DE102005055101A1

DE102005055101A1 - Linearführungseinrichtung

Info

Publication number: DE102005055101A1
Application number: DE102005055101A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl.-Ing. Dorn (FH); Alfred Haub
Original assignee: Bosch Rexroth Mechatronics GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-11-18
Filing date: 2005-11-18
Publication date: 2007-05-24
Also published as: US7604408B2; US20070258667A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Linearführungseinrichtung mit einer Führungsschiene und einem Führungswagen, welcher unter Verwendung mindestens einer Endlosreihe von Wälzkörpern auf der Führungsschiene geführt ist. Jede Wälzkörperreihe läuft in einem Wälzkörper-Umlaufkanal des Führungswagens um, der unter anderem einen Rückführ-Kanalabschnitt umfasst. Der Führungswagen umfasst einen Wagenhauptkörper, Endstückeinheiten an den axial beabstandeten Enden des Wagenhauptkörpers und zwischen dem Wagenhauptkörper und den Endstückeinheiten angeordnete Zwischenstückeinheiten (20). In dem Rückführ-Kanalabschnitt ist ein Rinnenelement (20g) vorgesehen, welches die sich um Rückführ-Kanalabschnitt befindenden Wälzkörper auf wenigstens einem Teil ihres Umfangs umgibt. Erfindungsgemäß ist das Rinnenelement (20g) an wenigstens einer der Zwischenstückeinheiten (20) einstückig angeformt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Linearführungseinrichtung umfassend eine Führungsschiene, und einen Führungswagen, welcher unter Verwendung mindestens einer in einem Wälzkörper-Umlaufkanal des Führungswagens umlaufenden Endlosreihe von Wälzkörpern auf der Führungsschiene und längs dieser geführt ist, wobei der Wälzkörper-Umlaufkanal einen lasttragenden Kanalabschnitt, einen Rückführ-Kanalabschnitt sowie den lasttragenden Kanalabschnitt und den Rückführ-Kanalabschnitt miteinander verbindende Umlenk-Kanalabschnitte umfasst, wobei der Führungswagen einen Wagenhauptkörper im Wesentlichen im Längenbereich des lasttragenden Kanalabschnitts und des Rückführ-Kanalabschnitts, Endstückeinheiten an den axial beabstandeten Enden des Wagenhauptkörpers und zwischen dem Wagenhauptkörper und den Endstückeinheiten angeordnete Zwischenstückeinheiten umfasst, und wobei in dem Rückführ-Kanalabschnitt ein Rinnenelement vorgesehen ist, welches die sich im Rückführ-Kanalabschnitt befindenden Wälzkörper auf wenigstens einem Teil ihres Umfangs umgibt.

Eine derartige Linearführungseinrichtung ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 30 140 A1 bekannt. Bei dieser Linearführungseinrichtung sind die Rinnenelemente als von den Zwischenstückeinheiten gesonderte Schmierhalbschalen ausgebildet. Insbesondere durch die gesonderte Ausbildung wird ein erhöhter Logistik- und Montageaufwand verursacht.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Linearführungseinrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, welche einen reduzierten Logistikaufwand und eine vereinfachte Montage ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Linearführungseinrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher das Rinnenelement an wenigstens einer der Zwischenstückeinheiten einstückig angeformt ist. Durch diese einstückige Ausbildung von Zwischenstückeinheit und Rinnenelement reduziert sich die Anzahl der Komponenten, aus der die Linearführungseinrichtung gebildet ist, was zum einen die Lagerhaltung und zum anderen die Montage erleichtert.

Trotz der einstückigen Ausbildung könnten die Zwischenstückeinheit und das Rinnenelement aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein, welche sich beim Herstellungsvorgang, insbesondere beim Spritzgieß-Vorgang miteinander zu einem einstückigen Teil verbinden. Erfindungsgemäß wurde jedoch erkannt, dass es nicht erforderlich ist, die Rinnenelemente als Schmierhalbschalen auszubilden, sondern dass auch dann eine gute Schmierung der Wälzkörper gewährleistet werden kann, wenn die Rinnenelemente aus einem Schmierstoff an der Rinnenelementoberfläche haltenden Material, vorzugsweise Kunststoff, gefertigt sind, vorzugsweise im Spritzgussverfahren.

Die Herstellung der Endstückeinheit mit dem daran einstückig angeformten Rinnenelement kann dadurch weiter vereinfacht werden, dass das Rinnenelement zweiteilig ausgebildet ist, wobei das eine Rinnenelementteil an der einen Zwischenstückeinheit einstückig angeformt ist und das andere Rinnenelementteil an der anderen Zwischenstückeinheit einstückig angeformt ist. Dabei ist der fertigungstechnische Vorteil insbesondere in der geringeren Länge des einzelnen Rinnenelementteils zu sehen. Vorteilhafterweise können die beiden Rinnenelementteile in diesem Fall an ihren freien Enden mit zusammenwirkenden Ausrichtungsgliedern versehen sein, welche vorzugsweise Nut-und-Feder-artig ineinander greifen. Dies vereinfacht die Montage, da sich die beiden Rinnenelementteile beim Zusammenbau der Linearführungseinrichtung selbsttätig relativ zueinander ausrichten.

Grundsätzlich ist es zwar möglich, dass die beiden Rinnenelementteile gleich lang bemessen sind und somit im montierten Zustand der Linearführungseinrichtung jeweils bis zur Mitte des Wagenhauptkörpers reichen. Insbesondere dann, wenn der Führungswagen auf beiden Seiten der Führungsschiene jeweils wenigstens einen Wälzkörperumlaufkanal aufweist, ist es jedoch im Hinblick auf die Montage vorteilhaft, wenn die an ein- und derselben Zwischenstückeinheit einstückig angeformten Rinnenelementteile eine unterschiedliche Länge aufweisen. In diesem Fall können die Rinnenelementteile nämlich nacheinander in die Rückführ-Kanalabschnitte des Wagenhauptkörpers eingeführt werden.

Wenn die Summe der Länge des dem Rückführ-Kanalabschnitt des einen Wälzkörper-Umlaufkanals zugeordneten Rinnenelementteils und der Länge des dem Rückführ-Kanalabschnitt des anderen Wälzkörper-Umlaufkanals zugeordneten Rinnenelementteils gleich der Länge eines Rinnenelements ist, so braucht lediglich ein Typ von Zwischenstückeinheit auf Vorrat gehalten zu werden, der an beiden axial beabstandeten Enden des Wagenhauptkörpers angeordnet werden kann.

Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Es stellt dar:
1 eine perspektivische Gesamtdarstellung einer Linearführungseinrichtung;
2 eine perspektivische Darstellung einer Endstückeinheit und einer nicht erfindungsgemäßen Zwischenstückeinheit zur Erläuterung des grundlegenden Aufbaus auch der erfindungsgemäßen Linearführungseinrichtung; und
3a und 3b eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Zwischenstückeinheit.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Linearführungseinrichtung allgemein mit 10 bezeichnet. Insbesondere erkennt man einen auf einer Führungsschiene 12 in Richtung einer Schienenachse X geführten Führungswagen 14 mit einem Wagenhauptkörper 16 und zwei an den beiden axial gegenüberliegenden Enden des Wagenhauptkörper 16 angebrachten Endstückeinheiten 18.
Die Führungsschiene 12 weist eine Befestigungsfläche 12a auf, mit der sie auf einer (nicht dargestellten) Tragbasis befestigbar ist, eine der Befestigungsfläche 12a gegenüberliegende Kopffläche 12b sowie zwei Seitenflächen 12c. Der Führungswagen 14 umgreift die Führungsschiene 12 im Wesentlichen U-förmig, wobei er einen der Kopffläche 12b benachbarten Stegbereich 14a sowie zwei durch den Stegbereich 14a miteinander verbundene, je einer der Seitenflächen 12c benachbarte Schenkelbereiche 14b aufweist.
In jedem der Schenkelbereiche 14b sind jeweils zwei in 1 nicht näher dargestellte, endlos umlaufende Wälzkörperschleifen S₁ und S₂ (s. 2) in einem Wälzkörper-Umlaufkanal K untergebracht. Lasttragende Wälzkörperreihen R_L der Wälzkörperschleifen S₁ und S₂ rollen jeweils an einer in der zugehörigen Seitenfläche 12c ausgebildeten Laufbahn 12d der Führungsschiene 12 ab. Für die rücklaufenden Wälzkörperreihen R_R der Wälzkörperschleifen S₁, S₂ ist in dem Wagenhauptkörper 16 jeweils eine axial durchgehende Rücklaufbohrung (nicht dargestellt) vorgesehen, während in den Endstückeinheiten 18 und zwischen dem Wagenhauptkörper 16 und den Endstückeinheiten 18 angeordneten Zwischenstückeinheiten 20 Umlenkführungen für Umlenk-Wälzkörperreihen R_U jeder der Wälzkörperschleifen S₁, S₂ untergebracht sind. Die Laufbahnen 12d der Führungsschiene 12 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel für Kugelreihen ausgebildet, es versteht sich jedoch, dass auch beliebige andere Wälzkörperformen in Frage kommen, beispielsweise Rollen.
Wie in 2 dargestellt ist, sind auch die Endstückeinheit 18 und die Zwischenstückeinheit 20 der U-Form des Führungswagens 14 entsprechend U-förmig ausgebildet mit Stegbereichen 18a, 20a und Schenkelbereichen 18b, 20b. An dem in 2 linken Seitenschenkel 20b der Zwischenstückeinheit 20 erkennt man bogeninnere, im Wesentlichen halbtorische Umlenkflächen 20c, welche zusammen mit komplementär ausgebildeten bogenäußeren Umlenkflächen im korrespondierenden Seitenschenkel 18b der Endstückeinheit 18 den Umlenkkanalabschnitt K_U für die Umlenkwälzkörperreihen R_U der Wälzkörperschleifen S₁, S₂ bilden. Ringelemente 20d der Zwischenstückeinheit 20 eröffnen den rücklaufenden Wälzkörpern der jeweiligen Wälzkörperschleifen S₁, S₂ den Zugang zu den (nicht dargestellten) Rücklaufbohrungen des Wagenhauptkörpers 16, d.h. zum Rücklauf-Kanalabschnitt K_R. Im Bereich des Übergangs zwischen dem Umlenkkanalabschnitt K_U und dem lasttragenden Kanalabschnitt K_L sind keine entsprechenden Ringelemente vorgesehen, da der lasttragende Kanalabschnitt zum einen von den Laufbahnen 12d der Führungsschiene 12 und zum anderen von komplementären auf Seiten des Führungswagens 14 vorgesehenen (nicht dargestellten) Laufbahnen gebildet ist.
In den 3a und 3b ist eine erfindungsgemäße Zwischenstückeinheit 20 dargestellt, welche mit einstückig angeformten Rinnenelementteilen 20e, 20f ausgebildet ist. Die Rinnenelementteile 20e, 20f schließen sich an einen der Führungsschiene 12 nahe gelegenen Umfangsabschnitt der Ringelemente 20d an und erstrecken sich von den Seitenschenkeln 20b der Zwischenstückeinheit 20 in den Wagenhauptkörper 16 hinein, insbesondere in dessen Rückführ-Kanalabschnitte K_R. Die Rinnenelementteile 20e, 20f umgeben die Wälzkörper auf wenigstens einem Teil ihres Umfangs. Vorzugsweise umschließen sie die Wälzkörper in einem Bereich von zwischen etwa 140° und etwa 220°, vorzugsweise etwa 180°.
Wie besonders gut in 3b zu erkennen ist, sind die Rinnenelementteile 20e, 20f an ihren freien Enden mit Federansätzen 20f, und Nutausnehmungen 20e, ausgebildet, welche dann, wenn eine Zwischenstückeinheit 20 von dem einen Längsende des Wagenhauptkörpers 16 her in den Rückführ-Kanalabschnitt K_R eingeführt wird und eine weitere Zwischenstückeinheit 20' von dem jeweils anderen Ende des Wagenhauptkörpers 16 her in diesen Rückführ-Kanalabschnitt K_R eingeführt wird, sich die in dem Rückführ-Kanalabschnitt K_R treffenden freien Enden der Rinnenelemente 20e' und 20f selbsttätig zueinander ausrichten und ein gemeinsames durchgehendes Rinnenelement 20g bilden.
In 3b erkennt man weiter, dass das Rinnenelementteil 20e die Länge I₁ aufweist und damit länger bemessen ist als das Rinnenelementteil 20f, das lediglich die Länge I₂ aufweist. Dabei ist in beiden Fällen das zugehörige Ringelement 20d zur Länge des Rinnenelementteils hinzugerechnet worden. Die Gesamtlänge I₁ + I₂ des Rinnenelements 20g entspricht der Länge des Rückführ-Kanalabschnitts K_R und damit der Länge des Wagenhauptkörpers 16 (s. 1).
Nachzutragen ist noch, dass die Rinnenelementteile 20e und 20f aus dem gleichen Material gefertigt sein können wie die Zwischenstückeinheit 20, beispielsweise aus einem Schmierstoff an der Rinnenelementoberfläche haltenden Material, vorzugsweise Kunststoff.
Nachzutragen ist außerdem noch, dass die freien Enden der Rinnenelementteile 20e, 20f nach außen verjüngt ausgebildet sein können, um bei auftretenden Toleranzen einen harmonischen Umlauf der Wälzkörperschleifen S₁, S₂ zu gewährleisten.
Um dieselben Zwischenstückeinheiten 20 auch für Führungswagen 14 mit größerer Länge verwenden zu können, werden einzelne Rinnenelementabschnitte, die nicht einstückig mit der Zwischenstückeinheit 20 verbunden sind, eingefügt.

Claims

Linearführungseinrichtung (10) umfassend eine Führungsschiene (12), und einen Führungswagen (14), welcher unter Verwendung mindestens einer in einem Wälzkörper-Umlaufkanal (K) des Führungswagens (14) umlaufenden Endlosreihe (S₁, S₂) von Wälzkörpern auf der Führungsschiene (14) und längs dieser geführt ist, wobei der Wälzkörper-Umlaufkanal (K) einen lasttragenden Kanalabschnitt (K_L), einen Rückführ-Kanalabschnitt (K_R) sowie den lasttragenden Kanalabschnitt (K_L) und den Rückführ-Kanalabschnitt (K_R) miteinander verbindende Umlenk-Kanalabschnitte (K_U) umfasst, wobei der Führungswagen (14) einen Wagenhauptkörper (16) im Wesentlichen im Längenbereich des lasttragenden Kanalabschnitts (K_L) und des Rückführ-Kanalabschnitts (K_R), Endstückeinheiten (18) an den axial beabstandeten Enden des Wagenhauptkörpers (16) und zwischen dem Wagenhauptkörper (16) und den Endstückeinheiten (18) angeordnete Zwischenstückeinheiten (20) umfasst, und wobei in dem Rückführ-Kanalabschnitt (K_R) ein Rinnenelement (20g) vorgesehen ist, welches die sich im Rückführ-Kanalabschnitt (K_R) befindenden Wälzkörper auf wenigstens einem Teil ihres Umfangs umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Rinnenelement (20g) an wenigstens einer der Zwischenstückeinheiten (20) einstückig angeformt ist.
Linearführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rinnenelement (20g) zweiteilig ausgebildet ist, wobei das eine Rinnenelementteil (20f) an der einen Zwischenstückeinheit (20) einstückig angeformt ist und das andere Rinnenelementteil (20e') an der anderen Zwischenstückeinheit (20') einstückig angeformt ist.
Linearführungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rinnenelementteile (20e, 20f) an ihren freien Enden mit zusammenwirkenden Ausrichtungsgliedern (20e1, 20f1) versehen sind, welche vorzugsweise Nut-und-Feder-artig ineinander greifen.
Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Führungswagen (14) auf beiden Seiten der Führungsschiene (12) jeweils wenigstens einen Wälzkörper-Umlaufkanal (K) aufweist, die an ein und derselben Zwischenstückeinheit (20) einstückig angeformten Rinnenelementteile (20e, 20f) eine unterschiedliche Länge (I₁, I₂) aufweisen.
Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe (I₁ + I₂) der Länge (I₁) des dem Rückführ-Kanalabschnitt (K_R) des einen Wälzkörper-Umlaufkanals (K) zugeordneten Rinnenelementteils (20e) und der Länge (I₂) des dem Rückführ-Kanalabschnitt (K_R) des anderen Wälzkörper-Umlaufkanals (K) zugeordneten Rinnenelementteils (20f) gleich der Länge eines Rinnenelements (20g) ist.
Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rinnenelement (20g) aus einem Schmierstoff an der Rinnenelementoberfläche haltenden Material, vorzugsweise Kunststoff, gefertigt ist, vorzugsweise im Spritzgussverfahren.