| Dokumentenidentifikation |
DE10310324A1 23.09.2004 |
| Titel |
Führungsschiene für ein Linearlager |
| Anmelder |
AB SKF, Göteborg, SE |
| Erfinder |
Mayer, Uwe, 97702 Münnerstadt, DE; Edelmann, Ludwig, 97717 Sulzthal, DE; Velde, Henryk, 97440 Werneck, DE; Gransow, Anita, 97526 Sennfeld, DE |
| Vertreter |
Gosdin, M., Dipl.-Ing.Univ. Dr.-Ing., Pat.-Anw., 97422 Schweinfurt |
| DE-Anmeldedatum |
10.03.2003 |
| DE-Aktenzeichen |
10310324 |
| Offenlegungstag |
23.09.2004 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
23.09.2004 |
| IPC-Hauptklasse |
F16C 29/04
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| Zusammenfassung |
Die Erfindung betrifft eine Führungsschiene (1) für ein Linearlager, die mindestens ein Schienenelement (2) mit einer Führungsbahn (3) für Wälzkörper aufweist, wobei das Schienenelement (2) mit einem Kunststoffkörper (4) verbunden ist oder an diesen angrenzt und wobei der Kunststoffkörper (4) den Grundkörper der Führungsschiene (1) bildet. Zur Erhöhung der Präzision der Führungsschiene, insbesondere beim Einsatz in einem großen Temperaturbereich, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Schienenelement (2) mit einem metallischen Traggestell (5) verbunden ist, das zumindest teilweise vom Material des Kunststoffkörpers (4) umgeben ist.
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung betrifft eine Führungsschiene für ein Linearlager, die
mindestens ein Schienenelement mit einer Führungsbahn für Wälzkörper aufweist, wobei
das Schienenelement mit einem Kunststoffkörper verbunden ist oder an diesem angrenzt
und wobei der Kunststoffkörper den Grundkörper der Führungsschiene bildet.
Führungsschienen dieser Art sind im Stand der Technik hinlänglich
bekannt. Der Grundkörper der Führungsschiene wird aus einem Kunststoffformteil gebildet,
in dem mindestens ein Schienenelement angeordnet ist. Das Schienenelement besteht
aus Stahl und weist eine geschliffene, gezogene oder gewalzte Führungsbahn für die
Wälzkörper des Linearlagers auf.
Durch den hybriden Verbund von Kunststoffkörper auf der einen Seite
und Schienenelement auf der anderen Seite wird ein relativ leichtes Bauteil geschaffen,
das an der Stelle, an der es eine große Härte aufweisen muss, nämlich im Bereich
der Führungsbahn für die Wälzkörper, hinreichend fest ausgebildet ist.
Um eine leichte und kostengünstige Linearführung zu schaffen, wird
also in einem Kunststoffgrundkörper zur Erhöhung der Tragzahl eine Stahlschiene
eingelegt.
Bei der Herstellung gattungsgemäßer Führungsschienen können die Schienenelemente
aus Stahl in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt und dann mit Kunststoffmaterial umspritzt
werden, so dass lediglich die die Führungsbahn der Wälzkörper aufweisende Seite
des Schienenelements frei von Kunststoff bleibt. Damit kann eine relativ hohe Genauigkeit
erreicht werden, was den Abstand zweier Schienenelemente einer Führungsschiene anbelangt,
die gleichzeitig mit Kunststoff umspritzt werden.
Bei derart vorbekannten Führungsschienen hat es sich als nachteilhaft
erwiesen, dass diese im Betrieb nicht die benötigte Festigkeit aufweisen. Zwar weist
die eingelegte Stahlschiene, die als Schienenelement mit Führungslaufbahn für die
Wälzkörper fungiert, hinreichende Festigkeit auf. Allerdings kommt es insbesondere
beim Einsatz des Linearlagers bei erhöhten Temperaturen zu Fließerscheinungen im
Kunststoff, was die Gesamtsteifigkeit der Führungsschiene wesentlich herabsetzt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Führungsschiene
für ein Linearlager der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die genannten
Vorteile beibehalten werden können, jedoch die erläuterten Nachteile vermieden werden.
Es soll insbesondere eine Führungsschiene geschaffen werden, die im Betrieb eine
große Festigkeit aufweist und die auch beim Einsatz in einem großen Temperaturbereich
nur geringe Änderungen der Geometrie aufweist, insbesondere des Abstandes zweier
oder mehrerer mit dem Kunststoffgrundkörper verbundener Schienenelemente.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass das Schienenelement mit einem metallischen Traggestell verbunden ist, das zumindest
teilweise vom Material des Kunststoffkörpers umgeben ist.
Bevorzugt weist die Führungsschiene zwei oder mehr Schienenelemente
auf, die jeweils zumindest teilweise vom Material des Kunststoffkörpers umgeben
sind. Im Falle dessen, dass zwei Schienenelemente vorgesehen sind, ist bevorzugt
angedacht, dass die beiden Schienenelemente an sich gegenüberliegenden Endbereichen
des Kunststoffkörpers angeordnet sind.
Mit Vorteil ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen, dass das Schienenelement
bzw. die Schienenelemente und das Traggestell mit dem Material des Kunststoffkörpers
umspritzt sind.
Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass das Schienenelement bzw.
die Schienenelemente und/oder das Traggestell mit dem Kunststoffkörper über eine
Schnappverbindung verbunden sind.
Eine hohe Präzision der Führungsschiene wird erreicht, wenn das Traggestell
definierte Flächen für die Anlage des Schienenelements bzw. der Schienenelemente
und deren Positionierung in genau vorgegebener Lage aufweist.
Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird erreicht, dass sich insgesamt
eine relativ leichte und preiswert herzustellende Führungsschiene ergibt, die durch
das vorgesehene metallische Traggestell, das zumindest mit einem Schienenelement
verbunden ist, eine hohe Steifigkeit aufweist.
Im Falle dessen, dass eine Führungsschiene mit zwei sich im wesentlichen
gegenüberliegenden Schienenelementen zum Tragen kommt, stützt das vorzugsweise umspritzte,
metallische Traggestell die beiden Schienenelemente ab und hält sie präzise auf
Abstand. Hierdurch wird erreicht, dass auch bei hohen Temperaturen, denen die Führungsschiene
ausgesetzt ist, eine relativ hohe geometrische Konstanz erreicht wird, was die Beabstandung
der Schienenelemente und damit der Führungsbahnen für die Wälzkörper anbelangt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen:
1 in dreidimensionaler Ansicht zwei Schienenelemente,
die von einem Traggestell auf Abstand gehalten werden,
2 die Anordnung gemäß 1,
nach dem sie von Kunststoff umspritzt worden ist und
3 in perspektivischer Ansicht das Traggestell.
Die zu schaffende Führungsschiene 1 weist im Ausführungsbeispiel
zwei sich parallel zueinander gegenüberliegende Schienenelemente 2 auf.
Jedes Schienenelement 2 hat eine Führungsbahn 3 für – nicht
dargestellte – Wälzkörper (Kugeln); die Führungsbahn 3 ist präzise
in das Schienenelement 2 eingeschliffen, gezogen oder gewalzt.
Wie in 1 zu sehen ist, werden die beiden
Schienenelemente 2 in einem ersten Teilprozess bei der Herstellung der
Führungsschiene in ein Traggestell 5 eingesetzt. Das Traggestell
5 besteht aus Metall (beispielsweise Stahl oder Aluminium) und weist später
noch detaillierter beschriebene Flächen zur präzisen Aufnahme der Schienenelemente
2 auf. Diese Aufnahmeflächen sind vorliegend im Querschnitt rechteckig
ausgebildet und korrespondieren mit der Querschnittsform der Schienenelemente
2.
Nach Vormontage der Anordnung gemäß 1
wird diese in ein – nicht dargestelltes – Spritzgießwerkzeug eingelegt.
Das Spritzgießwerkzeug definiert gemäß seiner Kavität ein Formteil, das der äußeren
Kontur der zu fertigenden Führungsschiene 1 entspricht. Nach Einspritzen
des Kunststoffmaterials in die Kavität des Spritzgießwerkzeugs umgibt dieses sowohl
die Schienenelemente 2 als auch das Traggestell 5, so dass der
in 2 dargestellte Körper entsteht. Der Figur ist zu
entnehmen, dass das Traggestell 5 vollständig mit Kunststoff umspritzt
ist, während die Schienenelemente 2 lediglich an der vom Traggestell
5 abgewandten Seite von Kunststoffmaterial frei geblieben sind; diese Seite
der Schienenelemente 2 trägt die Führungsbahn 3 für die Wälzkörper.
Die Führungsschiene 1 wird folglich von der äußeren Kontur
her im wesentlichen durch den Kunststoffkörper 4 bestimmt, der der Funktion
der Führungsschiene 1 angepasst ist.
In 3 ist detailliert ein Traggestell
5 zu sehen, wie es zum Halten der beiden Schienenelemente 2 auf
Abstand eingesetzt werden kann. Das Traggestell 5 weist – wie bereits
oben erläutert – zwei rechteckförmige Ausnehmungen für die Aufnahme der Schienenelemente
2 auf. Dabei sind definierte Flächen 6 so in das Traggestell
5 eingeschliffen, dass beim Einsetzen der Schienenelemente 2 diese
in einer sehr exakten Position relativ zueinander gehalten werden.
Hierdurch wird erreicht, dass auch bei starken Temperaturschwankungen
im späteren Einsatz des Linearlagers die beiden Schienenelemente und damit die Führungsbahnen
für die Wälzkörper exakt auf Abstand gehalten werden und diese Funktion nicht mehr
– wie im Stand der Technik – alleine durch den Kunststoffkörper
4 wahrgenommen werden muss.
Die vorgeschlagene Führungsschiene für ein Linearlager weist damit
eine höhere Präzision im Betrieb auf. Sie ist trotzdem kostengünstig herstellbar.
Sie weist damit eine hohe Steifigkeit trotz geringem Gewicht auf,
was durch eine Art Fachwerk erzeugt wird, die Schienenelemente 2 und Traggestell
5 miteinander bilden. In die vorgeschlagenen Führungsschienen können diverse
Zusatzfunktionen integriert werden.
Die relativ ungenauen und instabilen Führungen aus Kunststoff werden
damit effizient versteift, wobei es nicht nötig ist, die Grundkörper aus teuerem
Werkstoff (z.B. Aluminium oder Magnesium) herzustellen, was im übrigen mit kostenintensiven
Bearbeitungsvorgängen (z.B. Fräsen) einhergeht. Die vorgeschlagene Führungsschiene
ist damit sehr preiswert herstellbar.
Sie eignet sich in besonders guter Weise als steife Linearführung,
z.B. für den Einsatz im Automobil, wo es sowohl auf kostengünstige Herstellung als
auch auf geringes Gewicht ankommt.
1
- Führungsschiene
2
- Schienenelement
3
- Führungsbahn
4
- Kunststoffkörper
5
- Traggestell
6
- definierte Flächen
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| Anspruch[de] |
- Führungsschiene (1) für ein Linearlager, die mindestens ein
Schienenelement (2) mit einer Führungsbahn (3) für Wälzkörper
aufweist, wobei das Schienenelement (2) mit einem Kunststoffkörper (4)
verbunden ist oder an diesen angrenzt und wobei der Kunststoffkörper (4)
den Grundkörper der Führungsschiene (1) bildet, dadurch gekennzeichnet,
dass das Schienenelement (2) mit einem metallischen Traggestell (5)
verbunden ist, das zumindest teilweise vom Material des Kunststoffkörpers (4)
umgeben ist.
- Führungsschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei
Schienenelemente (2) aufweist.
- Führungsschiene nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden
Schienenelemente (2) an sich gegenüberliegenden Endbereichen des Kunststoffkörpers
(4) angeordnet sind.
- Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass das Schienenelement (2) bzw. die Schienenelemente (2) und
das Traggestell (5) mit dem Material des Kunststoffkörpers (4)
umspritzt sind.
- Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass das Schienenelement (2) bzw. die Schienenelemente (2) und/oder
das Traggestell (5) mit dem Kunststoffkörpers (4) über
eine Schnappverbindung verbunden sind.
- Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass das Traggestell (5) definierte Flächen (6) für die Anlage
des Schienenelements (2) bzw. der Schienenelemente (2) und deren
Positionierung in genau vorgegebener Position aufweist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen
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