直線滾動軸承的製作方法

2023-05-04 15:19:26

專利名稱：直線滾動軸承的製作方法
直線滾動軸承
本發明涉及一種直線滾動軸承，其中滑架可以在導軌上縱向移動 地引導。
例如DE 44 13 373就公開了一種直線滾動軸承，其中滑架以縱向 可移動的方式布置於導軌上。滑架設有多個循環的滾動體通道，用於 滾動體循環運轉。每個滾動體通道包括負荷段、回程段以及兩個將負 荷段與回程段連接的轉向段。滾動體在負荷段內在導軌和滑架的滾道 上滾壓。在回程段內滾動體不承受負荷引導返回。在轉向段內滾動體 從負荷段轉向至回程段，或者相反。每個轉向段具有設有內轉向道的 內轉向部分，以及設有外轉向道的外轉向部分。外轉向部分整體成型 於塑料滑架的頂部構件上。內轉向部分構成在單獨的塑料構件上，該 塑料構件與頂部構件一樣端側地固定於滑架的支承體上。尤其在較高 的運轉速度情況下，運轉的滾動體將較大的離心力作用於轉向段上。
在通過負荷區域之後，為了循環運轉，必須提升滾動體使其離開 導軌並且進入轉向區域之中。為此外轉向部分可以設有提升斜面，在 該提升斜面上滾動體被抬離導軌。如果由塑料以注塑方法製成頂部構 件，通常選用可以毫無問題地固定在支承體上的耐磨硬塑料。那麼所 述提升斜面同樣由這種耐磨塑料形成。當然這樣也存在下述風險，即 提升斜面因其硬度和脆性而為破碎所危及。尤其在滾動體速度較大時 存在這種破碎危險。而提升斜面破碎或提升斜面的磨損會影響滾動體 在運轉通道內的運動特性，結果導致直線滾動軸承提前失效。
本發明的任務在於，闡述一種符合權利要求1前序部分所述特徵 的直線滾動軸承，該直線滾動軸承可以簡單製造，並且其中尤其保證 滾動體毫無問題地轉向至轉向段內。根據本發明通過權利要求l所述的直線滾動軸承得以解決本任務。
使用具有不同撓曲率的兩種材料一方面可以將頂部構件毫無問題
地固定於支承體上。因為頂部構件的支撐部分由一種具有較小撓曲率 的較硬的材料所形成。因此支撐部分構成賦予頂部構件機械穩定性的 骨架。這裡可以使用通常被使用的塑料。與此相反，而尤其是帶有提 升斜面的外轉向部分，根據本發明由具有較大撓曲率的第二種材料形 成。
對於外轉向部分第二種材料優選具有從數量上看大於0.15的撓曲 率。對於支撐部分優選設置有這樣的材料，即其撓曲率從數量上看小 於0.15，最好小於O.l。
如果設置塑料材料作為材料，則斷裂伸長率與斷裂應力值均應參 照製造商的規定，它們通常符合ISO 527-1/-2。
迄今為止通常將較硬的耐磨塑料用於外轉向部分，而本發明所採 用的是一種完全不同的方法。根據本發明所推薦的材料尤其是塑料與 迄今為止所使用的用於該使用目的塑料相比，明顯較軟或者更加柔韌。 在高速條件下進行運行試驗表明，根據本發明設置的用於外轉向部分 的材料由於類似於橡膠的材料特性，尤其在轉向區域內減弱所出現的 滾動體的衝撞，不會因為有這種減振作用而出現值得重視的磨損。盡 管較為柔軟的材料其抗拉強度可能有所減小，但是需要突出強調的是， 尤其在轉向部分的磨損相對於已知的滑架明顯減少了。相對於已知的 直線滾動軸承而言，根據本發明的直線滾動軸承在高速應用情況下的 使用壽命明顯提高。
上述的撓曲率值0.15確定撓曲率下限，而撓曲率的上限通過下述 方法確定，即使得不會因為作用的離心力而出現特別是外轉向部分的塑性變形。
以杜邦公司的熱塑性聚酯Hytrel 5555HS作為外轉向部分的材料 取得了良好的結果。製造商指明這種塑料具有約為42 Mpa的斷裂應力 以及約為520%的斷裂伸長率。這裡得出約為12.3的係數。在這種根 據本發明特別適用的材料情況下清楚地得到，斷裂伸長率比已知(用 於製造轉向部分而設置的)的塑料大得多。例如在纖維增強的PBT中 斷裂伸長率約為3%。
以斷裂應力小於60Mpa的材料獲得了良好的試驗結果。同樣通過 斷裂伸長率大於10%、優選大於100%的塑料也觀察到良好的結果。 尤其是斷裂應力小於60Mpa且斷裂伸長率大於100%的塑料展示出極 其優異的特性，該塑料在轉向區域內承受滾動體的離心力，而沒有發 現在外轉向部分上有值得重視的磨損。
與此相反，對於支撐部分則設置有撓曲率最好明顯小於0.15的材 料。例如玻璃纖維增強的PA66在此達到約為0.07的值。這些剛性材 料以有利的方式適合作為柔軟的外轉向部分的支撐結構。這些支撐部 :':可以用已知方法沒有問題地固定於滑架的支承體上。
已知的多組分注塑技術可以藉助形成第一種和第二種材料的兩種 不同塑料在同一個注塑模具內注塑根據本發明的頂部構件。以這種方 式形成的直線滾動軸承，在這種直線滾動軸承中，尤其可在高速應用 情況下確保，當在較高運轉速度情況下將滾動體抬離導軌並且在外轉 向部分的提升斜面上將其提升到轉向段之中時，避免損傷外轉向部分。 如此選擇用於外轉向部分的材料，以保證在充分的形狀穩定性的情況 下的足夠的彈性。
當滾動體在較高速度情況下被從導軌上抬離並且被移位至轉向道 中時，由柔韌的或柔軟材料形成的外轉向部分可以緩衝滾動體的衝擊。通過彈性材料在轉向部分內的變形功實現緩衝。同時較軟的材料還具 有減少噪聲、減小轉向段磨損的優點。
這種優選整體成型到外轉向部分上的提升斜面的彈性實施方式， 可以基於其柔韌的構成很好地吸收滾動體的衝擊。
頂部構件以其朝向支承體的裝配側優選緊貼在支承體的端側上。 在此頂部構件的裝配側以有利的方式在同樣由第二種材料所形成的覆 蓋層上形成，該覆蓋層構成在頂部構件的支撐部分上。該覆蓋層同樣 可以毫無問題地以及沒有困難地以多組分注塑方法與支撐部分共同注 塑。因此該柔軟的覆蓋層布置在頂部構件支承性的支撐部分的較硬部 件與滑架的支承體之間。由此該柔軟的覆蓋層還具有對整個系統進行 附加減振的優點。
除了上述可以減少噪聲以及構成柔韌的提升斜面的有利效果之 外，在應力作用下緊貼在導軌上的提升斜面的密封唇此外還可使得滾 動體運轉通道內的潤滑材料不再從滾動區域內溢出。因此可以省去費 用不菲的雙唇密封件作為附加元件。
在所有上述情況下，還可以用常見的方式在頂部構件上附加構成 前刮垢器。於是這種前刮垢器同樣由具有較大撓曲率的第二種材料形 成，其中，這裡也適用的是，該前刮垢器可以在注塑過程中與外轉向 部分和支撐部分一起以多組分注塑方法、在一道工序中製成。


以下將依據總共五個圖中所示的實施例，對本發明進行詳細解釋。
其中
圖1示出根據本發明的直線滾動軸承的俯視圖，
圖2 示出根據本發明的直線滾動軸承的截面圖，
圖3到5以不同剖面位置示出根據本發明的直線滾動軸承的相應部分。
在圖1至4中所示的根據本發明的直線滾動軸承具有在導軌2上
縱向移動地引導的滑架1。滑架1包括支承體3以及在端部凸緣式安 裝到支承體3上的頂部構件4。
大致呈U形地構成的滑架1藉助其兩個側緣5在導軌2的兩個縱 向側包圍軌道2。每一個頂部構件均設有對應的側緣段6以及連接兩個 側緣段6的背部7。 -
滑架1設有四個循環的運轉通道8，其中每兩個相互疊置並且在滑 架1的側緣5上構成。由球體形成的滾動體9在每一個運轉通道8中 運轉。運轉通道8具有負荷段10、回程段11以及兩個將回程段11與 負荷段IO連接的轉向段12。負荷段10與回程段11在圖2中示出。側 緣5的其中一個轉向段12在圖1中示意性示出，其中，每一個轉向段 具有外轉向部分13和內轉向部分14，其中外轉向部分13設有外轉向 道15並且內轉向部分14設有內轉向道16。
圖3至5中所示為頂部構件4的各種剖面，下面對其進行詳細解釋。
圖3示出其中一個側緣5以及被剖切的背部7的一部分。根據本 發明的頂部構件4由兩種塑料形成，其中應用兩種塑料。第一種塑料 是具有較小撓曲率的第一種材料並且第二種塑料是具有與此相反較大 撓曲率的第二種材料。
圖3至5中的灰色陰影部分表示第一種塑料。圖3至5中以淺色 (沒有陰影)表示具有較大撓曲率的第二種塑料。附圖3示出，頂部構 件4具有支撐部分17，支撐部分17由具有較小撓曲率的第一種材料形 成。外轉向部分13由具有較大撓曲率的第二種材料形成。本實施例中用於支撐部分的第一種塑料由玻璃纖維增強的PA66所形成以及用於
外轉向部分的第二種塑料由熱塑性聚酯Hytrel5555HS所形成。
頂部構件4在其朝向支承體3的裝配側上設有覆蓋層19。該覆蓋 層19同樣也由第二種塑料(前述的Hytrel 5555HS)所形成。覆蓋層 19和外轉向部分13在本實施例中相互連接成整體。但也可以考慮，在 同一個注塑模具中，覆蓋層19不與外轉向部分13整體連接。即使在 這種情況下，也能保證甩多組分注塑方法在一道工序中注塑成型頂部 構件。覆蓋層19在圖3中作為沒有陰影的淺色覆蓋可以清晰識別。
圖4示出頂部構件4另一個剖面圖。在此，以放大剖面圖示出外 轉向部分13，其中在此可以看出，外轉向部分13作為覆蓋層19的一 部分成型於支撐部分17上。此外從圖4還可看出，設有提升斜面18。 當滑架布置在導軌上時，該提升斜面18以密封唇20在較小應力下緊 貼在導軌2的滾道上。該密封唇20以優選的方式能夠使得設置在運轉 通道8內的潤滑劑不會流出或者僅被減少地流出，因為從導軌滾道過 渡至轉向段12的區域得到保護。該密封唇20同樣也由具有較大撓曲 率的第二種材料形成，且同樣以多組分注塑方法在同一個注塑過程中 製成。
無論在圖3還是圖4中可清除地識別前刮垢器21，這些刮垢器設 置在頂部構件4的背離支承體3的端側上，並且緊貼在導軌2上。前 刮添器21同樣也由具有較大撓曲率的第二種材料形成。前刮垢器21 也可以在製造頂部構件4時以多組分注塑方法，在同一個工序中形成。
在頂部構件4的裝配側上注塑成型的覆蓋層19形布置滑架1的通 常由鋼所形成的支承體以及頂部構件4的支撐部分17之間的中間層。 由於該覆蓋層19用較軟的塑料(具有較大撓曲率的第二種材料)形成， 因此有利於整個系統的減振；通過覆蓋層19可明顯減少頂部構件4和 支承體3之間的結構聲傳播。在這裡所示的根據本發明的實施例中，頂部構件以多組分注塑方
法在一道工序中製成，如果將支撐部分和外轉向部分製成為單獨的部
分並且然後將其相互連接，也能替代性地製成根據本發明的頂部構件。
以根據本發明的方法，也可以在這種改變後的根據本發明的實施方式
中，由具有較大撓曲率的第二種材料形成外轉向部分，由具有較小撓 曲率的第一種材料形成支撐部分。
在這種情況下也可以考慮，支撐部分可由金屬(例如鋼)來製造， 並且由塑料製成的外轉向部分可以注塑成型到支撐部分上。附圖標記清單
1 滑架
2 導軌
3 支承體
4 頂部構件
5 側緣
6 側緣段
7 背部
8 運轉通道
9 球
10負荷段 10a滾道 10b滾道 11回程段 12轉向段
13 外轉向部分
14 內轉向部分 15外轉向道 16 內轉向道 17支撐部件 18提升斜面
19 覆蓋層
20 密封唇 21前刮垢器
權利要求
1. 直線滾動軸承，具有在導軌(2)上以可移動的方式滾動安置的滑架(1)，所述滑架(1)具有支承體(3)且在所述支承體(3)的兩個端側各有一個頂部構件(4)，其中，滾動體在所述滑架(1)的至少一個循環的運轉通道(8)中循環運轉，其中，所述運轉通道(8)具有負荷段(10)，在所述負荷段(10)中所述滾動體能夠承受負荷地在所述導軌(2)和所述滑架(1)的滾道(10a、10b)上滾壓，並且所述運轉通道(8)具有回程段(11)，在所述回程段(11)中所述滾動體不承受負荷地被引導返回，並且所述運轉通道(8)具有兩個將所述負荷段與所述回程段環形地連接的轉向段(12)，其中，在所述轉向段(12)的外轉向部分(13)和內轉向部分(14)之間令所述滾動體轉向，並且其中所述外轉向部分(13)設置在所述頂部構件(4)上，其特徵在於，所述頂部構件(4)具有支撐部分(17)，所述支撐部分(17)由一種具有較小的撓曲率的第一材料形成，並且設置在所述支撐部分(17)上的所述外轉向部分(13)由具有較大的撓性第二種材料形成，其中，通過由斷裂伸長率相對於斷裂應力的比例得出的係數表示撓曲率，其中以百分比表示斷裂伸長率並且以兆帕表示斷裂應力。
2. 根據權利要求1所述的直線滾動軸承，其中設置用於所述外轉 向部分(13)的所述第二種材料具有從數量上看大於0.15的撓曲率。
3. 根據權利要求1所述的直線滾動軸承，其中設置用於所述支撐 部分(17)的所述第一種材料具有從數量上看小於0.15、優選小於O.l 的撓曲率。
4. 根據權利要求1所述的直線滾動軸承，其中以多組分注塑方法 製造由塑料製成的所述頂部構件(4)，其中， 一種組分通過用於所述 支撐部分(17)的所述第一種材料形成並且另一組分通過用於所述外 轉向部分(13)的所述第二種材料形成。
5. 根據權利要求1所述的直線滾動軸承，其中，所述頂部構件(4)以其朝向所述支承體(3)的裝配側緊貼在所述支承體(3)的所 述端側上，其中，所述頂部構件(4)的所述裝配側在由所述第二種材 料所形成的覆蓋層(19)上形成，所述覆蓋層(19)在所述頂部構件 (4)的所述支撐部分(17)上構成。
6. 根據權利要求1所述的直線滾動軸承，其中所述外轉向部分 (13)具有提升斜面(18)，所述提升斜面(18) —直延伸到所述導軌 (2)的所述滾道(10)。
7. 根據權利要求6所述的直線滾動軸承，其中，所述外轉向部分 (13)設置在由所述第二種材料所形成的所述覆蓋層(19)上，所述覆蓋層(19)固定於所述支撐部分(17)上。
全文摘要
直線滾動軸承，具有可在導軌(2)上移動地滾動安置的滑架(1)，所述滑架(1)具有支承體(3)且在支承體(3)的兩個端側各有一個頂部構件(4)，其中，滾動體在滑架(1)的至少一個循環運轉通道(8)中循環運轉；其中運轉通道(8)具有負荷段(10)，在負荷段中滾動體可承受負荷地在導軌(2)和滑架(1)的滾道(10a、10b)上滾壓，並且運轉通道(8)具有回程段(11)，在回程段中滾動體不承受負荷地引導返回，並且運轉通道(8)具有兩個將負荷段與回程段環形地連接的轉向段(12)；其中，在轉向段(12)的外轉向部分(13)和內轉向部分(14)之間使滾動體轉向；並且其中外轉向部分(13)設置在頂部構件(4)上，其中頂部構件(4)具有支撐部件(17)，該支撐部件(17)由一種具有較小的撓曲率的第一材料形成並且設置在支撐部件(17)上的外轉向部分(13)由具有較大的撓曲率的第二種材料形成，其中，通過由斷裂伸長率相對於斷裂應力的比例得出的係數表示撓曲率，其中以百分比表示斷裂伸長以及以兆帕表示斷裂應力。
文檔編號F16C29/06GK101443566SQ200780017014
公開日2009年5月27日 申請日期2007年5月3日 優先權日2006年5月11日
發明者派屈克·丹尼爾 申請人:謝夫勒兩合公司