eines Kopfstücks eines Führunqswaqens

Die Erfindung betrifft einen als Teil einer Linearführung ausgebildeten Führungswagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kopfstücks als Komponente eines solchen Führungswagens.

Ein gattungsgemäßer Führungswagen ist zum Beispiel aus der DE 10 2006 055 196 A1 bekannt. Durch den Führungswagen werden Laufbahnen für Wälzkörper bereitge stellt, die weiterhin eine Führungsschiene kontaktieren. Die Wälzkörper rollen beim Betrieb einer Linearführungseinheit, welche den Führungswagen sowie die Führungs schiene umfasst, in mehreren geschlossenen Umlaufkanälen ab. Derjenige Abschnitt eines jeden Umlaufkanals, in dem die Wälzkörper sowohl den Führungswagen als auch die Führungsschiene kontaktieren, wird als Lastabschnitt bezeichnet. Vom Last abschnitt aus werden die Wälzkörper über einen Umlenkabschnitt in einen Rücklauf abschnitt geleitet und von diesem aus über einen weiteren Umlenkabschnitt zurück in den Lastabschnitt geführt. Dem Führungswagen nach der DE 10 2006 055 196 A1 kann über den Umlenkabschnitt Schmiermittel zugeführt werden. Hierbei befindet sich in einem Außenum lenkstück des Umlenkabschnitts eine Durchtrittsöffnung zur Einlei tung von Schmiermittel. Um nicht gewünschtes Abfließen von Schmiermittel aus dem Umlenkkanal zu verhindern, ist an die Durchtrittsöffnung ein Ventil angesetzt.

Ein weiterer Führungswagen eines Linearwälzlagers ist in der DE 103 32 922 A1 of fenbart. Auch in diesem Fall ist ein Ventil vorhanden, welches den Zufluss von Schmiermitteln ermöglicht und den Abfluss von Schmiermittel unterbindet. Das Ventil weist einen für den Durchlass von Schmiermittel vorgesehenen und den Querschnitt eines Schmiermittelkanals durchkreuzenden Schlitz auf, der von Schlitzflächen be grenzt ist, wobei die Schlitzflächen bei gesperrtem Ventil unter Schließen des Schlit zes aneinander anliegen. Aus der DE 10 2009 016 163 A1 ist ein Führungswagen eines Linearwälzlagers be kannt, welcher eine Mikropumpe zum Pumpen von Schmierstoff aufweist. Die Mikro pumpe kann als piezoelektrische Membranpumpe ausgeführt sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eine gezielte Schmierung ermög lichenden Führungswagen einer Linearführung gegenüber dem genannten Stand der Technik insbesondere unter fertigungstechnischen Aspekten weiterzuentwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Führungswagen mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kopfstückes eines Führungswagens gemäß Anspruch 7. Im Fol genden im Zusammenhang mit dem Herstellungsverfahren erläuterte Ausgestaltun gen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Vorrichtung, das heißt den Führungswagen, und umgekehrt.

Der Führungswagen umfasst in an sich bekannter Grundkonzeption eine Mehrzahl jeweils geschlossener Umlaufkanäle für Wälzkörper, wobei jeder Umlaufkanal aus ei nem Lastabschnitt, zwei Umlenkabschnitten und einem Rücklaufabschnitt gebildet ist. Hierbei liegen die Umlenkabschnitte ebenso wie der Rücklaufabschnitt innerhalb des Führungswagens, wogegen der Lastabschnitt auch durch die zugehörige Führungs schiene begrenzt ist. An einer im Führungswagen liegenden Übergabestelle in einem Schmiermittelkanal zur Zuführung von Schmierstoff zu einem der Umlenkabschnitte ist ein Ventil zur Verhinderung des Rückflusses von Schmiermittel aus dem Umlaufkanal angeordnet. Der Umlenkabschnitt, das heißt ein Teil des ringförmig geschlossenen Kanals, in welchem die Wälzkörper geführt werden, ist innerhalb des Führungswa gens durch eine in einem Endstück des Führungswagens befindliche Umlenkschale begrenzt. Erfindungsgemäß ist das genannte Ventil, welches die Funktion eines Rückschlagven tils hat, einstückig mit mindestens einem der Elemente Umlenkschale und Endstück ausgebildet.

Hierbei kann das Ventil als integraler Bestandteil der Umlenkschale oder als integraler Bestandteil des die Umlenkschale aufnehmenden Endstücks ausgebildet sein. Eben so ist es möglich, dass die Umlenkschale und das Endstück zu einem einstückigen Bauteil zusammengefasst sind, welches unmittelbar das Ventil bildet. In allen Fällen handelt es sich bei dem Ventil vorzugsweise um ein Kunststoffteil.

Das Ventil sorgt unter anderem dafür, dass der im Führungswagen angeordnete Schmiermittelkanal zwischen zwei Schmierintervallen nicht leer läuft. Somit braucht der Schmiermittelkanal beim nächsten Schmiervorgang nicht zuerst befüllt werden, bevor Schmiermittel an die Umlenkabschnitte übergeben werden kann.

Sofern das Ventil Bestandteil der Umlenkschale ist, befindet sich radial außerhalb des Ventils vorzugsweise ein ringförmiger Dichtabschnitt, welcher ebenfalls integraler Be standteil der Umlenkschale ist und zum Beispiel an einer planen Dichtfläche des End stücks anliegt. Hierbei kann der Dichtabschnitt als torusartige Erhebung aus einer Stirnfläche der Umlenkschale herausragen. In modifizierten Ausgestaltungen können an den aneinander anliegenden, gegeneinander abzudichtenden Flächen der Um lenkschale und des Endstücks ringförmige, das Ventil umgebende, erhöhte und ver tiefte Strukturen ausgebildet sein, so dass insgesamt eine labyrinthartige Abdichtung gegeben ist. Optional ist ein gesondertes Dichtelement, beispielsweise in Form eines üblichen O-Ringes, eingebaut.

Auch in Ausführungsformen, in denen das Ventil unmittelbar durch das Endstück ge bildet ist, sind verschiedene Varianten der Abdichtung zwischen dem Endstück und der Umlenkschale möglich. Beispielsweise ist das Ventil in diesem Fall von einem ringförmigen Fortsatz der Umlenkschale umgeben, wobei radial außerhalb des ring- förmigen Fortsatzes ein ringförmiger Dichtabschnitt durch das Endstück gebildet ist. Der ringförmige Fortsatz, welcher durch die Um lenkschale gebildet ist, ist auch als Montagehilfsmittel beim Zusammensetzten von Umlenkschale und Endstück nutzbar.

Unabhängig davon, ob das Ventil in die Umlenkschale oder das Endstück integriert ist, erfolgt die spritzgusstechnische Fertigung des betreffenden Elementes aus Kunststoff vorzugsweise im Zweikomponenten-Spritzgussverfahren. Dies bedeutet, dass unter schiedlich harte Kunststoffe während des Spritzgießens miteinander verbunden wer den. Abschnitte des herzustellenden Elementes, welche gegenüber Schmierstoff Dichtungs- oder Ventileigenschaften aufweisen sollen, werden im Vergleich zu umge benden Abschnitten aus einem weicheren Material hergestellt.

Dies gilt auch in Ausführungsformen, in welchen die Funktionen des Umlenkab schnitts, des Endstücks und des Ventils durch ein und dasselbe Kunststoffteil über nommen werden. In diesem Fall kann der gesamte als Umlenkschale fungierende Ab schnitt aus einem weicheren Kunststoff als der als Endstück ausgebildete Abschnitt hergestellt werden.

Insbesondere in Fällen, in denen das Ventil unmittelbar durch die Umlenkschale ge bildet ist, ist es auch möglich, das gesamte Teil - hier: die Umlenkschale - aus einem einzigen Kunststoffmaterial herzustellen, sofern dieses in den dünnwandig ausgebil deten Bereichen des Ventils eine ausreichende Nachgiebigkeit des betreffenden Teils bietet. Allgemein ist das Ventil entweder mit der Umlenkschale oder mit einem geson derten Endstück oder mit einem zugleich als Umlenkschale ausgebildeten Endstück wahlweise materialeinheitlich oder materialuneinheitlich aus Kunststoff herstellbar.

Was die Gestaltung des Ventils betrifft, sind verschiedenste, grundsätzlich aus den Dokumenten DE 10 2006 055 196 A1 und DE 103 32 922 A1 bekannte Varianten für den Führungswagen nach Anspruch 1 geeignet. Bei den Wälzkörpern der Linearführung, welche in dem Führungswagen in Endlos bahnen geführt werden, kann es sich um Kugeln oder um Rollen handeln. Optional sind die Wälzkörper in einer Kette oder durch Zwischenstücke geführt.

Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

Fig. 1 in einer Schnittdarstellung ausschnittsweise einen Führungswagen einer

Linearführung,

Fig. 2 ein Detail der Anordnung nach Fig. 1 ,

Fig. 3 eine modifizierte Ausgestaltung der Anordnung nach Fig. 2,

Fig. 4 in einer Ansicht analog Fig. 2 ein Detail eines weiteren Führungswagens einer Linearführung,

Fig. 5 in perspektivischer Ansicht ein Endstück des Führungswagens nach

Fig. 4,

Fig. 6 bis 8 verschiedene Varianten von Ventilen in Führungswagen,

Fig. 9 ein Kopfstück eines weiteren Führungswagens einer Linearführung,

Fig. 10 ein Detail der Anordnung nach Fig. 9. Die folgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf sämt liche Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Ein Führungswagen 1 ist Teil einer Linearführung, hinsichtlich deren Funktion auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen wird. Wälzkörper 2 rollen zwischen einer Führungsschiene der Linearführung und dem Führungswagen 1 in mehreren geschlossenen Umlaufkanälen 8 ab, die größtenteils innerhalb des Führungswa gens 1 gebildet sind.

Jeder Umlaufkanal 8 setzt sich aus einem Lastabschnitt 3, einem Rücklaufabschnitt 4 und zwei Umlenkabschnitten 5, welche den Lastabschnitt 3 mit dem Rücklaufab schnitt 4 verbinden, zusammen. Ausschließlich im Lastabschnitt 3 kontaktieren die Wälzkörper 2 zusätzlich zum Führungswagen 1 die Führungsschiene. Ein Tragkörper des Führungswagens 1 ist mit 6 bezeichnet. An die Stirnseiten des Tragkörpers 6 sind Endstücke 7 angesetzt, in welchen die Umlenkabschnitte 5 gebildet sind. Jeder Um lenkabschnitt 5 ist nach außen durch eine Umlenkschale 9 und nach innen durch eine Innenumlenkung 12 begrenzt. Hierbei ist durch die Umlenkschale 9 eine Außenum- lenkung 1 1 gebildet. Dem Umlenkabschnitt 5 ist über einen Schmiermittelkanal 10, welcher das Endstück 7 durchzieht, Schmiermittel von außen zuführbar.

Eine Übergabestelle, über welche das Schmiermittel vom Schmiermittelkanal 10 in die Umlenkschale 9 einleitbar ist, ist mit 13 bezeichnet. Nachdem das Schmiermittel die Übergabestelle 13 passiert hat, strömt es durch eine Durchtrittsöffnung 14 in der Um lenkschale 9 in den Umlenkabschnitt 5 ein. Ein Zurückströmen von Schmiermittel wird durch ein Ventil 16 an der Übergabestelle 13 verhindert.

Die Baugruppe oder Baueinheit aus Umlenkschale 9 und Endstück 7 wird in den vor liegenden Fällen, unabhängig von der fertigungstechnischen Ausgestaltung, als Kopf stück 26 bezeichnet. Das Kopfstück 26 ist an der Stirnseite des Führungswagens 1 durch eine Abdeckung 17 verschlossen. Zwischen die Abdeckung 17 und das Kopf stück 26 ist eine Dichtung 15 eingelegt, welche den Führungswagen 1 gegenüber der Führungsschiene abdichtet.

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 ist das Ventil 16 unmittelbar durch die Umlenkschale 9 gebildet. Radial außerhalb des Ventils 16 befindet sich ein ringförmig umlaufender, wulstartiger Dichtabschnitt 22, welcher ebenfalls direkt durch die Um lenkschale 9 gebildet ist. Der Dichtabschnitt 22 liegt an einer planen Dichtfläche 18 des Endstücks 7 an.

In der im Vergleich zu Fig. 2 modifizierten Ausgestaltung nach Fig. 3 ist zwischen die Umlenkschale 9 und das Endstück 7 ein gesonderter Dichtring in Form eines han delsüblichen O-Ringes eingelegt. Ein durch die Umlenkschale 9 gebildeter ringförmi ger Dichtabschnitt entfällt in diesem Fall.

In der Ausgestaltung nach den Fig. 4 und 5 entspricht die geometrische Gestaltung des Ventils 16 der Gestaltung nach den Fig. 1 und 2 sowie der Gestaltung nach Fig. 3. Gemäß Fig. 4 und 5 ist das Ventil 16 jedoch nicht in die Umlenkschale 9, sondern in das Endstück 7 integriert. Dementsprechend ist auch der ringförmige Dichtabschnitt 22 in diesem Fall unmittelbar durch das Endstück 7 gebildet. Das Ventil 16 weist ke gelförmige Wände 19 auf, die in Fig. 4 ebenso wie in Fig. 2 und in Fig. 3 im geschlos senen Zustand dargestellt sind.

Weitere Gestaltungsmöglichkeiten des Ventils 16 sind in den Fig. 6 bis 8 skizziert. Je de dieser Gestaltungen ist sowohl für den Führungswagen 1 nach Fig. 1 als auch für den Führungswagen nach Fig. 4 sowie für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ge eignet. In den Fig. 6 bis 8 sind durch das jeweilige Ventil 16 gebildete Schlitze 20, Schlitzwände 21 , Wände 23, sowie eine Ventilöffnung 24 erkennbar. Die diversen Öff nungen 20, 23 werden entweder beim Kunststoffspritzvorgang oder nachträglich durch Aufstechen erzeugt. Um die insgesamt vier Ventile 16 innerhalb des Endstückes 7 in der Variante nach den Fig. 4 und 5 spritzgusstechnisch hersteilen zu können, sind auf der Innenseite des Endstückes 7 Verbindungsstege 25 vorgesehen, durch welche während des Spritzgussvorgangs Material, das heißt Kunststoff, fließen kann.

Die Ausführungsform nach Fig. 9 und 10 unterscheidet sich von den Ausführungsfor men nach den Fig. 1 bis 5 dadurch, dass der Führungswagen 1 zwei Kopfstücke 26 an seinen Stirnseiten aufweist, welche jeweils die Funktionen einer Umlenkschale 9 und eines Endstücks 7 in sich vereinen.

Bezuqszeichenliste Führungswagen

Wälzkörper

Lastabschnitt

Rücklaufabschnitt

Umlenkabschnitt

Tragkörper

Endstück

Umlaufkanal

Umlenkschale

Schmiermittelkanal

Außenumlenkung

Innenumlenkung

Übergabestelle

Durchtrittsöffnung

Dichtung

Ventil

Abdeckung

Dichtfläche

kegelförm ige Wand

Schlitz

Schlitzwand

ringförmiger Dichtabschnitt

Wand

Ventilöffnung

Verbindungssteg

Kopfstück

Dichtring