführt ist, das ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Die Laufku
geln sind derart in einem Kugelkäfig gehalten, daß sie vier Kugelreihen in
den vier Innenecken des Außenrohres bilden. Die Längskanten des Innenroh
res sind nach innen eingezogen, so daß sie Führungsrinnen für die Laufkugeln
bilden. Auf diese Weise wird eine verdrehsichere Führung des Innenrohres in
dem Außenrohr erreicht. Die Laufkugeln stützen sich jeweils mit zwei Punk
ten ihrer Oberfläche an dem Außenrohr und mit weiteren zwei Punkten in
der durch das Innenrohr gebildeten Führungsrinne ab und sind so dimensio
niert, daß das Innenrohr praktisch spielfrei in dem Außenrohr geführt wird.
Für eine einwandfreie Funktion der Teleskopführung ist es wesentlich, daß
die Profile des Innenrohres und des Außenrohres enge Maßtoleranzen auf
weisen. Es werden deshalb Präzisionsrohre verwendet, die zur Einhaltung
der gewünschten Profilformen und -abmessungen durch entsprechende Ma
trizen gezogen werden. Hieraus ergeben sich hohe Herstellungskosten, insbe
sondere für das relativ kompliziert geformte Innenrohr. Dennoch kommt es
aufgrund der unvermeidlichen Maßtoleranzen häufig zu einem gewissen Spiel
des Innenrohres in dem Außenrohr. Dieses Spiel muß in relativ umständli
cher Weise dadurch ausgeglichen werden, daß bei der Montage Laufkugeln
mit einem geeignet angepaßten Durchmesser eingesetzt werden.
Aus FR 1 278 851 sind Teleskopführungen mit einem im Querschnitt quadra
tischen Außenrohr und einem runden Innenrohr bekannt. Die Laufkugeln
sind hier ohne Kugelkäfig in nur zwei diagonal gegenüberliegenden Innen
ecken des Außenrohres geführt, so daß Maßtoleranzen dadurch ausgeglichen
werden können, daß sich das quadratische Außenrohr elastisch zu einem
leicht rautenförmigen Querschnitt verformt. Dieses Prinzip läßt sich auch
umkehren, indem ein starres Außenrohr und ein elastisch verformbares In
nenrohr verwendet wird. In das Rundrohr sind Nuten eingearbeitet, die den
Laufkugeln Führung geben. Die auf diese Weise erreichbare Führungsstabilität
ist jedoch für viele praktische Anwendungen nicht ausreichend. Auch der
Herstellungsaufwand ist noch relativ hoch, da die Nuten in das Rundrohr ein
gearbeitet werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Teleskopführung der eingangs genannten
Art zu schaffen, die kostengünstig hergestellt werden kann und dennoch eine
stabile, spielarme und verdrehungsfreie Führung des Innenrohres in dem Au
ßenrohr gestattet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Teleskopführung mit den in Anspruch 1
angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß weist das Innenrohr in den Umfangsbereichen, an denen
die Laufkugeln abrollen, einen konvex gerundeten Querschnitt auf. Die Lauf
kugeln sind so dimensioniert, daß sie beim Einlaufen die Oberfläche des In
nenrohres plastisch verformen und dadurch flache Führungsrillen in dem In
nenrohr schaffen.
Da das Innenrohr eine sehr einfache Profilform aufweisen kann und beispiels
weise im Fall eines quadratischen oder runden Außenrohres einfach durch
ein Rundrohr gebildet werden kann, wird eine beträchtliche Verringerung
der Herstellungskosten erreicht. Außerdem können für das Innenrohr und
das Außenrohr kostengünstige geschweißte und nicht nachgezogene Rohre
verwendet werden, beispielsweise Rohre nach DIN 2395 für das Außenrohr
und nach DIN 2394 für das Innenrohr. Hierdurch ergibt sich eine weitere be
trächtliche Kostenersparnis. Die im Vergleich zum Stand der Technik größe
ren Maßtoleranzen werden beim Einlaufen der Teleskopführung dadurch aus
geglichen, daß die Laufkugeln die Oberfläche des Innenrohres plastisch ver
formen und sich dadurch selbst Führungsrillen schaffen. Durch diese Füh
rungsrillen wird zugleich eine Verdrehsicherheit des Innenrohres erreicht,
die für die meisten praktischen Anwendungen, etwa für einen auf zwei Tele
skopsäulen abgestützten höhenverstellbaren Tisch, völlig ausreichend ist.
Da das Innenrohr an mindestens drei Stellen seines Umfangs durch die in
einem Kugelkäfig und/oder den Innenecken des Außenrohres geführten Lauf
kugeln abgestützt wird, wird eine hohe Führungsstabilität erreicht, so daß die
Teleskopführung in jeder Richtung hohe Querkräfte aufnehmen kann. Die
mindestens dreipunktige Abstützung des Innenrohres trägt außerdem in
Kombination mit der konvexen Form des Innenrohres maßgeblich dazu bei,
daß der beim Einlaufen der Teleskopführung durch die Laufkugeln auf das In
nenrohr ausgeübte Druck nicht zu einem Nachgeben der Wand des Innenroh
res und damit zu einer Änderung der gesamten Querschnittsform führt, son
dern lediglich zur Ausbildung flacher Rillen in der Oberfläche des Innenroh
res. Ein weiterer wesentlicher Umstand, der dieses Verformungsverhalten
ermöglicht, besteht darin, daß sich die Laufkugeln an dem Innenrohr an ei
nem einzigen Punkt abstützen, so daß die Verformungskräfte auf einen Punkt
konzentriert werden.
Durch das plastische Nachgeben des Innenrohres können Maßtoleranzen in
erheblichem Umfang ausgeglichen werden, so daß in der Regel Laufkugeln
mit einem fest vorgegebenen Durchmesser verwendet werden können und
eine Anpassung des Kugeldurchmessers während der Montage nicht erfor
derlich ist.
Bevorzugt hat das Außenrohr einen polygonalen Innenquerschnitt. Da sich die
Laufkugeln dann an zwei Punkten in den Innenecken des Außenrohres abstüt
zen, ist bereits beim Einlaufen eine zuverlässige Führung der Laufkugeln ge
währleistet, so daß sich exakt geradlinige Führungsrillen in die Oberfläche
des Innenrohres einprägen. Falls es sich bei dem Innenrohr um ein Run
drohr handelt, muß lediglich beim Einlaufen vermieden werden, daß wäh
rend der Axialbewegung ein Drehmoment auf das Innenrohr wirkt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß aufgrund der einpunktigen Abstützung
der Laufkugeln am Innenrohr und der zweipunktigen Abstützung am Außen
rohr der effektive Abrollradius, mit dem die Laufkugeln am Außenrohr abrol
len, kleiner ist als der Abrollradius der Kugeln am Innenrohr. Bei gegebenem
Ausfahrweg des Innenrohres legen deshalb die Laufkugeln relativ zum Außen
rohr einen kleineren Weg zurück als relativ zum Innenrohr. Somit kann bei
gegebenem Bewegungsbereich des Kugelkäfigs und der Laufkugeln im Außen
rohr eine größere Ausfahrlänge des Innenrohres erreicht werden.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung
näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Teleskop
führung;
Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht der Ausführungsform gemaß Fig. 1;
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Teleskopführung;
Fig. 4 eine dritte Ausführungsform der Teleskopführung.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt einer Teleskopführung 10. die gebildet wird
durch ein im Querschnitt quadratisches Außenrohr 12 aus Stahl, ein zen
trisch im Außenrohr angeordnetes rundes Innenrohr 14 aus Stahl und vier
zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr angeordnete Reihen von Lauf
kugeln 16, von denen jeweils nur die obere Kugel einer Reihe zu sehen ist.
Die Laufkugeln werden durch einen Kugelkäfig 18 gehalten. Die Laufkugeln
16, die in den Innenecken des Außenrohres 12 angeordnet sind, stützen sich
jeweils zweipunktig an einer inneren Oberfläche 20 des Außenrohres 12 und
einpunktig an einer äußeren Oberfläche 22 des Innenrohres 14 ab. Beim Ein
laufen der Teleskopführung 10 wird die äußere Oberfläche 22 des Innenroh
res 14 durch die Laufkugeln 16 derart plastisch verformt, daß Führungsrillen
24 geschaffen werden, von denen eine in Fig. 2 deutlicher dargestellt ist.
Durch das Ausbilden der Führungsrillen 24 lassen sich zum einen Maßtole
ranzen der Laufkugeln und des Innenrohres ausgleichen. Zum anderen wird
so die Verdrehsicherheit des Innenrohres erreicht.
Da das Innenrohr 14 an vier Stellen seines Umfangs durch die Laufkugeln 16
abgestützt wird, wird eine sehr hohe Führungsstabilität erreicht, so daß die
Teleskopführung 10 in jeder Richtung hohe Querkräfte aufnehmen kann.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Teleskopführung 10, die im
Vergleich zu der Ausführungsform gemaß Fig. 1 ein rechteckiges Außenrohr
12 und ein ovales Innenrohr 14 aufweist. Zur Abstützung des Innenrohrs wer
den ebenfalls vier Reihen der Laufkugeln 16 verwendet, die in den Innen
ecken des Außenrohres angeordnet sind und sich jeweils an zwei Punkten
abstützen, während das Innenrohr je Laufkugel einpunktig abgestützt wird.
Die Teleskopführung weist wiederum eine hohe Führungsstabilität auf. Auf
grund der Querschnittsform ist das Innenrohr 14 bereits beim Einlaufen
drehsicher innerhalb des Außenrohres 12 geführt.
Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform der Teleskopführung 10, bei der das
Außenrohr 12 als gleichseitiges Dreieck ausgeführt ist. Als Innenrohr 14 wird
wiederum ein Rundrohr verwendet. Im Vergleich zu den beiden Ausführungs
formen gemäß Fig. 1 und 3 sind allerdings nur drei Laufkugeln 16 notwendig,
um eine hohe Führungsstabilität zu erreichen.
Neben den gezeigten Ausführungsbeispielen sind auch andere Querschnitts
formen denkbar, beispielsweise ein sechseckiges Außenrohr mit drei oder
sechs Reihen von Laufkugeln.
Claims (3)
1. Teleskopführung (10) mit einem Außenrohr (12) aus Metall, einem Ku
gelkäfig (18) mit mindestens drei Reihen von Laufkugeln (16), die in drei
verschiedenen Umfangspositionen am Außenrohr (12) abrollen, und einem
mittels der Laufkugeln (16) in dem Außenrohr (12) geführten Innenrohr (14)
aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (14) in den Um
fangsbereichen, in denen die Laufkugeln (16) abrollen, einen konvex gerun
deten Querschnitt aufweist und daß die Laufkugeln (16) so dimensioniert
sind, daß sie beim Einlaufen die Oberfläche des Innenrohres (14) plastisch
verformen und sich dadurch Führungsrillen (24) in dem Innenrohr (14)
schaffen.
2. Teleskopführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Außenrohr (12) einen polygonalen Innenquerschnitt hat und die Laufkugeln
(16) in den Ecken des Außenrohres abrollen.
3. Teleskopführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Laufkugeln (16) in einem Kugelkäfig (18) gehalten sind.
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