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Dokumentenidentifikation DE10356170B3 15.09.2005
Titel Wälzkörper-Haltevorrichtung
Anmelder Hiwin Technologies Corp., Taichung, TW
Erfinder Wang, Chin-Pei, Taichung, TW;
Wu, Chung-Liang, Taichung, TW
Vertreter Viering, Jentschura & Partner, 80538 München
DE-Anmeldedatum 02.12.2003
DE-Aktenzeichen 10356170
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.09.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.09.2005
IPC-Hauptklasse F16C 33/46
IPC-Nebenklasse F16C 29/04   B23Q 1/01   
Zusammenfassung Rollelement-Haltevorrichtung, in welcher eine Mehrzahl von Rollelementen untergebracht sind, wobei die
Haltevorrichtung (40) hauptsächlich aufweist:
eine Mehrzahl von Abstandsstücken (42), welche der Trennung der Rollelemente dient; und
zwei Verbindungsbänder (41), über welche die Abstandsstücke (42) einstückig zusammenfügbar sind;
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Verbindungsbänder (41) für die Verbindung der Abstandsstücke (42) zu einer ringförmigen Konfiguration sorgen und
dass die ringförmige Konfiguration derart gekehrt ist, dass jeweils zwei zugeordnete Abstandsstücke (42) miteinander verbunden sind, wobei die verbundenen Abstandsstücke (42) gemeinsam mit den Verbindungsbändern (41) Auussparungen (44) bilden, in welchen sich die Rollelemente rollbar befinden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Wälzkörper-Haltevorrichtung für eine Linearführung, die insbesondere in Bereichen von Werkzeugmaschinen, elektronischen Anlagen, Automatisierungs-, Halbleiteranlagen, usw. zum Einsatz kommt.

Linearführungen haben weite Verbreitung in Industriemaschinen und Präzisionsmechanik gefunden, wobei immer mehr Aufmerksamkeit auf die Verwendung der Haltevorrichtung für Rollkugeln im Bereich der Linearführungen geschenkt wurde. Bei herkömmlichen Linearführungen unterscheidet man die Rollenhaltekette in einstückiger Bauweise und die unter Verbindung von mehreren Einzelteilen zusammengesetzte Rollenhaltekette. Wie aus 4 ersichtlich, ist ein Gleitwagen 10 oben an einer Gleitschiene angebracht, wobei im Inneren des Gleitwagens 10 eine Mehrzahl von Rollkugeln 20 vorhanden sind, die dann nacheinander in Abstandshalter der Rollenhaltekette 30 eingeführt sind. Dadurch werden die Rollkugeln 20 voneinander getrennt, was dann deren Zusammenstoß untereinander verhindert. Im herkömmlichen Ausführungsbeispiel gemäß 4 werden die Rollkugeln und die Abstandshalter nacheinander in den Gleitwagen einzeln eingesetzt, was jedoch zu viel Zeit- und Kraftaufwand zumutet. Außerdem müssen die Rollkugeln und die Abstandshalter in engem Kontakt stehen, was den Reibungswiderstand in erheblichem Maße erhöht.

Eine weitere herkömmliche Rollenhaltekette gemäß internem Stand der Technik, wie in 5 gezeigt, ist unter Verbindung von mehreren Einzelteilen zusammengesetzt. Bei dieser Gestaltung der Rollenhaltekette 31 werden Abstandshalter 311 über ein flexibles Verbindungselement 312 miteinander verbunden, wobei jeweils eine Rollkugel 20 zwischen zwei Abstandshaltern 311 rollbar vorgesehen ist. Die Herstellung der Rollenhaltekette 31 geschieht in der Weise, dass die Rollkugeln in jeweilige Formen eingelegt und die Rollenhaltekette 31 dann im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Dazu wird eine hohe Anforderung an Material und Spritzgussmaschinen gestellt, was eine Erhöhung von Herstellungskosten bewirkt. Außerdem bleiben die Rollkugeln und die Rollenhaltekette 31 in engem Kontakt, was zu einem großen Rollwiderstand führt. Aufgrund des speziellen Herstellungsverfahrens stehen die Rollelemente in festem Kontakt mit den Abstandshaltern 311, was eine Steigerung des Reibungswiderstands auf die Rollelemente bewirkt.

Aus der DE 100 49 578 A1 ist ein Führungsband für ein Wälzlager bekannt, bei dem zwei einander zugehörige Abstandsstücke einstückig hergestellt werden. Die Abstandsstücke werden nach ihrem Zusammenklappen anschließend mittels zwei Zugsträngen derart verbunden, dass zwei benachbarte Abstandsstücke zwischen sich den erforderlichen Abstand aufweisen.

Aus der DE 88 16 258 U1 ist ein Rollkörperkäfig bekannt, der zwei identische Käfigteile aufweist, die zusammenklappbar sind, wobei zu deren Verbinden an der oberen und der unteren Stirnseite jeweils ein Verbindungsdraht eingelegt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wälzkörper-Haltevorrichtung zu schaffen, durch welche der Reibungswiderstand minimierbar ist, um einen reibungsarmen, wälzenden Umlauf von Wälzkörpern zu ermöglichen. Außerdem soll das Bewegungsmodul bewirken, dass sich das Schmiermittel durch die Abstandsstücke hindurchbewegt, um eine bessere Schmierwirkung zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Wälzkörper-Haltevorrichtung eine zur Verbindung dienende Haltevorrichtung, die im Spritzgussverfahren hergestellt ist. Die Wälzkörper-Haltevorrichtung weist zwei miteinander verbundene Verbindungsbänder auf, die einander gegenüberliegend gemeinsam einen Ring ausbilden, wobei an jedem der beiden Verbindungsbänder die der Trennung der Wälzkörper dienenden Abstandsstücke im Abstand voneinander ausgebildet sind. Jeweils ein Abstandsstück eines Verbindungsbandes ist einem jeweiligen Abstandsstücke des anderen Verbindungsbandes zugeordnet, wobei die Verbindungsbänder derart miteinander zusammenklappbar sind, dass jeweils zwei einander zugeordnete Abstandsstücke miteinander in Eingriff sind, wobei jeweils einander benachbarte verbundene Abstandsstücke gemeinsam mit den Verbindungsbändern eine Aussparung bilden, in welcher ein Wälzkörper drehbar aufgenommen ist. Auf diese Weise entstehen zwischen den Abstandsstücken und den Verbindungsbändern Aussparungen, in denen die Wälzkörper wälzbar untergebracht sind. Im Gegensatz zum Stande der Technik mit starrer Konfiguration erfolgt bei der vorliegenden Erfindung eine flexible Verbindung zwischen den Wälzkörpern und der Haltevorrichtung. Dadurch wird der Reibungswiderstand zwischen den Wälzkörpern und der Haltevorrichtung in erheblichem Maße reduziert. Außerdem ist ein spezielles Spritzguss-Herstellungsverfahren für die erfindungsgemäße Wälzkörper-Haltevorrichtung nicht erforderlich, da sie nur unter Verwendung eines üblichen Spritzgussverfahrens herstellbar ist, wodurch eine Senkung der Herstellungskosten zustande kommt.

Des Weiteren ist es möglich, dass die Verbindungsbänder Endstücke aufweisen, die an den Endabschnitten der zusammengeklappten Haltevorrichtung angeordnet sind, und mittels welchen die an den Enden der Haltevorrichtung angeordneten Wälzkörper der Haltevorrichtung gehalten werden.

Hierbei ist es noch von Vorteil, wenn ein kreisförmiges Durchgangsloch zwischen beiden in entsprechender Weise miteinander verbundenen Abstandsstücken verfügbar ist. Es soll bewirken, dass sich das Schmiermittel durch die Abstandsstücke hindurchbewegt, um eine bessere Schmierwirkung zu erzielen.

Ferner ist es von Vorteil, wenn die Haltevorrichtung nach dem Zusamnenbau einen dem Rücklaufkanal angepassten Krümmungsradius aufweist, wobei der Krümmungsradius nicht kleiner sein soll als der beim Rücklauf der Wälzkörper entstehende Krümmungsradius. Dadurch kann sich die Wälzkörper-Haltevorrichtung beim Rücklauf reibungsarm bewegen.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die erfindungsgemäßen Wälzkörper als Rollkugel oder Rollwalze realisiert sind, wobei die Verwendung nur unter geringer Umgestaltung der Abstandsstücke zur Anpassung an die Form der Wälzkörper erfolgt.

Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform deutlich, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

1 in schematischer Perspektivdarstellung eine erfindungsgemäße Wälzkörper-Haltevorrichtung in ringförmiger Bauweise vor dem Zusammenfügen;

2 eine vergrößerte Ansicht der erfindungsgemäßen Wälzkörper-Haltevorrichtung gemäß 1;

3 in schematischer Perspektivdarstellung der erfindungsgemäßen Wälzkörper-Haltevorrichtung gemäß 1 nach dem Zusammenfügen;

4 in perspektivischer Ansicht eine herkömmliche, Wälzkörper-Haltevorrichtung zum Einsatz für eine Linearführung; und

5 in perspektivischer Ansicht eine Wälzkörper-Haltevorrichtung im Stande der Technik.

1 zeigt in schematischer Perspektivdarstellung eine erfindungsgemäße Wälzkörper-Haltevorrichtung in ringförmiger Bauweise vor dem Zusammenfügen. Die erfindungsgemäße ringförmige Haltevorrichtung 40 wird für nicht näher dargestellte Wälzkörper verwendet, die als Rollkugel realisiert sind. Die Haltevorrichtung 40 besteht aus zwei Verbindungsbändern 41 und einer Mehrzahl von Abstandsstücken 42, wobei an jedem Verbindungsband die Abstandsstücke 42 ausgebildet sind und die miteinander verbundenen Verbindungsbänder 41 einander gegenüberliegend gemeinsam einen Ring ausbilden. Die Verbindungsbänder 41 sind mit Endstücken 43 versehen, durch welche die an Enden der Haltevorrichtung 40 angeordneten Wälzkörper im Inneren der Haltevorrichtung 40 beibehalten werden können. Beim Einbringen der Wälzkörper in die Haltevorrichtung 40 wird die Haltevorrichtung 40 in von Pfeilen gezeigter Richtung nach innen hin zusammengeklappt. Auf diese Weise erfolgt dann das Einbringen der Wälzkörper, um eine komplette Wälzkörper-Haltevorrichtung zu bilden.

2 stellt eine vergrößerte Ansicht der erfindungsgemäßen Wälzkörper-Haltevorrichtung gemäß 1 dar. Wie sich aus 2 ergibt, weist jedes auf dem Verbindungsband 41 sitzende, halbkreisförmige Abstandsstück 42 an der Verbindungsstelle eine Feder-Nut-Verbindung 421 und eine halbkreisförmige Vertiefung 422 auf, was ein entsprechendes Zusammenfügen der Abstandsstücke 42 bewirkt, die dann in der richtigen Stelle positioniert sind. Nach dem Zusammenfügen kann das Schmiermittel durch die Abstandsstücke 42 hindurch fließen. Außerdem ist jedes Abstandsstück 42 an seinen beiden Seiten mit je einer Aufnahmestelle 423 versehen, an der der Wälzkörper anliegt. Dadurch werden die Wälzkörper über die Abstandsstücke 42 in angemessener Weise voneinander getrennt und somit richtig positioniert, wodurch das Herausfallen der Wälzkörper aus den Abstandsstücken 42 ausgeschlossen ist.

3 zeigt in schematischer Perspektivdarstellung die erfindungsgemäße Wälzkörper-Haltevorrichtung gemäß 1 nach dem Zusammenfügen. Aus 3 ist ersichtlich, dass, wenn die beiden zunächst ringförmig angeordneten Verbindungsbänder 41 mit den Abstandsstücken 42 um die Endstücke 43 durch Zusammenklappen zusammengefügt werden, sich die Endstücke 43 an distalen Enden der Haltevorrichtung 40 befinden. Dadurch werden die an Enden der Haltevorrichtung 40 angeordneten Wälzkörper in geeigneter Weise im Inneren der Haltevorrichtung 40 beibehalten. Beim Zusammenfügen zweier jeweils zugeordneter Abstandsstücke 42 bilden ihre halbkreisförmigen Vertiefungen 422 ein kreisförmiges Durchgangsloch 424, welches das Schmiermittel veranlassen soll, die Abstandsstücke 42 zu durchfließen, was eine Steigerung der Schmierwirkung der Haltevorrichtung 40 bewirkt. Darüber hinaus bilden die gegenüberliegenden Aufnahmestellen 423 zweier jeweils zueinander benachbarter Abstandsstücke 42 gemeinsam mit den Verbindungsbändern 41 Aussparungen 44, in denen die Wälzkörper drehbar untergebracht sind. Die Haltevorrichtung 40, wie in 3 gezeigt, kann derart ausgeführt sein, dass sie eine Krümmung aufweist, deren Radius nicht kleiner sein soll als der beim Rücklauf der Wälzkörper entstehende Krümmungsradius. Dadurch kann sich die Wälzkörper-Haltevorrichtung beim Rücklauf reibungsarm bewegen. Des Weiteren wird das nach dem Zusammenfügen zweier jeweils zugeordneter Feder-Nut-Verbindungen 421 ausgebildete, kreisförmige Durchgangsloch 424 unter Zusammendrücken zweier benachbarter Wälzkörper gegen die beiden Aufnahmestellen 423 des Abstandsstücks 42 in radialer Richtung nach außen ausgedehnt, während sich das kreisförmige Durchgangsloch 424, wenn die Wälzkörper die Haltevorrichtung 40 in Bewegung versetzt, zusammenzieht. Dies ermöglicht eine räumliche Veränderung des kreisförmigen Durchgangslochs 424, wodurch sich das Schmiermittel durch die Abstandsstücke 42 hindurchbewegt, um eine bessere Schmierwirkung zu erzielen.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten. Insbesondere wird der Schutzumfang der Erfindung durch die Ansprüche festgelegt.


Anspruch[de]
  1. Wälzkörper-Haltevorrichtung, in welcher eine Mehrzahl von Wälzkörpern untergebracht ist, wobei die Haltevorrichtung (40) aufweist:

    zwei miteinander verbundene Verbindungsbänder (41), die einander gegenüberliegend gemeinsam einen geschlossenen Ring ausbilden,

    wobei an jedem der beiden Verbindungsbänder eine Mehrzahl von Abstandsstücken (42) im Abstand voneinander ausgebildet sind, wobei jeweils ein Abstandsstück (42) eines Verbindungsbandes (41) einem jeweiligen Abstandsstück (42) des anderen Verbindungsbandes (41) zugeordnet ist,

    wobei die zwei Verbindungsbänder (41) derart miteinander zusammenklappbar sind, dass jeweils zwei einander zugeordnete Abstandsstücke (42) miteinander in Eingriff sind, wobei jeweils einander benachbarte verbundene Abstandsstücke (42) gemeinsam mit den Verbindungsbändern (41) eine Aussparung (44) bilden, in welcher ein Wälzkörper drehbar aufnehmbar ist.
  2. Wälzkörper-Haltevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsbänder (41) Endstücke (43) aufweisen, die an den Endabschnitten der zusammengeklappten Haltevorrichtung (40) angeordnet sind, und mittels welchen die an Enden der Haltevorrichtung (40) angeordneten Wälzkörper in der Haltevorrichtung (40) gehalten werden.
  3. Wälzkörper-Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Krümmungsradius der zusammengeklappten Verbindungsbänder (41) und damit der Haltevorrichtung (40) nicht kleiner ist, als der beim Rücklauf der Wälzkörper entstehende Krümmungsradius.
  4. Wälzkörper-Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Abstandsstücke (42) jeweils eine halbkreisförmige Vertiefung (422) aufweisen, welche beim Zusammenfügen zweier jeweils zugeordneter Abstandsstücke (42) ein kreisförmiges Durchgangsloch (424) bilden, durch welches zur Steigerung der Schmierwirkung der Haltevorrichtung (40) Schmiermittel durchfließen kann.
  5. Wälzkörper-Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die im Querschnitt halbkreisförmigen Abstandsstücke (42) unter Verwendung von Feder-Nut-Verbindungen (421) aneinander positionierbar sind.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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