专利名称：直线滚动轴承的制作方法
直线滚动轴承
本发明涉及一种直线滚动轴承，其中滑架可以在导轨上纵向移动 地引导。
例如DE 44 13 373就公开了一种直线滚动轴承，其中滑架以纵向 可移动的方式布置于导轨上。滑架设有多个循环的滚动体通道，用于 滚动体循环运转。每个滚动体通道包括负荷段、回程段以及两个将负 荷段与回程段连接的转向段。滚动体在负荷段内在导轨和滑架的滚道 上滚压。在回程段内滚动体不承受负荷引导返回。在转向段内滚动体 从负荷段转向至回程段，或者相反。每个转向段具有设有内转向道的 内转向部分，以及设有外转向道的外转向部分。外转向部分整体成型 于塑料滑架的顶部构件上。内转向部分构成在单独的塑料构件上，该 塑料构件与顶部构件一样端侧地固定于滑架的支承体上。尤其在较高 的运转速度情况下，运转的滚动体将较大的离心力作用于转向段上。
在通过负荷区域之后，为了循环运转，必须提升滚动体使其离开 导轨并且进入转向区域之中。为此外转向部分可以设有提升斜面，在 该提升斜面上滚动体被抬离导轨。如果由塑料以注塑方法制成顶部构 件，通常选用可以毫无问题地固定在支承体上的耐磨硬塑料。那么所 述提升斜面同样由这种耐磨塑料形成。当然这样也存在下述风险，即 提升斜面因其硬度和脆性而为破碎所危及。尤其在滚动体速度较大时 存在这种破碎危险。而提升斜面破碎或提升斜面的磨损会影响滚动体 在运转通道内的运动特性，结果导致直线滚动轴承提前失效。
本发明的任务在于，阐述一种符合权利要求1前序部分所述特征 的直线滚动轴承，该直线滚动轴承可以简单制造，并且其中尤其保证 滚动体毫无问题地转向至转向段内。根据本发明通过权利要求l所述的直线滚动轴承得以解决本任务。
使用具有不同挠曲率的两种材料一方面可以将顶部构件毫无问题
地固定于支承体上。因为顶部构件的支撑部分由一种具有较小挠曲率 的较硬的材料所形成。因此支撑部分构成赋予顶部构件机械稳定性的 骨架。这里可以使用通常被使用的塑料。与此相反，而尤其是带有提 升斜面的外转向部分，根据本发明由具有较大挠曲率的第二种材料形 成。
对于外转向部分第二种材料优选具有从数量上看大于0.15的挠曲 率。对于支撑部分优选设置有这样的材料，即其挠曲率从数量上看小 于0.15，最好小于O.l。
如果设置塑料材料作为材料，则断裂伸长率与断裂应力值均应参 照制造商的规定，它们通常符合ISO 527-1/-2。
迄今为止通常将较硬的耐磨塑料用于外转向部分，而本发明所采 用的是一种完全不同的方法。根据本发明所推荐的材料尤其是塑料与 迄今为止所使用的用于该使用目的塑料相比，明显较软或者更加柔韧。 在高速条件下进行运行试验表明，根据本发明设置的用于外转向部分 的材料由于类似于橡胶的材料特性，尤其在转向区域内减弱所出现的 滚动体的冲撞，不会因为有这种减振作用而出现值得重视的磨损。尽 管较为柔软的材料其抗拉强度可能有所减小，但是需要突出强调的是， 尤其在转向部分的磨损相对于已知的滑架明显减少了。相对于已知的 直线滚动轴承而言，根据本发明的直线滚动轴承在高速应用情况下的 使用寿命明显提高。
上述的挠曲率值0.15确定挠曲率下限，而挠曲率的上限通过下述 方法确定，即使得不会因为作用的离心力而出现特别是外转向部分的塑性变形。
以杜邦公司的热塑性聚酯Hytrel 5555HS作为外转向部分的材料 取得了良好的结果。制造商指明这种塑料具有约为42 Mpa的断裂应力 以及约为520%的断裂伸长率。这里得出约为12.3的系数。在这种根 据本发明特别适用的材料情况下清楚地得到，断裂伸长率比已知(用 于制造转向部分而设置的)的塑料大得多。例如在纤维增强的PBT中 断裂伸长率约为3%。
以断裂应力小于60Mpa的材料获得了良好的试验结果。同样通过 断裂伸长率大于10%、优选大于100%的塑料也观察到良好的结果。 尤其是断裂应力小于60Mpa且断裂伸长率大于100%的塑料展示出极 其优异的特性，该塑料在转向区域内承受滚动体的离心力，而没有发 现在外转向部分上有值得重视的磨损。
与此相反，对于支撑部分则设置有挠曲率最好明显小于0.15的材 料。例如玻璃纤维增强的PA66在此达到约为0.07的值。这些刚性材 料以有利的方式适合作为柔软的外转向部分的支撑结构。这些支撑部 :':可以用已知方法没有问题地固定于滑架的支承体上。
已知的多组分注塑技术可以借助形成第一种和第二种材料的两种 不同塑料在同一个注塑模具内注塑根据本发明的顶部构件。以这种方 式形成的直线滚动轴承，在这种直线滚动轴承中，尤其可在高速应用 情况下确保，当在较高运转速度情况下将滚动体抬离导轨并且在外转 向部分的提升斜面上将其提升到转向段之中时，避免损伤外转向部分。 如此选择用于外转向部分的材料，以保证在充分的形状稳定性的情况 下的足够的弹性。
当滚动体在较高速度情况下被从导轨上抬离并且被移位至转向道 中时，由柔韧的或柔软材料形成的外转向部分可以缓冲滚动体的冲击。通过弹性材料在转向部分内的变形功实现缓冲。同时较软的材料还具 有减少噪声、减小转向段磨损的优点。
这种优选整体成型到外转向部分上的提升斜面的弹性实施方式， 可以基于其柔韧的构成很好地吸收滚动体的冲击。
顶部构件以其朝向支承体的装配侧优选紧贴在支承体的端侧上。 在此顶部构件的装配侧以有利的方式在同样由第二种材料所形成的覆 盖层上形成，该覆盖层构成在顶部构件的支撑部分上。该覆盖层同样 可以毫无问题地以及没有困难地以多组分注塑方法与支撑部分共同注 塑。因此该柔软的覆盖层布置在顶部构件支承性的支撑部分的较硬部 件与滑架的支承体之间。由此该柔软的覆盖层还具有对整个系统进行 附加减振的优点。
除了上述可以减少噪声以及构成柔韧的提升斜面的有利效果之 外，在应力作用下紧贴在导轨上的提升斜面的密封唇此外还可使得滚 动体运转通道内的润滑材料不再从滚动区域内溢出。因此可以省去费 用不菲的双唇密封件作为附加元件。
在所有上述情况下，还可以用常见的方式在顶部构件上附加构成 前刮垢器。于是这种前刮垢器同样由具有较大挠曲率的第二种材料形 成，其中，这里也适用的是，该前刮垢器可以在注塑过程中与外转向 部分和支撑部分一起以多组分注塑方法、在一道工序中制成。
以下将依据总共五个图中所示的实施例，对本发明进行详细解释。
其中
图1示出根据本发明的直线滚动轴承的俯视图，
图2 示出根据本发明的直线滚动轴承的截面图，
图3到5以不同剖面位置示出根据本发明的直线滚动轴承的相应部分。
在图1至4中所示的根据本发明的直线滚动轴承具有在导轨2上
纵向移动地引导的滑架1。滑架1包括支承体3以及在端部凸缘式安 装到支承体3上的顶部构件4。
大致呈U形地构成的滑架1借助其两个侧缘5在导轨2的两个纵 向侧包围轨道2。每一个顶部构件均设有对应的侧缘段6以及连接两个 侧缘段6的背部7。 -
滑架1设有四个循环的运转通道8，其中每两个相互叠置并且在滑 架1的侧缘5上构成。由球体形成的滚动体9在每一个运转通道8中 运转。运转通道8具有负荷段10、回程段11以及两个将回程段11与 负荷段IO连接的转向段12。负荷段10与回程段11在图2中示出。侧 缘5的其中一个转向段12在图1中示意性示出，其中，每一个转向段 具有外转向部分13和内转向部分14，其中外转向部分13设有外转向 道15并且内转向部分14设有内转向道16。
图3至5中所示为顶部构件4的各种剖面，下面对其进行详细解释。
图3示出其中一个侧缘5以及被剖切的背部7的一部分。根据本 发明的顶部构件4由两种塑料形成，其中应用两种塑料。第一种塑料 是具有较小挠曲率的第一种材料并且第二种塑料是具有与此相反较大 挠曲率的第二种材料。
图3至5中的灰色阴影部分表示第一种塑料。图3至5中以浅色 (没有阴影)表示具有较大挠曲率的第二种塑料。附图3示出，顶部构 件4具有支撑部分17，支撑部分17由具有较小挠曲率的第一种材料形 成。外转向部分13由具有较大挠曲率的第二种材料形成。本实施例中用于支撑部分的第一种塑料由玻璃纤维增强的PA66所形成以及用于
外转向部分的第二种塑料由热塑性聚酯Hytrel5555HS所形成。
顶部构件4在其朝向支承体3的装配侧上设有覆盖层19。该覆盖 层19同样也由第二种塑料(前述的Hytrel 5555HS)所形成。覆盖层 19和外转向部分13在本实施例中相互连接成整体。但也可以考虑，在 同一个注塑模具中，覆盖层19不与外转向部分13整体连接。即使在 这种情况下，也能保证甩多组分注塑方法在一道工序中注塑成型顶部 构件。覆盖层19在图3中作为没有阴影的浅色覆盖可以清晰识别。
图4示出顶部构件4另一个剖面图。在此，以放大剖面图示出外 转向部分13，其中在此可以看出，外转向部分13作为覆盖层19的一 部分成型于支撑部分17上。此外从图4还可看出，设有提升斜面18。 当滑架布置在导轨上时，该提升斜面18以密封唇20在较小应力下紧 贴在导轨2的滚道上。该密封唇20以优选的方式能够使得设置在运转 通道8内的润滑剂不会流出或者仅被减少地流出，因为从导轨滚道过 渡至转向段12的区域得到保护。该密封唇20同样也由具有较大挠曲 率的第二种材料形成，且同样以多组分注塑方法在同一个注塑过程中 制成。
无论在图3还是图4中可清除地识别前刮垢器21，这些刮垢器设 置在顶部构件4的背离支承体3的端侧上，并且紧贴在导轨2上。前 刮添器21同样也由具有较大挠曲率的第二种材料形成。前刮垢器21 也可以在制造顶部构件4时以多组分注塑方法，在同一个工序中形成。
在顶部构件4的装配侧上注塑成型的覆盖层19形布置滑架1的通 常由钢所形成的支承体以及顶部构件4的支撑部分17之间的中间层。 由于该覆盖层19用较软的塑料(具有较大挠曲率的第二种材料)形成， 因此有利于整个系统的减振；通过覆盖层19可明显减少顶部构件4和 支承体3之间的结构声传播。在这里所示的根据本发明的实施例中，顶部构件以多组分注塑方
法在一道工序中制成，如果将支撑部分和外转向部分制成为单独的部
分并且然后将其相互连接，也能替代性地制成根据本发明的顶部构件。
以根据本发明的方法，也可以在这种改变后的根据本发明的实施方式
中，由具有较大挠曲率的第二种材料形成外转向部分，由具有较小挠 曲率的第一种材料形成支撑部分。
在这种情况下也可以考虑，支撑部分可由金属(例如钢)来制造， 并且由塑料制成的外转向部分可以注塑成型到支撑部分上。附图标记清单
1 滑架
2 导轨
3 支承体
4 顶部构件
5 侧缘
6 侧缘段
7 背部
8 运转通道
9 球
10负荷段 10a滚道 10b滚道 11回程段 12转向段
13 外转向部分
14 内转向部分 15外转向道 16 内转向道 17支撑部件 18提升斜面
19 覆盖层
20 密封唇 21前刮垢器
权利要求
1. 直线滚动轴承，具有在导轨(2)上以可移动的方式滚动安置的滑架(1)，所述滑架(1)具有支承体(3)且在所述支承体(3)的两个端侧各有一个顶部构件(4)，其中，滚动体在所述滑架(1)的至少一个循环的运转通道(8)中循环运转，其中，所述运转通道(8)具有负荷段(10)，在所述负荷段(10)中所述滚动体能够承受负荷地在所述导轨(2)和所述滑架(1)的滚道(10a、10b)上滚压，并且所述运转通道(8)具有回程段(11)，在所述回程段(11)中所述滚动体不承受负荷地被引导返回，并且所述运转通道(8)具有两个将所述负荷段与所述回程段环形地连接的转向段(12)，其中，在所述转向段(12)的外转向部分(13)和内转向部分(14)之间令所述滚动体转向，并且其中所述外转向部分(13)设置在所述顶部构件(4)上，其特征在于，所述顶部构件(4)具有支撑部分(17)，所述支撑部分(17)由一种具有较小的挠曲率的第一材料形成，并且设置在所述支撑部分(17)上的所述外转向部分(13)由具有较大的挠性第二种材料形成，其中，通过由断裂伸长率相对于断裂应力的比例得出的系数表示挠曲率，其中以百分比表示断裂伸长率并且以兆帕表示断裂应力。
2. 根据权利要求1所述的直线滚动轴承，其中设置用于所述外转 向部分(13)的所述第二种材料具有从数量上看大于0.15的挠曲率。
3. 根据权利要求1所述的直线滚动轴承，其中设置用于所述支撑 部分(17)的所述第一种材料具有从数量上看小于0.15、优选小于O.l 的挠曲率。
4. 根据权利要求1所述的直线滚动轴承，其中以多组分注塑方法 制造由塑料制成的所述顶部构件(4)，其中， 一种组分通过用于所述 支撑部分(17)的所述第一种材料形成并且另一组分通过用于所述外 转向部分(13)的所述第二种材料形成。
5. 根据权利要求1所述的直线滚动轴承，其中，所述顶部构件(4)以其朝向所述支承体(3)的装配侧紧贴在所述支承体(3)的所 述端侧上，其中，所述顶部构件(4)的所述装配侧在由所述第二种材 料所形成的覆盖层(19)上形成，所述覆盖层(19)在所述顶部构件 (4)的所述支撑部分(17)上构成。
6. 根据权利要求1所述的直线滚动轴承，其中所述外转向部分 (13)具有提升斜面(18)，所述提升斜面(18) —直延伸到所述导轨 (2)的所述滚道(10)。
7. 根据权利要求6所述的直线滚动轴承，其中，所述外转向部分 (13)设置在由所述第二种材料所形成的所述覆盖层(19)上，所述覆盖层(19)固定于所述支撑部分(17)上。
全文摘要
直线滚动轴承，具有可在导轨(2)上移动地滚动安置的滑架(1)，所述滑架(1)具有支承体(3)且在支承体(3)的两个端侧各有一个顶部构件(4)，其中，滚动体在滑架(1)的至少一个循环运转通道(8)中循环运转；其中运转通道(8)具有负荷段(10)，在负荷段中滚动体可承受负荷地在导轨(2)和滑架(1)的滚道(10a、10b)上滚压，并且运转通道(8)具有回程段(11)，在回程段中滚动体不承受负荷地引导返回，并且运转通道(8)具有两个将负荷段与回程段环形地连接的转向段(12)；其中，在转向段(12)的外转向部分(13)和内转向部分(14)之间使滚动体转向；并且其中外转向部分(13)设置在顶部构件(4)上，其中顶部构件(4)具有支撑部件(17)，该支撑部件(17)由一种具有较小的挠曲率的第一材料形成并且设置在支撑部件(17)上的外转向部分(13)由具有较大的挠曲率的第二种材料形成，其中，通过由断裂伸长率相对于断裂应力的比例得出的系数表示挠曲率，其中以百分比表示断裂伸长以及以兆帕表示断裂应力。
文档编号F16C29/06GK101443566SQ200780017014
公开日2009年5月27日 申请日期2007年5月3日 优先权日2006年5月11日
发明者帕特里克·丹尼尔 申请人:谢夫勒两合公司