具有无台肩的返回通路的线性运行装置的制作方法

文档序号:5632311
专利名称:具有无台肩的返回通路的线性运行装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种线性运动装置。这类线性运动装置例如为滚珠导轨导向装置或者 滚子导轨导向装置,其中,第一组件是滑架而第二组件是导轨。但本发明也可用于线性模 块中,在所述线性模块中线性导向装置与相对应的驱动装置集成为一个结构单元。作为应 用领域,也可以考虑滚动体螺纹驱动装置,其中,第一组件体现为螺母而第二组件体现为丝 杆。
背景技术
由US 5193914公开了一种滚珠导轨导向装置形式的线性运动装置。根据US 5193914的图1,所述线性运动装置包括滑架形式的第一组件1。该第一组件能够相对于导 轨形式的第二组件2沿纵向运动。为此,在第一组件上设置有总共四个沿纵向延伸的第一 滚动面9 ;10 ;11 ;12,这些第一滚动面9 ;10 ;11 ; 12与第二组件上的第二滚动面5 ;6 ;7 ;8 相对置。在这些所述的滚动面之间分别设置有一列滚子形的滚动体,这些滚动体分别可以 在第一组件中或者滑架中循环地运行。为此目的,在第一组件中共设置有四个返回通路15 ; 17 ;20 ;21。第一组件包括第一基体,在所述第一基体的两个纵向端侧上分别设置有一个可 作为整体进行装配的转向组件。根据US 5193914的图6和图7,在每个转向组件13中共设 置有四个弯曲的转向通路14 ;16 ;18 ;19,这些转向通路将第一滚动面和相对应的返回通路 连接在一起,从而产生循环的运行路径。因此,转向通路基本上无台肩地对准返回通路,在 转向组件上设置有配合到返回通路中的凸起62。为此,其中在构造有相应的返回通路的返 回管70上各设置一个凹槽,根据图3,所述凹槽由面39 ;40限定。US 5193914的缺点在于,单独的返回管是必不可少的。这除了制造成本更高之 外还具有以下缺点,即在第一组件前面和后面必须存在用于装配返回管的足够空间。这样 的空间尤其是在线性模块中,例如由DE 102006007067A1公开的线性模块中不是总能实现 的。虽然也可以借助于单独的工序从第一组件的纵向端侧起直接在第一组件中开设定向 凸起所需的凹槽,但这在空间有限的情况下也不总是可行的并且成本较高。

发明内容
本发明的任务在于给出一种线性运动装置,在该线性运动装置中可以特别成本有 利地制造定向凸起所需的反轮廓,尤其是在空间有限的情况下,如其在线性模块中那样。在 此,尤其应舍弃单独的返回管。此外,应该特别无干扰地构造弯曲的转向通路和返回通路之 间的过渡区域,使得滚动体在线性运动装置中特别低噪声和低磨损地运行。根据本发明,所述任务通过以下方式解决,即返回通路完全地并且直接地设置在 第一基体中,其中,转向组件的凸起被构造为指形地沿纵向延伸,其中返回通路具有适配于 指形凸起的槽,所述凸起配合到所述槽中。根据该建议消除了返回管,其中,返回通路被直 接构造在第一基体中。返回通路也应被完全构造在第一基体中,即被第一基体全方位地限 定,借此线性运功装置如同根据US 5193914的线性运动装置那样产生很少的噪声。用于定向凸起的啮合轮廓被实施为槽的形式。为了确保所述槽尽可能少地损害滚动体在返回通路 中的导向,所述槽应构造得尽可能窄。相应地,定向凸起被构造为指形凸起,所述指形凸起 的长度应比其宽度明显更大。下面说明了本发明的有利的扩展构型和改进。适配的槽可以在返回通路的整个长度上延伸,其中所述返回通路优选在整个长度 上具有基本上恒定的横截面轮廓。在此,尤其应考虑的是,在挤压方法中由铝制造基体,从 而可以以成本有利的方式构造返回通路的几乎任意的横截面形状。特别优选地,应在挤压 之后不再对返回通路进行其它的加工。通过挤压制造,返回通路在第一基体的整个长度上 具有基本上恒定的横截面轮廓。因此,根据本发明的槽也在返回通路的整个长度上延伸。这 样的实施方式比所述槽仅仅在返回通路的端部区域中延伸的实施方式成本有利得多,因为 在后一种情形中必须在单独的工序中制造所述槽,例如借助于金属切削加工,如铣削。可以设置球作为滚动体,其中,所述槽的宽度在球直径的10%和60%之间。槽的 这个宽度确保了指形凸起一方面具有足够的刚性,以便实现其定向功能,其中,另一方面在 返回通路中在所述槽旁仍存在用于对滚动体进行导向的足够大的导向面。指形凸起可以具有至少一个导向面,所述至少一个导向面朝向滚动体,其中导向 面在指形凸起的背离转向组件的前端部上被构造成如此深地下沉到所述槽中,使得导向面 可以不与滚动体接触。指形凸起不在返回通路的整个长度上延伸,从而所述指形凸起具有 前纵向端面。借助所建议的措施应实现所述前纵向端面被设置成如此深地下沉到所述槽 中,使得由返回通路滚入到弯曲的转向通路中的滚动体不会与所述前纵向端面发生碰撞。 这种碰撞会干扰滚动体运行并且产生噪声,所述噪声应避免。导向面可以相对于返回通路的走向倾斜,其中,导向面被设置为在指形凸起的前 端部上比在指形凸起的相对置的后端部上距返回通路的中轴线更远。在此优选考虑,导向 面在指形凸起的后端部上从相对应的槽伸出,因此所述滚动体在此区域中不会接触到返回 通路的导向面。如果由于公差原因无法实现这样的优选状态,则至少返回通路的导向面仅 仅伸出指形凸起一个非常小的长度。借助以上所述措施应当实现由弯曲的转向通路滚入 到返回通路中的滚动体在指形凸起的区域中不会与第一基体的纵向端面发生碰撞。可以设置球形的滚动体,其中,指形凸起具有U型的横截面形状,所述U型的横截 面形状具有基座和两个U型臂,在这两个U型臂的端侧上各设置有一个导向面,其中,U型 臂的长度从指形凸起的前端部到指形凸起的后端部优选均勻地增加。因此,通过由U型臂 的端面形成相对于返回通路的走向倾斜的导向面。因为U型臂的端面非常窄,所以球基本 上始终仅仅在两个点上接触导向凸起,使得所述球始终以定义的方式静态地、确定地在导 向凸起上导向,即使存在指形凸起的制造不精确性。指形凸起可以至少部分地贴靠在相对应的槽的底部上。由此,可能导致指形凸起 的已定义的位置。所述实施方式特别有利地与指形凸起上的导向面应具有相对于槽确定的 位置的实施方式相结合。可以设置至少两个指形凸起,所述至少两个指形凸起基本上均勻分布地设置在相 对应的返回通路的圆周上,其中,所述至少两个指形凸起分别配合到一个单独的槽中。通过 这样的实施方式实现了 指形凸起使转向组件相对于第一基体定向在关于纵轴向的每个横 向上。为了不会没有必要地增加装配转向组件的难度,使指形凸起的数量尽可能地少。
上述实施方式特别有利地与在指形凸起上相对于返回通路的走向倾斜地设置导 向面的实施方式相结合。在上述实施方式中,仅仅在指形凸起的区域中阻止第一基体的纵 向端面与指形凸起之间的碰撞。通过使用多个指形凸起可以实现排除在返回通路的整个 圆周上的相应碰撞。在使用球形的滚动体的情况下,为了实现所期望的效果,三个指形凸起 便足够了。优选相同地实施所有指形凸起和相应的槽,因此所述滚动体在所有侧上被均勻地 导向。由此实现滚动体特别无干扰和低噪声的运行。可以设置可弯曲变形的管,所述管限定用于滚动体的柔性的通路,其中,指形凸起 设置在可弯曲变形的管的前端部上,其中,可弯曲变形的管的对置的后端部被固定在转向 组件中,使得柔性的通路通到相对应的转向通路中。如已经提及的,应特别优选无需其它再 加工地在挤压方法中制造返回通路。在此产生这样的问题,即返回通路往往有明显的位置 误差。在这个方面,尤其是返回通路相对于第一滚动面的位置是至关重要的。该位置必须精 确地与相对应的弯曲的转向通路协调一致,从而可以在转向通路的两个端部上确保无台肩 的过渡。但返回通路的所述位置误差使这无法实现。借助所提出的可弯曲变形的管可以补 偿所述取决于制造的偏差,而在滚动体路径中不存在任何可能干扰滚动体运行的台阶。可 弯曲变形的管在后端部上被固定在转向组件中,其中,所述管在前端部上与返回路径中的 指形凸起配合。通过这样的措施,使可弯曲变形的管产生补偿所述偏差所需的弯曲。在此, 可以优选地考虑弹性弯曲。需要注意的是,在此实施方式中也可以优选地使用多个指形凸 起,从而可以在每个任意的横向上进行所述弯曲。可弯曲变形的管可以具有至少一个径向的窗。已经表明,由塑料制成的可弯曲变 形的管本身具有相对高的刚性,使得指形凸起的强度经常不足以使可弯曲变形的管足够弯 曲。通过径向的窗应如此程度地减低可弯曲变形的管的弯曲刚度,使得可以借助指形凸起 实现所需的弯曲。在确定窗的大小和数量时必须考虑,剩余的管仍足够对滚动体进行导向。可以在弯曲弹性的管的圆周上分散地设置多个径向的窗,使得这些窗定义弯曲弹 性的管中的连接条,其中,这些连接条设置在指形凸起的延长部中。由此确保指形凸起以足 够高的刚性与所述连接条连接,以便实现以上所述的弯曲,其中,同时整个可弯曲变形的管 具有相对小的刚性。此外通过将连接条设置在指形凸起的延长部中,确保了指形凸起上的 导向面可以不中断地继续延伸到连接条上,从而不存在可能阻碍滚动体运行的干扰位置。指形凸起和可弯曲变形的管可被一体地构造为单独的转接件的形式。虽然所述部 件的形状相对比较复杂,但可以在注塑方法中由塑料制造所述部件,因为所述部件不具有 借助所述方法仅可成本较高地制造的侧凹。相应地,转接件是成本有利的。同时,转接件 的尺寸基本上仅仅取决于球直径,从而可以在很多不同构造的线性运动装置中使用同一部 件,只要在这些线性运动装置中使用相同的滚动体。由此可以进一步降低制造成本。此外, 通过单独的转接件如此简化剩余的转向组件,从而也可以简单地在塑料注塑方法中制造所 述剩余的转向组件。可弯曲变形的管可被容纳在转向组件的圆锥形的凹槽中。相应地,可弯曲变形的 管在圆锥形的凹槽的具有最小直径的区域中固定在转向组件上。与之相反,圆锥形的凹槽 的剩余区域具有更大的直径并且因此为可弯曲变形的管的弯曲变形提供所需的空间并且 在所有横向上是均勻的。所述布置一方面是非常节省空间的,另一方面可以毫无问题地在塑料注塑方法中制造。可弯曲变形的管的与指形凸起相邻的端面可以贴靠在第一基体上。相应地,通过 圆锥形的凹槽与第一基体结合来确定可弯曲变形的管的位置以及因此整个转接件在纵向 上的位置,为此不需要在转向组件上或者第一基体上尤其耗费的紧固轮廓。在此,转接件的 端面优选被实施为平坦的,如同第一基体的相对应的端面那样。


以下根据附图详细地解释本发明。附图示出图1 根据本发明的线性运动装置的立体视图,图2 根据图1的线性运动装置的横剖视图,其中,剖切面在图1中以A-A表示出;图3 根据图1的线性运动装置的第一组件的立体视图;图3a 根据图3的第一组件的第二实施方式的局部立体视图;图4 根据图1的线性运动装置的驱动组件的立体视图;图5 根据图1的线性运动装置的第二组件的立体视图;图6 没有围绕的第一组件的滚动体循环运行装置的立体视图;图7 根据图6的滚动体循环运行装置的转向组件的分解示图;图8 根据图7的转接件的立体视图;图9 具有已安装的转接件的返回通路的横截面图;图10 转向组件的第二实施方式的立体视图;图11 转向组件的第三实施方式的分解示具体实施例方式图1示出根据本发明的线性模块形式的线性运动装置10。该线性运动装置包括沿 纵向11延伸的壳体形式的第一组件30。此外设置有台式部件形式的第二组件60,所述第 二组件60可相对于第一组件30沿纵向运动。第二组件60包括第二基体70,所述第二基体 70由铝制成,其中,在所述第二基体70的前端部上设置有紧固板82,所述紧固板82在第二 组件的各位置中均位于第一组件30的前端部前面。紧固板82是由铝制成的平板,该紧固 板同样如第二基体70那样设置有螺纹孔83或通孔84形式的各种不同的紧固装置81,从而 紧固板82可被固定在(未示出的)上级组件上。第一组件30包括同样由铝制成的第一基体40。在第一基体40中设置有作为紧固 装置的通孔42,从而第一组件30可被固定在(未示出的)下级组件上。因为第一组件30 的紧固装置42被第二组件60部分地遮挡,所以在第二组件60中设置有若干贯通的装配孔 76,螺栓可以穿过这些装配孔76插入到第一组件30的通孔42中。由钢板制成的刮擦板62借助紧固螺栓62a安装在第二基体70的后端部13上。 刮擦板62以小的距离与第一基体40相对置,使得基本上没有异物可以到达第一组件30和 第二组件60之间。此外,借助刮擦板61封闭第二基体70中的端侧(粗略地示出的)磁体凹槽77,在所述磁体凹槽77中容纳有(粗略地示出的)永磁体63。可以通过一个或多个 传感器33检测所述永磁体63的磁场,所述传感器33在沿纵向11延伸的、侧凹的传感器槽 41中可被固定在每个任意纵向位置上。由此可以通过(未示出的)上级控制装置识别第二 组件60相对于第一组件30的一个或多个位置。 在第一基体40的后端部13上设置有驱动组件90,借助所述驱动组件90可使第二 组件60相对于第一组件30运动。但在图1中仅仅可以看到驱动组件90的传动壳体91,其 中,将参照图4对驱动组件90进行更详细的描述。图2示出线性运动装置10的横截面。可以看到第二基体70的总体上U型的结构, 所述第二基体70具有基座71和两个从基座71垂直伸出的U型臂72。在U型臂的相对置 的内侧上分别设置有一第二滚动面部分61。所述第二滚动面部分61是沿纵向延伸的附壁 型元件(Profilk5rper),所述附壁型元件具有恒定的、基本上V型的横截面形状。V型的内 侧上,由硬化的滚动轴承钢制成的第二滚动面部分61设置有第二滚动面61a,所述第二滚 动面61a具有尖顶拱的横截面轮廓,从而球形的滚动体15以已知的方式在两个点上接触第 二滚动面61a。第一滚动面部分31位于第二滚动面部分61对面,所述第一滚动面部分31 除了长度之外与第二滚动面部分61相同。与此相应地,滚动体15可以在第一滚动面31a和 第二滚动面61a之间滚动,从而第二组件60可沿纵向运动地支撑在第一组件30上。第一 基体40和第二基体70分别由坯件制成,所述坯件在挤压方法中由铝制造成,其中,在挤压 情况下制成的横截面轮廓大部分对应于图2中可以看出的横截面轮廓。下面将相应地指出 在经过挤压之后仍需进行金属切削加工的几何形状。在此首先要提到容纳凹槽48 ;74,在 容纳凹槽48 ;74中形锁合地容纳有第一滚动面部分31和第二滚动面部分61。刚刚提到的 48 ;74必须恰好与相对应的滚动面部分31 61相适配并且具有高直线度,滚动导向装置 借此刚性地并且精确地工作。因此,这些容纳凹槽借助于铣削加工开设在相应的坯件上。为每个第一滚动面31分配一个返回通路50,所述返回通路50无需其它再加工地 在挤压中制造。将参照图9对返回通道50的横截面形状进行更加详细地描述,所述返回通 道50在两个端部上通过各一个弯曲的转向通路(125;图7)与相对应的第一滚动面31a连 接,从而滚动体15能够循环地运行。图2右侧的第一滚动面部分31容纳在第一基体40的调节区段45上,所述调节 区段45可以相对于第一基体40的基座区段44调节其位置,在所述第一基体40上设置有 用于下级组件的紧固装置(42 ;图1),从而可以调节滚动导向装置的预应力。为此目的,调 节区段45通过两个沿纵向延伸的、弯曲弹性的连接条47与基座区段44 一体地连接。调节 区段45设置有螺栓35形式的调节装置,所述螺栓35拧入到调节区段45的(粗略示出的) 螺纹46中。因为螺栓35被第二组件60遮挡,所以在所述第二组件60中设置有一个通孔 (43 ;图1),从而可以借助螺旋工具、例如内六角扳手调节螺栓35。螺栓的端面35a通过单 独的矩形钢板支撑在基座区段44上。钢板34是必需的,螺栓35借此不会使第一基体40 的软质的铝弹性变形,所述弹性变形可能会不期望地减弱滚动体15上的预应力。所述弯曲 弹性的连接条47分别平行于第二组件60的U型臂72设置,其中,所述螺栓35的螺旋轴线 垂直于这些连接条47地定向,从而给出适合于预应力调节的调节方向。此外需指出的是,第一基体40以一个小的距离与第二基体70等距离地相对置,从 而在第一基体40和第二基体70之间存在一个窄的密封间隙19,所述密封间隙19阻止了异物可能到达第一基体40和第二基体70之间。尤其应阻止异物可能到达这些滚动体15,因 为这可能会在异物处于滚动体15和相对应的滚动面31a;61a之间时导致损害。为了进一 步阻止异物的侵入,密封间隙19从线性运动装置10的外表面14起设置有方向变换部。在 此也应指出第二基体70上的加强筋78,所述加强筋78应提升第二基体的弯曲刚度。所述 加强筋78配合到第一基体40上的筋凹槽52中,从而在这个区域中也存在所述窄的密封间 隙19。此外,在图2中还可以看出侧凹的传感器槽41的T型横截面形状。此外还应指出 推管80,将参照图5对所述推管80进行更详细地描述。推管80以一个小的距离容纳在第 一基体40的螺母凹槽56中。图3示出第一组件30。第一组件30的第一基体40被划分为直接相互交界的第 一纵向区段40a和第二纵向区段40b。在位于第一组件30的前端部12上的第二纵向区段 40b中设置有以上所述循环地运行的滚动体15。在图3中尤其可以看到四个循环组件120, 这些循环组件分别具有一个唯一的、弯曲的转向通路(125 ;图7),所述转向通路使相对应 的第一滚动面(31a ;图2)与相对应的返回通路(50 ;图2)相连接。相同实现的转向组件 120被如此构造,使得可以从一个唯一的装配侧32安装这些转向组件,其中,同样可以仅 仅从该装配侧32制造第一基体40中的相应的紧固轮廓53。所述装配侧32是第一组件30 的在图3中的上侧。在第一基体40中为每个转向组件分别设置一个转向凹槽53作为所述 紧固轮廓,所述转向凹槽53是借助于立铣刀制造的。在此需注意,返回通路(50;图2)在 经挤压的坯件的整个长度上延伸,其中,在图2中还可以看到返回通路的残余部分50b,这 些残余部分在第一基体40的第一纵向区段40a中不具有任何功能。四个转向组件120各 借助一个单独的螺栓131固定在第一基体40上,其中,同样可以从所述装配侧32拧入这些 螺栓131,并且也可以从该装配侧32开设相对应的螺纹孔。滚动体返回导向装置的构型使 得转向组件120的结构形式能够用于线性运动装置10的很多不同的结构形式中。第一基体40的以上所述的调节区段45在图3中设置在右侧。尤其可以看出,设 置有三个螺栓35,借助这些螺栓可以进行滚动体预应力的调节。可以借助横缝54和纵缝 (165 ;图2)使调节区段45与第一基体40的基体区段44分离,从而不阻碍调节区段的调节 运动。在第一组件30的前侧12上设置有单独的封闭板36,所述封闭板36是由钢板制造 的。封闭板36以小的距离实施为与第二基体(70 ;图2)等距离。应指出,封闭板36的止挡区段36b略微伸出第一基体40,从而止挡区段36b可用 作第二组件的终端止挡。为此目的,在第二基体上设置有与纵向横向地延伸的止挡面(79; 图5),所述止挡面可以与止挡区段36b产生贴靠。通过在第二基体的坯件的U型臂的端侧 上进行相应地铣削来制造所述止挡面。此外,应当指出,刮擦凸起36a以很小的距离与第二 组件60的第二滚动面(61a;图2)匹配。借助于此,可以从第二滚动面上去除异物、如金属 屑,从而使得金属屑不会进入到滚动体循环运行装置中并且在那里造成损害。在第一基体40的第一纵向区段40a中设置有用于容纳驱动组件的电动机(101 ; 图4)的电动机凹槽55。电动机凹槽55完全借助于铣削加工制造,因为在此在第一基体 40的坯件中存在用于滚动导向装置的预压力调节的调节机构的弯曲弹性的连接条(47 ;图 2)。第一基体40的外表面在第一纵向区段40a中从挤压坯件开始不再进行加工。该轮廓
9必须相应地在第二纵向区段40b中铣削掉,以便提供第一滚动面部分的容纳凹槽(48 ;图 2)。在电动机凹槽55旁边设置有螺母凹槽56,所述螺母凹槽56在第一组件30的整 个长度上延伸,其中,螺母凹槽56与电动机凹槽55共同形成用于容纳驱动组件(90 ;图4) 的驱动腔。螺母凹槽56用于容纳驱动组件的丝杆(95 ;图4)和第二组件的相对应的推管 (80 ;图5)。螺母凹槽56以及电动机凹槽55至少部分地设置在第二基体的U型臂的高度 区域(73 ;图2)中,使得线性运动装置具有特别小的结构高度。电动机凹槽55通过换气凹槽57与螺母凹槽56连通,其中,所有所述凹槽通过驱 动组件(90 ;图1)气密地遮盖。相应地,在第二组件驶入时由于螺母凹槽56中的螺母和推 管(80 ;图5)的运动而受到排挤的空气通过换气凹槽57流入到电动机凹槽55中,并在电 动机凹槽55中流过电动机(101 ;图4)并且通过横缝54流出。在第二组件驶离时出现相 反的流动方向。通过空气在电动机旁流过来冷却电动机,从而可以使用具有高功率密度的 特别小的电动机。图3a示出第一组件的第二实施方式30a。所述第二实施方式30a与根据图3的 第一实施方式30的不同之处仅仅在于中间纵向区段31c中的可调节的第一滚动面部分 31不是支撑在第一基体40上。采取这一措施旨在通过相对较长的第一滚动面来阻止滚动 体阻塞。选择第一滚动面的大的长度,由此所述第一组件30a可以刚性地承受高的转矩负 载。所述中间纵向区段31c通过以下方式形成,即在所述区域中基体40几乎被完全铣 除,从而形成第一基体40的第一调节区段45a和第二调节区段45b,所述第一调节区段45a 和第二调节区段45b设置成相隔一定距离。因此,在中间纵向区段31c中,在第一滚动面部 分后面完全不存在任何可能支撑第一滚动面部分的材料;在中间纵向区段31c中,在第一 滚动面部分31和第一基体40之间存在一距离31d。因为第一滚动面部分31仅仅具有相对 较小的刚性,在那里运动的滚动体15仅仅经受很小的负载,从而这些滚动体在出现滚动体 阻塞时也可以滑动地推移,这立即重新消除了滚动体阻塞。第一调节区段45a和第二调节区段45b仅仅通过返回管51 —体地相互连接,在所 述返回管51中设置有返回通路(50 ;图2)。因为返回管51仅仅具有非常小的壁厚度,所以 返回管51具有相对的刚性,从而可以在很大程度上相互独立地调节第一调节区段45a和 第二调节区段45b,以便调节滚动导向装置的预应力。第一调节区段45a和第二调节区段 45b仅仅分别设置有螺栓形式的一个唯一的调节装置是有利的,因为这样可以最快速地实 施预应力调节。除此之外,第一组件的第二实施方式30a与第一实施方式30相同。这例如涉及分 离铣槽58a,借助所述分离铣槽58a在调节区段45 ;45a ;45b和第一基体40的基座区段44 之间形成分离间隙58,从而确保了调节区段的所期望的可调节性。此外,在图3a中还可以 看到紧固螺栓37,封闭板36借助这些紧固螺栓37固定在第一基体40上。最后,还需要指 出沉孔42,第一组件30 ;30a可以借助这些沉孔42固定在上级组件上。图4示出驱动组件90,所述驱动组件90可作为整体固定在第一基体的后纵向端部 上,其中,为了清楚起见,去掉了传动壳体(91 ;图1)。驱动组件90包括电动机101和丝杆 95,所述电动机101和所述丝杆95的旋转轴线95a ;101a相互平行地定向。电动机101和
10丝杆95之间的旋转驱动连接借助于循环的齿带94进行,其中,较小的第一齿带轮92设置 在电动机101上而较大的第二齿带轮93设置在丝杆95上。电动机101借助紧固螺栓105 固定在电动机板104上。所述电动机板104又可被固定在传动壳体(91 ;图1)的不同横向 位置上,从而可以通过推移电动机101来调节齿带在运行中所需的张力。电动机板104的 相应位置通过定位销106固定,所述定位销106形锁合地配合到传动壳体(91 ;图1)中。电 动机101装配有旋转传感器103,所述旋转传感器103的信号通过电线路102传输到(未示 出的)上级控制装置。上级控制装置同样通过电线路102向电动机101供给电流。此外电 动机101装配有自己的电动机壳体101b,从而使得以上所述的冷却空气在电动机壳体101b 和电动机凹槽(55 ;图3)之间流动。由此阻止通过冷却空气吸入的异物能够进入到电动机 101的内部。丝杆95包括轴承部分97和螺纹部分96。螺纹部分96是在螺纹滚压方法中制造 的滚珠丝杠的一个区段,所述滚珠丝杠相应地在其整个长度上设有一个或多个螺距95b。在 螺纹滚压中,通常制造具有数米长度的丝杆。为了形成螺纹部分96,仅仅将所述丝杆截断为 所期望的长度,而无需其它的再加工。轴承部分97与螺纹部分96的连接通过轴承部分97上的夹紧区段97b进行,所 述夹紧区段97b直接作用在螺纹部分96的螺距95b上。出于成本原因,在夹紧区域中未去 除螺距95b,因为没有这样的措施同样可以实现足够强的夹紧力。轴承部分97的夹紧区段 97b包括两个夹紧颚,这两个夹紧颚通过一缝隙97c相互分离,其中,所述缝隙97c由夹紧螺 栓100贯穿,以便产生所期望的夹紧力。 第二齿带轮93被实施为由铝制成的单独的部件并且与由钢制成的轴承部分97抗 扭转地连接。此外,在轴承部分97上设置有径向深槽球轴承98,所述径向深槽球轴承98借 助于带槽螺母99在其内圈上夹紧在轴承部分97上。径向滚动轴承98的外圈98a固定在 传动壳体(91 ;图1)中。丝杆95仅仅装配有唯一的旋转轴承。相应地,径向滚动轴承实施 为两排,因而所述径向滚动轴承具有所必需的负载能力。位于轴承部分97上的轴颈97a例 如可用于施加制动,可以借助所述轴颈97a将丝杆95置为静止。图5示出台式部件形式的第二组件60,其中,清楚起见,去掉了设置在第二基体70 的前纵向端侧12上的紧固板(82 ;图1)。第二组件60包括第二基体70,所述第二基体70 以U型的横截面沿纵向11延伸。此外,第二组件60包括与第二基体70单独构造的推管80, 所述推管80与连接条80b设置为一体,所述推管80通过所述连接条80b与第二基体70螺 纹连接。在第二组件60最后面的位置上,设置在推管80的前纵向端部上的连接条80b配 合到第一组件的连接条凹槽(59 ;图3a)中,其中,推管80同时贯穿该第一组件的推管开口 (36c;图3a)。推管80由铝制成并且是在挤压方法中制成的,其中,推管80的前端侧开口 通过由塑料制成的单独的塞堵87封闭。在推管的后纵向端部13上施加球循环螺母形式的螺纹螺母86,所述螺纹螺母86 与驱动组件的丝杆(95 ;图4)处于螺旋啮合状态。螺纹螺母86被实施为旋紧螺母的结构形 式,即螺纹螺母86在前端部上设置有内螺纹,所述内螺纹旋拧在推管80的相应外螺纹中。 为了在此确保螺纹连接的足够大的拧紧力矩,螺纹螺母86和推管80分别设置有一对相互 对置的扳手面86b ;80a。此外,在推管80的后端部13上设置有间隙密封件85,所述间隙密封件85容纳在推管80的环绕的槽中。间隙密封件85在圆周方向上中断一次,使得其可以毫无问题地安 装在推管80上。在此借助间隙密封件85基本上气密地密封螺母凹槽(56 ;图3),以便产 生以上所述的冷却空气流。于是间隙密封件85基本上密封地贴靠在螺母凹槽上。螺纹螺母86仅仅在背离推管的一侧上设置有已知的终端密封件86a,所述终端密 封件86a贴靠在丝杆(95;图4)上。在对置的端部上,螺纹螺母86是敞开的,从而形成与 推管80的内部空间的连接,所述内部空间以润滑脂填充。以此方式,确保了螺纹螺母86在 其整个使用寿命上的润滑。在图5中还可以看出,与第二滚动面部分61相同,加强筋78同样在第二组件60 的整个长度上延伸。在此,第二滚动面部分61在相对应的容纳凹槽(74;图2)中的纵向移 动通过刮擦板62和紧固板(82 ;图1)阻止。图6示出滚动体循环运行装置16,其中,为了清楚起见,已去掉了包围的第一组 件。滚动体循环运行装置16包括被设置为循环的回路形式的一列球形滚动体15。在图6 前侧承载的滚动体17在第一滚动面部分31上滚动,所述第一滚动面部分31以两个端部分 别配合到一转向组件120中,在所述转向组件120中分别仅仅设置有一个唯一的、弯曲的转 向通路(125 ;图7)。为此,每个第一滚动面部分61在两个端部上沿纵向伸出第一基体(40 ; 图3)是必需的。在图6后侧返回的滚动体18在返回通路(50;图2)中运行,所述返回通 路直接设置在第一组件的第一基体中。为了获得转向组件120和相对应的返回通路之间尽 可能好的定向,转向组件120设置有指形凸起141,所述指形凸起141配合到返回通路中。图7示出转向组件120的分解示图。转向组件120由塑料制成的第一转向件121 和第二转向件122组成,所述第一转向件121和第二转向件122在很大程度上关于接合面 123镜面对称。两个转向件121 ;122共同限定弯曲的转向通路125,所述转向通路125将第 一滚动面(31a;图2)与返回通路(50;图2)连接。弯曲的转向通路125具有圆形的横截面 形状,如此确定所述横截面形状的尺寸,使得球形的滚动体可以以小的间隙通过所述转向 通路125。在弯曲的转向通路125的与第一滚动面相对应的端部上设置有提升凸出部128, 借助所述提升凸出部128将滚动体从第一滚动面提升并且将滚动体转移到弯曲的转向通 路中。本身已知的提升凸出部128仅仅构造在第一转向件121上,从而可以以与第一滚动 面特别小的距离设置所述提升凸出部128。转向组件120相对于第一滚动面的位置通过 定向凹槽127定义,相应的第一滚动面部分配合到所述定向凹槽中。在第一和第二转向件 121 ;122上分别设置有定向凹槽127的一半,其分别与第一滚动面部分的V型臂(图11中 的31e ;31f)相对应。在弯曲的转向通路与返回通路相对应的端部上设置有由塑料制成的单独的转接 件140,参照附图8和9对所述转接件140进行更详细地描述。转接件140容纳在圆锥形的 凹槽126中,所述圆锥形的凹槽126的最小直径126a与转接件140的相对应的区段基本上 无间隙地匹配。由于所述凹槽126的圆锥形形状,在横向上为转接件140的可弯曲变形的 管150提供一些自由空间,使得所述管150可以相应地弯曲,以便补偿弯曲的转向通路125 和返回通路之间的偏差。为此,所述管150以三个指形凸起141配合到返回通路的相适配 的槽(50c ;图9)中。转接件140以可弯曲的管150的端面150a贴靠在第一基体的相对应 的端面(53a ;图3)上,从而转接件140基本上无间隙地保持在圆锥形的凹槽中。
在弯曲的转向通路的曲率中心125a中,在第一和第二转向件121 ; 122中分别设置 一个通孔124,所述通孔124由螺栓形式的紧固螺栓131贯穿。由此,一方面,将两个转向件 121 ;122固定地相互连接,而另一方面,将整个转向组件120固定在第一基体上。替代螺栓 131,例如也可以使用盲柳钉或类似的紧固螺栓,仅仅可以从一侧,即从装配侧(32 ;图3)安 装所述盲柳钉或类似的紧固螺栓。此外,在转向组件120中设置有润滑系统,所述润滑系统由第一润滑油存储体132 和第二润滑油存储体133形成,所述第一润滑油存储体132和第二润滑油存储体133由开 孔型泡沫材料制成。两个润滑油存储体132 ;133是分别借助于水束切割从板材上切下的, 从而这两个润滑油存储体132 ;133具有附壁型元件,所述附壁型元件具有基本上恒定的横 截面132a ;132b。第一润滑油存储体132具有更大的体积,因此所述第一润滑油存储体132 提供润滑油存储体积的主要部分。在第一润滑油存储体132上一体地设置涂覆区段132b, 所述涂覆区段132b伸入到弯曲的转向通路125中,从而沿着那里滚动的滚动体在涂覆区段 132b处擦过,由此润滑油由第一润滑油存储体132转移到滚动体上。第二润滑油存储体133直接在第一滚动面上顺着滑动,从而润滑第一滚动面并 且清除小的污染颗粒。相应地,第二润滑油存储体133的刮擦区段133c的外轮廓恰好适配 于第一滚动面的横截面轮廓。第一和第二润滑油存储体132 ;133的横截面平面132a ;133a 相互垂直地定向,其中第二润滑油存储体133设置有凸出部133b,所述第二润滑油存储体 133借助所述凸出部133b接触第一润滑油存储体,使得润滑油能够从第一润滑油存储体转 移到第二润滑油存储体上。在此旨在将全部存储的润滑油体积根据需要分配在两个润滑油 位置上。这可以通过所述凸出部133b的适当的尺寸,尤其是所述凸出部133b与第一润滑 油存储体132的接触面实现。仍需指出刮擦板129,相对较薄的第二润滑油存储体借助所述 刮擦板129支撑以免发生弯曲。刮擦板129以小的距离构造为与第一滚动面等距离,并且 完全构造在第一转向件121上,如同同样支撑第二润滑油存储体以免第二润滑油存储体发 生弯曲的提升凸出部128。借助刮擦板129也可以从第一滚动面上去除较大的异物,如果这 些异物还没有被封闭板的刮擦凸起(36a ;图3)去除。图8放大地示出转接件140。转接件140被实施为一体的并且在挤压方法中由塑 料制成。转接件140包括可弯曲变形的管150,所述管150具有基本上圆形的横截面形状, 在所述管150的前端部上设置有三个相同的指形凸起141,这些指形凸起141均勻地设置在 可弯曲变形的管150的圆周上。这些指形凸起141在其整个长度上具有U型横截面形状, 所述U型横截面形状具有基座144,从所述基座144分别直角地伸出两个U型臂145。U型 臂的端面形成用于运行穿过转接件140的球形滚动体的导向面143。U型臂145的长度从 指形凸起141的自由端部到可弯曲的管增加,从而所述导向面143相对于返回通路的走向 倾斜。在此需注意的是,指形凸起141的基座144平行于返回通路地定向,其中,所述基座 144以接触凸起147直接贴靠在返回通路中的相对应的槽(50c ;图9)的底部上。至于导向 面143关于返回通路的准确布置,参照图9的实施方式。可弯曲变形的管150具有总共六个窗151,通过这些窗151提高了所述管150的弯 曲弹性。因此,可弯曲变形的管形成用于滚动体的柔性的通路140a,通过可弯曲变形的通 路可以补偿返回通路和弯曲的转向通路之间的可能的偏差。在这些窗151之间形成的连接 条152设置在指形凸起141的U型臂145的延长部中,使得设置在那里的用于滚动体的导向面143可以不中断地继续延伸到接触片152a上。图9示出具有已安装的转接件140的返回通路50的横截面。返回通路50具有基 本上圆形的横截面形状,所述横截面形状以小的间隙适配于滚动体15。在返回通路50的 圆周上均勻分布地设置有三个槽50c。这些槽50c在返回通路50的整个长度上的延伸,因 为所述返回通路50在挤压第一基体时已经连同槽50c —起制造并且不再需要进一步加工。 在槽50c中分别容纳转接件140的指形凸起141,其中,槽50c与指形凸起141具有小的距 离。在每个指形凸起140的基座144上分别设置一个接触凸起147,所述接触凸起147分别 贴靠在槽50c的底部50d上。在此,槽50c和接触凸起147如此相互协调,使得转接件140 以小的预应力容纳在返回通路50中。槽50c的宽度50f约为球直径15a的40%,使得滚动 体15在槽50c旁仍足够在返回通路中导向。由于导向面143的弯曲的走向,在图9中还可以看出用于滚动体15的导向面143。 每个导向面的前端部分别设置为距返回通路50的中轴线50a如此远143a,从而确保所述前 端部凹陷地设置在槽50c中。因此排除了从返回通路50滚入到弯曲的转向通路中的滚动 体15可能与指形凸起141的端面146发生碰撞。指形凸起上的导向面的后端部设置为距返回通路50的中轴线50a如此远143b,使 得所述后端部由相对应的槽50c伸出一个小的长度。因此排除了从弯曲的转向通路滚入到 返回通路50中的滚动体15可能与第一基体(53a;图3)的端面发生碰撞。所述小的超出 部由于其大小很小而很难在按比例绘制的图9中看出。图10示出转向组件120的第二实施方式,其中,与图9中所示的第一实施方式120 相比,指形凸起141与第一转向件121和第二转向件122 —体地实施。相应地,在该实施例 中去掉了单独的转接件,因此第二实施方式120a稍微比第一实施方式120成本有利,但其 中必须舍弃柔性的通路(140a;图8)的优点。除此之外与第二实施方式120a相同地构造 的转向组件的第一实施方式120由于这些优点而是优选的。图11示出转向组件的第三实施方式120b,其中,第一滚动面部分31可转动地容纳 在转向组件120b中。为此目的,转向组件120b包括单独的保持件134,在所述保持件134 中设置有用于第一滚动面部分的定向凹槽127。在此,滚动面部分31被实施为具有恒定的 横截面形状的附壁型元件,如同转向组件的所有其它实施方式那样,其中在第一滚动面部 分的两个端部上设置有平坦的纵向端面31b。第一滚动面部分31的横截面形状基本上是V 型的,具有第一 V型臂31e和第二 V型臂31f。在外侧上,设置有具有圆柱面134a的保持件 134,所述圆柱面134a的纵轴线延伸穿过球形滚动体的中点。圆柱面134a贴靠在剩余的转 向组件120b的适配的面130上,使得第一滚动面部分31可以围绕滚动体的中点相对于转 向组件120b转动。通过这样的措施可以将转向组件120b的同一个结构形式用于线性运动 装置的不同结构形式中。在此,借助所述转动性可以考虑各种不同的线性运动装置中的不 同空间情况。此外,除此之外被构造为与转向组件的第三实施方式120b相同的转向组件的 第一实施方式120由于低的制造耗费而是优选的。
1权利要求
线性运动装置(10),具有第一组件(30;30a)和能相对于所述第一组件线性运动的第二组件(60),其中,在所述第一组件(30;30a)上设置有至少一个沿纵向(11)延伸的第一滚动面(31a),所述第一滚动面(31a)与第二滚动面(61a)相对置,所述第二滚动面(61a)设置在所述第二组件(60)上,其中,在第一和第二滚动面(31a;61a)之间设置有一列滚动体(15),其中,所述第一组件(30;30a)包括一体的第一基体(40)和至少一个转向组件(120;120a;120b),其中,在所述第一基体(40)中设置有返回通路(50),其中,进一步在所述转向组件(120;120a;120b)中完全地设置有至少一个弯曲的转向通路(125),所述至少一个弯曲的转向通路(125)使所述第一滚动面(61a)如此地与所述返回通路(50)连接,使得所述滚动体(15)能够循环地运行,其中,在所述转向组件(120;120a;120b)上设置有至少一个凸起(141),所述至少一个凸起(141)配合到所述返回通路(50)中,其特征在于,所述返回通路(50)完全地并且直接地设置在所述第一基体(40)中,其中,所述转向组件(120;120a;120b)的凸起(141)被构造为指形地沿所述纵向(11)延伸,并且,所述返回通路(125)具有适配于指形凸起的槽(50c),所述凸起(141)配合到所述槽中。
2.根据权利要求1所述的线性运动装置,其特征在于,适配的槽(50c)在所述返回通 路(50)的整个长度上延伸,其中,所述返回通路(50c)优选地在所述整个长度上具有基本 上恒定的横截面轮廓。
3.根据权利要求2所述的线性运动装置,其特征在于,球被设置为滚动体(15),其中, 所述槽(50c)的宽度(50f)在球直径(15a)的10%和60%之间。
4.根据以上权利要求中任一项所述的线性运动装置,其特征在于,所述指形凸起 (141)具有至少一个导向面(143),所述至少一个导向面朝向所述滚动体(15),其中,所述 导向面(143)在所述指形凸起(141)的背离所述转向组件(120 ; 120a ; 120b)的前端部上被 设置成如此深地下沉到所述槽(50c)中,使得所述导向面(143)能够不与所述滚动体(15) 接触。
5.根据权利要求4所述的线性运动装置,其特征在于,所述导向面(143)被构造为相 对于所述返回通路(50)的走向倾斜,其中,所述导向面(143)在所述指形凸起(141)的前 端部上设置成比在所述指形凸起(141)的对置的后端部上离所述返回通路(50)的中轴线 (50a)更远。
6.根据权利要求5所述的线性运动装置,其特征在于,设置有球形的滚动体(15),其 中,所述指形凸起(141)具有U型的横截面形状,所述横截面形状具有基座(144)和两个U 型臂(145),在这两个U型臂(145)的端侧上各设置有一个导向面(143),其中,U型臂(145) 的长度从所述指形凸起(141)的前端部到后端部优选均勻地增加。
7.根据以上权利要求中任一项、优选根据权利要求3至5所述的线性运动装置,其特征 在于,所述指形凸起(141)至少部分地贴靠在相对应的槽(50c)的底部(50d)上。
8.根据以上权利要求中任一项所述的线性运动装置,其特征在于,设置有至少两个指 形凸起(141),所述至少两个指形凸起(141)基本上均勻分布地设置在相对应的返回通路 (50c)的圆周上,其中,所述至少两个指形凸起(141)分别配合到一个单独的槽(50c)中。
9.根据权利要求8所述、优选引用权利要求5的线性运动装置,其特征在于,所述滚动 体是球(15),其中,设置有恰好三个指形凸起(141)。
10.根据权利要求8或9所述的线性运动装置,其特征在于,所有指形凸起(141)和相 对应的槽(50c)被构造成相同的。
11.根据以上权利要求中任一项所述的线性运动装置,其特征在于,设置有可弯曲变形 的管(150),所述管限定用于所述滚动体(15)的柔性的通路(140a),其中,所述指形凸起 (141)设置在所述可弯曲变形的管(150)的前端部上,其中,所述可弯曲变形的管(150)的 对置的后端部固定在所述转向组件(120 ; 120b)上,从而所述柔性的通路(140a)通到相对 应的转向通路(125)中。
12.根据权利要求11所述的线性运动装置,其特征在于,所述可弯曲变形的管(150)具 有至少一个径向的窗(151)。
13.根据权利要求12所述的线性运动装置,其特征在于,多个径向的窗(151)分布地 设置在所述可弯曲变形的管(150)的圆周上,从而这些窗(151)定义所述可弯曲变形的管 (150)中的连接条(152),其中,所述连接条(152)设置在所述指形凸起(141)的延长部中。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的线性运动装置,其特征在于,所述指形凸起 (141)和所述可弯曲变形的管(150)被一体地构造为单独的转接件(140)的形式。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的线性运动装置,其特征在于,所述可弯曲变 形的管(150)被容纳在所述转向组件(120 ; 120b)的圆锥形的凹槽(126)中。
16.根据权利要求15所述的线性运动装置,其特征在于,所述可弯曲变形的管(150)的 与所述指形凸起(141)相邻的端面(150a)贴靠在所述第一基体(40)上。
全文摘要
本发明涉及一种线性运动装置,具有第一组件和能相对于第一组件线性运动的第二组件,其中,在第一组件上设置有至少一个沿纵向延伸的第一滚动面,第一滚动面与设置在第二组件上的第二滚动面对置,在第一和第二滚动面之间设置有一列滚动体(15),第一组件包括一体的第一基体以及至少一个可作为整体装配的转向组件(120),在第一基体中设置有返回通路,进一步在转向组件中完全地设置有至少一个弯曲的转向通路,转向通路将第一滚动面如此地与返回通路连接,使得滚动体(15)能够循环地运行,在转向组件上设置有至少一个凸起(141),至少一个凸起配合到返回通路中。根据本发明,返回通路完全地并且直接地设置在第一基体,其中,返回通路在整个长度上具有恒定的横截面轮廓,转向组件(120)的凸起(141)被实施为指形的,返回通路具有适配于指形凸起的槽,凸起(141)配合到槽中。
文档编号F16C29/06GK101949409SQ20101011483
公开日2011年1月19日 申请日期2010年2月20日 优先权日2009年2月16日
发明者B·凯勒, S·菲斯特 申请人:罗伯特·博世有限公司
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