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Die vorliegende Erfindung betrifft eine lineare Führungsschiene und ein Verfahren zu deren Bearbeitung, und insbesondere eine Verbesserung bezüglich der Bearbeitung einer bzw. mehrerer Laufbahnvertiefungen einer derartigen linearen Führungsschiene.
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Herkömmlicherweise erfolgt die Herstellung einer linearen Führungsschiene beispielsweise durch einen in 15A bis 15F dargestellten Schritt. Das heißt, ein Stahlmaterial (Werkstück), welches als ein Rohwerkstück der linearen Führungsschiene verwendet wird, wird gezogen, um dadurch die Außenform der linearen Führungsschiene sowie die Form jeder der Laufbahnvertiefungen 2 auszubilden (siehe 15A).
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Als nächstes wird der Vertiefungsbodenabschnitt der Laufbahnvertiefung 2 des so gezogenen Werkstücks der linearen Führungsschiene gefräst, um dadurch eine Drahthalterungsvertiefung 3 (bzw. in manchen Fällen eine Ölspeichervertiefung) zum Einsetzen einer Drahthalterung und/oder einer Grundflächenanzeigelinie (bzw. einer Grundflächenanzeigevertiefung) 4 zum Anzeigen einer Befestigungsgrundfläche Wbs auszubilden (siehe 15B).
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Die obigen Schritte werden als Vorverarbeitungsschritte ausgeführt.
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Anschließend wird das Werkstück der linearen Führungsschiene wärmebehandelt.
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Als nächstes wird die lineare Führungsschiene gebohrt, um dadurch eine Befestigungsbolzenbohrung 5 herzustellen (siehe 15C).
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Anschließend werden die obere Fläche Wa und die untere Fläche Wc des Werkstücks der Führungsschiene nachgeschliffen siehe 15D).
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Ferner werden die Laufbahnvertiefungen 2 und die beiden Seitenflächen Wbs und Wb des Werkstücks der Führungsschiene nachgeschliffen (siehe 15E). Der Vertiefungsschleifvorgang, wie in 15F dargestellt, wird ausgeführt durch den gleichzeitigen Schleifvorgang der beiden Seitenflächen des Werkstücks der Führungsschiene.
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Jedoch liefern die oben erwähnten Vorbearbeitungsschritte, das heißt, der Zieh- und der Frässchritt, eine Bearbeitungsgenauigkeit und eine Oberflächenrauheit, welche als Endgenauigkeit nicht ausreichend sind, so daß als Endbearbeitungsschritt ein Schleifvorgang selbst im Falle eines Produkts erforderlich ist, welches keine hohe Genauigkeit erfordert, was zu dem Problem führt, daß zur Bearbeitung der Führungsschiene viel Zeit benötigt wird und somit die Bearbeitungskosten der Führungsschiene teuer werden.
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Das heißt, bei dem obigen Ziehvorgang kann nur die ungenügende Bearbeitungsgenauigkeit geliefert werden, so daß beim Schleifvorgang es erforderlich ist, ein verhältnismäßig großes Schleifausmaß vorzusehen, was zu der längeren Schleifzeit führt.
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Hingegen muß zur möglichst genauen Bearbeitung einer Führungsschiene beim Ziehvorgang die Anzahl von Ziehschritten erhöht werden. Tatsächlich jedoch ist es bei jedem Ziehschritt der Führungsschiene erforderlich, die nachfolgend aufgeführten Vor- und Nachbehandlungen durchzuführen: (1) Vorderstückausbildung (Behandlung zum Verschmälern des Vorderabschnitts des Werkstücks der Führungsschiene, so dass dieser in ein Werkzeug eingesetzt werden kann); (2) Glühen; (3) Kugelstrahler zum Entfernen von Belägen, welcher bei einer Wärmebehandlung entstanden ist; und (4) Phosphatfilmbehandlung. Dies führt zu dem Problem, daß die Bearbeitungskosten der Führungsschiene hoch sind und die Bearbeitungsgenauigkeit davon nicht sehr gut ist.
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Aus der den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 4 entsprechenden
DE 2 402 401 A ist es bekannt, eine Aussparung in einer Lagerachse mittels eines Walzverfahrens herzustellen.
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Aus INA: Linearführungen, Druckschrift LIF, September 1998, Seite 17, ist es bekannt, eine Laufbahn einer Linearführung mit einer Rautiefe von Ra 0,14 oder Ra 0,18 mittels eines Schleifverfahrens herzustellen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lineare Führungsschiene und ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen, bei der bzw. bei dem die Bearbeitungszeit und die Bearbeitungskosten unter Gewährleistung der notwendigen Bearbeitungsgenauigkeit der Führungsschiene verringert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 4 angegebenen Merkmale gelöst.
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Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine lineare Führungsschiene mit einer oder mehreren Laufbahnvertiefungen vorgesehen, längs welchen Wälzkörper rollen, wobei die Laufbahnvertiefungen jeweils eingewalzt werden.
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Die Oberflächenrauhigkeit jeder der Laufbahnvertiefungen in der Längsrichtung davon liegt im Bereich von 0,05 bis 0,2 Ra.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist bei einer linearen Führungsschiene gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung die untere Fläche der linearen Führungsschiene zu einer derartigen Beulenform ausgebildet, daß die beiden Endabschnitte in Breitenrichtung davon sich leicht über den Mittenabschnitt in Breitenrichtung davon leicht erhoben sind.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird bei einer linearen Führungsschiene gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung eine entkohlte Schicht der Fläche eines Schienenrohwerkstücks entfernt, bevor das Schienenrohwerkstück gewalzt wird.
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Und gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Bearbeitung einer linearen Führungsschiene mit einer oder mehreren Laufbahnvertiefungen vorgesehen, längs welchen Wälzkörper rollen können, wobei unter Verwendung zweier oder mehr Rundwerkzeuge, die jeweils einen vorsprungförmigen Bearbeitungsabschnitt umfassen, dessen Form komplementär zur Laufbahnvertiefung ist, die Laufbahnvertiefungen auf einem Schienenrohwerkstück eingewalzt werden.
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Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird bei einem Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung, wobei gleichzeitig mit dem Einwalzen der Laufbahnvertiefungen auf einem Schienenrohwerkstück die untere Fläche des Schienenwerkstücks unter Verwendung zweier oder mehr Rundwerkzeuge geschliffen oder gefräst wird, die jeweils einen vorsprungförmigen Abschnitt aufweisen, deren Form komplementär zur Laufbahnvertiefung ist.
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Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung wird bei einem Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung, falls erforderlich, eine Abfasung der Eckenabschnitte der linearen Führungsschiene eine Ausbildung einer Ölspeichervertiefung im Bodenabschnitt jeder der Laufbahnvertiefungen und/oder eine Ausbildung einer Grundflächenanzeigelinie unter Verwendung der Rundwerkzeuge gleichzeitig mit einem Einwalzen der Laufbahnvertiefungen der linearen Führungsschiene unter Verwendung derselben Rundwerkzeuge durchgeführt.
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Gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung stehen bei einem Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung durch ein Einwalzen der Laufbahnvertiefungen unter Verwendung von Rundwerkzeugen die beiden Endabschnitte in Breitenrichtung einer Befestigungsfläche der linearen Führungsschiene leicht über den Mittenabschnitt in Breitenrichtung davon vor.
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Gemäß einem achten Aspekt der Erfindung ist bei einem Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ferner ein Sensor zum Messen eines Abstands zwischen den Bearbeitungspositionen der Rundwerkzeuge bzw. eines Abstands zwischen den Positionen der Abschnitte neben den Bearbeitungspositionen vorgesehen, und während ein Abstand zwischen den Rundwerkzeugen derart gesteuert wird, daß dieser konstant ist, kann ein Abstand zwischen den Laufbahnvertiefungen stabil gehalten werden.
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Gemäß einem neunten Aspekt der Erfindung ist bei einem Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ferner ein Sensor zum Messen der Positionen der Laufbahnvertiefungen unmittelbar nach einem Einwalzen der Laufbahnvertiefungen durch die Rundwerkzeuge vorgesehen, und die Positionen der Laufbahnvertiefungen werden durch den Sensor erfaßt und in Übereinstimmung mit den so erfaßten Werten werden die
Positionen der Rundwerkzeuge derart gesteuert, daß der Zwischenlaufbahnvertiefungsabstand (der Abstand zwischen den Laufbahnvertiefungen) stabil gehalten wird.
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Gemäß einem zehnten Aspekt der Erfindung sind bei einem Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung zwei Rundwerkzeuge enthalten, welche in Abstand zueinander auf der Seite der beiden Laufbahnvertiefungen angeordnet sind, die auf einer Seite der linearen Führungsschiene auszubilden sind, und ein Rundwerkzeug, welches auf der anderen Seite der linearen Führungsschiene angeordnet ist, so daß es asymmetrisch bezüglich der obigen beiden Rundwerkzeuge ist, wodurch die lineare Führungsschiene unter Verwendung der obigen Rundwerkzeuge gleichzeitig mit einer Einwalzung der Laufbahnvertiefungen unter Verwendung derselben Rundwerkzeuge gebogen wird, wodurch es möglich ist, eine lineare Führungsschiene mit einer Krümmung zu erzeugen.
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Gemäß einem elften Aspekt der Erfindung werden bei einem Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung die Laufbahnvertiefungen der linearen Führungsschiene vorher unter Verwendung der Rundwerkzeuge eingewalzt und anschließend wärmebehandelt, und anschließend werden die Laufbahnvertiefungen geschliffen, um diese dadurch mit hoher Genauigkeit endzubearbeiten.
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Wie oben beschrieben, werden erfindungsgemäß die Laufbahnvertiefungen einer linearen Führungsschiene in einem einzigen Schritt eingewalzt, wobei dies unter Verwendung von Rundwerkzeugen erfolgt, welche jeweils einen vorsprungförmigen Bearbeitungsabschnitt aufweisen, deren Form komplementär zur Laufbahnvertiefung ist, so daß eine geringere Bearbeitungskraft als eine Kraft erforderlich ist, welche bei dem oben erwähnten herkömmlichen Ziehvorgang erforderlich ist. Ferner verschleißen die Rundwerkzeuge weniger, so daß deren Lebensdauer länger ist. Die Gewebe der Einwalzfläche sind kontinuierlich und weisen somit eine hohe Festigkeit auf. Ferner können im Falle eines Produkts (lineare Führungsschiene), welches keine hohe Genauigkeit erfordert, die Laufbahnvertiefungen eines solchen Produkts mit geeigneter Genauigkeit bearbeitet werden, ohne die Laufbahnvertiefungen nach einem Ziehen des Rohwerkstücks der linearen Führungsschiene in einem herkömmlichen Bearbeitungsverfahren zu fräsen bzw. zu schleifen, wodurch die Bearbeitungszeit sowie die Bearbeitungskosten (lineare Führungsschiene) verkürzt bzw. gesenkt werden können. Die Verwendung der Rundwerkzeuge macht eine Zuführung von Schmiermittel auf die Bearbeitungsfläche des Schienenrohwerkstücks einfach.
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Auch in einem Fall, in welchem eine Abfasung der Eckenabschnitte der vorliegenden linearen Führungsschiene, eine Ausbildung einer Ölspeichervertiefung im Bodenabschnitt jeder Laufbahnvertiefung und eine Ausbildung einer Grundflächenanzeigelinie unter Verwendung der gleichen Rundwerkzeuge gleichzeitig durchgeführt werden, kann die Bearbeitungseffizienz stark verbessert werden.
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Durch Einwalzen der Laufbahnvertiefungen unter Verwendung der Rundwerkzeuge können die beiden Endabschnitte in Breitenrichtung der Befestigungsfläche der linearen Führungsschiene über den Mittenabschnitt davon leicht vorstehen, was es ermöglicht, den Befestigungszustand der linearen Führungsschiene weiter zu stabilisieren. Das heißt, wenn ein Befestigungsbolzen festgezogen wird, spreizt sich die Befestigungskontaktfläche der Schiene in der Breitenrichtung davon, so daß selbst dann, wenn eine Seitenlast auf die lineare Führungsschiene angewandt wird, die lineare Führungsschiene standhalten kann, wodurch es möglich ist, die Befestigungsstärke der linearen Führungsschiene zu verbessern.
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Ferner kann in einem Fall, in welchem der Abstand zwischen den Bearbeitungspositionen der Rundwerkzeuge gemessen wird und der gemessene Wert rückgeführt wird, um dadurch den Zwischenwerkzeugabstand automatisch zu steuern, daß dieser konstant ist, der Abstand zwischen den Laufbahnvertiefungen des Produkts stabiler gehalten werden, was es ermöglicht, eine lineare Führungsschiene von hoher Qualität zu liefern.
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Ferner kann in einem Fall, in welchem die Rundwerkzeuge auf den beiden Seiten der linearen Führungsschiene bezüglich einander asymmetrisch angeordnet sind, die lineare Führungsschiene durch diese Rundwerkzeuge gleichzeitig mit einem Einwalzen der Laufbahnvertiefungen unter Verwendung derselben Rundwerkzeuge gebogen werden, wodurch es möglich ist, eine lineare Führungsschiene mit einer Krümmung zu liefern.
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Ferner werden erfindungsgemäß die Laufbahnvertiefungen einer linearen Führungsschiene durch Kaltwalzen mit hoher Genauigkeit ausgebildet, so daß selbst in einem Fall, in welchem, falls erforderlich, die Laufbahnvertiefungen nach einem derartigen Kaltwalzen wärmebehandelt werden und anschließend ferner geschliffen werden, um eine höhere Genauigkeit zu erhalten, das Schleifausmaß der Laufbahnvertiefungen minimiert werden kann. Dementsprechend kann, verglichen mit dem herkömmlichen Bearbeitungsverfahren, die Schleifzeit der Laufbahnvertiefungen verkürzt werden, um dadurch die Bearbeitungskosten der linearen Führungsschiene zu verringern, und der Grad einer Biegung, welche durch den Vertiefungsschleifvorgang erzeugt wird, kann verringert werden, so daß die Laufbahnvertiefungen mit hoher Effizienz und hoher Genauigkeit endbearbeitet werden können.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend beschrieben.
- 1A und 1B zeigen schematisch die Hauptabschnitte einer Schienenlaufbahnvertiefungs-Walzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; genauer ist 1A eine Seitenansicht der Walzvorrichtung, und 1B ist eine Vorderansicht davon;
- 2A ist eine graphische Darstellung der Vergleichsergebnisse der Härte zwischen einem Schienenrohwerkstück, welches mit einer verbleibenden entkohlten Schicht darauf gewalzt ist, und einem Schienenrohwerkstück, welches nach Entfernen einer entkohlten Schicht davon von 0,5 mm gewalzt ist;
- 2B ist eine Ansicht, welche ein Verfahren zur Entfernung der entkohlten Schicht darstellt;
- 3A und 3B zeigen schematisch die Hauptabschnitte einer Schienenlaufbahnvertiefungs-Walzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; genauer ist 3A eine Seitenansicht der Walzvorrichtung und 3B ist eine Vorderansicht davon;
- 4 zeigt schematisch die Hauptabschnitte einer Schienenlaufbahnvertiefungs-Walzvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Hauptabschnitte eines Rundwerkzeugs zum gleichzeitigen Bearbeiten einer Vielzahl von Abschnitten gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 6A bis 6D sind Vorderansichten einer linearen Führungsschiene mit einer gebeulten Befestigungsfläche, welche erfindungsgemäß bearbeitet ist; genauer zeigt 6A eine lineare Führungsschiene mit einer Befestigungsfläche eines Typs mit einer Laufbahnvertiefung, 6B zeigt eine lineare Führungsschiene mit einer Befestigungsfläche eines Typs mit zwei Laufbahnvertiefungen, 6C zeigt Spannungen, wenn die vorliegende lineare Führungsschiene eingebaut ist, und 6D zeigt Spannungen, welche entstehen, wenn eine lineare Führungsschiene mit einer herkömmlichen flachen Befestigungsfläche eingebaut ist;
- 7 ist eine Vorderansicht einer Schienenlaufbahnvertiefungs-Walzvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 8 ist eine Vorderansicht einer Schienenlaufbahnvertiefungs-Walzvorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 9 ist eine Vorderansicht einer Schienenlaufbahnvertiefungs-Walzvorrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 10 ist eine Vorderansicht einer Schienenlaufbahnvertiefungs-Walzvorrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 11 ist eine Vorderansicht einer Schienenlaufbahnvertiefungs-Walzvorrichtung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 12 ist eine Vorderansicht einer Schienenlaufbahnvertiefungs-Walzvorrichtung gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 13 ist eine Vorderansicht einer Schienenlaufbahnvertiefungs-Walzvorrichtung gemäß einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; genauer zeigt
- 13A einen Fall, in welchem eine Fläche bearbeitet wird, und 13B zeigt einen Fall, in welchem drei Flächen bearbeitet werden;
- 14 zeigt die Beziehung zwischen der Oberflächenrauhigkeit von Laufbahnvertiefungen, welche in einer linearen Führungsschiene und in einem Gleitstück ausgebildet sind, welches durch Wälzkörper, wie etwa Kugeln, in eine lineare Führungsschiene eingesetzt ist, und die Änderungen des Gleitwiderstands des Gleitstücks; und
- 15A bis 15F zeigen die Schritte einer Bearbeitung einer linearen Führungsschiene gemäß einem herkömmlichen Bearbeitungsverfahren.
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Nachfolgend werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele einer linearen Führungsschiene und ein Verfahren zur Bearbeitung derselben gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
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1A und 1B zeigen schematisch die Hauptabschnitte einer Walzvorrichtung zum Einwalzen einer oder mehrerer Laufbahnvertiefungen auf einer linearen Führungsschiene gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung: Genauer ist 1A eine Seitenansicht der Hauptabschnitte der Walzvorrichtung; und 1 B ist eine Vorderansicht davon. Zwei Rundwerkzeuge 10 zum Einwalzen sind einander gegenüberliegend in einer derartigen Weise angeordnet, daß ein Schienenrohwerkstück W, welches als das Rohmaterial einer linearen Führungsschiene verwendet wird, zwischen den beiden Rundwerkzeugen 10 liegt. Jedes der Rundwerkzeuge 10 ist ein scheibenförmiges rundes Werkzeug, wobei die Richtung von dessen Drehwelle im rechten Winkel bezüglich der Richtung der
Achse des Schienenrohwerkstücks W angeordnet ist. Die Außenumfangsfläche (Vertiefungsbearbeitungsfläche) des Werkzeugs 10 ist derart ausgebildet, daß diese eine konvexe Form aufweist, die komplementär zur Vertiefungsform jeder der einzuwalzenden Laufbahnvertiefungen 2 einer linearen Führungsschiene ist, beispielsweise eine halbkreisförmige (einfach R-förmige) konvexe Form oder eine konvexe Spitzbogenform, wodurch ein vorsprungförmiger Bearbeitungsabschnitt T gebildet wird.
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Mit jedem Rundwerkzeug 10 ist zusätzlich eine Antriebsvorrichtung verbunden, das heißt, ein Motor 11 zum Drehen des Werkzeugs 10, so daß das Werkzeug 10 durch den Motor 11 über einen Riemen 12 angetrieben bzw. gedreht werden kann (das heißt, das Werkzeug 10 ist ein Werkzeug eines aktiven Typs). Ferner umfaßt die Walzvorrichtung eine (nicht dargestellte) Bewegungs- und Druckvorrichtung, welche das Werkzeug 10 zusammen mit der Antriebsvorrichtung 11 hin zum Schienenrohwerkstück W in einer Weise bewegt, die in 1A durch ein Pfeilsymbol A dargestellt ist, um dadurch das Werkzeug 10 gegen das Schienenrohwerkstück W zu drücken.
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Das Rundwerkzeug 10, welches durch die Bewegungs- und Druckvorrichtung zu einer Druckposition geführt wird, kann mit einem (nicht dargestellten Stopper) in Anschlag gebracht werden, um dadurch dort positioniert zu werden, oder es kann unter Verwendung einer bekannten Positionier- und Zuführvorrichtung eines Öldruck NC Typs oder eines BS Antriebstyps, eingebaut in der Walzvorrichtung, positioniert werden.
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Ferner umfaßt die Walzvorrichtung eine Positionier- und Haltevorrichtung 13 eines Öldrucktyps oder eines Festtyps, welche zur Stabilisierung der Position des Schienenrohwerkstücks W in der Richtung davon, dargestellt durch ein Pfeilsymbol X in 1 B (das heißt, einer bezüglich der wechselseitig entgegengesetzten Richtung der beiden Werkzeuge um 90° phasenverschobenen Richtung), beim Vertiefungsbearbeitungsvorgang das Schienenrohwerkstück W von beiden Seiten davon hält, um dadurch dieses zu drücken und zu tragen.
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Zuerst wird ein Bearbeitungsschritt zur Bearbeitung lediglich der Laufbahnvertiefungen der linearen Führungsschiene beschrieben, welcher durch die dargestellte Walzvorrichtung ausgeführt wird.
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Das Schienenrohwerkstück W wird zuvor geglüht, so daß es eine Vorbearbeitungshärte HRC von 20 oder niedriger aufweist.
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Ferner existiert eine dünne entkohlte Schicht auf der Oberfläche des Schienenrohwerkstück W, so daß in dem Fall, daß das Schienenrohwerkstück W so wie es ist eingewalzt wird, eine ausreichende Oberflächenabschreckhärte nach einer Wärmebehandlung des Schienenrohwerkstück W nicht erreicht werden kann. In Anbetracht dieser Tatsache wird vor einem Einwalzen des Schienenrohwerkstück W die entkohlte Schicht des Schienenrohwerkstücks W zuvor um einen Betrag in der Größenordnung von 0,5 mm entfernt. 2A ist eine graphische Darstellung der Vergleichsergebnisse der Abschreckhärte nach einer Wärmebehandlung zwischen einem Schienenrohwerkstück W, welches mit der darauf verbleibenden entkohlten Schicht eingewalzt ist, und einem Schienenrohwerkstück W, bei welchem die entkohlte Schicht um 0,5 mm davon entfernt ist; ferner sind auf der Abszisse von 2 Abstände zur Oberfläche des Schienenrohwerkstücks W angetragen, dessen Härte zu messen ist, während auf der Ordinate davon die Abschreckhärte an den Positionen der jeweiligen Abstände angetragen ist. Wie aus 2A deutlich ersichtlich, weisen in dem Fall des Schienenrohwerkstücks W, welches nach Entfernen der entkohlten
Schicht um 0,5 mm eingewalzt wurde, die Härte der Oberfläche des Schienenrohwerkstücks W sowie die Härte des Abschnitts des Schienenrohwerkstücks W neben einer derartigen Oberfläche jeweils hohe Werte auf, verglichen mit dem Schienenrohwerkstück W, welches mit der darauf existierenden entkohlten Schicht eingewalzt wird. Was das Verfahren zur Entfernung der entkohlten Schicht anbelangt, so kann die auf dem Schienenrohwerkstück W in einer wie dargestellt auf der linken Seite von 2B vorhandene entkohlte Schicht zu der Form von derartigen Ebenen wie in einer oberen Ansicht auf der rechten Seite von 2B dargestellt entfernt werden oder kann zu der Form von derartigen V-artigen Formen wie in einer unteren Ansicht auf der rechten Seite von 2B dargestellt entfernt werden. In einem Fall, in welchem die entkohlte Schicht des Schienenrohwerkstück W zur Gestaltung von V-Formen entfernt wird, wird der Vorteil erreicht, daß eine nach Entfernen der entkohlten Schicht erforderliche Einwalzkraft verringert werden kann. Nebenbei sei erwähnt, dass die beiden Halbkreise, welche jeweils rechts und links durch Strichlinien in der rechten oberen Ansicht von 2B dargestellt sind, einzuwalzende Laufbahnvertiefungen darstellen.
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Ferner werden ein Paar von einander gegenüberliegenden Rundwerkzeugen 10 zu deren Druckpositionen durch die (nicht dargestellte) Bewegungs- und Druckvorrichtung geführt und dort positioniert, wobei dies beispielsweise dadurch erfolgt, daß sie in Anschlag mit ihren jeweiligen Stoppern gebracht werden. Auf diese Weise wird ein Abstand L zwischen den beiden Rundwerkzeugen 10 zuvor derart festgelegt, daß er einen bekanntem Maß 1 zwischen den beiden Laufbahnvertiefungen 2, 2 entspricht, welche auf den beiden Seiten des Schienenrohwerkstücks W ausgebildet sind.
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Anschließend wird in einem Zustand, in welchem sich die beiden Rundwerkzeuge 10 drehen, das Schienenrohwerkstück W
zwischen die beiden Rundwerkzeuge 10 eingefügt und durch die Positionier- und Haltevorrichtung 13 genau an dessen Bearbeitungsposition gehalten; in diesem Haltezustand wird das Schienenrohwerkstück W in einer in 1A durch ein Pfeilsymbol B dargestellten Richtung zugeführt und zwischen den beiden Rundwerkzeugen 10 hindurchgeführt, so daß die Laufbahnvertiefungen 2 der linearen Führungsschiene auf den Seitenflächen des Schienenrohwerkstücks W eingewalzt werden. Um das Schienenrohwerkstück W zu seiner endgültigen Form endzubearbeiten, stehen zwei Verfahren zur Verfügung: das heißt, bei einem Verfahren kann das Schienenrohwerkstück W endbearbeitet werden, indem das Schienenrohwerkstück W einmal durch die beiden Rundwerkzeuge 10 hindurchgeführt wird; und bei dem anderen Verfahren kann das Schienenrohwerkstück W endbearbeitet werden, indem das Schienenrohwerkstück W zweimal oder öfter durch die beiden Rundwerkzeuge 10 hindurchgeführt wird, wobei die Abstände zwischen den beiden Rundwerkzeugen 10 geändert werden. Ferner ist die Anzahl eines Hindurchführens des Schienenrohwerkstücks W abhängig von den Arten des Materials des Schienenrohwerkstücks W, der Bearbeitungsgenauigkeit der Vertiefungen und den Formen der Vertiefungen. Die Oberflächenrauhigkeit in Längsrichtung (das heißt, mittlere Achsenrauhigkeit) der Laufbahnvertiefungen 2, welche gemäß dem obigen Walzverfahren bearbeitet wurden, kann im Bereich von 0,05 bis 0,2 Ra festgelegt werden. In einem Fall, in welchem die Vertiefungsoberflächenrauhigkeit niedriger ist als 0,05 Ra ist es schwierig, die Laufbahnvertiefung 2 einzuwalzen. Hingegen kann es in einem Fall, in welchem die Vertiefungsoberflächenrauhigkeit höher ist als 0,2 Ra, leicht ein Problem im Hinblick auf Betrieb und Reibung auftreten.
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14 zeigt die Beziehung zwischen der Oberflächenrauhigkeit von Laufbahnvertiefungen, welche in einer linearen Führungsschiene und in einem Gleitstück ausgebildet sind, das durch Wälzkörper, wie etwa Kugeln, in einer linearen Führungsschiene eingebaut ist, und den Änderungen des Gleitwiderstands des Gleitstücks. Wie aus 14 deutlich ersichtlich, steigt in einem Fall, in welchem die Oberflächenrauhigkeit Ra 0,2 µm übersteigt, das veränderliche Verhältnis (das abnehmende Verhältnis) des Gleitwiderstands des Gleitstücks plötzlich an.
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In jedem Fall kann zur Erleichterung der Bearbeitung der Laufbahnvertiefungen 10 die Walzvorrichtung vorzugsweise eine Hilfsantriebsvorrichtung umfassen, welche in der Lage ist, das Schienenrohwerkstück W zu drücken bzw. zu ziehen, um dadurch das Schienenrohwerkstück W zuzuführen. Eine derartige Hilfsantriebsvorrichtung kann eine Druckvorrichtung und/oder eine Ziehvorrichtung umfassen.
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Ferner wird das Schienenrohwerkstück W, in welches die Laufbahnvertiefungen 10 eingewalzt wurden, anschließend bearbeitet bzw. gebohrt, um dadurch eine Befestigungsbolzenbohrung 5 auszubilden.
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So kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch lediglich einen einzigen Einwalzschritt eine lineare Führungsschiene mit Laufbahnvertiefungen 10 erhalten werden, welche mit geeigneter Genauigkeit eingewalzt wurden. Im Falle einer linearen Führungsschiene, welche keine hohe Genauigkeit erfordert, kann eine gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bearbeitete lineare Führungsschiene, so wie sie ist, ausreichend angewandt werden.
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Im Falle einer linearen Führungsschiene, welche eine extrem hohe Genauigkeit erfordert, ist es, falls erforderlich, auch möglich, einen Schleifvorgang an einer gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bearbeiteten linearen Führungsschiene durchzuführen.
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Anschließend werden nach dem obigen Schleifvorgang die vier Ebenen, das heißt, die obere Fläche, die beiden Seitenflächen und die untere Fläche der Führungsschiene des Schienenrohwerkstücks W sowie die Laufbahnvertiefungen 2 des Schienenrohwerkstücks W durch Schleifen zu hoher Genauigkeit endbearbeitet. Dieser Schleifvorgang kann, ähnlich wie in 15F dargestellt, durch Schleifen der Laufbahnvertiefungen auf den beiden Seiten des Schienenrohwerkstücks W gleichzeitig durchgeführt werden.
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Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung können, verglichen mit dem herkömmlichen Verfahren zur Bearbeitung einer linearen Führungsschiene, folgende verschiedene Vorgänge und Wirkungen erreicht werden:
- 1. Da die Laufbahnvertiefungen 2 unter Verwendung der Rundwerkzeuge 10 eingewalzt werden, erfordert das vorliegende Verfahren nicht nur eine geringere Bearbeitungskraft als das herkömmliche Verfahren, welches eine Führungsschiene unter Verwendung eines feststehenden Werkzeugs zieht, sondern auch die Walzvorrichtung, welche bei der Durchsetzung des vorliegenden Verfahrens verwendet wird, erfordert eine geringere Steifigkeit und Festigkeit als die Vorrichtung, welche beim herkömmlichen Verfahren verwendet wird. Ferner kann in Folge der Verwendung einer einzigen Vorrichtung das vorliegende Verfahren flexibler als das herkömmliche Verfahren angewandt werden; und die Installationskosten der bei dem vorliegenden Verfahren verwendeten Vorrichtung sind niedriger, verglichen mit der beim herkömmlichen verwendeten Vorrichtung.
- 2. Da die Führungsschiene unter Verwendung des Wälzkontakts der Rundwerkzeuge 10 bearbeitet wird, kann der Verschleiß der Werkzeuge 10 verringert werden, wodurch es
möglich ist, die Lebensdauer eines verwendeten Werkzeugs zu verlängern.
- 3. Da auf der Walzfläche des Schienenrohwerkstücks W bearbeitete kontinuierliche Fasergewebe, welche für das Walzen charakteristisch sind, erreicht werden, wird die Festigkeit des Schienenrohwerkstücks W erhöht, und die Güte des Materials des Schienenrohwerkstücks W wird verbessert.
- 4. Das Schienenrohwerkstück W nach einer Wärmebehandlung erzeugt eine geringere Spannung. Dies kann das Schleifausmaß des Schienenrohwerkstücks W in einem Laufbahnvertiefungsschleifschritt verringern, welcher nach der Wärmebehandlung durchgeführt werden kann, falls erforderlich. Folglich kann die Schleifzeit der Laufbahnvertiefungen verkürzt werden, und somit können die Bearbeitungskosten der Führungsschiene gesenkt werden. Ferner kann die Verformung des Werkstücks W, hervorgerufen durch den Vertiefungsschleifvorgang, minimiert werden.
- 5. Die Verwendung des Drehkontakts der Rundwerkzeuge 10 macht es einfach, ein Schmiermittel auf die Bearbeitungsfläche des Schienerohwerkstücks W zu führen.
- 6. Da die Laufbahnvertiefungen eingewalzt werden, nachdem die auf der Oberfläche des Schienenrohwerkstücks W vorhandene entkohlte Schicht um einen Betrag in der Größenordnung von 0,5 mm entfernt ist, kann eine ausreichende Abschreckhärte nach einer Wärmebehandlung erhalten werden.
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1 zeigt einen Fall, in welchem lediglich die Laufbahnvertiefungen 2 ausgebildet sind. Jedoch können, wie unten beschrieben, in einem Fall, in welchem eine Drahthalterungsvertiefung oder eine Ölspeichervertiefung im Bodenabschnitt jeder der Laufbahnvertiefungen 2 ausgebildet
werden, durch Verwenden zweier vorsprungförmiger Werkzeuge, die jeweils eine Laufbahnvertiefung und eine Drahthalterungsvertiefung oder eine Ölspeichervertiefung aufweisen, die Laufbahnvertiefungen sowie die Drahthalterungsvertiefung oder die Ölpeichervertiefung gleichzeitig eingewalzt werden. Gemäß einem derartigen Simultanwalzverfahren für zwei oder mehr Abschnitte kann der folgende Vorteil erhalten werden: das heißt, die Bearbeitungsvorgänge einer linearen Führungsschiene, welche herkömmlicherweise durch die getrennten Schritte des Ziehens und Fräsens durchgeführt werden, können in einem einzigen Bearbeitungsschritt durchgeführt werden.
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3 zeigt ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.
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Bei dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird ein Rundwerkzeug 10 eines aktiven Typs mit einer Drehantriebsvorrichtung 11 verwendet, und das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, daß es ein Rundwerkzeug 10A eines passiven Typs verwendet, welches Drehfreiheit hat. Das heißt, das Rundwerkzeug 10A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird durch Zuführen eines Schienenrohwerkstücks W gedreht, welches in einer Richtung eines Pfeilsymbols B durch eine Hilfsantriebsvorrichtung hineingedrückt oder herausgezogen wird, wodurch die Laufbahnvertiefungen 2 eingewalzt werden. Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird der Vorteil erhalten, daß eine verwendete Wälzvorrichtung in ihrer Struktur in einem Ausmaß vereinfacht ist, welches einer Weglassung der Drehantriebsvorrichtung 11 entspricht, so daß die Herstellkosten eines Produkts (Führungsschiene) dementsprechend gesenkt werden können. Ferner sind die übrigen Abschnitte der Struktur sowie der Betrieb und die Wirkungen des zweiten Ausführungsbeispiels jenen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich.
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4 zeigt ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.
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Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird ein Paar von Rundwerkzeugen 10, welche symmetrisch einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei zwischen diesen ein Schienenrohwerkstück W liegt, als ein Satz von Rundwerkzeugen verwendet; ferner sind zwei oder mehr Sätze von Rundwerkzeugen (in 4 drei Sätze von Rundwerkzeugen) hintereinander in zwei oder mehr Stufen (in 4 drei Stufen) längs der Bearbeitungs- und Zuführrichtung des Schienenrohwerkstücks W angeordnet. Während die Vertiefungsbearbeitungstiefe des Werkstücks W (das heißt, der Abstand zwischen den paarweise angeordneten Werkstücken 10) ausgehend von L1 in der ersten Stufe allmählich auf L2 in der nächsten Stufe wird das Schienenrohwerkstück W Schritt für Schritt bearbeitet; ferner wird das Schienenrohwerkstück W zu einer Endwalztiefe L im Endstufensatz bearbeitet. Das heißt, das dritte Ausführungsbeispiel ist dahingehend vorteilhaft, daß die Laufbahnvertiefung 2 zu einer endgültigen bzw. endbearbeiteten Form eingewalzt werden kann, indem das Schienenrohwerkstück W lediglich einmal durch die Rundwerkzeuge 10 hindurchgeführt wird. Bei diesem Bearbeitungsvorgang können alternativ die Formen der Bearbeitungsflächen der Rundwerkzeuge 10 in jeder Stufe geändert werden, so daß die Laufbahnvertiefung 2 in den jeweiligen Stufen in der optimalen Form bearbeitet werden kann.
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In 4 wird ein Rundwerkzeug eines aktiven Typs verwendet, jedoch ist es selbstverständlich auch möglich, ein Rundwerkzeug eines passiven Typs (siehe 3) zu verwenden, welcher keine Drehantriebsvorrichtung umfaßt (dies ist in ähnlicher Weise gültig für jedes der folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung).
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Die übrigen Abschnitte der Struktur sowie der Betrieb und die Wirkungen des dritten Ausführungsbeispiels sind jenen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich.
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5 zeigt ein viertes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.
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5 ist eine vergrößerte Ansicht einer Außenumfangsfläche (Vertiefungsbearbeitungsfläche), welche der Bearbeitungsabschnitt eines Rundwerkzeugs 15 ist. Der vorsprungförmige Bearbeitungsabschnitt des Rundwerkzeugs 15 ist zu einer zweistufigen Form ausgebildet, welche aus einem Laufbahnvertiefungsvorstehabschnitt T1 und einem Ölspeichervorstehabschnitt T2 besteht, so daß sie der Vertiefungsform der Laufbahnvertiefung 2 einer linearen Führungsschiene entspricht, welche einzuwalzen ist. Ferner umfaßt das Rundwerkzeug 15 zusätzlich zu dem vorsprungförmigen Bearbeitungsabschnitt mit einer aus dem Laufbahnvertiefungsvorstehabschnitt T1 und dem Ölspeichervorstehabschnitt T2 bestehenden zweistufigen Form einen Grundflächenanzeigelinie-Vorstehabschnitt T3 zur Bearbeitung einer Grundflächenanzeigelinie 4 und einen Abfasungsbearbeitungsabschnitt T4 zur Abfasung des Eckenabschnitts We eines Schienenrohwerkstücks W.
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Durch Verwenden des Rundwerkzeugs 15 mit der Vielzahl von Bearbeitungsabschnitten kann zusätzlich zu dem Betrieb und den Wirkungen, welche beim ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden, die weitere Wirkung erhalten werden, daß eine Bearbeitung mit extrem hoher Effizienz erreicht werden kann: das heißt, eine Einwalzung der Laufbahnvertiefung 2 der linearen Führungsschiene, eine Bearbeitung einer
Ölspeichervertiefung beziehungsweise einer Drahthalterungsvertiefung 3, welche im Bodenabschnitt der Laufbahnvertiefung 2 auszubilden sind, eine Bearbeitung der Grundflächenanzeigelinie und eine Abfasungsbearbeitung des Schieneneckenabschnitts We können gleichzeitig in einem einzigen Schritt durchgeführt werden. Selbstverständlich können in einem Fall, in welchem der Ölspeichervorstehabschnitt T2 des Bearbeitungsabschnitts des Rundwerkzeugs 15, der Grundflächenanzeigelinie- Vorstehabschnitt T3 davon und der Eckenabschnitts- Abfasungsbearbeitungsabschnitt T4 davon geeignet ausgewählt werden, falls erforderlich, die Ölspeichervertiefung, die Bezugsflächenanzeigelinie 4 und der Eckenabschnitts- Bearbeitungsabschnitt We ebenfalls gleichzeitig mit der Bearbeitung der Laufbahnvertiefung 2 selektiv bearbeitet werden.
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Ferner kann durch Einwalzen der Laufbahnvertiefungen 2 der linearen Führungsschiene unter Verwendung der Rundwerkzeuge 10, welche paarweise angeordnet sind, wobei zwischen diesen die lineare Führungsschiene liegt, wie in 1 bis 4 dargestellt, oder durch Einwalzen des Schienenrohwerkstücks W unter Verwendung des Rundwerkzeugs 15 mit derartigen zwei Abfasungsbearbeitungsabschnitten T4, wie in 5 dargestellt, der folgende Vorteil erhalten werden. Das heißt, wie in 6A und 6B dargestellt, weist das Schienenrohwerkstück W einen derartigen Querschnitt auf, daß die beiden Endabschnitte in Breitenrichtung der Schienenfläche Wc (welche eine Befestigungsfläche zur Befestigung der Schiene auf einem Grundelement liefert) erhoben sind, und der Mittenabschnitt in Breitenrichtung davon eingebeult ist, wodurch es möglich ist, die Befestigungssicherheit der so endbearbeiteten Führungsschiene zu verbessern.
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Genauer zeigt 6A den Querschnitt eines Einvertiefungstyps, welcher ein Paar aus einer rechten und einer linken Laufbahnvertiefung umfaßt, die jeweils eine Ölspeicher- bzw. eine Drahthalterungsvertiefung 3 aufweisen, und eine Grundflächenanzeigelinie 4 für die linke Seitenfläche einer einzuwalzenden Führungsschiene. 6B zeigt die Querschnittsfläche eines Zweivertiefungsstyps, welcher nicht nur ein Paar aus einer rechten und einer linken Laufbahnvertiefung 2 mit jeweils einer Ölspeicher- bzw. einer Drahthalterungsvertiefung 3 und eine Grundflächenanzeigelinie 4 für die linke Seitenfläche der einzuwalzenden Führungsschiene umfaßt, sondern auch ein Paar einer rechten und einer linken ¼-bogenförmigen Laufbahnvertiefung 2A, welche auf dem rechten und dem linken Eckenabschnitt der oberen Fläche der Führungsschiene ausgebildet sind. In diesem Fall wird die lineare Führungsschiene unter Verwendung des Rundwerkzeugs 15 eingewalzt, welches derart aufgebaut ist, daß einer (obere Flächenseite) der beiden Abfasungsbearbeitungsabschnitte T4 derart ausgebildet ist, daß er eine vostehende ¼-bogenförmige Form aufweist. Ferner zeigt 6C einen Spannungszustand, in welchem eine lineare Führungsschiene mit einer eingebeulten Schienenbefestigungsfläche Wc durch Festziehen eines Bolzens B1 auf dem Grundelement befestigt ist. In diesem Fall sind Kontaktflächen S1 zwischen dem Grundelement und der Schienenfläche Wc lediglich die beiden Endabschnitte in Breitenrichtung der linearen Führungsschiene, wobei der Mittenabschnitt davon ausgeschlossen ist. Die Summe der Breiten S1w der beiden Kontaktflächen S1 liegt im Bereich von etwa 10% bis 50% der Gesamtbreite der Schienenbefestigungsfläche Wc. Das heißt, verglichen mit Kontaktflächen S2, welche durch eine herkömmliche lineare Führungsschiene vorgesehen sind, deren Schienenbefestigungsfläche, wie in 6D dargestellt sind, flach ausgebildet ist, spreizen sich die vorliegenden Kontaktflächen S1 nach außen in der Breitenrichtung der linearen Führungsschiene, so daß die lineare Führungsschiene darauf wirkenden Seitenlasten sicher standhalten kann, wodurch die Befestigungsstärke der linearen Führungsschiene verbessert werden kann.
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Nebenbei sei erwähnt, daß, wenn ein solches Rundwerkzeug 15 mit zwei Abfasungsbearbeitungsabschnitten T4, wie in 5 dargestellt, verwendet wird, in einem Fall, in welchem die Eckenabschnitte We des Schienenrohwerkstücks W vor einem Einwalzen um einen Betrag gefräst werden, welcher den Abschnitten davon entspricht, die sich bei einem Einwalzen erheben würden, eine lineare Führungsschiene geliefert werden kann, deren untere Schienenfläche (Befestigungsfläche) Wc flach ist.
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7 zeigt ein fünftes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.
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Beim fünften Ausführungsbeispiel wird, während der Abstand L zwischen den beiden Rundwerkzeugen in Folge einer automatischen Steuerung konstant gehalten wird, die Laufbahnvertiefung 2 der linearen Führungsschiene unter Verwendung der Rundwerkzeuge 10 eingewalzt. Genauer umfaßt das vorliegende Ausführungsbeispiel eine Zwischenwerkzeugabstands- Meßvorrichtung 16 (Zwischenwerkzeugabstand zwischen den Rundwerkzeugen 10): Der Zwischenwerkzeugabstand L in der Nähe des Bearbeitungsabschnitts der Laufbahnvertiefung 2 wird erfaßt durch einen Sensor 17 und zu einer (nicht dargestellten) Steuereinheit rückgeführt, der so erfaßte und rückgeführte Zwischenwerkzeugabstand L wird mit einem Zwischenwerkzeugabstand-Setzwert verglichen, welcher zuvor in die Steuereinheit eingegeben wurde, eine Differenzausgleichsanweisung wird an eine (nicht dargestellte) Bewegungs- und Druckvorrichtung übertragen, um dadurch die Positionen der beiden Rundwerkzeuge 10, 10 in einer derartigen Weise zu steuern, daß der Zwischenwerkzeugabstand L konstant gehalten werden kann; das heißt, die Laufbahnvertiefung 2 der linearen Führungsschiene wird unter Verwendung dieser Rundwerkzeuge 10 auf diese Weise eingewalzt. Daher wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Vorteil erhalten, daß eine lineare Führungsschiene, deren Zwischenlaufbahnvertiefungsabstand stabilisiert ist, hergestellt werden kann.
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Die übrigen Abschnitte der Struktur sowie der Betrieb und die Wirkungen des fünften Ausführungsbeispiels sind jenen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich.
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8 zeigt ein sechstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird zur gleichen Zeit, zu welcher zwei Laufbahnvertiefungen 2, 2 jeweils auf den beiden Seitenflächen einer linearen Führungsschiene unter Verwendung eines Paars von Rundwerkzeugen 10, 10 eingewalzt werden, die untere Fläche der linearen Führungsschiene geschliffen (bzw. gefräst), wobei dies unter Verwendung eines Schleifwerkzeugs (bzw. eines Fräswerkzeugs) 22 erfolgt, während das Schleifwerkzeug (bzw. das Fräswerkzeug) 22 gegen die untere Fläche der Schiene gedrückt wird. Aufgrund dieser Tatsache, können, wenn die beiden Laufbahnvertiefungen 2, 2 der beiden Seitenschienen der linearen Führungsschiene unter Verwendung des Paars von Rundwerkzeugen 10, 10 eingewalzt werden, die erhobenen Abschnitte (siehe 6), welche in den beiden Endabschnitten in Breitenrichtung der unteren Fläche (welche eine Schienenbefestigungsfläche auf einem Grundelement bildet) Wc der linearen Führungsschiene erzeugt werden, entfernt werden, um dadurch die Schienebefestigungsfläche Wc zu einer ebenen Fläche auszubilden. Dies kann die Längsrichtungsparallelität der Schienenlaufbahnvertiefungen 2, 2 bezüglich der unteren Fläche der linearen Führungsschiene verbessern, ohne die Anzahl von Schritten zur Bearbeitung der Schienenlaufbahnvertiefungen zu erhöhen. Bei der obigen Beschreibung von 6 wurde als Vorteil der erhobenen Abschnitte, erzeugt durch das Einwalzen der Schienenlaufbahnvertiefungen 2, 2, die Tatsache herausgestellt, daß eine lineare Führungsschiene mit einer Befestigungsfläche mit einem eingebeulten Mittenabschnitt in Breitenrichtung hinsichtlich Stabilität verbessert werden kann, wenn sie auf deren Grundelement befestigt wird, und dadurch die Festigkeit einer derartigen linearen Führungsschiene erhöht werden kann. Hingegen liefern die erhobenen Abschnitte einen unbestimmten Faktor bezüglich des relativen Maßes zwischen den Schienenlaufbahnvertiefungen 2, 2 und der Schienenbefestigungsfläche. In Anbetracht dieser Tatsache ist es bei der Verwendung, welche eine hohe Maßgenauigkeit zwischen den Schienenlaufbahnvertiefungen 2, 2 und der Schienenbefestigungsfläche erfordert, bevorzugt, daß die Schienenbefestigungsfläche gleichzeitig mit einem Einwalzen der Schienenlaufbahnvertiefungen 2, 2 zu einer flachen Form geschliffen (bzw. gefräst) werden kann.
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Beispielsweise ist es zur Gewährleistung der Paralellität der Schienenlaufbahnvertiefungen einfach durch Einwalzen erforderlich, daß die Führungswalzen einer Positionier- und Haltevorrichtung 13, jeweils angeordnet auf der oberen und der unteren Fläche der linearen Führungsschiene, gegen die lineare Führungsschiene gedrückt werden, um dadurch die angehobenen Abschnitte der Schiene zu Bruch zu bringen. Tatsächlich jedoch ist es meistens nicht möglich, die vier Flächen der linearen Führungsschiene gleichzeitig zu walzen, da die Führungswalzen sich gegenseitig stören.
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9 zeigt ein siebtes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.
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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel werden zu der gleichen Zeit, zu welcher zwei Laufbahnvertiefungen 2, 2 jeweils auf den beiden Seitenflächen einer linearen Führungsschiene unter Verwendung eines Paars von Rundwerkzeugen 10, 10 eingewalzt werden, die obere und die untere Fläche der linearen Führungsschiene geschliffen (bzw. gefräst), wobei dies unter Verwendung von Schleifwerkzeugen (bzw. Fräswerkzeugen) 23,24 erfolgt, während das Schleifwerkzeug (bzw. Fräswerkzeug) 23, 24 jeweils gegen die obere und die untere Fläche gedrückt werden. Das heißt, beim vorliegenden Ausführungsbeispiel können die beiden Laufbahnvertiefungen 2, 2 der beiden Seitenflächen der linearen Führungsschiene unter Verwendung des Paares von Rundwerkzeugen 10, 10 eingewalzt werden. Gleichzeitig mit einem derartigen Walzen der Laufbahnvertiefung 2, 2 werden nicht nur unter Verwendung des Schleifwerkzeugs 23 die angehobenen Abschnitte (siehe 6), erzeugt in den beiden Endabschnitten in Breitenrichtung der oberen Fläche Wa der linearen Führungsschiene, entfernt und die obere Fläche Wa der Schiene zu einer flachen Fläche ausgebildet, während die beiden Endabschnitte in Breitenrichtung der oberen Fläche Wa abgefast werden, sondern es werden ferner unter Verwendung des Schleifwerkzeugs 24 die erhobenen Abschnitte (siehe 6), erzeugt in den beiden Endabschnitten in Breitenrichtung der unteren Fläche (welche eine Schienenbefestigungsfläche auf einem Grundelement bildet) Wc der linearen Führungsschiene, entfernt und die untere Fläche Wc der Schiene zu einer flachen Fläche ausgebildet, während die beiden Endabschnitte in Breitenrichtung der unteren Flächen Wc der Schiene abgefast werden.
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So kann gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel die Paralellität der Schienenlaufbahnvertiefungen 2, 2 in der
Längsrichtung davon verbessert werden, ohne die Anzahl von Schritten zur Bearbeitung der Schienenlaufbahnvertiefungen 2, 2 bezüglich der unteren Fläche der linearen Führungsschiene zu erhöhen.
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10 zeigt ein achtes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.
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Das achte Ausführungsbeispiel ist eine abgewandelte Version des fünften Ausführungsbeispiels, dargestellt in 7. Das achte Ausführungsbeispiel umfaßt eine Zwischenvertiefungsabstand-Meßvorrichtung 18 (Zwischenvertiefungsabstand: Abstand zwischen zwei Laufbahnvertiefungen) anstelle der oben erwähnten Zwischenwerkzeugabstand-Meßvorrichtung 16 (Zwischenwerkzeugabstand: Abstand zwischen zwei Rundwerkzeugen): das heißt, ein Abstand 1 zwischen den beiden Laufbahnvertiefungen 2, 2 unmittelbar nach deren Einwalzung unter Verwendung der beiden Rundwerkzeuge 10, 10 wird gemessen, indem ein Sensor 19 in direkten Kontakt mit den Bodenabschnitten der Laufbahnvertiefungen 2 gebracht wird. In Übereinstimmung mit dem Meßergebnis werden die Positionen der Rundwerkzeuge 10, 10 rückgeführt und durch eine (nicht dargestellte) Bewegungs- und Druckvorrichtung in einer derartigen Weise gesteuert, daß der Zwischenvertiefungsabstand 1 einen gewünschten Abstand liefert. In Folge dieser Tatsache ist es erfindungsgemäß ähnlich wie beim oben beschriebenen fünften Ausführungsbeispiel möglich, eine lineare Führungsschiene zu walzen, bei welcher der Zwischenvertiefungsabstand 1 stabilisiert ist.
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Die übrigen Abschnitte der Struktur sowie der Betrieb und die Wirkungen des achten Ausführungsbeispiels sind jenen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich.
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11 zeigt ein neuntes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.
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Bei sämtlichen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Achse einer linearen Führungsschiene linear. Erfindungsgemäß ist jedoch ein Verfahren zur Bearbeitung einer gekrümmten Schiene vorgesehen.
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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel werden drei Walzrundwerkzeuge 10 als ein Satz verwendet: genauer sind zwei von ihnen auf einer Seite eines Schienenrohwerkstücks W angeordnet, wohingegen das übrige an der Mittelposition der beiden Werkzeuge auf der anderen Seite des Schienenrohwerkstücks W angeordnet ist. Das heißt, Laufbahnvertiefungen 2, 2 werden jeweils auf den beiden Seiten des Schienenrohwerkstücks W unter Verwendung eines Satzes von Rundwerkzeugen (drei) eingewalzt, wodurch eine lineare Führungsschiene mit einer Krümmung gleichzeitig mit dem Einwalzen der Laufbahnvertiefungen bearbeitet werden kann. Die Krümmung der Führungsschiene W kann durch Einstellen einer Werkzeugdruckkraft sowie eines Schienenachsenrichtungsabstands H zwischen den beiden Rundwerkzeugen 10 eingestellt werden.
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12 zeigt ein zehntes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.
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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel werden unter Verwendung dreier Rundwerkzeuge 10 Laufbahnvertiefungen (Keilvertiefungen) 2 in den drei gleichen Umfangsabschnitten eines Schienenrohwerkstücks W mit einem kreisförmigen Querschnitt einer Kugelkeilwelle eingewalzt, welche eine Art einer linearen Führungsschiene ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Rundwerkzeuge 10, die jeweils von einem aktiven Typ sind, welcher über einen Riemen 12 durch einen Motor 11 angetrieben bzw. gedreht wird, an in gleichen
Abständen befindlichen Positionen längs des Umfangs des Schienenrohwerkstücks W angeordnet, und die Laufbahnvertiefungen 2 werden unter Verwendung dieser drei Rundwerkzeuge 10 auf dem Schienenrohwerkstück W eingewalzt. Jedoch ist die Anzahl von Rundwerkzeugen nicht immer auf drei begrenzt.
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Die übrigen Abschnitte der Struktur sowie der Betrieb und die Wirkungen des zehnten Ausführungsbeispiels sind jenen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich.
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13A und 13B zeigen ein elftes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.
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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Laufbahnvertiefungen auf einer ungeraden Anzahl von Flächen eines Schienenrohwerkstücks W mit einem quadratischen Querschnitt einer Querwalzenführung eingewalzt, was beispielsweise eine Art einer linearen Führungsschiene eines Kreistyps ist.
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Genauer zeigt 13A einen Fall, in welchem eine Laufbahnvertiefung 2 auf der lediglich einen Fläche des Schienenrohwerkstücks W bearbeitet wird; in diesem Fall ist ein Vertiefungsbearbeitungs-Rundwerkzeug 10 angeordnet, und auf der gegenüberliegenden Seite des Vertiefungsbearbeitungs- Rundwerkzeugs 10 ist ein lastaufnehmendes Rundwerkzeug 20 angeordnet. Bei dem lastaufnehmenden Rundwerkzeug 20 ist die Umfangsfläche davon nicht zu einer derartigen vorstehenden Form wie bei dem Vertiefungsbearbeitungs-Rundwerkzeug 10 ausgebildet, sondern sie ist einfach zylindrisch ausgebildet: das heißt, das lastaufnehmende Rundwerkzeug 20 kann nur in der Lage sein, die Last des Vertiefungsbearbeitungs-Rundwerkzeugs 10 aufzunehmen, welches auf der gegenüberliegenden Seite des lastaufnehmemden Rundwerkzeugs 20 angeordnet ist, während das
lastaufnehmende Rundwerkzeug 20 über einen Riemen 12 durch einen Motor 11 angetrieben bzw. gedreht werden kann.
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13B zeigt einen Fall, in welchem Laufbahnvertiefungen 2 auf den drei Flächen des Schienenrohwerkstücks W eingewalzt werden. In diesem Fall ist senkrecht zum oben erwähnten Vertiefungsbearbeitungs-Rundwerkzeug 10 zum Einwalzen einer Laufbahnvertiefung auf einer Fläche des Schienenrohwerkstücks W ferner ein Paar von Vertiefungsbearbeitungs-Rundwerkzeugen 10, 10 in einer derartigen Weise angeordnet, daß diese beiden Rundwerkzeuge 10, 10 einander gegenüberliegen, wobei die übrigen Flächen des Schienenrohwerkstücks W zwischen diesen liegen; ferner werden die Laufbahnvertiefungen 2 jeweils auf den drei Flächen des Schienenrohwerkstücks W eingewalzt.
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So wird gemäß dem in 13A und 13B dargestellten Laufbahnvertiefungs-Bearbeitungsverfahren der Vorteil erhalten, daß eine lineare Führungsschiene mit Laufbahnvertiefungen auf einer ungeraden Anzahl von Flächen des Schienenrohwerkstücks W oder mit einer ungeraden Anzahl von Laufbahnvertiefungen darauf genau und einfach eingewalzt werden kann.
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Die übrigen Abschnitte der Struktur sowie der Betrieb und die Wirkungen des elften Ausführungsbeispiels sind jenen des ersten Ausführungsbeispieles ähnlich.
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Während lediglich bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung spezifisch beschrieben wurden, ist es offensichtlich, daß zahlreiche Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne von Umfang und Wesen der Erfindung abzuweichen.
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Wie oben beschrieben, können erfindungsgemäß aufgrund der Tatsache, daß eine Walztechnik auf eine Bearbeitung einer oder
mehrerer Laufbahnvertiefungen einer linearen Führungsschiene angewandt wird, um dadurch Laufbahnvertiefungen mit hoher Genauigkeit auszubilden, wobei dies durch lediglich einen einzigen Bearbeitungsschritt erfolgt, verglichen mit einem herkömmlichen Verfahren, welches eine Vielzahl von Schritten eines Ziehens, Fräsens und Schleifens einer linearen Führungsschiene erfordert, die Bearbeitungszeit und die Bearbeitungskosten der Laufbahnvertiefungen und somit der linearen Führungsschiene verringert werden.
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Ferner kann selbst in einem Fall, in welchem die so bearbeiteten Laufbahnvertiefungen geschliffen werden, um eine extrem hohe Genauigkeit zu gewährleisten, falls erforderlich, das Schleifausmaß minimiert werden, was es ermöglicht, die Schleifzeit der linearen Führungsschiene zu verkürzen, die Bearbeitungskosten davon zu senken und die Bearbeitungsgenauigkeit davon zu verbessern.
