VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES KUGELKäFIGS UND

KUGELKäFIG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kugelkäfigs, insbesondere eines Kugelkäfigs zur Anwendung in Säulengestellen. Außerdem betrifft die Erfindung einen entsprechend hergestellten Kugelkäfig.

Kugelkäfige sind hinlänglich aus der Praxis bekannt und werden meist als Linearführungen verwendet. Lediglich beispielhaft sei dazu auf die DE 693 03 451 T2 verwiesen.

Die meisten aus der Praxis bekannten Kugelkäfige sind in der Konstruktion und daher auch in der Fertigung aufwändig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur kostengünstigen Herstellung eines Kugelkäfigs anzugeben, wobei der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Kugelkäfig eine einfache Konstruktion aufweisen soll. Ein entsprechender Kugelkäfig ist anzugeben.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. In Bezug auf den Kugelkäfig selbst wird die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des nebengeordneten Patentanspruchs 20 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:

- Bereitstellen einer zylindrischen Hülse aus Metall und von Kugeln, insbesondere von Stahlkugeln,

- Erzeugen von Aufnahmen für die Kugeln in der Wandung der Hülse nach vorgegebenem Muster,

- Entgraten und Reinigen der Oberflächen,

- Einlegen der Kugeln,

- Prüfen auf Vollständigkeit und

- Schließen der Aufnahmen zum Halten der Kugeln in der Aufnahme.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass es in einfacher Weise möglich ist, einen Kugelkäfig, insbesondere zur Anwendung in Säulenführungsgestellen, unter Verwendung einer zylindrischen Hülse herzustellen. Entsprechend werden zunächst die Hülse und dort einzusetzende Kugeln, insbesondere Stahlkugeln, bereitgestellt. Danach werden Aufnahmen für die Kugeln in der Wandung der Hülse erzeugt, und zwar nach vorgegebener Anordnung. Die Anordnung ist dabei so ausgelegt, dass die Kugeln - sowohl auf der Innenseite als auch auf der Außenseite der Hülse optimal auf den Oberflächen der zu führenden Maschinenbauteile abrollen.

Nach dem Erzeugen der Aufnahmen für die Kugeln werden die Aufnahmen bzw. wird die Oberfläche entgratet und gereinigt. Danach werden die Kugeln eingelegt. Es findet eine Prüfung auf Vollständigkeit der Kugeln statt. Anschließend werden die Aufnahmen zum Halten der Kugeln in der Aufnahme zumindest geringfügig geschlossen.

In vorteilhafter Weise dient als Hülle ein zylindrisches Rohr aus Messing. Andere leicht verformbare Materialien sind entsprechend dem Bedarf verwendbar.

Grundsätzlich wird eine Hülse verwendet, deren Wanddicke kleiner ist als der Kugeldurchmesser. Mit anderen Worten weisen die Kugeln einen zumindest geringfügig größeren Durchmesser auf, als die Wanddicke der Hülse.

Die Aufnahmen werden auf einfachste Weise in die Hülse hinein gebohrt. Dabei werden die Aufnahmen derart gebohrt, dass auf der Innenseite der Hülse eine Art offenes Sackloch mit innerem Rand zum Halten der Kugel innerhalb der jeweiligen Aufnahme entsteht. Mit anderen Worten wird gerade soweit in die Hülse gebohrt, dass eine Kugel auf der Innenseite der Hülse nach innen herausragt, jedoch nicht aus der Aufnahme nach innen herausfallen kann. Somit ist zumindest auf einer Seite der Bohrung eine Art Lager für die Kugel geschaffen.

In besonders vorteilhafter Weise wird die Bohrung derart angelegt, dass der innere Rand in etwa dem Radius der Kugel angepasst ist. Ein ungehindertes Drehen der Kugel ist dadurch begünstigt.

In ganz besonders vorteilhafter Weise werden über eine entsprechende Spindel bzw. Spindelanordnung mehrere Aufnahmen gleichzeitig gebohrt. Zum Bohren der Aufnahmen ist die Hülse auf einem drehenden Ständer angeordnet, so dass entlang dem Umfang die Bohrungen angelegt werden können.

Die Aufnahmen werden derart gebohrt, dass sie in nebeneinander liegenden Reihen die Hülse äquidistant umlaufen, wobei die Aufnahmen benachbarter Reihen versetzt zueinander ausgebildet sind.

Die Aufnahmen werden in weiter vorteilhafter Weise derart von außen gebohrt, dass die Kugeln mit Spiel in die Bohrungen hinein passen und im eingesetzten Zustand beidseitig aus der Hülse zumindest geringfügig heraus ragen. Wie bereits zuvor erwähnt, ist die Bohrung als eine Art offenes Sackloch ausgeführt, wobei das Sackloch bzw. der innere Rand in etwa dem Radius der Kugel angepasst ist.

Nach dem Anlegen der Aufnahmen werden die Kugeln in einer besonderen Einlegevorrichtung in die Aufnahmen eingelegt, wobei eine Vielzahl von Kugeln bei quer liegender, langsam drehender Hülse über einen Trichter oder eine sonstige Aufgabeeinrichtung auf die Oberfläche der Hülse aufgegeben und die Kugeln dadurch automatisch in die Aufnahmen eingelegt werden. Wesentlich dabei ist, dass die eingesetzten Kugeln durch eine die Hülse zumindest teilweise umgebende Hülle oder dgl. gehalten werden, so dass die einmal in die Aufnahmen eingesetzten Kugeln auch tatsächlich in den Aufnahmen verbleiben.

Nach dem Einlegen der Kugeln erfolgt durch Drehen der Hülse eine visuelle Prüfung auf Vollständigkeit und/oder auf Lauffähigkeit der Kugeln.

Danach findet das sog. Einrollen der Kugeln statt, wonach nämlich die Aufnahmen auf der Außenseite der Hülse durch Materialverformung bzw. durch Materialverdrängung derart geschlossen bzw. in der öffnung reduziert werden, dass die Kugeln in den Aufnahmen drehbar gehalten sind. Letztendlich handelt es sich bei dem Einrollen um einen Prägevorgang, wonach die Materialverformung durch die Hülsenoberfläche gleichzeitig oder nacheinander für eine oder mehrere Reihen von Kugeln erfolgt. In besonders vorteilhafter Weise sind dazu umlaufende Schneid-

/Prägewerkzeuge vorgesehen, wobei vorzugsweise durch Schneidräder oder dgl. das Material der Hülsenoberfläche zumindest geringfügig verformt wird, so dass die die Aufnahme bildende Bohrung an der Oberfläche deformiert, wodurch die Bohrung im Querschnitt der öffnungsbereiches oval ausgebildet wird. Nach diesem Vorgang sind die Kugeln beidseitig in der Aufnahme gehalten und können innerhalb der Aufnahme frei drehen. Der Grad der Deformation wird derart bestimmt, dass ein freies Drehen der Kugeln innerhalb der Aufnahme gerade noch möglich ist.

Nach der eigentlichen Fertigung wird der Kugelkäfig mit den eingesetzten Kugeln gereinigt. Nach dem Reinigen wird der Kugelkäfig geölt bzw. eingefettet. Eine abschließende optische Prüfung sowie eine Funktionsprüfung sind von Vorteil. Die Prüfungen können automatisch erfolgen. Die visuelle überprüfung kann über ein Kamerasystem mit automatischer Bilderkennung vorgenommen werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Kugelkäfig handelt es sich um einen Kugelkäfig zur reibungsarmen Führung zweier koaxial zueinander angeordneter, gegeneinander bewegbarer Bauteile, insbesondere in Säulenführungsgestellen. Der Kugelkäfig umfasst eine zylindrische Hülse aus Metall und in Aufnahmen eingesetzte, gegen Herausfallen gesicherte drehbare Stahlkugeln, die beidseitig der Hülse aus der Wandung der Hülse zumindest geringfügig herausragen. Erfindungsgemäß ist eine auf der Außenseite durch Materialverdrängung erzeugte Textur vorgesehen, die als umlaufende Rille ausgeführt ist.

Die Rillen umlaufen die Hülsen, da nämlich die Aufnahmen und somit die Kugeln in die Hülse umlaufenden Reihen angeordnet sind. Zwischen jeder Reihe von Kugeln ist eine Rille ausgebildet, wobei die Rillen parallel zueinander verlaufen.

Die Aufnahmen sind zumindest an der Oberfläche im Querschnitt geringfügig oval ausgebildet, was auf die Deformation durch Verformung zurückzuführen ist.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung werden

auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

die einzige Figur in einer schematischen Seitenansicht ein

Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kugelkäfigs, der zur reibungsarmen Führung zweier koaxial zueinander angeordneter Maschinenbauteile, bspw. in Säulenführungsgestellen, dient.

Der Kugelkäfig umfasst eine aus Messing hergestellt Hülse 1 , in die Stahlkugeln 2 eingesetzt sind. Die Stahlkugeln 2 sitzen in durch Bohrungen angelegten Ausnehmungen und sind gegen Herausfallen gesichert.

Die einzige Figur zeigt deutlich, dass die Stahlkugeln 2 in umlaufenden Reihen 3 angeordnet sind, wobei zwischen den Reihen 3 bzw. den Stahlkugeln 2 Rillen 4 durch Prägen bzw. Materialverformung angelegt sind, die erkennen lassen, dass gegenüber den Stahlkugeln 2 bzw. den in der Figur nicht erkennbaren Aufnahmen das Material der Hülse 1 zumindest geringfügig verdrängt ist, nämlich dahingehend, dass die Stahlkugeln 2 in den Aufnahmen zur Außenseite hin gegen Herausfallen gesichert sind.

Hinsichtlich weiterer Ausführungen, die sich der einzigen Figur nicht entnehmen lassen, sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.

Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.

Bezugszeichenliste

1 Hülse

2 Stahlkugel

3 Reihe

4 Rille