DD231832A5 - Rollenlager fuer eine geradlinige fuehrung von maschinenteilen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rollenlager zur geradlinigen Fuehrung von Maschinenteilen mit hoher Praezision. Durch die Erfindung wird mit relativ einfachen Mitteln eine rationelle Fertigung und Montage derartiger Lagerungen und eine hoehere funktionelle Betriebsdauer erreicht. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass im Hauptkoerper Seitenfuehrungsklemmrillen und Sicherungseinsatzklemmrillen so angeordnet sind, dass sie eine Verbindung des Hauptkoerpers mit den Seitenfuehrungen, die eine geradlinige Fuehrung der Rollenelemente gewaehrleisten, und den Sicherungseinsatzluecken, die ein Herausrutschen der Rollenelemente bei nicht eingebauter Rollengleitstueckstruktur verhindern, ohne Verwendung eines Hilfselementes ermoeglichen.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Rollenlager für eine geradlinige Führung von Maschinenteilen, z. B. Schlitten, Tischen usw., die sich aufeinander bewegen. Die erfindungsgemäße Konstruktion weist gegenüber den bekannten erhebliche Vorteile in bezug auf die Herstellung und die funktioneile Lebensdauer auf.

Die Vorteile werden ausschließlich durch die erfindungsgemäße Konstruktion erzielt, die sich von allen bekannten und patentierten Rollengleitstückkonstruktionen unterscheidet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ein Teil der Patentspezifikationen über Rollengieitstückkonstruktionen, z. B. US-PS 3.111.350,3.955.513, DE-PS 2.239.782, 2.416.198, 2.123.529, CH-PS 572.168 und GB-PS 1.407.387 befaßt sich mit der Ausführung von Abstandsstücken zwischen den Rollen, in anderen Patentspezifikationen werden Lösungen für die Gestaltung der im Hauptkörper vorhandenen Rillen und für die Befestigungsmethode von Stirnführungen vorgeschlagen. US-PS 3.920.289,3.915.513, DE-PS 2.116.322, 2.421.328,2.202.085 betreffen das zuletzt genannte Thema.

Es wurden Patente über die Rollengleitstückkonstruktion erteilt, die sich auf die Gestaltung von lasttragenden Flächen und die Verringerung von dynamischen Kräften konzentrieren, die an den Einlauf- und Auslaufrändern durch die Ansammlung von Schneidspänen entstehen. Solche Patente werden in den US-PS 3.977.736, CH-PS 594.148, GB-PS 1.380.221 und DE-PS 2.121.847 beschrieben.

Die GB-PS 1.472.287 und 1.474.051 betreffen Konstruktionen, die vollkommen vom Gegenstand der vorliegenden Anmeldung abweichen.

, Die in der HU-PS 178.294 beschriebene Ausführung des Rollengleitstückes unterscheidet sich gleichfalls ganz erheblich von der erfindungsgemäßen Lösung. Einerseits enthält sie verschiedene komplizierte Einzelteile, die nicht direkt am Hauptarbeitsvorgang beteiligt sind und deren Herstellung teuer ist, andererseits verlangt die Vereinigung von komplizierten und gelenkigen Einzelteilen eine Menge zusätzlicher Verbindungselemente, die zur Ursache für Ungenauigkeiten der Einstellung werden können.

Die Gestaltung des Hauptkörpers, die in der zuletzt genannten Patentspezifikation als ein Vorteil gepriesen wird und bei der die lasttragende Fläche in einer Ebene mit anderen Flächen des Hauptkörpers, in denen sich verschiedene Rillen und Bohrungen befinden, verläuft, ist auf jeden Fall ein Nachteil, weil während der spanenden Bearbeitung dieser Flächen durch Planschleifen in der Linie der Bohrungen beträchtliche Oberflächenwelligkeit infolge der Schleifscheibenregulierung entsteht. Durch den Läppvorgang wird lediglich diese Oberflächenwelligkeit verringert oder beseitigt; denn er beeinflußt nicht die Einsatzdauer und die Genauigkeitskennwerte des Rollengleitstückes.

Die Einsatzdauer, die die durch das Hochleistungs-Planschleifen erzielte Oberflächenbeschaffenheit bestimmt, wird nicht durch das Läppen, sondern den „Schling"-Effekt der Rollenelemente gewährleistet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die erfindungsgemäße Konstruktion basiert auf der Konzeption, daß die Rollengleitstückkonstruktion hinsichtlich der Ausführung der Hauptfunktionen, d. h. der Übertragung von Last und Kraft, aus zwei wichtigen Einzelteilen, und zwar dem Hauptkörper und den Rollen besteht.

Die Anzahl der für Nebenfunktionen erforderlichen Einzelteile ist auf ein Minimum beschränkt, und ihre Ausführung entspricht den für eine gewinnbringende Massenproduktion mit hoher Genauigkeit gestellten Bedingungen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird anschließend ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen echte Ausführungsformen der Rollengleitstückkonstruktion gezeigt werden.

In den Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 eine Unteransicht der erfindungsgemäßen Rollengleitstückkonstruktion, die ihre Arbeitsfläche zeigt; Fig.2 eine Seitenansicht der Konstruktion von Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht der Konstruktion von Fig. 1, d.h. eine Ansicht ihrer mit der Konstruktionseinheit verbundenen Fläche, die

geradlinig geführt werden soll; .. ._

Fig.4 eine Stirnansicht der Ausführung von Fig. 1 in den Bewegungsrichtungen; Fig. 5 eine Schnittansicht auf der Linie l-l von Fig. 2;

Fig. 6 eine Schnittansicht auf der Linie M-Il von Fig. 2;

Fig. 7 einen Senkrechtlängsschnitt auf der Linie Ill-Ill der Fig. 3,4,5 und 6;

Fig.8 einen Senkrechtlängsschnitt in der Mittelebene auf der Linie IV-IV der Fig. 3,4,5 und 6; Fig.9 einen Querschnitt des Hauptkörpers der Rollengleitstückkonstruktion;

Fig. 10 eine vergrößerte Ansicht von Detail B von Fig. 6, die Konstruktionsbeziehungen zwischen dem Hauptkörper, den darin zurückliegenden Rollenelementen und einem Halter zeigt;

Fig. 11 eine vergrößerte Ansicht von Detail Avon Fig. 6, die Konstruktionsbeziehungen zwischen dem Hauptkörper, den auf der iasttragenden Fläche laufenden Rollenelementen und der Seitenführung zeigt; Fig. 12 eine vergrößerte Ansicht von Detail C von Fig. 8, die Konstruktionsbeziehungen für die Zuführung von Rollenelementen auf die lasttragende Fläche des Hauptkörpers sowie ein bogenförmiges Einsatzstück zeigt, das so ausgeführt ist, daß eine Bahn Für das darin erfolgende Zurücklaufen der Rollenelemente gebildet wird;

Fig. 13 einen horizontalen Teillängsschnitt auf der Linie V-V von Fig. 2;

Fig. 14 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rollengleitstückkonstruktion mit vollständig abgeschlossener Rückführung der Rollen.

i/Vieausden Figuren zu erkennen ist, sind die Hauptbestandteile der Rollengleitstückstruktur der Hauptkörper 1, die ^ollenelemente 5 sowie die Seitenführung 2.

^:ür das Auslaufen, Einlaufen und die Rückführung der Rollenelemente dienen Stirnführungen 6 und bogenförmige Einsatzstücke

i. Sicherungseinsatzstücke 3 können verhindern, daß die Rollenelemente 5, die sich in durch die Flächen d-m₂ des Hauptkörpers I gebildeten Führungsrillen befinden, aus der vollständig montierten, aber noch nicht eingebauten Rollengleitstückeinheit ierausrutschen. Auf der gegenüberliegenden Seite g der Arbeitsfläche wird die gleiche Aufgabe durch Sicherungsränder η_Ί der Beitenführungen 2 erfüllt, welche die Rollenelemente 5 in der durch die Führungsflächen mi der Seitenführungen 2 und die asttragende Fläche b des Hauptkörpers 1 gebildeten Laufrille festhalten.

Stopfen 7 verschließen die in den Stimführungen 6 befindlichen Bohrungen, die für die Zuführung von Schmiermittel /orgesehen sind. In den Stimführungen 6 festgeklemmte Abstreifeinsatzstücke 8 dienen zur Säuberung der Laufbahnfläche der nihrungsschiene f und verhindern, daß Verschmutzungsstoffe in die inneren Teile des Rollengleitstückes eindringen.

Die Stimführungen 6 sind durch die Stirnführungsschrauben 9 an dem Hauptkörper 1 befestigt.

Die Befestigung des Rollengleitstückes an der Aufspannfläche e eines sich bewegenden Maschinenteiles kann entweder durch Stiftschrauben 10 erfolgen oder durch die Verbindung der in dem sich bewegenden Maschinenteil sitzenden Stiftschrauben mit dem Außengewinde M von in dem Hauptkörper 1 befindlichen Stiftschrauben.

Die Querschnittsansicht des Hauptkörpers 1 (Fig. 9) zeigt alle die Flächen und Oberflächenkonfigurationen, die im wesentlichen 3ine bestimmte Rolle hinsichtlich einiger Einzelteile des Rollengleitstückes sowie auch deren Arbeitsweise spielen; gleichzeitig stellen diese Flächenkonfigurationen die absolute Neuheit des erfindungsgemäßen Rollengleitstückes gegenüber allen bekannten Konstruktionen dar.

Die Aufspannfläche a, die die statische Last tragende Fläche des Hauptkörpers 1 bildet, ist mit der Aufspannfläche e des jeweglichen Maschinenteiles dadurch verbunden, daß die Köpfe der Stiftschrauben 10, die von einer Ansenkflächec gehalten werden, den Hauptkörper 1 durch die Stiftschraubenbohrungen ρ direkt an dem beweglichen Maschinenteil befestigen.

Die Befestigung der Iasttragenden Fläche b und der Aufspannfläche e aneinander ohne Verwindung und ohne die Anwendung Jer Stiftschrauben 10 kann auch so erfolgen, daß die in einem beweglichen Maschinenteil befindlichen Stiftschrauben mit den m Hauptkörper 1 befindlichen Außengewinden M der Stiftschraube in Eingriff gebracht werden.

Die Seitenführungen 2 sind durchgehend mit dem Hauptkörper 1 ohne irgendein Verbindungselement verbunden, allerdings Jurch die Klemmriilen Zi mit trapezförmigem Querschnitt bei einer Ausführungsart.

Die Sicherungseinsatzstücke 3 sind gleichfalls durchgehend mit dem Hauptkörper 1 ohne ein Verbindungselementverbunden, edoch durch die Klemmrillen z₂ mit trapezförmigem Querschnitt bei einer Ausführungsart.

Die nicht belasteten Rollenelemente 5 werden durch die Stimführungen 6 in der durch die Seitenflächen m₂ und die Unterfläche i des Hauptkörpers 1 gebildeten Rücklaufrille in die lasttragende Laufbahnrille, die durch die lasttragende Fläche b und die ^:ührungsflächen In₁ der Seitenführungen 2 gebildet wird, zurückgeführt. Die lasttragende Fläche b wird in dem Hauptkörper 1 von der Seite der Rollengleitstückstruktur geßildet und ist die sogenannte innere Laufbahnebene.

Die Ebene der Iasttragenden Fläche b in dem Hauptkörper 1 weist in bezug auf die Ansenkfläche c der Köpfe der Stiftschrauben 10 eine Erhöhung χ auf, so daß die spanende Bearbeitung der Iasttragenden Fläche b und der Ansenkfläche c unabhängig voneinander vorgenommen werden kann, wodurch die Genauigkeit und die Lebensdauer des Rollengleitstückes günstig seeinflußt werden. Dadurch üben die Bohrungen P in der Ansenkflächec, die für die Stiftschrauben 10 vorgesehen sind, auf die Dberflächenbeschaffenheitskennwerte, die durch das spanende Bearbeiten der Iasttragenden Fläche b erzielt werden, keinen iachteiligen Einfluß aus.

Der Hauptkörper 1 ist daher als Ganzes ein prismenförmiger Körper mit dem Querschnitt nach Fig. 9, der in Querrichtung wischen der Ansenkflächec und der Aufspannfläche a durch die für die Stiftschrauben 10 vorgesehenen Bohrungen ρ estgehalten wird, wie nur aus den Fig. 5 und 7 zu erkennen ist.

Die lasttragende Fläche b und die Rollenrücklaufunterfläche d des Hauptkörpers 1 sind am Einlauf und am Auslauf der tollenelemente nach Fig. 8 und Detail C von Fig. 12 gestaltet. Die Konstruktion von Detail C gilt daher im eigentlichen Sinne für ille vier Punkte des Einlaufs und Auslaufs der Führung der Rollenelemente.

Wie oben erwähnt, haben beide Flächen b und d einen Rolleneinlaufabschnitt v₂ mit der Höhe U₂ an der Verbindungsstelle oder ier Verbindungsebene mit dem bogenförmigen Einsatzstück4 und stehen mit den Flächen b bzw. d durch die Übergangsbögen ^₂ in Verbindung.

Der Rolleneinlaufabschnitt V₂ mit der Höhe u₂, der den Übergangsbögen R₂ berührt, ist für die Arbeitskennwerte und die Haltbarkeit der Rollengleitstückstruktur von fundamentaler Bedeutung.

Die mit Gewinde versehenen Einstellbohrungen q des Hauptkörpers 1 dienen zur Befestigung der Stimführungen 6, die die jogenförmigen Einsatzstücke 4 aufweisen, wie in den Fig.7 und 13 dargestellt ist.

\us Herstellungsgründen erstrecken sich die mit Gewinde versehenen Einstellbohrungen q und die Stiftschraubenbohrungen ρ :ueinander.

Wie in Detail A von Fig. 11 gezeigt wird, besteht die Hauptaufgabe der Seitenführung 2 darin, die Rollenelemente 5 durch die Führungsseitenflächen mi zu führen, d. h. seitliche Kräfte in der Ebene der Flächen mi in Form von Gleitreibung aufzunehmen.

Der Sicherungsrand ni verhindert, daß die Rollenelemente 5 aus dem nicht eingebauten Rollengleitstück herausrutschen.

Der Spalt h zwischen dem Sicherungsgrad n-, und dem Rollenelementzapfen k dient zur Verringerung der inneren Reibung.

Zwischen der unteren, durch die Seitenführungen 2 begrenzten Ebene und der Führungslaufbahnfläche, die mit der Arbeitsfläche g der Rollenelemente 5 identisch ist, d.h. mit der äußeren Laufbahnebene, befindet sich eine Erhöhung der Arbeitsfläche oder ein Spalt V₁.

Die einzige Aufgabe des Sicherungseinsatzstückes 3 besteht, wie in Detail B von Fig. 10 gezeigt wird, darin, mit Hilfe des Randes n₂ das Herausrutschen der Rollenelemente 5 aus der Rücklauf rille zu verhindern, wenn das Rollengleitstück nicht eingebaut ist.

Der Spalt h zwischen dem Rand Π2 des Sicherungseinsatzstückes 3 und dem Rollenzapfen k der Rollenelemente 5 sorgt für eine Verringerung der inneren Reibung.

Die bogenförmigen Einsatzstücke 4 stehen in den Stirnführungen 6 mit dem Paßkranz r in Eingriff und dienen als bogenförmige Laufbahn für die Rollenelemente 5 innerhalb der Stirnführungen 6.

Konstruktionelle Beziehungen der bogenförmigen Einsatzstücke 4 zu anderen Einzelteilen gehen aus den Fig. 8,12 und 13 hervor.

Wie in Fig. 12 gezeigt wird, sind zylindrische Flächen der bogenförmigen Einsatzstücke 4 mit dem Rolleneinlaufabschnitt V2 des Hauptkörpers 1 durch den Paßübergang v₃ verbunden.

Die Rollenelemente 5 laufen bei ihrer endlosen Bewegung durch drei verschiedene Laufbahnabschnitte.

Der erste Abschnitt ist eine lasttragende Laufbahnrille, die von der !asttragenden Fläche b des Hauptkörpers, den Führungsflächen In₁ der Seitenführungen 2 sowie der Laufbahnfläche der Führungsschiene f flankiert wird.

Die Rollenelemente 5 werden nur in dem oben erklärten Abschnitt belastet und sie übertragen die Lastkraft zwischen der lasttragenden Fläche b des Hauptkörpers 1 und der Laufbahnfläche der Führungsschiene f senkrecht zu diesen Flächen.

Seitliche, d. h. Gleitkräfte in der Mantelebene der Rollenelemente 5 entstehen durch den ungenauen Einbau des Rollengleitstückmechanismus, das heißt dann, wenn der bewegliche Maschinenteil, der geradlinig geführt werden soll, zu „Schlingern" beginnt. Diese Kräfte werden von den Seitenführungen 2 aufgenommen.

Im zweiten Abschnitt erfolgt eine Umkehrung der geradlinigen Bewegung der Rollenelemente in einem Bogen von 180°. Das Zurückführen der Rollenelemente 5 erfolgt in der Umkehrlaufbahn, die in den Stirnführungen 6 mit den bogenförmigen Einsatzstücken 4 vorhanden ist.

Der dritte Abschnitt ist eine Rollenrückführungsrille, die von den Seitenflächen m₂ im Hauptkörper 1 und der Rillenunterfläche d sowie der Aufspannfläche e für bewegliche Maschinenteile flankiert wird. In dem Abschnitt befindet sich ein Spalt y₂ zwischen der oberen Hüllfläche, der von den Rollenelementen 5 und der Aufspannfläche e begrenzt wird. Zur Optimierung der Dehnungsverteilung auf die Rollenelemente 5 und die lasttragende Fläche b sowie die Laufbahnfläche der Führungsschiene f weisen die Rolleneiemente5die in Fig. 10 gezeigte Form auf.

Sie sind an beiden Enden abgerundet; der Biegeradius R₁ ergibt sich aus einer Länge der Rundung V₁ und einer Höhe der Rundung U₁.

Der Rollenelementzapfen k gewährleistet, daß die Rollenelemente 5 in einer Rille geführt werden können.

Die Stirnführungen 6 sind mit dem Hauptkörper 1 durch die Stirnführungsschrauben 9 und die Einstellgewindebohrungen q verbunden, wie in Fig. 13 gezeigt wird.

Fig. 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rollengleitstückmechanismus, in dem die Aufgabe des Sicherungseinsatzstückes 3 umfassender ist und nicht nur im Festhalten der Rollenelemente 5 in der Rückleitungsrille besteht, sondern auch den vollständigen Staubschutz der Rille umfaßt. Ein staubdichtes Sicherungseinsatzstück 31, das mit den Klemmrillen Z₁ des Hauptkörpers 1 in Berührung steht, verschließt die Rücklaufrille einwandfrei. Um übermäßige Beanspruchungen zu verhindern, befindet sich ein Spalt V3 zwischen der oberen Fläche des staubdichten Sicherungseinsatzstückes 31 und der Aufspannfläche.

Als Werkstoff für den Hauptkörper 1 und die Rollenelemente 5 dient hochfester Lagerstahl, alle übrigen Bestandteile, mit Ausnahme der Stirnführungsschrauben 9 und der Stiftschrauben 10, können aus Kunststoffen oder Leichtmetall unterschiedlicher Festigkeit und Härte gefertigt werden.

Höhere Festigkeits- und Abriebbeständigkeitsanforderungen werden in bezug auf die Seitenführungen 2 und die Stirnführungen 6 gestellt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Rollenlager für geradlinige Führung von Maschinenteilen, die sich aufeinander bewegen, bestehend aus einem Hauptkörper mit Einzelteilen, die geradlinige Abschnitte einer selbst-wiederkehrenden geschlossenen Rollenführungsbahn bilden, Laufbahnabschnitten zur Umkehrung der Bewegung der Rollen und einer Folge von lasttragenden Rollenelementen in Kreislaufbewegung, gekennzeichnet dadurch, daß Seitenführungsklemmrillen Iz₁) und Sicherungseinsatzstück-Klemmrillen (Z₂) im Hauptkörper (1) so ausgeführt sind, daß sie die Verbindung des Hauptkörpers (1) mit den Seitenführungen (2), die eine geradlinige Führung der Rollenelemente (5) gewährleisten, und Sicherungseinsatzstücken (3), die das'Herausrutschen der Rollenelemente aus der Rollengleitstückstruktur, wenn sie nicht eingebaut ist, verhindern, jeweils ohne Verwendung eines Verbindungselementes ermöglichen.

2. Rollengleitstückkonstruktion nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die lasttragende Fläche des Hauptkörpers (1) nicht in einer Ebene mit den Ansenkflächen (c) von Stiftschraubenköpfen, die den Körper (1) gegen die Rollbahnfläche der Führungsschienen (f) halten, liegt, sondern eine Erhöhung (x) in bezug auf die Ansenkfläche (c) aufweist, so daß die Genauigkeit bei der Herstellung erhöht werden kann.

3. Rollengleitstückkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß daß die lasttragende Fläche (b) des Hauptkörpers (1) für eine längere Einsatzdauer, günstigere Arbeitskennwerte, gleichmäßigen, einwandfreien, geräuschlosen Lauf mit Einlauf- und Auslaufabschnitten (v₂) versehen ist, die mit ihr durch Übergangsbögen (R₂) mit einer eindeutig bestimmten Höhe (u₂) verbunden sind, die eine gleichmäßige und allmähliche Aufnahme der Last gewährleisten.

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4 Seiten Zeichnungen