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Dokumentenidentifikation DE69731244T2 13.10.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0000795694
Titel Rollenlagerkäfig für eine Säulenführung eines Matrizensets
Anmelder Isel Co., Ltd., Yao, Osaka, JP
Erfinder Mochizuki, Masanori, Yao-shi, Osaka, JP
Vertreter Rummler, F., Dipl.-Ing.Univ., Pat.-Anw., 81669 München
DE-Aktenzeichen 69731244
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, IT, LI, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 13.03.1997
EP-Aktenzeichen 973017098
EP-Offenlegungsdatum 17.09.1997
EP date of grant 20.10.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.10.2005
IPC-Hauptklasse F16C 33/46
IPC-Nebenklasse F16L 9/04   F16C 29/04   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufnahme für ein Rollenlager zum Stützen einer Buchse für eine axiale Gleitbewegung relativ zu einer Säule einer Führungssäule einer Säulenführung, wobei die Buchse um die Säule herum angeordnet ist. Eine Säulenführung dient im Allgemeinen der Verbesserung der Präzision beim Pressen. Die Säulenführung enthält einen Stempelhalter zum Halten eines Stempels, einen Matrizenhalter, der dem Stempelhalter zugewandt ist und dem Halten einer Matrize dient, und Führungssäulen, die jeden Halter zugänglich stützen. Die Führungssäule enthält eine sich in Längsrichtung erstreckende Säule, eine Buchse, die auf der Außenseite der Säule gleitend aufgenommen ist, und ein Rollenlager, das zwischen der Säule und der Buchse angeordnet ist.

Wie in 11 gezeigt, enthält ein herkömmliches Lager 100 für eine Führungssäule eine allgemein zylindrische Aufnahme 101 und mehrere Kugeln 102, die in der Aufnahme 101 aufgenommen sind. Jede Kugel 102 ist drehbar in jedem Loch 103, das in der Aufnahme 101 ausgebildet ist, aufgenommen. (Ein solches herkömmliches Lager ist beispielsweise aus JP 03081035 A bekannt.)

Jedes Loch 103 der Aufnahme 101 ist durch Bohren einer Hohlröhre ausgebildet. Ein gebohrtes Loch 103, wie in 12A gezeigt, hat einen zungenartigen Abschnitt 105, der vom Rand des Loches 103 auf der Innenseite 101a der Aufnahme 101 nach innen hervorsteht. Die Kugel 102 ist von der Außenseite 101b der Aufnahme 101 her in das Loch 103 eingesetzt.

Nachdem die Kugel 102 in das Loch 103 eingesetzt wurde, wird ein Stemmmeißel 110 um den benachbarten Abschnitt des Randes des Loches 103 auf der Außenseite 101b der Aufnahme 101 gedrückt. Infolge dieses Stemmens, wie in 12B gezeigt, wird ein zungenartiger Abschnitt 107 ähnlich dem zungenartigen Abschnitt 105 um den Rand des Loches 103 auf der Außenseite 101b der Aufnahme 101 herum ausgebildet. Diese zungenartigen Abschnitte 105, 107 halten die Kugel 102 und verhindern, dass sie aus dem Loch 103 herausfällt.

Wie oben beschrieben, ist für die Herstellung einer Lageraufnahme nach dem Stand der Technik zur Verwendung in einer Führungssäule sowohl ein Stemmprozess als auch ein Bohrprozess erforderlich. Dies erhöht die Fertigungskosten der Lageraufnahme.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das oben angesprochene Problem zu lösen oder wenigstens zu verringern.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Aufnahme für ein Rollenlager zum Stützen einer Buchse für eine axiale Gleitbewegung relativ zu einer Säule einer Führungssäule einer Säulenführung bereit, wobei die Buchse um die Säule herum angeordnet ist, die Aufnahme umfassend:

ein zylindrisches Aufnahmegehäuse mit mehreren sich in Längsrichtung erstreckenden flachen Abschnitten,

mehrere axial voneinander beabstandete Stützlöcher, die in jedem der flachen Abschnitte ausgebildet sind, wobei jedes Stützloch dem Stützen einer Rolle dient und zungenartige Abschnitte an den Randabschnitten der Stützlöcher aufweist,

wobei axial zwischen benachbarten Stützlöchern ein Hohlraum in den flachen Abschnitten ausgebildet ist, wobei eine Fläche eines jeden Hohlraums relativ zu einer Richtung geneigt ist, in der eine Form zum Ausbilden der Stützlöcher und der Hohlräume in dem flachen Abschnitt nach dem Formen zurückgezogen wird, dergestalt, dass ein allmählich breiter werdender Spalt zwischen der geneigten Fläche und der Form entsteht, damit der jeweilige Randabschnitt auf der äußeren Seitenfläche, der den jeweiligen zungenartigen Abschnitt enthält, sich in der axialen Richtung zum Hohlraum hin elastisch verformen kann, wenn die Form zurückgezogen wird, dergestalt, dass die Öffnungen der Stützlöcher auf der äußeren Seitenfläche des Aufnahmegehäuses größer werden.

Die Hohlräume weisen vorzugsweise einen trapezförmigen Querschnitt auf, und die Öffnungen der Hohlräume werden in Richtung der äußeren Seitenflächen der Aufnahme zunehmend größer.

Um die vorliegende Erfindung besser verstehen zu können, wird nun eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung lediglich beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben.

1 ist eine Vorderansicht einer Säulenführung, die Führungssäulen beinhaltet, die eine Lageraufnahme für ein Rollenlager enthalten.

2 ist eine Vorderansicht der Aufnahme von 1.

3 ist eine Draufsicht auf die Aufnahme von 1.

4 ist eine Schnittansicht der Aufnahme der 2 und 3 entlang der Linie IV-IV.

5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Aufnahmeloches, wie es in 4 gezeigt ist.

6 ist eine geschnittene Draufsicht auf die Anordnung eines Harzformwerkzeugs zum Zeitpunkt der Ausbildung der Aufnahme von 1.

7 ist eine Schnittansicht eines Harzformwerkzeugs, wie es in 6 gezeigt ist, entlang der Linie VII-VII.

8 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer äußeren Form, die ein Harzformwerkzeug bildet.

9 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Inneren eines Harzformwerkzeugs nach dem Einspritzen des Harzes.

10 ist eine vergrößerte Ansicht, die veranschaulicht, wie das Harzformprodukt (die Aufnahme) sich verformt, wenn sich eine äußere Form von der inneren Form wegbewegt.

11 ist eine seitliche Schnittansicht eines Abschnitts einer herkömmlichen Aufnahme.

12A und 12B sind seitliche Schnittansichten eines Abschnitts einer herkömmlichen Aufnahme, die ihren Herstellungsprozess zeigen.

Wenden wir uns nun den Zeichnungen zu. 1 zeigt eine Säulenführung, die Führungssäulen beinhaltet, die Lageraufnahmen enthalten (d. h. Aufnahmen für ein Rollenlager). Eine Säulenführung 1 enthält einen Stempelhalter 11 zum Halten eines Stempels 10, einen Matrizenhalter 13, der dem Stempelhalter 11 zugewandt ist und dem Halten einer Matrize 12 dient, und Führungssäulen 2, welche die Halter 11 und 13 zugänglich stützen.

Eine Führungssäule 2 enthält eine sich in Längsrichtung erstreckende Säule 3, eine Buchse 4, die um die Säule 3 herum angeordnet ist, und ein Rollenlager 5, das zwischen der Säule 3 und der Buchse 4 angeordnet ist und dem Stützen der Buchse 4 für eine axiale Bewegung relativ zu der Säule 3 dient.

Der untere Abschnitt 3a der Säule 3 ist mittels eines Befestigungsbolzens 21 und einem Kappenelement 22 am Matrizenhalter 13 befestigt. Der außenseitige Abschnitt 3b der Säule 3 weist sechs flache, sich in Längsrichtung erstreckende Abschnitte 3c auf und hat einen sechseckigen Querschnitt. Der außenseitige Abschnitt 3b kann aber auch einen achteckigen oder anders geformten Querschnitt haben.

Der obere Abschnitt der Buchse 4 ist in den Stempelhalter 11 eingesetzt und darin befestigt. Alternativ kann die Säule 3 auch am Stempelhalter 11 befestigt sein, und die Buchse 4 kann im Matrizenhalter 13 befestigt sein.

Wie in den 2 und 3 gezeigt, enthält das Rollenlager 5 eine zylindrische Aufnahme 51 und mehrere Rollen (Nadelrollen) 52, die in der zylindrischen Aufnahme 51 gelagert sind.

Die Aufnahme 51 weist sechs flache, sich in Längsrichtung erstreckende Abschnitte 51c auf und hat einen sechseckigen Querschnitt. Benachbarte flache Abschnitte 51c sind durch einen gekrümmten (oder flachen) Abschnitt 51d, der sich ebenfalls in Längsrichtung erstreckt, verbunden. Jede Rolle 52 ist zylindrisch und drehbar in jedem Stützloch 53 aufgenommen. Die Stützlöcher 53 sind axial voneinander beabstandet und sind entlang der flachen Abschnitte 51c angeordnet.

Wie in den 4 und 5 gezeigt, sind zungenartige Abschnitte 55 und 57 vorhanden, die von den Kanten der Stützlöcher 53 auf den inneren und äußeren Außenseiten 51a und 51b nach innen hervorstehen. Diese zungenartigen Abschnitte 55 und 57 verhindern, dass die Rolle 52 aus dem Stützloch 53 herausfällt.

Wie in 2 zu sehen, sind Hohlräume 58 axial zwischen jedem Loch 53 auf den flachen Abschnitten 51c der Aufnahme 51 vorhanden. Wie in den 4 und 5 gezeigt, weist jeder Hohlraum 58 einen trapezförmigen Querschnitt auf, und die Öffnung jedes Hohlraums 58 wird um so größer, je mehr sie sich der äußeren Seitenfläche 51b der Aufnahme 51 nähert. Die Spitzen der geneigten Flächen 58a jedes Hohlraums 58 sind nahe den zungenartigen Abschnitten 57 angeordnet. Wie in 5 gezeigt, kann der Randabschnitt A, der den zungenartigen Abschnitt 57 enthält, sich elastisch in Richtung des Hohlraums 58 dergestalt verformen, dass die Öffnung D des Stützloches 53 auf der äußeren Seitenfläche 51b der Aufnahme 51 vergrößert ist.

Der Hohlraum 58 ist nicht auf die Trapezform beschränkt. Es kann jede Form verwendet werden, die es dem Abschnitt A gestattet, sich elastisch in Richtung des Hohlraums 58 zu verformen. Außerdem kann es sich bei dem Hohlraum 58 um ein Durchgangsloch handeln, das zur inneren Seitenfläche 51a der Aufnahme 51 durchdringt.

Die 6 bis 8 veranschaulichen ein Harzformwerkzeug zur Herstellung der Aufnahme 51 durch Spritzgießen. 6 ist eine geschnittene Draufsicht, welche die Anordnung des Harzformwerkzeugs zum Zeitpunkt der Ausbildung der Lageraufnahme 51 veranschaulicht. Dieses Harzformwerkzeug enthält eine innere Form 60 und äußere Formen 61, die in sechs Abschnitte unterteilt sind und um die innere Form 60 herum angeordnet sind.

Die innere Form 60 weist sechs flache, sich in Längsrichtung (oder senkrecht zu 6) erstreckende Abschnitte 60c an der äußeren Seitenfläche auf. Benachbarte flache Abschnitte 60c sind durch einen gekrümmten (oder flachen) Abschnitt 60d, der sich ebenfalls in Längsrichtung erstreckt, verbunden.

Jede äußere Form 61 hat die gleiche Struktur. Die äußere Form 61 enthält flache Abschnitte 61c, welche den flachen Abschnitt 60c der inneren Form 60 und die gekrümmten (oder flachen) Abschnitte 61d, die sich in Längsrichtung erstrecken und auf den beiden Seiten der flachen Abschnitte 61c angeordnet sind, berühren. Jeder gekrümmte (oder flache) Abschnitt 61d bildet eine durchgehende gekrümmte (oder flache) Stirnfläche mit dem benachbarten gekrümmten (oder flachen) Abschnitt 61d.

Wie in den 7 und 8 gezeigt, enthält die äußere Form 61 mehrere erste Vorsprünge 62 mit einem rechteckigen Querschnitt und mehrere zweite Vorsprünge 63, die zwischen den ersten Vorsprüngen 62 angeordnet sind und einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen.

Die ersten Vorsprünge 62 dienen dem Ausbilden des Stützloches 53 der Aufnahme 51. Die Fläche 61c des ersten Vorsprungs 62 berührt den flachen Abschnitt 60c der inneren Form 60. Die geneigten Flächen 62a und 62b sind an den Ecken des ersten Vorsprungs 62 ausgebildet. Der zweite Vorsprung 63 dient dem Ausbilden des Hohlraums 58 der Aufnahme 51. Der zweite Vorsprung 63 hat geneigte Flächen 63a, und zwischen dem zweiten Vorsprung 63 und dem flachen Abschnitt 60c der inneren Form 60 befindet sich ein Spalt.

Die Herstellung der Aufnahme 51 erfordert folgende Vorgehensweise. Zuerst wird erwärmtes und erweichtes schmelzflüssiges Harz in das Harzformwerkzeug eingespritzt. Danach wird das eingespritzte Harz durch Kühlen des Harzformwerkzeugs abgekühlt und ausgehärtet.

9 veranschaulicht das Innere des Harzformwerkzeugs, nachdem das eingespritzte Harz ausgehärtet ist. Wie in 9 gezeigt, bildet Harz, das um die geneigten Flächen 62a und 62b des ersten Vorsprungs 62 herum eingespritzt wurde, die äquivalenten Teile der zungenartigen Abschnitte 55 und 57 der Aufnahme 51. Harz, das um die geneigten Flächen 63a herum eingespritzt wurde, bildet die äquivalenten Teile zu der geneigten Fläche 58a der Aufnahme 51.

Als zweites erhält man, wenn jede äußere Form 61 von der inneren Form 60 weg bewegt wird, das Harzformprodukt (oder die Aufnahme 51). Im Moment des Bewegens der äußeren Form 61 stößt die geneigte Fläche 62b des ersten Vorsprungs 62 gegen den zungenartigen Abschnitt 57, weil die geneigte Fläche 62b in die Richtung geneigt ist, die dem Freiwinkel entgegengesetzt ist.

Wie in 10 gezeigt, wird jedoch ein Spalt zwischen den geneigten Flächen 63a des zweiten Vorsprungs 63 und den geneigten Flächen 58a des Hohlraums 58 allmählich größer, wenn die äußere Form 61 zum Ausbilden der Stützlöcher 53 und der Hohlräume 58 in dem flachen Abschnitt 51c nach dem Formen zurückgezogen wird. Die Flächen 58a (und die Flächen 63a) sind relativ zu der Richtung, in welche die äußere Form 61 zurückgezogen wird (durch den Pfeil in 10 angedeutet) geneigt, damit die Randabschnitte A, welche die zungenartigen Abschnitte 57 enthalten, sich in der axialen Richtung elastisch in Richtung des Hohlraums 58 verformen können, und die Öffnung D des Stützloches 53 wird zu D' vergrößert, wenn die Form 61 zurückgezogen wird. Dadurch kann der erste Vorsprung 62 durch das Stützloch 53 hindurchgehen, und die äußere Form 61 kann sich von der inneren Form 60 ohne Reißen oder Brechen des zungenartigen Abschnitts 57 fortbewegen.

Nachdem sich die äußere Form 61 vollständig von der inneren Form 60 fortbewegt hat, kehrt der elastisch verformte Randabschnitt A in seine Ausgangsposition zurück, und man erhält die Aufnahme 51.

Auf diese Weise kann der zungenartige Abschnitt 57 durch Spritzgießen an der äußeren Seitenfläche 51b der Aufnahme 51 ausgebildet werden. Infolge dessen ist der Stemmprozess zum Ausbilden des zungenartigen Abschnitts 57 nicht erforderlich, und die Fertigungskosten werden gesenkt.

Dann wird das Rollenlager vervollständigt, indem die Rollen 52 in die Stützlöcher 53 der Aufnahme 51 eingesetzt werden. Beim Einsetzen der Rollen 52 in die Löcher 53 werden die Rollen 52 von der äußeren Seitenfläche 51b her in die Öffnung, die durch benachbarte zungenartige Abschnitte 57 gebildet werden, hineingedrückt. Dann verformen sich, ähnlich wie bei dem Formungsprozess der Aufnahme 51, die Randabschnitte A, welche den zungenartigen Abschnitt 57 enthalten, elastisch in Richtung des Hohlraums 58, und die Öffnung D des Stützloches 53 wird zu D' vergrößert. Dadurch lassen sich die Rollen 52 problemlos in die Löcher 53 einsetzen.

Wenn das Rollenlager 5 in der Führungssäule 2 arbeitet, so dient außerdem jeder Hohlraum 58 als ein Vorratsbehälter für Schmieröl. Dadurch wird die Grenznutzungsdauer der Führungssäule 2 verlängert.

Zusammenfassend kann man sagen, dass die im vorliegenden Text veranschaulichte Ausführungsform ein zylindrisches Aufnahmegehäuse enthält, das durch Spritzgießen hergestellt wird. Das Aufnahmegehäuse hat mehrere sich in Längsrichtung erstreckende flache Abschnitte und einen polygonalen Querschnitt. Mehrere Löcher zur Aufnahme von Rollen sind in den flachen Abschnitten des Aufnahmegehäuses ausgebildet. Zungenartige Abschnitte sind an den oberen und unteren Randabschnitten der Löcher an den äußeren und inneren Seitenflächen des Aufnahmegehäuses ausgebildet, um ein Herausfallen der Rollen zu verhindern. Des Weiteren sind Hohlräume zwischen den Löchern an den äußeren Seitenflächen des Aufnahmegehäuses vorhanden. Die Hohlräume sind so konfiguriert, dass sich die Randabschnitte der Löcher an der äußeren Seitenfläche des Aufnahmegehäuses elastisch in Richtung der Hohlräume verformen können. Dadurch verhindern die Hohlräume, dass die Randabschnitte der Löcher und damit das Aufnahmegehäuse selbst reißen oder brechen, wenn eine äußere Form sich nach dem Spritzgießen von einer inneren Form wegbewegt. Auf diese Weise können die zungenartigen Abschnitte durch Spritzgießen am Rand der Löcher an der äußeren Seitenfläche das Aufnahmegehäuse ausgebildet werden. Die veranschaulichte Ausführungsform erfordert keinen Stemmprozess, was die Herstellungskosten senkt.

Der Fachmann auf diesem Gebiet kann Modifizierungen vornehmen und weitere Ausführungsformen herstellen, welche die Prinzipien dieser Erfindung verwenden, ohne von den wesentlichen Merkmalen dieser Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert sind, insbesondere unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Lehren, abzuweichen. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht als lediglich veranschaulichend und nicht als einschränkend anzusehen, und der Geltungsbereich der Erfindung wird darum nicht durch die obige Beschreibung, sondern durch die angehängten Ansprüche definiert. Folglich fallen dem Fachmann – obgleich die Erfindung anhand bestimmter Ausführungsformen beschrieben wurde – Modifizierungen der Struktur, der Reihenfolge, der Materialien und dergleichen ein, die aber trotzdem allesamt in den Geltungsbereich der Erfindung fallen.


Anspruch[de]
  1. Aufnahme (51) für ein Rollenlager (5) zum Stützen einer Buchse (4) für eine axiale Gleitbewegung relativ zu einer Säule (3) einer Führungssäule (2) einer Säulenführung (1), wobei die Buchse (4) um die Säule (3) herum angeordnet ist, die Aufnahme (51) umfassend:

    ein zylindrisches Aufnahmegehäuse mit mehreren sich in Längsrichtung erstreckenden flachen Abschnitten (51c),

    mehrere axial voneinander beabstandete Stützlöcher (53), die in jedem der flachen Abschnitte (51c) ausgebildet sind, wobei jedes Stützloch (53) dem Stützen einer Rolle (52) dient und zungenartige Abschnitte (55, 57) an den Randabschnitten (A) der Stützlöcher (53) aufweist,

    wobei axial zwischen benachbarten Stützlöchern (53) ein Hohlraum (58) in den flachen Abschnitten (51c) ausgebildet ist, wobei eine Fläche (58a) eines jeden Hohlraums (58) relativ zu einer Richtung geneigt ist, in der eine Form (61) zum Ausbilden der Stützlöcher (53) und der Hohlräume (58) in dem flachen Abschnitt (51c) nach dem Formen zurückgezogen wird, dergestalt, dass ein allmählich größer werdender Spalt zwischen der geneigten Fläche (58a) und der Form entsteht, damit der jeweilige Randabschnitt (A) auf der äußeren Seitenfläche (51b), der den jeweiligen zungenartigen Abschnitt (57) enthält, sich in der axialen Richtung zum Hohlraum hin elastisch verformen kann, wenn die Form (61) zurückgezogen wird, dergestalt, dass die Öffnungen (D) der Stützlöcher (53) auf der äußeren Seitenfläche (51b) des Aufnahmegehäuses größer werden.
  2. Aufnahme (51) nach Anspruch 1, wobei die Hohlräume (58) einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen und die Öffnungen der Hohlräume (58) in Richtung der äußeren Seitenflächen (51b) der Aufnahme (51) zunehmend größer werden.
Es folgen 12 Blatt Zeichnungen






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