专利名称：导轨及其制造方法
技术领域：
本发明大体上涉及导轨，并且更具体地涉及包括基轨的导轨，其中所述基轨包含至少一个轨插入件。
背景技术：
导轨被用作为支座与支承件，以支承并引导在导轨上安装的也称为鞍架的支撑架的运动。在一些实施例中，支撑架将包括在导轨的轨道上骑坐的金属辊或者导轮。因为技术上继续力求降低重量、减少制造时间以及制造成本(尤其材料成本)同时
维持结构整体性以及误差度，所以已经开发出多种导轨结构。一种专门的结构是这样一种基轨的使用，所述基轨由重量更轻的、更便宜的基材料例如铝形成，在该基轨上安装更硬的、能耐磨的且精确公差的轨道。例如，Lyon的美国专利公开文献No. 5800065提出了一种挤出成型的基构件，在该基构件的两个相对侧上具有纵向凹槽。鞍架轨被插入到每个凹槽中。美国专利公开文献No. 5800065的启示以及公开文本全文结合在此引作参考。Kuellstaedt的美国专利公开文献No. 7300208提出了一种类似的导轨，其包括在基构件的凹槽的底部中形成的支承肋，在导轨组装的过程中，所述支承肋变形。美国专利公开文献No. 7300208强调了使得支承肋大体上平行于轨的负载传输方向的重要性。这种结构允许支承肋以蘑菇形式变形，而肋的一部分朝向肋的两侧变形，并且大体上允许以压缩的状态而非弯折的状态安置支承肋。此外，这些肋相对于轨辊插入到基构件的凹槽中的方向成角度地延伸。美国专利公开文献No. 7300208的启示以及公开文本全文结合在此引作参考。本发明的实施例提供了针对美国专利公开文献No. 5800065与美国专利公开文献No. 7300208所给出的导轨的改进。
发明内容
本发明具有多个方面，这些方面可以被要求保护并且独立地并单独地或与其它方面组合地(包括但非限于下述)是能够获得专利保护的。在本发明的一个实施例中，导轨包括基轨；至少一个从基轨的第一部分延伸的指部；以及至少一个从基轨的第二部分延伸的指部。基轨的实施例还包括抵靠着多个指部安装的轨插入件(race insert),轨插入件具有第一和第二轨道。第一轨道与至少一个从基轨的第一部分延伸的指部相关，并且第二轨道与至少一个从基轨的第二部分延伸的指部相关。此外，第一轨道和第二轨道具有不同的负载传输方向，从而第一轨道的负载传输方向与至少一个从基轨的第一部分延伸的指部非平行，并且第二轨道的负载传输方向与至少一个从基轨的第二部分延伸的指部非平行。在本发明的另一个实施例中，导轨形成方法包括以下步骤在基轨内形成第一凹槽，所述第一凹槽具有第一部分和第二部分，每个部分具有一个或多个从第一凹槽横向延伸离开的指部；并且将具有两个轨道的轨插入件安装到第一凹槽中，以使得轨插入件受压以与一个或多个指部中的每个指部接触。在至少一个实施例中，安装轨插入件包括使得一个或多个指部中的每个指部的第一部分和第二部分弯曲，从而一个或多个指部中的每个指部被推压抵靠着轨插入件。将通过以下的详细说明结合附图更加清楚本发明的其它实施例。
在此所结合的并形成了申请文件一部分的附图示出了本发明的多个方面，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中图I是根据本发明的启示的导轨的示意性实施例；
图2是图I的导轨的基轨的端视图；图3是图I的导轨的局部放大视图，示出了安装至基轨的轨插入件的安装布置结构；图4是根据本发明的启示的导轨的可选实施例；图5是图4的导轨的基轨的端视图；并且图6是图4的导轨的局部放大视图，示出了安装至基轨的轨插入件的布置结构。尽管将结合特定优选的实施例说明本发明，但是本发明并不限于这些实施例。相反地，本发明涵盖由权利要求书所限定的本发明的精神和范围内所包含的所有替代、改型和等价物。
具体实施例方式图I示出了根据本发明的启示的导轨100的实施例。导轨100包括基轨102以及一对轨插入件104、105，它们安装至所述基轨102。基轨102优选由比轨插入件104、105更轻和/或更软的材料形成。大体上，基轨102是由铝所形成的挤出成型件，并且轨插入件104、105是由钢或其它耐磨材料形成。在本发明的实施例中，轨插入件104、105形成了一哥特式拱型(gothic archprofile)，其包括轨道108至111。正如现有技术中可知的那样，在采用哥特式拱型时，由各轨道108至111所承载的滚珠轴承(未示出)将与每个轨道108至111单点接触。此外，如美国专利公开文献No. 7300208中更详细记载地，这种轨插入件104、105包括两个负载传输线(load transmission line),它们彼此相对成角度地延伸。这些负载传输线由箭头112、114表示。然而，如下所述，其它设计和外形可以被采用而仍是在本发明的范围内。轨插入件104、105在基轨102的两个相反侧内形成的凹槽116、118中安装。基轨102包括四个凸耳120。凹槽116、118被限定为基轨102的这样一些部分，这些部分位于基轨102的左侧上的两个凸耳120之间并且位于基轨102的右侧上的两个凸耳120之间。在图I和2的实施例中，凹槽116、118的形状相对于基轨102大体上是凹形的。大体上，凸耳120弯曲附着轨插入件104、105的端部，以将轨插入件104、105固定在凹槽116、118内。在组装导轨100时，轨插入件沿大体上由箭头121所示的方向被横向地插入到凹槽116、118中。每个凹槽116、118具有第一部分117以及第二部分119。凹槽116、118还包括推压指部130，从而第一部分117和第二部分119中的每个包括至少一个指部130，其中，各指部全体地被构造成支承轨插入件104、105。凹槽116、118还包括支承轨插入件104、105的推压指部130。在导轨100的组装之前，指部130大体上彼此相互平行地、并与插入方向、SP箭头121平行地并从凹槽116、118的底部横向向外地延伸。在这种结构中，各指部130并未与负载传输线112、114平行。在轨插入件104、105的安装过程中，轨插入件沿箭头121的方向被插入。在该过程中，足够的力被施加至轨插入件104、105，以使得指部130大致在弯曲的状态下变形。更具体地，与轨插入件104、105的顶部110相关的指部130朝向基轨102的顶部132弯曲，并且因此从轨插入件104、105的底部111离开地变形。类似地，与轨插入件104、105的底部111相关的指部130朝向基轨102的底部134弯曲，并且因此从轨插入件104、105的顶部110离开地变形。因而，与轨插入件104、105的顶部110相关的指部130从与轨插入件 104、105的底部111相关的指部130离开地弯曲。在该组装过程中，各指部被推压抵靠着轨插入件104、105的后表面。换句话说，各指部的末端接触轨插入件104、105的后表面并且然后随着轨插入件104、105连续地被推压到凹槽中，各指部130沿着轨插入件104、105的后表面滑动并弯曲。通过使得指部130处于弯曲的状态下，应当想到可以实现指部130的更加受控的变形。这样，应当清楚轨道108至111的误差将被更加精确地控制。在一些实施例中，使得指部130弯曲的程度是在大约5度与35度之间。此外，这种弯曲比附图中所示的可以是本身更弓形的情况。参看图2，应当清楚，所示的实施例的结构在相邻的指部130之间没有下切部，这在指部130被机加工到基轨102中时有帮助。在这种结构中，具有与插入方向121垂直延伸的旋转轴的研磨机(grinder)能够被采用，从而所有指部利用以同一方向旋转的磨轮被切割。因而，每个指部的所有材料将暴露于类似的机加工特征。如果设置下切部的话，则具有与插入方向121平行的旋转轴的磨轮将必须被插入，从而指部130的顶部和底部将由一种能够为指部130提供不同的机加工特征、例如材料流方向的轮的相反侧被研磨。在图I至3的所示的实施例中，每个轨插入件104、105包括第一后表面区段、第二后表面区段以及第三后表面区段，如140、142、144(针对轨插入件104被标号并被讨论)。第一后表面区段140和第三后表面区段144相对于第二后表面区段142非平行且非垂直成角度地延伸。在所示的实施例中，第一后表面区段140和第三后表面区段144彼此相互背离。在与第一后表面140相关的指部130变形之前，指部130的末端大体上相对于安装凹槽146 (见图2)的底部成一角度地布置，该角度大致与第一后表面区段140相对于第二后表面区段142布置的角度相同。相同的布置结构针对与第三后表面区段142相关的指部130是适用的。这样，经过基部150 (指部130自其延伸)的第一直线段151以及经过基部152 (指部130自其延伸)的第二直线段153大致与相应的第一或第三后表面区段140、144平行。此外，在所示的实施例中，没有指部130接合第二后表面区段142。这是因为后表面142大体上垂直于插入方向121。指部130用于接触这些区域将导致指部沿轴向成蘑菇状并处于一种压缩的状态中，而非处于如上所述的弯曲的状态中。这样，每个指部130横向向外大致延伸相同的距离。该距离是在指部130的同一侧所测得的，各指部在轨插入件104、105插入过程中将沿该同一侧弯曲。在组装导轨100的过程中，这种结构将有助于在所有不同的指部130中产生大致恒定的弯曲力。这种大致恒定的距离在图2中示出。此外，因为指部130并未被压缩或呈蘑菇状，所以指部130的(与指部130的悬臂长度垂直的)厚度甚至在组装的过程中仍是大致恒定的。这种大致恒定的厚度通过使得指部130处于弯曲而非压缩的状态的这种有利的结构而提供，由于指部130的更受控的变形，进一步由指部130促进了轨插入件104、105的更恒定的负载。在所示的实施例中，仅仅两个指部130与给定的后表面区段140、144相关。但是，在本发明的替代的实施例中，取决于后表面的长度以及组装过程中所期望的支承以及阻力，更多或更少的指部可以采用。在图I至3的所示的实施例中，所有与第一后表面区段140相关的指部130从与第三后表面区段144相关的指部横向离开地弯曲。这是因为第一和第二表面彼此相互背离。然而，如果不同的轮廓、例如V形轮廓被采用的话，如图4至6所示，其中各指部将位于V形轮廓以内，则与一个后表面区段相关的指部将朝向与V形轮廓的另一后表面区段相关的指 部横向地弯曲。图4示出了根据本发明的启示的导轨200。导轨200包括基轨202以及一对安装至所述基轨202的轨插入件204、205。基轨202优选由比轨插入件204、205更轻和/或更软的材料形成。大体上，基轨202是由铝形成的挤出成型件，并且轨插入件204、205由钢或其它耐磨材料形成。在本发明的实施例中，轨插入件204、205形成了一 V形轮廓，其包括轨道208至211。在该实施例中，每个V形轨插入件204、205能够包括两个负载传输线，其彼此相互成角度地延伸。这些负载传输线由箭头212、214表示。轨插入件204、205在基轨202的相反的侧部中形成的凹槽216、218中安装。基轨202包括四个凸耳220。凹槽216、218被限定为基轨202的这样一些部分，所述部分位于基轨202的左侧上的两个凸耳220之间并且位于基轨202的右侧上的两个凸耳220之间。在图4和5的实施例中，凹槽216、218的形状相对于基轨202是大体上凹形的。大体上，凸耳220弯曲附着在轨插入件204、205的端部上，以将轨插入件204、205固定在凹槽216、218中。在组装导轨200时，轨插入件沿大体上由箭头221所示的方向横向地插入到凹槽216、218 中。每个凹槽216、218具有第一部分217和第二部分219。凹槽216、218还包括推压指部230，从而每个第一部分217和第二部分219包括至少一个指部230，其中，各指部230一起被构造成支承轨插入件204、205。在导轨200组装之前，各指部230大体上彼此相互平行地、并且与插入方向即箭头221平行地、并且从凹槽216、218的底部向外横向地延伸。在这种结构中，指部230未与负载传输线212、214平行。在轨插入件204、205的安装过程中，轨插入件沿箭头221的方向插入。就像图I的实施例那样，安装过程涉及将足够的力施加至轨插入件204、205以使得指部230大致在弯曲的状态下变形。更具体地，与轨插入件204、205的顶部210相关的指部230从基轨202的顶部232弯曲离开并且因此朝向轨插入件204、205的中央变形。类似地，与轨插入件204、205的底部210相关的指部230弯曲离开基轨202的底部234并因此朝向轨插入件204、205的顶部210变形。因而，与轨插入件204、205的顶部210相关的指部230朝向与轨插入件204,205的底部211相关的指部230弯曲。在该组装过程中，指部被推压抵靠着轨插入件204、205的后表面，以使得指部弯曲。换句话说，指部的末端接触轨插入件204、205的后表面，并且然后随着轨插入件204、205连续地被推压到凹槽中，指部230沿轨插入件204、205的后表面滑动并被弯曲。如上所述，使得指部230处于弯曲的状态导致了指部230的更受控的变形，其中，轨道208至211的误差将更精确地被控制。在一些实施例中，使得指部230弯曲的程度是在大约5度与35度之间。参看图5，将清楚所示的实施例的结构没有位于相邻的指部230之间的下切部，而这在指部230被机加工到基轨230中时能够有帮助。在这种结构中，具有与插入方向221垂直的旋转轴的研磨机能够被采用，从而所有指部利用沿同一方向旋转的磨轮被切割。因而，每个指部的所有材料将暴露于类似的机加工特征。如果下切部设置的话，则磨轮将必须 旋转轴大体上平行于插入方向221地被插入，从而指部230的顶部和底部将由一种能够为指部230提供不同的机加工特征、例如材料流方向的轮的相反侧被研磨。在所示的实施例中，每个轨插入件204、205包括第一和第二后表面区段，即240、244 (参照轨插入件204标号并讨论)。第一后表面区段240和第二后表面区段244彼此相互非平行且非垂直成角度地延伸。在所示的实施例中，第一后表面区段240和第二后表面区段244彼此相向。在与第一后表面区段240相关的指部230变形之前，经过一部分指部230的末端的第一线段251大致平行于经过指部230的基部250的第二线段253。这样，在轨插入件204的组装之后，第一后表面240大致平行于第一线段251和第二线段253。类似地，经过另一部分的指部230的末端的第三线段255大致平行于经过指部230的基部252的第四线段257，从而在轨插入件204的组装之后，第二后表面区段244大致平行于第三线段255和第四线段257。这样，每个指部230横向向外延伸大致同一距离。该距离是在指部230的同一侧所测得的，各指部在轨插入件204、205插入过程中将沿该同一侧弯曲。在组装导轨200的过程中，这种结构将有助于在所有不同的指部230中产生大致恒定的弯曲力。这种大致恒定的距离在图5中示出。此外，因为指部230并未被压缩或呈蘑菇状，所以指部230的(与指部230的悬臂长度垂直的)厚度甚至在组装的过程中仍是大致恒定的。这种大致恒定的厚度通过使得指部230处于弯曲而非压缩的状态的这种有利的结构而提供，进一步由指部230促进了轨插入件204、205的更恒定的负载。在所示的实施例中，仅仅三个指部230与给定的后表面区段240、244相关。然而，在其它实施例中，取决于后表面的长度以及组装过程中所期望的支承与阻力，更多或更少的指部能够被采用。此外，与第一后表面区段240相关的所有指部230朝向与第二后表面区段244的相关的指部230横向弯曲。这是因为第一后表面区段240和第二后表面区段244彼此相向。在此所引的所有参考文献(包括公开文献、专利申请公开文献以及专利公开文献)因此相同程度地结合在此，就好像每个文献单独地且专门地将被参考并且全文结合在此引作参考。术语“一”和“一个”和“所述”等类似在说明书(尤其在权利要求书)中的采用将被理解意味着涵盖单数和复数，除非在文件中专门指出或者明显相悖。术语“包括”、“具有”以及“包含”将被理解为是开放性术语(即，意味着“包括但不限于”)，除非另外指出。数值范围的指出仅仅将用于单独提及每个落入该范围内的单独值的简写方法，除非另外指出，并且每个单独值就好像其被单独提到那样被结合到申请文件中。在此所述的所有方法能够以任何合适的次序(除非另外指出或者明显与说明书相悖)地实现。在此所提供的任何以及所有实例或示意性语言(例如)的使用仅仅是用于更好地说明本发明，并且不用于限制本发明的范围，除非另外指出。在申请文件中的语言不应当理解为表明针对本发明的实践是基本的任何非要求保护的元素。本发明优选实施例在此说明，包括为执行本发明对发明者最佳的模式。这些优选实施例的改型对于本领域技术人员在阅读说明书之后是显而易见的。发明者期望本领域技术人员按需采用改型，并且发明者期望本发明将以除在此专门说明以外的方式执行。因此，本发明包括专利法所允许的权利要求书中所提到的技术方案的所有改型和等价物。而且，上述任何元件以所有可行改型方式的组合由本发明所涵盖，除非另外指出或者明显与说明 书相悖。
权利要求
1.一种导轨，其包括 基轨； 至少一个从所述基轨的第一部分延伸的指部； 至少一个从所述基轨的第二部分延伸的指部；以及 V形轨插入件，其被安装抵靠着所述多个指部，所述轨插入件具有第一轨道和第二轨道，所述第一轨道与所述至少一个从所述基轨的第一部分延伸的指部相关，所述第二轨道与所述至少一个从所述基轨的第二部分延伸的指部相关；并且 所述第一轨道和所述第二轨道具有不同的负载传输方向，所述第一轨道的负载传输方向非平行于所述至少一个从所述基轨的第一部分延伸的指部，并且述第二轨道的负载传输方向非平行于所述至少一个从所述基轨的第二部分延伸的指部。
2.根据权利要求I所述的导轨，其特征在于，所述至少一个从所述基轨的第一部分延伸的指部以及所述至少一个从所述基轨的第二部分延伸的指部通过所述轨插入件的安装而变形为弯曲的状态。
3.根据权利要求2所述的导轨，其特征在于，所述至少一个从所述基轨的第一部分延伸的指部沿第一方向弯曲，所述至少一个从所述基轨的第二部分延伸的指部沿第二方向弯曲，所述第一方向与所述第二方向大体上彼此相互背离。
4.根据权利要求2所述的导轨，其特征在于，所述至少一个从所述基轨的第一部分延伸的指部沿第一方向弯曲，所述至少一个从所述基轨的第二部分延伸的指部沿第二方向弯曲，所述第一方向与所述第二方向大体上彼此相互朝向。
5.根据权利要求I所述的导轨，其特征在于，所述基轨包括两个在其中所形成的安装 凹槽，所述安装凹槽位于所述基轨的两个相反侧上，每个安装凹槽包括至少一个从所述安装凹槽的第一部分延伸的指部以及至少一个从所述安装凹槽的第二部分延伸的指部。
6.根据权利要求5所述的导轨，其特征在于，所述两个安装凹槽的形状相对于所述基轨大体上是凹形的。
7.根据权利要求5所述的导轨，其特征在于，所述至少一个从所述安装凹槽的第一部分延伸的指部以及所述至少一个从所述安装凹槽的第二部分延伸的指部具有大致相同的悬臂长度，并且在变形的状态中具有大致垂直于该悬臂长度的大致相同的厚度。
8.根据权利要求5所述的导轨，其特征在于，所述轨插入件具有V形的外形，并且所述轨插入件的顶点背离所述安装凹槽。
9.一种导轨的形成方法，其包括以下步骤 在一基轨内形成第一凹槽，所述第一凹槽具有第一部分和第二部分，每个部分具有一个或多个从所述第一部分横向延伸离开的指部；并且 将具有两个轨道的V形轨插入件安装到所述第一凹槽中，以使得所述轨插入件受压与所述一个或多个指部中的每个指部接触；并且 安装所述轨插入件包括使得所述第一部分和所述第二部分中的一个或多个指部中的每个指部弯曲，以使得所述一个或多个指部中的每个指部被推压抵靠着所述轨插入件。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，安装具有两个轨道的轨插入件包括安装具有两个轨道的轨插入件，每个轨道具有不同的负载传输方向，并且安装轨插入件包括沿插入方向将轨插入件插入到第一凹槽中，所述插入方向相对于两个负载传输方向是倾斜的。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，形成第一凹槽的步骤包括形成一第一凹槽，其中，所述第一凹槽的第一和第二部分中的一个或多个指部中的所有指部在安装之前大体上彼此相互平行。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤，在所述导轨内与所述第一凹槽类似地形成第二凹槽，该第二凹槽位于所述基轨的与所述第一凹槽相反的侧部中。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，形成第一凹槽和第二凹槽包括将所述第一凹槽和第二凹槽形成为所述第一凹槽和所述第二凹槽的形状相对于所述基轨大体上是凹形的。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，使得所述一个或多个指部中的每个指部弯曲的步骤基本上不会使得所述一个或多个指部中的任何一个指部压缩。
全文摘要
一种导轨，其包括基轨；至少一个从所述基轨的第一部分延伸的指部；以及至少一个从所述基轨的第二部分延伸的指部。插入件被安装抵靠着所述指部。第一轨道与至少一个从所述基轨的第一部分延伸的指部相关。第二轨道与至少一个从所述基轨的第二部分延伸的指部相关。第一轨道和第二轨道具有不同的负载传输方向，所述第一轨道的负载传输方向非平行于所述一个从所述基轨的第一部分延伸的指部，并且述第二轨道的负载传输方向非平行于所述一个从所述基轨的第二部分延伸的指部。
文档编号F16C29/04GK102762878SQ201180010207
公开日2012年10月31日 申请日期2011年1月14日 优先权日2010年1月20日
发明者R·施洛德 申请人:太平洋轴承公司