AT390484B

AT390484B - Rollenumlaufschuh

Info

Publication number: AT390484B
Application number: AT0053485A
Authority: AT
Original assignee: Magyar Goerdueloecsapagy Mueve
Priority date: 1984-02-22
Filing date: 1985-02-22
Publication date: 1990-05-10
Also published as: CS258470B2; FR2559859A1; DD231832A5; SU1479008A3; BG45554A3; GB8504590D0; GB2156010B; ATA53485A; HU189053B; FR2559859B1; CS131585A2; DE3506036A1; PL145607B1; YU27285A; GB2156010A; PL252091A1; HUT35808A

Description

Nr. 390 484

Die Erfindung betrifft einen Rollenumlaufschuh zur genauen geradlinigen Führung von aneinander bewegbaren Maschinenteilen mit einem Grundkörper, einer Anzahl in Umlauf versetzbaren lastübertragenden Rollen und zugehörigen Bauteilen, welche gerade Abschnitte einer in sich geschlossenen Rollenlaufbahn bilden, Laufbahnabschnitten für die Bewegungsumkehr der Rollen, Seitenführungen zum geradlinigen Führen der Rollen 5 und Halteeinsätzen zum Verhindern des Herausfallens der Rollen aus dem Rollenumlaufschuh in dessen nicht eingebautem Zustand.

Eine Gruppe von bekannten Rollenumlaufschuhen, für welche die Konstruktionen nach den DE-OS 21 21 847 und 22 02 085 typisch sind, weist Abstandhalter zwischen den Rollen auf. Bei Verzicht auf solche Abstandhalter wird eine besondere Führung der Abstandhalterelemente entbehrlich und durch die dann 10 mögliche dichtere Anordnung von Rollen ist eine höhere Tragfähigkeit erzielbar. Bei den vorerwähnten bekannten

Konstruktionen wurden Maßnahmen zur Verminderung von dynamischen Kraftwirkungen an den Anschlußstellen zwischen dem Laufbahnabschnitt für die Bewegungsumkehr der Rollen und dem geraden tragenden Laufbahnäbschnitt getroffen. Zu diesem Zweck wurden die Endbereiche des geraden Laufbahnabschnittes entweder elastisch nachgiebig ausgebildet oder je mit einer in Längsrichtung keilförmig verlaufenden Ausnehmung von 15 geringer Tiefe versehen. Allerdings besteht dabei die Gefahr, daß einige dieser Ausbildungen die Ausgangspunkte von beginnenden Ermüdungsrissen bilden können.

Ein Teil der den bekannten Rollenumlaufschuhen anhaftenden Nachteile ist bereits bei der Konstruktion nach der HU-PS 178 294 bzw. der GB-PS 2 061 405 der Patentinhaberin beseitigt, bei der keine Abstandhalter zwischen den Rollen und keine Ausschnitte an den Endbereichen der geraden Laufbahnabschnitte vorhanden sind. 20 Doch diese Konstruktion eines Rollenumlaufschuhes weicht wesentlich von der Lösung gemäß der vorliegenden Anmeldung ab. Einerseits weist die bekannte Konstruktion verschiedene komplizierte Bauteile auf, die an der wesentlichen Funktion nicht unmittelbar beteiligt sind und in der Herstellung teuer sind, und anderseits erfordert das Zusammenfügen komplizierter und gegliederter Bauteile in überflüssiger Weise eine Anzahl von Verbindungselementen und bildet eine Quelle für Ungenauigkeiten der Einstellung. 25 Die in der erwähnten HU-PS 178 294 bzw. in der GB-PS 2 061 405 als Vorteil genannte Gestaltung des Grundkörpers, wonach die tragende Lauffläche mit anderen, verschiedene Rillen und Löcher aufweisenden Flächen des Grundkörpers in einer Ebene liegt, ist durchaus unvorteilhaft, weil beim Bearbeiten dieser Flächen durch Planschleifen in der Linie der Löcher auf Grund ihrer Wirkung auf die Regelung der Schleifscheibe eine merkliche Oberflächenwelligkeit entsteht. 30 Ausschließlich das Läppen sichert eine Verringerung oder Entfernung dieser Oberflächenwelligkeit, weil es die Lebensdauer und Genauigkeitseigenschaften des Rollenumlaufschuhes nicht beeinflußt. Die Lebensdauer der durch hochgenaues Planschleifen fein bearbeiteten Lauffläche wird nicht durch das Läppen, sondern durch die Wirkung des Kollems der Rollen beeinflußt

Schließlich wurde bei dem früheren Vorschlag noch nicht die richtige Lösung zum Ableiten und Zurückfühlen 35 der Rollen von dem bzw. auf den tragenden Laufbahnabschnitt erkannt wofür eine wohlüberlegte Ausbildung der Übergangsstrecken erforderlich ist

Die Erfindung zielt darauf ab, einen Rollenumlaufschuh zu schaffen, bei dem die Nachteile der bekannten Konstruktionen vermieden sind, dessen tragender Laufbahnabschnitt ökonomisch und mit hoher Genauigkeit bearbeitbar ist und an dem erforderliche zusätzliche Bauteile einfach und sicher anbringbar sind. 40 Zur Lösung dieser Aufgabe besteht bei einem Rollenumlaufschuh der eingangs angegebenen Art die Erfindung im wesentlichen darin, daß der Grundkörper Haltenuten zum Anbringen der Halteeinsätze ohne Verwendung irgendwelcher Befestigungselemente aufweist. Dadurch werden periodische Unterbrechungen in Längsrichtung des tragenden Laufbahnabschnittes beiderseits desselben, wie sie beispielsweise durch Gewindebohrungen beiderseits der Laufbahn entstünden, vermieden und es wird keine Störung der Feinbearbeitung 45 der Laufbahn verursacht

Sind Bohrungen beiderseits der Laufbahn dennoch für andere Zwecke als für die Anbringung von Halteeinsätzen oder Seitenführungen erforderlich, dann ist es zweckmäßig, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der im Querschnitt mittlere, tragende Laufbahnabschnitt des Grundkörpers bezüglich der Ebene von seitlichen Schultern für die Köpfe von Befestigungsschrauben um eine Abstufung vorragt, welche Schultern den 50 Grundkörper gegen die Laufbahnflächen von Laufschienen abgrenzen. Es kann dann die Feinbearbeitung des tragenden Laufbahnabschnittes unabhängig und ungestört von der Oberflächenstruktur der umgebenden Bereiche vorgenommen werden.

Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Rollenumlaufschuhes besteht darin, daß zur gleichförmigen und allmählichen Lastaufnahme der tragende Laufbahnabschnitt des Grundkörpers mit über 55 Übergangsbögen mit definierter Höhe angeschlossenen Einlaß- und Auslaßabschnitten versehen ist. Auf diese

Weise ist eine weitestgehend stoßfreie Zuführung und Ableitung der Rollen zum bzw. vom tragenden Laufbahnabschnitt erzielbar, ohne daß von der Konstruktion her die Gefahr von Ermüdungsbrüchen u. dgl. besteht.

Die erfindungsgemäße Konstruktion basiert auf der Annahme, daß hinsichtlich der Hauptfunktionen, nämlich 60 der Übertragung von Belastung und Leistung, der Rollenumlaufschuh zwei Hauptteile umfaßt, nämlich den Grundkörper und die Rollen.

Die Anzahl der für Hilfsfunktionen verwendeten Bauteile ist auf ein Minimum herabgesetzt und deren -2-

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Konstruktion genügt den Erfordernissen für eine wirtschaftliche Massenfertigung mit hoher Genauigkeit.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, welche Ausführungsformen des Rollenumlaufschuhes zeigen, näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Unteransicht des erfindungsgemäßen Rollenumlaufschuhes auf die Arbeitsfläche; Fig. 2 eine Seitenansicht der Anordnung von Fig. 1; Fig. 3 eine Draufsicht auf die Anordnung von Fig. 1, u. zw. eine Ansicht der mit dem geradlinig zu führendem Bauteil verbundenen Fläche; Fig. 4 eine Stimansicht der Anordnung von Fig. 1 in Richtung des Vorschubes; Fig. 5 einen Schnitt gemäß Linie (I-I) in Fig. 2; Fig. 6 einen Schnitt gemäß Linie (Π·ΙΙ) in Fig. 1; Fig. 7 einen vertikalen Längsschnitt gemäß Linie (ΠΙ·ΙΠ) in den Fig. 3,4, 5 und 6; Fig. 8 einen vertikalen Längsschnitt durch die Mittelebene gemäß der Linie (IV-IV) in den Fig. 3, 4, 5 und 6; Fig. 9 den Grundkörper des Rollenumlaufschuhes im Querschnitt; Fig. 10 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit (B) in Fig. 6 mit der gegenseitigen Anordnung des Grundkörpers, der darin zurücklaufenden Rollen und eines Halters; Fig. 11 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit (A) in Fig. 6 mit der gegenseitigen Anordnung des Grundkörpers, der auf dem tragenden Laufbahnabschnitt laufenden Rollen und einer Seitenführung; Fig. 12 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit (C) in Fig. 8 mit der gegenseitigen Anordnung des Einlasses der Rollen zum tragenden Laufbahnabschnitt des Grundkörpers sowie eines Umlenkansatzes mit einer Laufbahn zum Zurückführen der Rollen an dieser; Fig. 13 einen horizontalen teilweisen Längsschnitt gemäß der Linie (V-V) in Fig. 2, und Fig. 14 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rollenumlaufschuhes mit einer völlig abgedichteten Rückführbahn für die Rollen.

Wie aus den Zeichnungsfiguren ersichtlich, sind die Hauptbestandteile des Rollenumlaufschuhes ein Grundköiper (1), Rollen (5) sowie eine Seitenführung (2).

Der Auslaß, der Einlaß und die Bewegungsumkehr der Rollen werden durch Endführungen (6) und Umlenkansätze (4) bewirkt. Halteeinsatze (3) können das Herausfallen der Rollen (5), die in von den Flächen (d-n^) des Grundkörpers (1) geformten Führungsrillen gehalten sind, aus dem vollständig zusammengebauten, aber noch nicht eingebauten Rollenumlaufschuh verhindern. An der gegenüberliegenden Laufschienenfläche (g) wird die gleiche Funktion von Halterändem (nj) der Seitenführungen (2) erbracht, welche die Rolle (5) in einer von den Führungsflächen (mj) der Seitenführungen (2) geformten Führungsrille und den tragenden Laufbahnabschnitt (b) des Grundkörpers (1) halten.

Stopfen (7) verschließen die zum Einführen von Schmiermittel vorgesehenen Löcher der Endführungen (6). In den Endführungen (6) festgelegte Dichtungseinsätze (8) bewirken eine Reinigung der Laufbahn der Laufschiene (0 und verhindern das Eintreten von Schmutz in das Innere des Rollenumlaufschuhes.

Die Endführungen (6) sind am Grundkörper (1) mittels Endführungsschrauben (9) befestigt.

Die Befestigung des Rollenumlaufschuhes an der Anlagefläche (e) eines beweglichen Maschinenteiles kann entweder mit Befestigungsschrauben (10) oder durch Eingriff von im beweglichen Maschinenteil vorgesehenen Befestigungsschrauben in im Grundkörper (1) ausgebildete Muttergewinde (M) erfolgen.

Der Querschnitt durch den Grundkörper (1) (Fig. 9) zeigt alle Flächen und Eächenausbildungen, welche für einzelne Bauteile des Rollenumlaufschuhes und seine Funktion eine besondere Rolle spielen; zugleich bilden diese Flächenausbildungen die absolute Neuheit des erfindungsgemäßen Rollenumlaufschuhes gegenüber allen bekannten Konstruktionen.

Die Montagefläche (a), die den tragenden Laufbahnabschnitt des Grundkörpers (1) darstellt, ist mit der Anlagefläche (e) des beweglichen Maschinenteiles dadurch verbunden, daß die Köpfe der Befestigungsschrauben (10), die von der Schulter (c) getragen sind, den Grundkörper (1) über die Bohrungen (p) für die Befestigungsschraube unmittelbar mit dem beweglichen Maschinenteil verbinden.

Die gegenseitige Verbindung des tragenden Laufbahnabschnittes (b) und der Anlagefläche (e) ohne Verlagerung und ohne Befestigungsschrauben (10) kann auch durch Eingriff von im beweglichen Maschinenteil befindlichen Befestigungsschrauben in die Muttergewinde (M) im Grundkörper (1) erfolgen.

Die Seitenfuhrungen (2) sind mit dem Grundkörper (1) ohne Verbindungselemente durchgehend verbunden, u. zw. über Haltenuten (Zj) mit trapezförmigem Querschnitt

Die Halteeinsätze (3) sind ebenfalls mit dem Grundkörper (1) ohne Verbindungselemente durchgehend verbunden, u. zw. über Haltenuten zu mit trapezförmigem Querschnitt.

Die unbelasteten Rollen (5) werden für Endführungen (6) durch eine mit Seitenflächen (m2) und den Rückführlaufbahnabschnitt (d) des Grundkörpers (1) geformte Rückführrille in die vom tragenden Laufbahnschnitt (b) und den Führungsflächen (mj) der Seitenführungen (2) geformte tragende Rille zurückgeführt Der tragende Laufbahnabschnitt (b) ist von der Seite des Rollenumlaufschuhes im Grundkörper (1) ausgebildet und ist die sogenannte innere Laufbahnebene.

Die Ebene des tragenden Laufbahnabschnittes (b) im Grundkörper (1) hat eine Abstufung (x) gegenüber der Schulter (c) für die Köpfe der Befestigungsschrauben (10), so daß der tragende Laufbahnabschnitt (b) und die Schulter (c) unabhängig voneinander spanabhebend bearbeitet werden können, was für die Genauigkeit und die Bearbeitungszeit des Rollenumlaufschuhes förderlich ist. Die in der Schulter (c) ausgebüdeten Bohrungen (p) für die Befestigungsschrauben beeinträchtigen die Oberflächengüte des spanabhebend bearbeiteten tragenden Laufbahnabschnittes (b) nicht. -3-

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Der Grundkörper (1) ist insgesamt prismatisch mit einem Querschnitt gemäß Fig. 9 und weist in Querrichtung zwischen der Schulter (c) und der Montagefläche (a) durchgehende Bohrungen (p) für Befestigungsschrauben (10) auf, wie dies in den Fig. 5 und 7 dargestellt ist.

Der tragende Laufbahnabschnitt (b) und der Rückführlaufbahnabschnitt (d) des Grundkörpers (1) weisen in der Nähe des Einlasses und des Auslasses für die Rollen eine Formgebung entsprechend Fig. 8 und Einzelheit (C) von Fig. 12 auf. Die Ausbildung der Einzelheit (C) gilt daher in entsprechendem Sinne für alle vier Stellen des Einlasses und des Auslasses der Führung für die Rollen.

Gemäß den vorstehenden Ausführungen haben die beiden Laufbahnabschnitte (b) und (d) einen Rolleneinlaßabschnitt (V2) mit einer Höhe (U2) an der Stelle oder in der Ebene des Anschlusses des Umlenkansatzes (4), welche Abschnitte mit Übergangsradien (R2) an die Laufbahnabschnitte (b) bzw. (d) anschließen.

Der Rolleneinlaßabschnitt (v2) mit der Höhe (U2), der mit dem Übergangsradius (R2) angeschlossen ist, ist von grundlegender Bedeutung für die Betriebseigenschaften und die Lebensdauer des Rollenumlaufschuhes.

Gewindebohrungen (q) im Grundkörper (1) dienen zum Befestigen der Endführungen (6) mit den Umlenkansätzen (4), wie dies in den Fig. 7 und 13 gezeigt ist.

Die Gewindebohrungen (q) und die Bohrungen (p) für die Befestigungsschrauben stehen aus Herstellungsgründen miteinander in Verbindung.

Der Hauptzweck der Seitenführung (2) besteht, wie in der Einzelheit (A) von Fig. 11 gezeigt, darin, die Rollen (5) mittels der Führungsfläche (mj) zu führen, d. h. in der Ebene der Führungsflache (mj) in Form von Gleitreibung seitliche Kräfte aufzunehmen. Der Halterand (n·^) verhindert ein Herausfallen der Rollen (5) aus dem Rollenumlaufschuh im nicht eingebauten Zustand.

Ein Spalt (h) zwischen dem Halterand (n j) und dem Rollenzapfen (k) dient zur Verringerung der inneren Reibung.

Zwischen der durch die Seitenführungen (2) bestimmten unteren Ebene und der Führungslaufbahnfläche, die mit der Laufschienenfläche (g) für die Rollen (5), d. h. mit der äußeren Laufbahnfläche, übereinstimmt, existiert ein Spalt (yj).

Der einzige Zweck des Halteeinsatzes (3) besteht darin, ein Herausfallen der Rollen (5) aus der Rücklaufrille durch den Rand 0¾) zu verhindern, wenn der Rollenumlaufschuh nicht eingebaut ist.

Der Spalt (h) zwischen dem Rand (¾) des Halteeinsatzes (3) und dem Rollenzapfen (k) dient zur Verringerung der inneren Reibung.

Die Umlenkansätze (4) sind in den Endführungen (6) mittels eines Paßrandes (r) festgelegt und bilden eine gekrümmte Laufbahn für die Rollen (5) innerhalb der Endführungen (6).

Der konstruktionsmäßige Zusammenhang der Umlenkansätze (4) mit den übrigen Bauteilen geht aus den Fig. 8,12 und 13 hervor.

Gemäß Fig. 12 sind zylindrische Flächen der Umlenkansätze (4) mit dem Rolleneinlaßabschnitt (V2) des Grundkörpers (1) über einen Paßübergang (V3) verbunden.

Die Rollen (5) vollführen ihren geschlossenen Umlauf durch drei verschiedene Laufbahnabschnitte.

Der erste Abschnitt ist eine tragende Laufbahnrille, die vom tragenden Laufbahnabschnitt (b) des Grundkörpers, den Führungsflächen (mj) der Seitenführungen (2) sowie von der Laufbahnfläche der Laufschiene (f) begrenzt ist.

Die Rollen (5) sind nur in dem vorerwähnten Abschnitt belastet und sie übertragen die Belastung zwischen dem tragenden Laufbahnabschnitt (b) des Grundkörpers (1) und der Laufbahnfläche der Laufschiene (f) senkrecht zu diesen Oberflächen.

Seitliche Kräfte, d. h. Gleitkräfte in der Mantelfläche der Rollen (5) treten bei ungenauem Einbau des Rollenumlaufschuhes auf, u. zw. wenn der geradlinig zu führende bewegliche Maschinenteil verworfen oder verkantet wird. Diese Kräfte werden von den Seitenführungen (2) aufgenommen.

Auf dem zweiten Abschnitt erfolgt die Bewegungsumlerikung von der geradlinigen Bewegung der Rollen über einen Bogen von 180°. Die Rückführung der Rollen (5) erfolgt in der Umkehrlaufbahn in den Endführungen (6) mit den Umlenkansätzen (4).

Der dritte Abschnitt ist eine Rückführrille zwischen den Seitenflächen (n^) im Grundkörper (1) und dem Rückführlaufbahnabschnitt (d) sowie der Anlagefläche (e) für den beweglichen Maschinenteil. In diesem Abschnitt ist ein Spalt zwischen der von den Rollen (5) bestimmten oberen Hüllfläche und der

Anlagefläche (e) vorhanden. Zum Optimieren der Verteilung der Beanspruchung über die Rollen (5) und den tragenden Laufbahnabschnitt (b)sowie die Laufbahnfläche der Laufschiene (0 sind die Rollen (5) entsprechend der Darstellung in Fig. 10 geformt.

Sie sind an beiden Enden abgerundet; der Krümmungsradius (Rj) erstreckt sich über eine Länge (vj) der Abrundung und eine Höhe (uj) der Abrundung. -4-

Claims

Nr. 390 484 Die Rollenzapfen (k) stellen sicher, daß die Rollen (5) in einer Rille geführt werden können. Die Endführungen (6) sind mittels Endführungsschrauben (9) und Gewindebohrungen (q) an den Grundkörper (1) angeschlossen, wie dies in Fig. 13 dargestellt ist Fig. 14 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rollenumlaufschuhes, wobei der Halteeinsatz 5 (3) eine erweiterte Rolle spielt und nicht nur zum Halten der Rollen (5) in der Rückführrille dient, sondern auch einen vollständigen Staubschutz der Rille ergibt Eine staubdichte Schutzabdeckung (31) sitzt in den Haltenuten (zj) des Grundkörpers (1) und schließt die Rückführrille vollständig ab. Zur Vermeidung einer überflüssigen Belastung ist zwischen der Oberseite der staubdichten Schutzabdeckung (31) und der Montagefläche ein Spalt (yj) vorgesehen. 10 Das Material des Grundkörpers (1) und der Rollen (5) ist Lagerstahl hoher Festigkeit während die übrigen Bauteile mit Ausnahme der Endführungsschrauben (9) und der Befestigungsschrauben (10) aus Kunststoff oder Leichtmetall mit verschiedenen Festigkeiten und Härten hergestellt werden kann. Höhere Anforderungen an Festigkeit und Abriebbeständigkeit sind an die Seitenführungen (2) und an die Endführungen (6) zu stellen. 15 PATENTANSPRÜCHE 20 1. Rollenumlaufschuh zur genauen geradlinigen Führung von aneinander bewegbaren Maschinenteilen, mit einem Grundkörper, einer Anzahl in Umlauf versetzbaren lastübertragenden Rollen und zugehörigen Bauteüen, welche gerade Abschnitte einer in sich geschlossenen Rollenlaufbahn bilden, Laufbahnabschnitten für die Bewegungsumkehr der Rollen, Seitenführungen zum geradlinigen Führen der Rollen und Halteeinsätzen zum Verhindern des Herausfallens der Rollen aus dem Rollenumlaufschuh in dessen nicht eingebautem Zustand, 30 dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) Haltenuten (zj) zum Anbringen der Seitenführungen (2) und Haltenuten (z2) zum Anbringen der Halteeinsätze (3) ohne Verwendung irgendwelcher Befestigungselemente aufweist.
2. Rollenumlaufschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Querschnitt mittlere, tragende 35 Laufbahnabschnitt (b) des Grundkörpers (1) bezüglich der Ebene von seitlichen Schultern (c) für die Köpfe von Befestigungsschrauben (10) um eine Abstufung (x) vorragt, welche Schultern den Grundkörper (1) gegen die Laufbahnflächen von Laufschienen (f) abgrenzen.
3. Rollenumlaufschuh nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichförmigen und 40 allmählichen Lastaufnahme der tragende Laufbahnabschnitt (b) des Grundkörpers (1) mit über Übergangsbögen (R2) mit definierter Höhe (n2) angeschlossenen Einlaß- und Auslaßabschnitten (v2) versehen ist Hiezu
4 Blatt Zeichnungen 45