DE10101054B4

DE10101054B4 - Halteteil

Info

Publication number: DE10101054B4
Application number: DE2001101054
Authority: DE
Inventors: Shinichi Maebashi Kasuga; Ryoichi Maebashi Sato; Hiroki Yamaguchi
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-01-11
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2021-01-12
Also published as: DE10101054A1

Abstract

Halteteil, welches zwischen zwei in einer Reihe benachbarte Wälzkörper (B) zwischengesetzt ist, wobei Konkavflächen (201) an beiden Seitenflächen des Halteteils (100, 100A, B, C) in einer Axialrichtung der Reihe vorgesehen sind, von denen jede mit einer sphärischen Fläche eines benachbarten Wälzkörpers (B) in Kontakt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Konkavfläche (201) eine Aussparung (202G) aufweist, welche mit einem Angußstegbereich (G) versehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halteteil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 oder 2 und eine Linearbewegungsvorrichtung mit einem solchen Halteteil. Eine solche Linearbewegungsvorrichtung bewirkt eine Linearbewegung durch die Verwendung der Wälzbewegung von Wälzkörpern, wie z.B. Stahlkugeln oder Keramikkugeln, wobei das Halteteil zwischen benachbarte Wälzkörper eingesetzt ist.
Beispiele der bekannten Linearbewegungsvorrichtung, die die Wälzbewegung einer Anzahl von Wälzkörpern verwendet, sind ein Linearbewegungsführungslager, wie z.B. eine Linearführung oder ein Linearkugellager und verschiedene Typen von Spindeln, die Kugeln aufweisen. Jene Linearbewegungsvorrichtungen werden in weitem Maße als wichtige mechanische Komponenten in vielen Industriemaschinen verwendet.
Ein Beispiel einer Linearführung 10 ist, teilweise geschnitten, in 9 dargestellt. Die Linearführung 10 weist eine Führungsschiene 1, welche sich axial erstreckt, und einen Schlitten 2 auf, welcher wie ein U im Querschnitt geformt ist und welcher die Führungsschiene überspreizt. Kugellaufrillen 3, die sich axial erstrecken, sind jeweils auf beiden Seitenflächen der Führungsschiene 1 ausgebildet. Eine Kugellaufrille 5, welche einer Kugellaufrille 3 gegenüberliegt, ist in der Innenwand jeder der beiden Seitenbereiche eines Körpers 2A des Schlittens 2 ausgebildet. Eine Anzahl von Stahlkugeln B als Wälzkörper sind zwischen jene gegenüberliegenden Kugellaufrillen 3 und 5 gesetzt. Der Schlitten 2 ist auf und entlang der Führungsschiene 1 mit der Unterstützung der Wälzbewegung der Stahlkugeln B axial beweglich. Bei der Bewegung des Schlittens werden sich die Stahlkugeln B , die zwischen die Führungsschiene 1 und den Schlitten 2 gesetzt sind, zum Ende des Körpers 2A des Schlittens 2 bewegen. Um kontinuierlich den Schlitten 2 in der Axialrichtung zu bewegen, ist ein Endlosumlauf jener Stahlkugeln B erforderlich.
Ein Lineardurchgangsloch 6 ist in jedem Seitenbereich des Körpers 2A axial ausgebildet. Das Lineardurchgangsloch dient als eine Kugelrücklaufbahn. Abschlusskappen 7 sind auf beiden Enden des Schieberkörpers 2A aufgebracht. Kugelumlaufbahnen 8, die im Querschnitt halbkreisförmig sind, sind in den Kappen so ausgebildet, dass sie miteinander eine Laufbahn verbinden, die durch die Kugellaufrillen 3 und 5 und das Lineardurchgangsloch 6 begrenzt werden, wodurch eine Endlos-Kugelumlaufbahn 9 ausgebildet wird.
Ein Kugelumlaufspindelmechanismus 20 ist perspektivisch, teilweise geschnitten, in 10 dargestellt. Wie gezeigt ist, ist eine Kugelumlaufmutter 12 an eine sich axial erstrekkende Gewindewelle 11 angepasst. Eine Gewinderille 11a, die im Querschnitt halbkreisförmig ist, ist in der Außenumfangsfläche der Gewindewelle 11 ausgebildet. Eine Gewinderille 12a, die im Querschnitt halbkreisförmig ist, ist in der Innenumfangsfläche der Kugelumlaufmutter 12 ausgebildet. Die Gewinderille 11a der Gewindewelle 11 steht der halbkreisförmigen Gewinderille 12a der Kugelumlaufmutter 12 gegenüber. Eine Anzahl von Stahlkugeln B als Wälzkörper sind in eine Laufbahn eingesetzt, die durch jene Gewinderillen 11a und 12a begrenzt wird. Die Gewindewelle 11 und die Kugelumlaufmutter 12 werden jeweils in Axialrichtung mit der Unterstützung der Wälzbewegung der Stahlkugeln bewegt (z.B. wird die Gewindewelle 11 axial gedreht, während sich die Kugelumlaufmutter 12 geradlinig bewegt). Mit der Relativbewegung bewegen sich die Stahlkugeln B, während sie sich in und entlang der Spirallaufbahn abwälzen, die durch die Gewinderillen 11a und 12a begrenzt ist. Um die Kugelumlaufmutter 12 kontinuierlich zu bewegen, ist ein Endlosumlauf jener Stahlkugeln B erforderlich.
Ein Paar Umlauflöcher 17 sind in der Dicke der Kugelumlaufmutter 12 in einem Zustand ausgebildet, bei der sie die Gewindewelle 11 überspreizt, und sind zur Außenseite der Mutter geöffnet. Die Umlauflöcher 17 sind kommunizierend mit der Spirallaufbahn verbunden, während sie sich in der Tangentialrichtung bezüglich zu der Laufbahn erstrekken. Eine Kugelumlaufbahn 18 ist durch Verbinden der Umlauflöcher 17 mittels eines Kugelrohrs 14A ausgebildet, das wie ein U geformt ist (zwei Kugelumlaufbahnen 18 werden in dem dargestellten Fall verwendet). Nachdem sich die Stahlkugeln B um einen Abstand von z.B. 1,5 Umdrehungen innerhalb der Spirallaufbahn bewegt haben, werden sie in die Kugelumlaufbahn 18 eingeführt und bewegen sich in einer endlos umlaufenden Weise.
Gleichförmigere und beständigere Betriebsweisen der Stahlkugeln B als Wälzkörper, ein geringes Geräusch u. dgl. sind für die Linearbewegungsvorrichtung erforderlich. Um die Erfordernisse zu erfüllen, wurde ein Messung durchgeführt, bei der eine Abstandkugel mit vermindertem Durchmesser zwischen die benachbarten Belastungskugeln zwischengesetzt wurde. Als Ergebnis des Zwischensetzens der Abstandkugel wurde eine Spannweite zwischen den Belastungskugeln verlängert. Als eine zwangsläufige Konsequenz wurden das Tragvermögen und die Festigkeit der Linearbewegungsvorrichtung vermindert. Daher wurden Halteteile (auch Abstandhalter genannt) 30 jeweils zwischen die benachbarten Stahlkugeln B zwischengesetzt, wie in 11 gezeigt ist. Durch die so angeordneten Halteteile 30 werden Zwischenräume in der Reihe der Stahlkugeln in ihrer Bewegungsrichtung vermieden und die Druckkraft wird zwangsläufig auf die Stahlkugeln B aufgebracht, wobei die Betriebsfähigkeit und die Geräuscheigenschaften verbessert werden.
Um weiter die Betriebsfähigkeit und die Geräuscheigenschaften zu verbessern, wurde die Aufmerksamkeit auf die Form des Halteteiles 30 und die Zwischenräume, die zwischen den benachbarten Stahlkugeln B und den Halteteilen 30 vorhanden sind, gelenkt.

Der Anmelder vorliegender Patentanmeldung schlug die folgenden Halteteilstrukturen in der ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2000-120825 vor:

1) Bei dem Halteteileaufbau hat ein Halteteil jeweils zwei ausgesparte Flächen, die jeweils zu den Kugeln weisen. Jede ausgesparte Fläche ist solcherart geformt, dass sie die Stahlkugel an ihrem Außenrand oder nahe dem Außenrand kontaktiert. Mit diesem neuen und einzigartigen technischen Merkmal wird eine geringe Geräuscherzeugung erzielt, und die Betriebsfähigkeit wird durch Maximierung der Überlappungsbreite des Halteteils verbessert, über welche sie mit den Stahlkugeln in Kontakt steht. Ferner werden die Spannweiten zwischen den Stahlkugeln mit einer hohen Genauigkeit gesteuert.
2) In einem anderen Aufbau hat ein Halteteil ausgesparte Flächen, die so geformt sind, dass sie in einem linearen Kontakt mit den Kugeln sind. Dieser Halteteilaufbau erzielt auch eine niedrige Geräuscherzeugung. Ferner wird die Betriebsfähigkeit verbessert, da der Gleitwiderstand zwischen den Halteteilen und den Kugeln klein ist, und ein stabiles Kugelhalten durch die Halteteile wird abgesichert.

Der Anmelder vorliegender Patentanmeldung schlug auch einen Halteteilaufbau nach der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2000-213538 vor. Bei dem Halteteilaufbau sind geeignete Zwischenräume in einer Kugelreihe vorgesehen, die Halteteile und Kugeln enthält, wodurch eine niedrige Geräuscherzeugung und die Verbesserung der Betriebsfähigkeit erzielt wurde (jene Wirkungen haben ein hohes Niveau, wenn die Zwischenraumabmessung so ausgewählt ist, dass sie innerhalb von 2% bis 63% des Kugeldurchmessers liegt.).

Der Halteteilaufbau der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2000-120825 ist in der Lage, der geeigneten Zwischenraumabmessung zu genügen, die in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2000-213538 beschrieben ist, wenn sie in einem normalen Zustand verwendet wird und die Zwischenraumabmessung innerhalb eines geeigneten Bereiches von Abmessungswerten ist. Bei einer großen Vorbelastung und einer großen Momentbelastung ist eine Belastung, die auf das Halteteil wirkt (eine Presskraft der Kugel gegen die ausgesparte Fläche des Halteteils) groß. Dadurch wird das Halteteil verformt, wobei die Kugel-zu-Kugel-Spannweite vermindert wird, und die Kugelreihe verliert möglicherweise ihre geeignete Zwischenraumabmessung.

Wenn die Linearbewegungsvorrichtung für einen langen Zeitraum unter harten Bedingungen verwendet wird, werden die ausgesparten Flächen der Halteteile verschleißen und/oder gestreckt werden. In diesem Fall wird die Kugel-zu-Kugel-Spannweite beträchtlich vermindert, wobei die geeignete Zwischenraumabmessung verloren geht und der Umlauf der Kugel abnorm wird. Dieses Problem bleibt ungelöst.

Eine erläuternde Figur der obigen Strukturen ist 8. In dieser Figur werden durch die angeordneten Halteteile 30A Zwischenräume in der Reihe der Stahlkugeln in ihrer Bewegungsrichtung vermieden und die Druckkraft wird zwangsläufig auf die Stahlkugeln B aufgebracht, wodurch die Betriebsfähigkeit und die Geräuscheigenschaften verbessert werden. Ferner wird die Spannweite zwischen den benachbarten Kugeln vermindert, um die Verminderung des Tragvermögens und der Festigkeit der Linearbewegungsvorrichtung zu minimieren.

Auch ist in den zuvor erläuterten japanischen Patentveröffentlichungen das Halteteil 30A als das zylindrische Element, das die Konkavflächen auf beiden Seiten hat, um mit den Kugeln B-B in Kontakt zu sein, aus Kunstharz hergestellt und durch Spritzgießen hergestellt, wie in 8 gezeigt ist. In dieser Figur ist ein Angusstegbereich (gate portion) G auf der Außenumfangsfläche derselben vorgesehen.

Bei einem Halteteil 30A, bei dem der Angusstegbereich G auf der Außenumfangsfläche derselben vorgesehen ist, kann die Verminderung des Tragvermögens und der Festigkeit durch vermindernde Dicke der Halteteile 30A so klein wie möglich vermindert werden. Ein Angussteg-Abtrennen ist nach dem Spritzgießverfahren unvermeidlich erforderlich. Daher werden die Kosten der Herstellung durch deren Kosten erhöht. Ferner nehmen der Angusstegrest nach dem Angusstegabtrennen und die Formtrennlinie des ge gossenen Erzeugnisses die Form von Formgraten ein. Dadurch wird die Betriebsfähigkeit und werden die Geräuscheigenschaften der Halteteile möglicherweise verschlechtert.

DE 199 25 040 A1 zeigt ein Halteteil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Ausgehend von dieser Druckschrift liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Aufbau eines Halteteils und einer Linearbewegungsvorrichtung mit einem solchen Halteteil dahingehend zu verbessern, dass herstellungsbedingte Grate oder dergleichen vermieden und gleichzeitig die Betriebsfähigkeit und die Geräuscheigenschaft bei geringen Kosten zuverlässig verbessert werden.

Diese Aufgabe wird entsprechend durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 2 bzw. 7 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.

Wenn eine Last, die auf das Halteteil wirkt, stark erhöht wird oder wenn die Konkavfläche des Halteteils verschlissen und/oder gestreckt ist, wird eine vorgegebene Zwischenraumgröße zwischen dem Halteteil und der Kugel vermindert, und eine Spannweite zwischen den benachbarten Kugeln wird vermindert. Dann beginnt die Kugel in Kontakt mit der annähernd gekrümmten Fläche zu stehen, die den Krümmungsradius hat, der annähernd dem der Kugel in der Konkavfläche des Halteteils ist. Als ein Ergebnis vergrößert sich eine Kontaktfläche der Kugel zu der annähernd gekrümmten Fläche, und keine weitere Verminderung der Spannweite schreitet fort.

Bei dem Halteteilaufbau gemäß Erfindung sind der Angusstegbereich und der Auswerferstift, welche beim Gießverfahren der Halteteile verwendet werden, in den Konkavflächen beider Seitenflächen des Halteteiles gesehen in der Axialrichtung vorgesehen. Somit wird bei der Gießtrennstufe nach dem Gießprozess das Halteteil automatisch von dem Angussteg getrennt. Ein separater Angusstegtrennschritt, welcher wesentlich bei dem herkömmlichen Verfahren ist, wird vermieden, und dieses führt zur Kostenreduktion.

Eine Aussparung ist in der Konkavfläche mit dem Angusstegbereich oder zur Auswerterstiftaufnahme oder nahe der Formtrennlinie vorgesehen. Zusätzliche Formgrate u. dgl., die beim Gießverfahren gebildet werden, sind in der Aussparung angeordnet. Entsprechenderweise tritt nie der Fall auf, dass, wenn die Halteteile in die Linearbewegungsvorrichtung eingebaut werden, die Formgrate od. dgl. in Kontakt mit den Kugeln der Linearbewegungsvorrichtung und den Innen- und Außen-Führungselementen kommen, um dadurch die Betriebsfähigkeit und die Geräuscheigenschaften zu verschlechtern.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
1 eine Vorderansicht eines Halteteilaufbaus,
2 eine Schnittansicht, die entlang der Linie II-II in 1 verläuft,
3 eine Vorderansicht eines zweiten Halteteilaufbaus,
4 eine Schnittansicht, die entlang der Linie IV-IV in 3 verläuft,
5 eine Vorderansicht eines dritten Halteteilaufbaus,
6 eine Schnittansicht, die entlang der Linie VI-VI in 5 verläuft,
7 eine Schnittansicht eines Halteteilaufbaus einer ersten Ausführungsform vorliegender Erfindung,
8 eine Schnittansicht eines weiteren Halteteilaufbau im Vergleich zur Erfindung,
9 eine teilweise geschnittene Perspektivansicht einer Linearführung als Linearbewegungsvorrichtung, in welcher der Halteteilaufbau der Erfindung verwendet werden kann,
10 eine teilweise geschnittene Perspektivansicht eines Kugelspindelmechanismus als Linearbewegungsvorrichtung, in welcher der Halteteilaufbau der Erfindung verwendet werden kann, und
11 eine Darstellung eines bekannten Halteteilaufbaus.
1 ist eine Vorderansicht eines Halteteilaufbaus. 2 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie II-II in 1 verläuft. Ein Halteteil 100 ist zwischen die Kugeln B in der Endloskugelumlaufbahn 9 der Linearführung als der Linearbewegungsvorrichtung ( 9) oder der Kugelumlaufbahn 18 der Kugelspindel (10) zwischengesetzt. Der Aufbau der Linearbewegungsvorrichtung per se ist der gleiche, wie der schon beschriebene außer den Halteteilen 100. Daher wird keine weitere Beschreibung der Linearbewegungsvorrichtung hierin vorgenommen.
Das Halteteil 100 ist aus einem Material hergestellt, das ausgezeichnet hinsichtlich des Spritzgießens und der Verschleißfestigkeit ist, wie z.B. 66-Nylon oder whiskers-haltiges 66-Nylon. Es nimmt die Form eines kurzen zylindrischen Elementes ein, das kleiner im Durchmesser ist als die Stahlkugeln B. Beide Seiten des Halteteils 100 sind an dem Krümmungsradius in Konkavflächen 101 einwärts gekrümmt, welcher annähernd dem Radius RB der Stahlkugel B ist. Die Details der Konkavflächen 101 werden nachstehend beschrieben.
Ein mittlerer Bereich der Konkavfläche 101 ist eine annähernd gekrümmte Fläche (sphärische Fläche) 102, dessen Krümmungsradius annähernd dem Krümmungsradius RB der Kugel B ist. Die Konkavfläche 101 schließt ferner einen ringförmigen Linearkontaktbereich 103 ein, wo dieser linienförmig mit der Kugel B in Kontakt steht. Der Linearkontaktbereich 103 ist näher zu dem Außenumfangsrand der Konkavfläche 101 angeordnet, während er die annähernd gekrümmte Fläche 102 umgibt. Eine kreisförmige gestrichelte Linie, die innerhalb des Linearkontaktbereiches 103 gezeichnet ist, gibt eine Phantom-Linearkontaktlinie 103a an, wo es mit der Kugel B in Kontakt steht. Eine Position der Phantom-Linear-Kontaktlinie wird innerhalb eines breiten Bereiches des Linearkontaktbereiches 103 in Übereinstimmung mit einer Veränderung einer Presskraft der Kugel B verschoben. Mit anderen Worten, die Konkavfläche 101 ist solcherart konfiguriert, dass solange eine Veränderung der Presskraft der Kugel B innerhalb eines vorbestimmten Bereiches der Kraftwerte liegt, deren Linearkontakt zu der Kugel B beibehalten wird, und wenn die Presskraft der Kugel B anwächst, um im Übermaß eines Kraftwertes innerhalb des vorbestimmten Bereiches zu sein, beginnt die Kugel B in Kontakt mit der Außenumfangsfläche der annähernd gekrümmten Fläche 102 zu stehen und deren Kontaktfläche zu der Kugel B wächst allmählich an.
Eine Arbeitsweise des Halteteils 100, das so aufgebaut ist, wird beschrieben.
In einem normalen Zustand, bei der die Presskraft der Kugel B nicht groß ist, kontaktiert die Kugel B linearförmig einen Teil des Linearkontaktbereiches 103, und ein kleiner Zwischenraum von etwa 30 bis 50 μm, wie in 2 gezeigt ist, ist zwischen der annähernd gekrümmten Fläche 102 und der Außenfläche der Kugel B vorhanden. Verglichen mit dem herkömmlichen Halteteilaufbau, bei dem die Konkavfläche vollständig die Kugel B kontaktiert, ist ein Gleitwiderstand zwischen dem Halteteil und der Kugel klein, und daher wird eine geringe Geräuscherzeugung und eine hohe Betriebsfähigkeit (operability) erzielt.
Wenn eine Last, die auf das Halteteil 100 wirkt, im Übermaß eines Lastwertes, innerhalb dessen der Linearkontakt beibehalten wird, oder wenn die Konkavfläche 101 des Halteteils verschlissen wird und/oder gestreckt wird als das Ergebnis einer Langzeitverwendung, wird eine vorgegebene Zwischenraumgröße C zwischen dem Halteteil 100 und der Kugel vermindert, und eine Spannweite L zwischen den benachbarten Kugeln wird vermindert. Entsprechenderweise beginnt die Kugel B den Kontakt mit der annähernd gekrümmten Fläche 102 der Konkavfläche des Halteteiles, eine Kontaktfläche der Kugel B mit der annähernd gekrümmten Fläche 102 wächst an und keine weitere Verminderung der Spannweite L schreitet fort. Somit wird eine Veränderung der Kugel-zu-Kugel-Spannweite L vermindert, währenddessen eine geeignete Kontaktfläche beibehalten wird. Daher werden eine gute Betriebsfähigkeit und die verbesserten Geräuscheigenschaften beibehalten.
In Berücksichtigung einer Größe des Überlappungsbereiches der Kugel B u. dgl. in der Ausführungsform ist die Konkavfläche 101 so konfiguriert, dass sie am geeignetsten für die Betriebsfähigkeitsverbesserung ist. Der Linearkontaktbereich 103 ist näher an dem Außenumfangsrand der Kontaktfläche 101 angeordnet und die annähernd gekrümmte Fläche 102 ist in dem mittleren Bereich derselben angeordnet. Falls erforderlich, kann die Konkavfläche 101 wie folgt konfiguriert sein. Der Linearkontaktbereich 103 ist in dem mittleren Bereich der Kontaktfläche 101 angeordnet und die annähernd gekrümmte Fläche 102 ist nahe zu dem Außenumfangsrand angeordnet. Im letzteren Fall wird der Überlappungsbereich der Kugel B vermindert, so dass die Betriebsfähigkeit etwas geringwertiger ist gegenüber dem ersterwähnten Fall.
Hinsichtlich des Anwachsens der Kontaktfläche ist die Konkavfläche nicht begrenzt auf eine, die solcherart konfiguriert ist, dass die Kontaktfläche, wie in der Ausführungsform, sich abrupt erhöht, sondern kann eine Konkavfläche sein, die so konfiguriert ist, dass die Kontaktfläche allmählich anwächst, d.h., eine gekrümmte Fläche, dessen Krümmungsradius annähernd dem der Kugel ist, kann in eine gekrümmte Fläche zurückgeformt werden, dessen Krümmungsradius etwas kleiner ist, als der der Kugel.
Die Konkavfläche kann so konfiguriert sein, dass sie am geeignetsten ist für Verwendungszustände hinsichtlich der Ausgewogenheit der Betriebsfähigkeit (sie ist umso besser, je kleiner die Kontaktfläche ist) und der Lebensdauer (es ist besser, wenn die Kugelzu-Kugel-Spannweite L unveränderlich ist und wenn die Kontaktfläche anwächst).
Die 3 und 4 zeigen einen zweiten Halteteilaufbau. Das Halteteil 100A unterscheidet sich von dem ersten darin, dass Schlitzbereiche 110 in der Konkavfläche 101 derselben ausgebildet sind. Die Schlitzbereiche 110 dienen als Schmierstoffreservoirs. Entsprechenderweise wird die Betriebsfähigkeit und die Lebensdauer verbessert. Fremdstoffe bewegen sich auch in die Schlitzbereiche 110 hinein und werden in diesen gespeichert, so dass das Halteteil 100A weniger verschlissen wird. Aus diesem Grund ist insbesondere unter harten Bedingungen, wo Fremdstoffe u. dgl. vorhanden sind, die Lebensdauer des zweiten Halteteils der des ersten Halteteils überlegen.
Der übrige Aufbau, die Arbeitsweise und die Wirkungen sind im wesentlichen gleich.
Die 5 und 6 zeigen einen dritten Halteteilaufbau.
Das Halteteil 100B unterscheidet sich von den anderen Halteteilen dahingehend, dass ein Durchgangsloch 120, welches sich axial erstreckt, an dem mittleren Bereich der Konkavfläche 101 vorgesehen ist. Das Durchgangsloch 120 dient als ein Schmierstoffreservoir, so dass sowohl die Betriebsfähigkeit als auch die Lebensdauer verbessert wird. Fremdstoffe bewegen sich auch zu dem und in das Durchgangsloch 120 hinein. Als ein Ergebnis dessen wird der Verschleiß des Halteteiles 100A verringert. Besonders unter harten Verwendungsbedingungen, wo Fremdstoffe u.dgl. vorhanden sind, ist dieses Halteteil hinsichtlich der Haltbarkeit dem ersten Halteteil überlegen. Der übrige Aufbau, die Arbeitsweise und die Wirkungen sind gleich.
7 zeigt eine erste Ausführungsform eines Halteteilaufbaus entsprechend der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Halteteil 1000 dieser Ausführungsform ist das Halteteil 1000 aus einem Material hergestellt, das ausgezeichnet hinsichtlich des Spritzgießens, der Verschleißfestigkeit, der Festigkeit u. dgl. ist, wie z.B. 66-Nylon oder Whisker-haltiges 66-Nylon. Es nimmt die Form eines kurzen zylindrischen Elementes ein, das kleiner im Durchmesser ist, als die Stahlkugel B. Wenn ein bekannter Schmierstoff in dem Material enthalten ist, wird sowohl die Betriebsfähigkeit als auch die Lebensdauer verbessert. Beide Seiten des kurzen zylindrischen Elementes sind in den Konkavflächen 201 einwärts gekrümmt mit einem Krümmungsradius, welcher annähernd dem Radius RB der Stahlkugel B ist. Die Details der Konkavflächen 201 werden nachstehend beschrieben. Der Krümmungsmittelpunkt O₂₀₁, und O₂₀₁, der Konkavflächen 201 liegen auf einer Axiallinie J. Entsprechenderweise ist die Dicke des Halteteiles, welche zwischen den Kontaktflächen 201 angeordnet ist, minimal in einem Wert an den Bodenpositionen der Konkavflächen, durch welche die Axiallinie J hindurchtritt.
Eine relativ flache Aussparung 202P ist in dem Bodenbereich der einen der Konkavflächen 201 ausgebildet, währenddessen eine relativ tiefe Aussparung 202G in dem Bodenbereich der anderen Konkavfläche 201 ausgebildet ist. Die flache Aussparung 202P dient als Aufnahmebereich für einen Auswerterstift P (angegeben durch eine Phantomlinie in 7) einer Gießform bei dem Prozess des Spritzgießens des Halteteils 1000. Die tiefe Aussparung 202G ist ein Verbindungsbereich für einen Angussteg G (angegeben durch eine Phantomlinie in 7) einer Gießform beim Prozess des Spritzgießens des Halteteiles 1000. Die oben erwähnte Dicke „t" des Halteteiles 1000 ist so ausgewählt, dass es eine solche Dicke hat, dass es die Bildung der flachen Aussparung 102P und der tiefen Aussparung 202G ermöglicht. Daher werden das Tragvermögen und die Festigkeit der Linearbewegungsvorrichtung, die auf einem höchstmöglichen Niveau sind, abgesichert.
In der Ausführungsform ist eine Formtrennlinie PL auf einer Außenumfangsfläche 203 als der Außenumfangsfläche des zylindrischen Elementes vorgesehen. Eine Aussparung (oder ein sicher verjüngender Bereich) 204 ist ebenfalls nahe und entlang der Formtrennlinien PL vorgesehen, währenddessen sie vollständig die Außenumfangsfläche 203 umgibt.
Die Arbeitsweise des Halteteils 1000 wird beschrieben.
Im Falle des Halteteils 1000 sind die Bereiche, die mit dem Auswerterstift P und dem Angussteg G beim Gießprozess verbunden sind, die Bodenflächen der flachen Aussparung 202P und der tiefen Aussparung 202G. Daher wird beim Trennen des Erzeugnisses von der Gießform das Halteteil 1000 automatisch von dem Angussteg G getrennt. Entsprechenderweise wird der Angusstegabtrennprozess, welcher wesentlich bei dem herkömmlichen Verfahren ist, vermieden, und dieses führt zu einer Kostenreduktion.
Der Bereich, der an den Auswerterstift P zum Auswerfen des Erzeugnisses aus der Gießform angrenzt, und der Angusstegrest, nachdem der Angussteg herausgetrennt ist, nämlich die sogenannten Formgrate, sind in der flachen Aussparung 202P und der tiefen Aussparung 202G angeordnet. Daher gibt es keinen Fall, wo jene Formgrate als Hindernisse von der Konkavflächen 201 hervorstehen. Entsprechenderweise tritt es niemals auf, dass, wenn die Halteteile 1000 in die Linearbewegungsvorrichtung eingebaut sind, wie z.B. in eine Linearführung oder einen Kugelspindelmechanismus, die Formgrate od. dgl. in Kontakt mit den Kugeln in der Linearbewegungsvorrichtung, den inneren Führungselementen (z.B. der Rücklaufführung und dem Schieber) und den äußeren Führungselementen (z.B. den Abschlusskappen und der Führungsschiene) der Kugelumlaufbahn kommen, um dadurch die Betriebsfähigkeit und die Geräuscheigenschaften zu verschlechtern.
Bei dem Halteteil 1000 ist die Aussparung 204 nahe der Formtrennlinie PL vorgesehen, die auf die Außenumfangsfläche 203 gesetzt ist. Daher wird der Vorsprung der Formtrennlinie PL, die bei dem Gießprozess gebildet wird, in die Aussparung 204 gelegt, und steht nicht nach außen hervor. In bezug dazu ist die Erfindung erfolgreich bei der Lösung des Problems bei den herkömmlichen Verfahren, dahingehend, wenn das Halteteil 1000 in die Linearbewegungsvorrichtung eingebaut wird, wobei der Vorsprung der Formtrennlinie in Kontakt mit den Innen- und Außenführungselementen der Linearbewegungsvorrichtung kommt, um die Betriebsfähigkeit und die Geräuscheigenschaften zu verschlechtern.
Somit schafft die Erfindung einen Halteteilaufbau, der ein geringes Geräusch und eine hohe Betriebsfähigkeit hat und die Verminderung des Tragvermögens und der Festigkeit minimiert. Der übrige Aufbau, Arbeitsweise und Wirkungen dieser Ausführungsformen sind jenen der ersten oben beschriebenen Halteteile gleich.
Die Linearbewegungsvorrichtung, die den Halteteilaufbau der Erfindung verwendet, ist nicht auf die Linearführung begrenzt, sondern kann auch auf andere Linearbewegungsvorrichtungen, wie z.B. einen Kugelspindelmechanismus angewendet werden. Kurz gesagt, kann die Erfindung für eine Vorrichtung angewendet werden, zum Bewirken einer Linearbewegung durch die Verwendung des Abwälzens der Reihe von Wälzkörpern. Dadurch wird die Verbesserung der Betriebsfähigkeit und der Geräuscheigenschaften erzielt.
Es besteht die Möglichkeit, statt voneinander getrennte Halteteile miteinander verbundene zu verwenden.
Die Aussparungen sind in den Konkavflächen des Halteteils ausgebildet, welche in Kontakt mit den Kugeln sind, und/oder in den Außenumfangsflächen derselben. Daher besteht kein Fall, wo die Betriebsfähigkeit und die Geräuscheigenschaften durch nachteilige Formgrate verschlechtert werden. Entsprechenderweise werden die Betriebsfähigkeit und die Geräuscheigenschaften der Linearbewegungsvorrichtung verbessert, und die Verminderung der Tragfähigkeit und der Festigkeit wird verringert.
Ferner werden, wenn jeder Aufbau der oben erläuterten Ausführungsformen zusammen verwendet wird, die Betriebsfähigkeit und die Geräuscheigenschaften der Linearbewegungsvorrichtung beträchtlich verbessert, und die Verminderung der Tragfähigkeit und der Festigkeit wird ebenso vermindert.

Claims

Halteteil, welches zwischen zwei in einer Reihe benachbarte Wälzkörper (B) zwischengesetzt ist, wobei Konkavflächen (201) an beiden Seitenflächen des Halteteils (100, 100A, B, C) in einer Axialrichtung der Reihe vorgesehen sind, von denen jede mit einer sphärischen Fläche eines benachbarten Wälzkörpers (B) in Kontakt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Konkavfläche (201) eine Aussparung (202G) aufweist, welche mit einem Angußstegbereich (G) versehen ist.
Halteteil, welches zwischen zwei in einer Reihe benachbarte Wälzkörper (B) zwischengesetzt ist, wobei Konkavflächen (101, 201) an beiden Seitenflächen des Halteteils (1000) in einer Axialrichtung der Reihe vorgesehen sind, von denen jede in Kontakt mit einer sphärischen Fläche eines benachbarten Wälzkörpers (B) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Konkavfläche (101, 201) einen Haltebereich in Form einer Aussparung (202) zur Aufnahme eines Auswerferstiftes (P), der beim Gießverfahren des Halteteils (1000) verwendet wird, aufweist.
Halteteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Formtrennlinie (PL) auf einer Außenumfangsfläche des Halteteils (1000) angeordnet ist und eine Aussparung (204) und/oder ein sich verjüngender Bereich in der Nähe der Formtrennlinie (PL) auf der Außenumfangsfläche vorgesehen sind.
Halteteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Konkavflächen (101, 201) aufweist: einen Linearkontaktbereich (103, 103A) mit einer Kontaktlinie (103a), die in Kontakt mit einem benachbarten Wälzkörper (B) ist, welcher Linearkontaktbereich in der Nähe eines Außenumfangsrandes des Halteteils (100, 100A, B, C) angeordnet ist, und eine gekrümmte Fläche (102), die einen Krümmungsradius aufweist, der annähernd gleich dem des benachbarten Wälzkörpers (B) ist, welche Fläche (102) innerhalb des Linearkontaktbereichs (103) angeordnet ist.
Halteteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konkavfläche (101) so konfiguriert ist, dass beim Anwachsen einer auf diese einwirkenden Presskraft eine Kontaktfläche der Konkavfläche (101) zu dem benachbarten Wälzkörper (B) vergrößert ist.
Halteteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Konkavflächen (101) derart konfiguriert ist, dass bei Fortschreiten von Verschleiß und/oder Strecken des Kontaktbereiches der Konkavfläche (101) mit dem Wälzkörper (B), eine Kontaktfläche der Konkavflächen (101) mit dem benachbarten Wälzkörper (B) vergrößert ist.
Linearbewegungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Halteteil (100, 100A, B, C) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.