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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
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.

Beschreibung[de]

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

Anspruch[de]
  1. 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.
  2. Führungsschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Schienenelemente (2) aufweist.
  3. Führungsschiene nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schienenelemente (2) an sich gegenüberliegenden Endbereichen des Kunststoffkörpers (4) angeordnet sind.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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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