DE102007034452A1

DE102007034452A1 - Schmierelement und Schmiereinheit

Info

Publication number: DE102007034452A1
Application number: DE102007034452A
Authority: DE
Inventors: Gerald Vierheilig; Matthias Zeier; Jürgen Müller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2009-01-22
Also published as: US20090022437A1; US8056428B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schmierelement (12) für Wälzkörperlaufbahnen, insbesondere von Linearanordnungen mit einem Körper aus einem schmiermittelspeichernden Material, der einen mit einer Wälzkörperlauffläche zur Abgabe von Schmiermittel in Kontakt bringbaren Auftragerabschnitt (34) und einen an den Auftragerabschnitt (34) angrenzenden Speicherbereich (22) für Schmiermittel umfasst, wobei der Körper im Speicherbereich (22) an einem von dem Auftragerabschnitt (34) entfernten Ende mit wenigstens einer Aussparung (38) versehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schmierelement für Wälzkörperlaufbahnen, insbesondere von Linearanordnungen, mit einem Körper aus einem schmiermittelspeichernden Material, der einen mit einer Wälzkörperlauffläche zur Abgabe von Schmiermittel in Kontakt bringbaren Auftragerabschnitt umfasst.
Linearanordnungen im Sinne der vorliegenden Anmeldung sind Wälzkörperschraubtriebe (beispielsweise Kugelspindeltriebe), aber auch Wälzkörperbüchsenführungen (beispielsweise Kugelbüchsenführungen) und wälzkörpergelagerte Profilschienenführungen, die häufig auch als Linearführungen bezeichnet werden. Allen diesen Linearanordnungen ist gemeinsam, dass ein Muttern- oder Schlittenelement entlang eines linearen Führungselements beweglich gelagert ist, wobei eine Längsverlagerung des Mutter- oder Schlittenelements durch Abrollen von Wälzkörpern (Kugeln oder Rollen) zwischen Laufbahnen erreicht wird, die an dem Muttern- oder Schlittenelement einerseits und dem Führungselement andererseits ausgebildet sind. Die Wälzkörper bewegen sich entlang eines geschlossenen Wegs in einem Wälzkörperumlauf, der einen Lastkanal, gebildet zwischen einander zugewandten Laufflächen am linearen Führungselement und am Muttern- oder Schlittenelement, und einen Rückführkanal, der die beiden Enden des Lastkanals verbindet und üblicherweise durch das Muttern- oder Schlittenelement geführt ist.
Um ein befriedigendes Abrollen der Wälzkörper zu ermöglichen, ist es erforderlich, die Laufbahnen solcher Linearanordnungen, vor allem im Bereich des Lastkanals, mit einem Schmiermittel (in der Regel einem Schmieröl) zu schmieren. Um während des Betriebs einer solchen Anordnung unvermeidlicherweise auftretende Schmiermittelverluste kompensieren zu können, ist es erwünscht, dass über die gesamte Betriebsdauer hinweg eine ständige Schmiermittelnachlieferung erfolgt, die idealerweise über die gesamte Betriebsdauer hinweg gleich bleiben und gerade so groß gewählt werden sollte, dass Schmiermittelverluste kompensiert werden.
Die US 5,492,413 offenbart eine Abdichtplatte für einen entlang einer Führungschiene beweglich gelagerten Schlitten einer Profilschienenführung. Die Abdichtplatte ist an beiden axialen Enden des Schlittens angebracht und ist mit einer zur Schmierung dienenden Lage aus einem schmiermittelgetränkten Schaumstoffmaterial verklebt. Die Innenkante dieser Schaumstofflage bildet eine an der Führungsschiene anliegende Schmiermittelabgabelippe, die aus den umgebenden Bereichen der Schaumstofflage mit Schmiermittel versorgt wird.
Die EP 0 874 172 B1 offenbart ebenfalls eine jeweils an den axialen Enden eines Schlittens angebrachte Abdichtplatte für eine Profilschienenführung mit einer integrierten Schmiereinrichtung. Bei dieser mehrteilig aufgebauten Schmiereinrichtung ist zwischen einer ersten schmiermittelspeichernden Lage, die nicht in Kontakt mit der Führungsschiene steht, und einer zweiten schmiermittelabgebenden Lage, deren Innenkante an der Führungsschiene anliegt, ein den Strömungsweg für das Schmiermittel von der ersten Lage zur zweiten Lage begrenzendes Element, z. B. ein Lochblech, angeordnet. Hierdurch soll die Schmiermittelabgaberate derart begrenzt werden, dass diese unabhängig von der mit zunehmender Betriebsdauer der Linearführung abnehmenden gespeicherten Schmiermittelmenge möglichst stabil bleibt.
Eine weitere einstückig ausgeführte Anordnung zur Schmierung der Wälzkörperlaufbahnen einer Profilschienenführung ist aus der JP 5-71443 U bekannt. Bei dieser Anordnung sind schmiermittelgetränkte Schaumstoffeinsätze in einen Aufnahmeraum einer jeweils an den axialen Enden des Schlittens angebrachten Dichtungseinheit eingesetzt. Die Innenseiten der Schaumstoffeinsätze stehen mit den Wälzkörperlaufflächen der Führungsschiene in Kontakt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schmierelement für Wälzkörperlaufbahnen bereitzustellen, welches möglichst einfach einbaubar ist und darüber hinaus eine befriedigende Einstellbarkeit der Schmiermittelabgaberate auch über längere Betriebszeiträume hinweg ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Schmierelement für Wälzkörperlaufbahnen, insbesondere von Linearanordnungen, mit einem Körper aus einem schmiermittelspeichernden Material, der einen mit einer Wälzkörperlauffläche zur Abgabe von Schmiermittel in Kontakt bringbaren Auftragerabschnitt und einen an den Auftragerabschnitt angrenzenden Speicherbereich für Schmiermittel umfasst, der Körper im Speicherbereich an einem von dem Auftragerabschnitt entfernten Ende mit wenigstens einer Aussparung versehen ist.
Die Aussparung ist von Rändern aus dem schmiermittelspeichernden Material des Körpers umgeben. Diese Ränder sind bevorzugt schmiermitteldurchlässig und derart angeordnet, dass sie dann, wenn das Schmierelement in eine zugehörige Schmiermittelelementaufnahme einer Schmiereinheit eingebaut ist, wenigstens zum Teil in einen Schmiermittelsumpf eintauchen, in welchem sich flüssiges Schmiermittel befindet. So kann Schmiermittel aus einem beliebig großen Schmiermittelvorrat nach und nach durch die die Aussparung umgebenden Ränder in den Speicherbereich des Körpers aufgenommen werden. Gleichzeitig kann durch Einstellen einer geeigneten Füllhöhe des Schmiermittels im Schmiermittelsumpf sichergestellt werden, dass über eine lange Betriebsdauer hinweg mit damit einhergehendem Rückgang des Schmiermittelpegels im Schmiermittelsumpf die Ränder der Aussparung wenigstens in Teilabschnitten in das flüssige Schmiermittel eintauchen und so eine Nachlieferung von Schmiermittel in den Speicherbereich möglich ist.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass wegen der Aussparung genügend Volumen zur Verfügung steht, um beim Einführen des Schmierelementes in eine entsprechende Aufnahme einer Schmiereinheit verdrängtes Schmiermittel aufzunehmen.
Führt man nämlich ein Schmierelement in eine zugehörige Aufnahme einer Schmiereinheit ein, in der sich bereits eine für den Betrieb der Schmiereinheit geeignete Menge Schmiermittel befindet, so kann von den Poren in dem Körper des Schmierelements nicht sogleich ausreichend viel Schmiermittel aufgenommen werden, um das Volumen der in das Schmiermittel eintauchenden Abschnitte des Schmierelements einigermaßen zu kompensieren. Daher wird Schmiermittel verdrängt und der Pegel des flüssigen Schmiermittels im Schmiermittelsumpf steigt kurzzeitig an, bis nach einer gewissen Zeit eine genügend große Menge Schmiermittel in den Speicherbereich gelangt ist. Dieser Effekt führt dazu, dass entweder beim Einführen des Schmierelements Schmiermittel aus der Aufnahme herausläuft oder aber, um dies zu vermeiden, von vornherein nur eine geringere Menge Schmiermittel eingefüllt werden kann. In beiden Fällen ist der Pegel des Schmiermittels in der Aufnahme am Ende der Füllprozedur zu niedrig, um über den gewünschten Betriebszeitraum hinweg eine Nachlieferung von Schmiermittel zu gewährleisten. Es muss daher Schmiermittel nachgefüllt werden.
Erfindungsgemäß sorgt die Aussparung dafür, dass zur Aufnahme des verdrängten Schmiermittels ausreichend Volumen zur Verfügung steht und dennoch die die Aussparung umgebenden Ränder aus schmiermittelspeicherndem Material ausreichend tief in das im Schmiermittelsumpf befindliche Schmiermittel eintauchen, um über die vorgesehene Lebensdauer hinweg eine Nachlieferung von Schmiermittel aus dem Schmiermittelsumpf in den Speicherbereich des Körpers des Schmierelements sicherzustellen.
Bevorzugt sind eine Mehrzahl von Aussparungen vorgesehen, die an dem einen Ende des Speicherbereichs, durch jeweils einen vorspringenden Abschnitt des Körpers aus schmiermittelspeicherndem Material voneinander getrennt, aufeinanderfolgen. Die Aussparungen sind derart nebeneinander liegend angeordnet, dass sich eine im Wesentlichen kammartige Struktur des Körpers an dem einen Ende des Speicherbereichs ergibt, wobei die vorspringenden Abschnitte aus schmiermittelspeicherndem Material die Zinken des Kamms bilden, zwischen denen sich die Aussparungen befinden.
Im eingebautem Zustand des Schmierelements tauchen die die Zinken des Kamms bildenden vorspringenden Abschnitte des Körpers aus schmiermittelspeicherndem Material, vorzugsweise in etwa gleich weit, in den Schmiermittelsumpf ein. In den Aussparungen steht damit flüssiges Schmiermittel und wird nach und nach über die vorspringenden Abschnitte aus schmiermittelspeicherndem Material von dem Körper aufgenommen und im Speicherbereich gespeichert. Beim Einführen des Schmierelements in eine Schmierelementaufnahme verdrängen die vorspringenden Abschnitte zunächst das in der Aufnahme stehende Schmiermittel. Der Pegel des Schmiermittels steigt daher in den zwischen den vorspringenden Abschnitten gebildeten Aussparungen an, so dass diese sich mit Schmiermittel füllen. Nach und nach wird das Schmiermittel dann von dem (zu diesem Zeitpunkt noch weitgehend nicht mit Schmiermittel benetzten) schmiermittelspeichernden Material der vorspringenden Abschnitte aufgenommen und im Speicherbereich sowie im Auftragerabschnitt verteilt. Dieser Prozess endet, wenn ein Gleichgewicht zwischen dem Strom von Schmiermittel aus dem Schmiermittelsumpf in den Aussparungen in den Speicherbereich und einem Schmiermittelstrom aus dem Speicherbereich in den Schmiermittelsumpf in den Aussparungen erreicht wird. Wenn sich der Speicherbereich mit zunehmender Betriebsdauer entleert, wird flüssiges Schmiermittel aus den Aussparungen in die vorspringenden Abschnitte nachgeliefert und von dort im Speicherbereich verteilt.
Durch das in den Aussparungen zur Verfügung gestellte Volumen wird beim Einführen des Schmierelements in die Schmierelementaufnahme vermieden, dass in der Aufnahme befindliches Schmiermittel austritt, weil es nicht schnell genug von dem schmiermittelspeichernden Material aufgenommen werden kann.
Unter einem schmiermittelspeichernden Material soll ein Material verstanden werden, welches mit einem Schmiermittel (d. h. einer Flüssigkeit mit geeigneter Zähigkeit) tränkbar ist und das in der Lage ist, eine bestimmte Menge dieses Schmiermittels zu speichern. Bezeichnet man mit dem Begriff „effektive Porosität" den Anteil des bei einem vorgegebenen Gesamtvolumen des Materials durch in einem Material gebildete Hohlräume oder Poren gebildeten Volumens, so bedeutet dies, dass ein schmiermittelspeicherndes Material eine effektive Porosität größer als 0 hat. Die effektive Porosität kann hierbei eine Konstante sein, häufig wird es jedoch der Fall sein, dass die effektive Porosität von der Menge eines gespeicherten Schmiermittels abhängt, weil sich die Poren mit zunehmender Menge gespeicherten Schmiermittels aufweiten können.
Im betriebsgemäß eingebauten Zustand des Schmierelements in eine Linearanordnung liegt ein am Körper angeordneter Auftragerabschnitt des Schmierelements an einer Wälzkörperlauffläche an, sodass bei einer Relativbewegung zwischen Muttern- oder Schlittenelement und Führungselement der Auftragerabschnitt entlang der Wälzkörperlauffläche gleitet und bei dieser Gleitbewegung eine bestimmte Menge Schmiermittel an die Wälzkörperlauffläche abgibt. Wenn das Schmierelement beispielsweise dem Schlitten- oder Mutternelement zugeordnet ist, gleitet der Auftragerabschnitt entlang der am Führungselement ausgebildeten Wälzkörperlauffläche ab. Die Nachlieferung der abgegebenen Schmiermittelmenge erfolgt aus dem an den Auftragerabschnitt angrenzenden Speicherbereich, was im Betrieb zu einem Schmiermittelstrom durch den Speicherbereich hin zu dem Auftragerabschnitt führt. Dieser Schmiermittelstrom wird im Wesentlichen durch einen sich vom Auftragerabschnitt durch den Speicherbereich hindurch einstellenden Konzentrationsgradienten von gespeichertem Schmiermittel angetrieben. Daneben können je nach Einbaulage noch weitere Effekte eine Rolle spielen, beispielsweise Schwerkrafteffekte bei näherungsweise vertikaler Einbaulage.
Der Körper kann beispielsweise aus einem offenzelligen Schaumstoff gebildet sein. Als geeignetes Schaumstoffmaterial haben sich beispielsweise PUR-Schäume auf Esterbasis erwiesen. Solche Schaumstoffe können geschäumt und anschließend zu Platten mit einer gewünschten Porengröße gepresst werden, wobei sich z. B. Platten als geeignet erwiesen haben, deren Raumgewicht nach dem Verpressen zwischen 60 und 250 kg/m³, insbesondere bei etwa 200 kg/m³, liegt. Schaumstoffe dieser Art sind etwa unter den Handelsnamen Inducon, Normont und Cellofoam erhältlich. Es hat sich in der Vergangenheit herausgestellt, dass diese Schaumstoffe sowohl hinsichtlich ihrer Verschleißfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit als auch hinsichtlich ihres Schmiermittelaufnahmevermögens geeignet sind.
Der Körper kann, beispielsweise mittels Wasserstrahlschneiden, aus einer Schaumstoffplatte ausgeschnitten sein und ist auf diese Weise relativ einfach herstellbar.
Es ist nicht erforderlich, einen separaten Auftragerabschnitt zu verwenden, vielmehr kann der Auftragerabschnitt in herstellungstechnisch günstiger Weise einstückig mit dem ersten Speicherbereich ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Körper im ersten Speicherbereich wenigstens einen Einschnitt aufweisen, wobei der Auftragerabschnitt zwischen dem Einschnitt und einer oder mehrerer Seitenflächen des Körpers gebildet ist, oder der Körper kann im ersten Speicherbereich mehrere Einschnitte aufweisen, wobei der Auftragerabschnitt zwischen den Einschnitten und ggf. Seitenflächen des Körpers gebildet ist. Grob gesprochen könnte man sagen, dass ein ausgeschnittenes Ende des ersten Speicherbereichs den Auftragerabschnitt bildet. Die Größe, d. h. insbesondere der Querschnitt, des Auftragerabschnitts lässt sich so an die jeweilige Wälzkörperlauffläche anpassen.
Darüber hinaus kann der zur Bildung des Auftragerabschnitts vorgesehene Bereich zwischen Einschnitt und Seitenfläche oder Bereich zwischen Einschnitten umklappbar sein, sodass er gegenüber der angrenzenden Oberfläche des Körpers abgewinkelt ist. Der Auftragerabschnitt steht dann, zumin dest im eingebauten Zustand des Schmierelements, quer zur Längsrichtung des ersten Speicherbereichs. Vorzugsweise wird der Winkel zwischen der Erstreckungsrichtung des Auftragerabschnitts und der Längsrichtung des ersten Speicherbereichs im Wesentlichen bei 90° liegen. Diese Art der Ausbildung des Auftragerabschnitts erfordert eine gewisse Formbarkeit bzw. Elastizität des Materials, aus dem der Körper gebildet ist. Da dieses Material ohnehin eine Porosität aufweisen muss, um Schmiermittel speichern zu können (normalerweise wird ein Schaumstoff verwendet), ist davon auszugehen, dass praktisch jedes in Frage kommende Material es gestattet, den für den Auftragerabschnitt vorgesehenen Bereich umzuklappen. Um ein Beispiel dieser Ausbildung des Auftragerabschnitts zu nennen, kann der Körper an einem Stirnende im ersten Speicherbereich wenigstens einen im Wesentlichen in Längsrichtung des ersten Speicherbereichs verlaufenden Schlitz aufweisen und einer der beiden hierdurch entstehenden Teilbereiche am Stirnende umgeklappt sein, sodass dieser Teilbereich seitlich absteht und seine Längsrichtung abgewinkelt, beispielsweise im Wesentlichen orthogonal, zur Längsrichtung des oberen Speicherbereichs verläuft.
Der Querschnitt des Auftragerabschnitts kann kleiner sein als der Querschnitt des Körpers im ersten Speicherbereich. Unter dem Querschnitt des Auftragerabschnitts ist im Wesentlichen der mit der Lauffläche der Wälzkörper in Kontakt stehende Querschnitt des Auftragerabschnitts zu verstehen. Dieser Querschnitt wird in der Regel abhängig von den Dimensionen der jeweiligen Lauffläche, d. h. letztendlich den Dimensionen der Wälzkörper, gewählt werden, und zwar so, dass der Auftragerabschnitt im Wesentlichen vollständig an der Lauffläche anliegen kann. In der Praxis haben sich Ausführungsformen bewährt, bei denen der Querschnitt des Auftragers nur halb so groß bzw. nur ein Viertel so groß ist wie der Querschnitt des Körpers im ersten Speicherbereich.
Für die Schmiermittelabgaberate hat der Querschnitt des Auftragers nur einen vernachlässigbaren Einfluss, da die Länge des Auftragers im Vergleich zur Länge in Längsrichtung des ersten Speicherbereichs vernach lässigbar klein ist, sodass sich immer ein ausreichend großer Konzentrationsgradient über den Auftragerabschnitt hinweg ausbilden wird.
Um einen ersten Speicherbereich mit einer großen Länge in Längsrichtung auf einem möglichst kompakten Raum unterzubringen, kann vorgesehen sein, dass der Körper wenigstens im Speicherbereich im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist. Diese Anordnung ist besonders dann günstig, wenn die Linearanordnung ein zylindrisches Führungselement besitzt, etwa eine Spindel eines Wälzkörperschraubtriebs oder Zylinderführung einer Büchsenführung ist. Im Fall eines Wälzkörperschraubtriebs kann dann beispielsweise der ringförmige Speicherbereich um das Führungselement herumgeführt sein, wobei ein zur Umfangsrichtung des Rings abgewinkelt angeordneter Auftragerabschnitt mit der Außenfläche des Führungselements in Kontakt steht, in der die Wälzkörperlaufbahnen ausgebildet sind.
Der Auftragerabschnitt kann an dem – bezüglich der durch den Speicherbereich definierten Ringachse – einen Längsende des Speicherbereichs angeordnet sein. Das gegenüberliegende Längsende des Speicherbereichs kann dann mit der wenigstens einen Aussparung versehen sein.
Vorzugsweise ist der Körper wenigstens im Speicherbereich aus einem im Wesentlichen rechteckigen Grundelement gebildet, das ringförmig gewickelt ist. Der sich so ergebende Ring kann entweder ein vollständig geschlossener Ring sein oder aber in Umfangsrichtung nur einen Teilabschnitt eines Rings bilden. Gleichfalls ist es denkbar, dass das Grundelement sogar mit überlappenden Abschnitten gewickelt ist, also zumindest in Teilabschnitten einen mehrfachen Ring bildet. Wenn im Folgenden von Ringform die Rede ist, so versteht es sich, dass damit nicht unbedingt ein exakt kreisförmiger Querschnitt gemeint ist, sondern der Ring auch andere geschlossene Formen haben kann.
Die Ringform kann beispielsweise so sein, dass im gewickelten Zustand des Körpers ein Spalt zwischen zwei einander gegenüberliegenden und im We sentlichen in Richtung der Ringachse verlaufenden Stirnflächen des rechteckigen Grundkörpers freibleibt. In diesem Fall bietet es sich an, den Auftragerabschnitt an einer der einander im gewickelten Zustand gegenüberliegenden Stirnflächen auszubilden.
Wenn im eingebauten Zustand der Speicherbereich zum Teil in einen Schmiermittelsumpf eingetaucht ist, hat das folgende Vorteile:
Bei Betrieb einer Linearbewegungsanordnung findet primär ein Schmiermitteltransport vom Speicherbereich zum Auftragerabschnitt hin statt, durch den sich der Speicherbereich mit zunehmender Betriebsdauer immer mehr entleert. Dies würde schließlich nach einer ausreichend langen Betriebsdauer dazu führen, dass sich der Speicherbereich vollständig entleert. In dieser Situation müsste eigentlich das Schmierelement ausgetauscht werden oder von neuem mit Schmiermittel getränkt werden. Wenn sich jedoch der Speicherbereich des Körpers mit einem Schmiermittelsumpf in Verbindung steht, bildet der Schmiermittelsumpf gewissermaßen einen weiteren Speicher, dessen Speichervolumen für Schmiermittel vorzugsweise wesentlich größer ist. So können Betriebspausen, in denen die Linearanordnung für mehr oder weniger lange Zeit stillsteht, zur automatischen Wiederbefüllung des im Speicherbereich des Schmierelements gespeicherten Schmiermittelvorrats ausgenutzt werden. Da in der Regel nach einer gewissen Betriebsdauer die im Speicherbereich gespeicherte Schmiermittelmenge sich deutlich verringert, wird bei Stillstand des Schlittens bzw. der Mutter der Linearanordnung, zumindest solange ausreichend Schmiermittel im Schmiermittelsumpf steht, sich ein Schmiermittelstrom vom Schmiermittelsumpf in den Speicherbereich des Schmierelements einstellen, durch den der Speicherbereich wieder aufgefüllt wird.
Bei erneuter Aufnahme des Betriebs der Linearanordnung ist daher die durch den Auftragerabschnitt abgegebene Schmiermittelabgaberate deutlich höher als am Ende der letzten Betriebsphase und nähert sich bei genügend langer Stillstandsdauer sogar dem Neuzustand an. Auch kürzeste Betriebs pausen als Stillstandsphasen des Schlittens bzw. der Mutter lassen sich so ausnutzen.
Der Speicherbereich erfüllt somit die Funktion eines Zwischenspeichers, der in Betriebspausen durch eine Nachlieferung von Schmiermittel vom Schmiermittelsumpf wieder aufgefüllt wird. Dies hat zur Folge, dass die Schmiermittelabgaberate über die gesamte Lebensdauer einer Linearanordnung hinweg immer zwischen einem vorbestimmten Maximalwert bei vollständig aufgefülltem Speicherbereich und einem in der Nähe des vorbestimmten Maximalwerts liegenden Minimalwert bei weitgehend entleertem Speicherbereich gehalten werden kann. Auf diese Weise wird auf sehr einfache Weise eine Lebensdauerschmierung für Linearanordnungen realisierbar.
Es hat sich als günstig herausgestellt, wenn etwa ein Drittel des Volumens der einzufüllenden Schmiermittelmenge beim Einführen des Schmierelements verdrängt wird. Daher sollte das Volumen der Aussparung, bzw. bei mehreren Aussparungen aller Aussparungen zusammen, in etwa ein Drittel des Volumens des einzufüllenden Schmiermittels betragen, um die verdrängte Menge Schmiermittel aufnehmen zu können. Für die Breite der Aussparung, bzw. bei mehreren Aussparungen einer jeweiligen Aussparung, hat sich ein Wert als günstig herausgestellt, der in etwa bei dem 1,5fachen der Dicke des Körpers im Speicherbereich liegt. Von besonderer Bedeutung ist die Tiefe der Aussparung, die angibt, wie weit die die Ränder der Aussparung bildenden Abschnitte vom Grund der Aussparung vorstehen, insbesondere in Relation zu der Höhe des Schmierelements, d. h. im Wesentlichen dem Abstand von den vorstehenden Enden der Ränder der Aussparung bis zu dem den Aussparungen gegenüberliegenden Ende des Körpers bzw. Speicherbereichs. Es hat sich gezeigt, dass die Tiefe der Aussparung, bzw. bei mehreren Aussparungen einer jeweiligen Aussparung, in etwa die Hälfte der Höhe des Speicherbereichs betragen sollte.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Schmierelement in einer Schmiereinheit für Laufbahnen von Wälzkörpern einer Linearanordnung integriert ist, insbesondere in einem Wälzkörperschraubtrieb bzw. Kugelgewindetrieb, einer Profilschienenführung oder Büchsenführung. Die Linearanordnung weist ein entlang eines linearen Führungselements über Wälzkörper beweglich geführtes Muttern- oder Schlittenelement auf, wobei die Schmiereinheit an einem axialen Ende des Muttern- oder Schlittenelements angebracht ist. Bei einem mit je einer Schmiereinheit an seinen axialen Enden versehenen Muttern- oder Schlittenelement kann eine Schmierung der Wälzkörperlaufbahnen gerade im Lastkanal in jeder Bewegungsrichtung erfolgen, bevor die in ihrem endlosen Umlauf geführten Wälzkörper mit der Lauffläche in Kontakt gelangen. Dies führt zu einer äußerst effizienten Schmierung, die mit einer sehr geringen Schmiermittelmenge auskommt.
Die Schmiereinheit weist bevorzugt ein Schmierelementgehäuse auf, in dem ein Aufnahmeraum für das Schmierelement ausgebildet ist, wobei das Volumen des Aufnahmeraums maximal der Summe aus dem Volumen des Schmierelements und dem Volumen des einzufüllenden Schmiermittels entspricht.
Das erfindungsgemäße Schmierelement eignet sich ganz besonders dann, wenn die Linearanordnung ein Wälzkörperschraubtrieb ist, insbesondere ein Kugelgewindetrieb ist, umfassend als Führungselement eine Spindel und als bewegliches Element einen die Spindel umschließenden Mutternkörper, wobei in die Innenumfangsfläche des Mutternkörpers mindestens eine schraubenförmig um die Achse verlaufende Wälzkörper führende Mutternut mit zwei Endbereichen eingelassen ist, welche zusammen mit der Außenumfangsfläche der Spindel einen zwischen den beiden Endbereichen verlaufenden schraubenförmigen Wälzkörperschraubweg definiert, wobei der Wälzkörperschraubweg durch einen zwischen den beiden Endbereichen verlaufenden Wälzkörperrückführweg zu einem geschlossenen Wälzkörperumlaufweg ergänzt ist, wobei der Wälzkörperumlaufweg mit einer endlosen Reihe von einerseits in der Mutternut und andererseits an einer schraubenförmigen Laufbahn der Außenumfangsfläche jeweils in Abwälzbereitschaft liegenden Wälzkörpern besetzt ist, und wobei sich an dem Mutternkörper in jedem der Endbereiche eine Wälzkörperumlenkung zum Überführen der Wälzkörper zwischen dem Wälzkörperschraubweg und dem Wälzkörperrückführweg, bzw. zwischen dem Wälzkörperrückführweg und dem Wälzkörperschraubweg befindet.
Bei der Schmiereinheit kann, beispielsweise in einem zylindrisch ausgeführten Schmierelementgehäuse, ein kreisringförmiger Aufnahmeraum für das Schmierelement ausgebildet sein, und zwar derart, dass eine Innenwand des Schmierelementgehäuses das lineare Führungselement, also beispielsweise die Spindel eines Wälzkörperschraubtriebs oder die Zylinderführung einer Büchsenführung, umgibt. In der Innenwand des Aufnahmeraums kann eine Öffnung ausgebildet sein, durch die hindurch der Auftragerabschnitt des Schmierelements zum Kontakt mit der Wälzkörperlauffläche geführt ist. Bei einem Wälzkörperschraubtrieb tritt als Beispiel der durch die Öffnung geführte Auftragerabschnitt mit einer auf der Außenfläche der Spindel ausgebildeten spiralförmigen Laufnut für die Wälzkörper in Kontakt.
In der Innenwand des Schmierelementgehäuses kann eine nach innen vorstehende Stege aufweisende Auftragernase angeordnet sein, in der die Öffnung für den Auftragerabschnitt ausgebildet ist. Die Stege dienen der besseren Fixierung des Auftragerabschnitts. Sie sind insbesondere so angeordnet, dass das den Auftragerabschnitt bildende schmiermittelspeichernde Material leicht zusammengedrückt wird, wenn der Auftragerabschnitt durch die Öffnung geführt ist. Da das schmiermittelspeichernde Material aufgrund seiner Porenstruktur eine gewisse Elastizität besitzt, wird so ein Halt des Aufragerabschnitts gegenüber in seiner Längsrichtung wirkenden Verschiebekräften erzielt. Dieser Halt kann beispielsweise auch dazu dienen, den Auftragerabschnitt zwischen der Auftragernase und der Wälzkörperlaufbahn in seiner Längsrichtung etwas zu stauchen, so dass sich ein besonders guter Anlagekontakt mit der zu schmierenden Wälzkörperlaufbahn ergibt.
Um, gerade bei einem Wälzkörperschraubtrieb, eine möglichst große Flexibilität zu erzielen, könnte man daran denken, die Auftragernase in die Innenwand des Schmierelementgehäuses, in der die Öffnung für den Autragerabschnitt ausgebildet ist, einzusetzen, beispielsweise in axialer Richtung in die Innenwand einschiebbar auszubilden. Durch entsprechend verschiedene Positionierungen der Lage der Öffnung bei verschiedenen Auftragernasen kann ein- und dasselbe Schmierelementgehäuse für unterschiedliche Gewindesteigungen der Spindel verwendet werden. Wenn darüber hinaus in der Auftragernase Löcher mit unterschiedlich großem Querschnitt ausgebildet sind, kann ein- und dieselbe Schmiereinheit, insbesondere deren Gehäuse, auch für mehrere Kugeldurchmesser verwendet werden.
Herstellungstechnisch einfacher ist es allerdings, wenn die Auftragernase mit den Stegen integral in der Innenwand ausgebildet ist.
Darüber hinaus kann in dem Aufnahmeraum für das Schmierelement ein Anschlag vorgesehen sein, an dem im eingebauten Zustand eine Stirnseite des Schmierelementes anliegt. So kann ohne großen Aufwand sichergestellt werden, dass das Schmierelement seine vorgesehene Einbaulage einnimmt und der Auftragerabschnitt korrekt angeordnet ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht einer Schmiereinheit mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßem Schmierelements, die zur Anbringung am axialen Ende einer Mutter eines Wälzkörperschraubtriebs ausgebildet ist,
2 die in 1 gezeigte Schmiereinheit mit abgenommenem Deckel,
3 eine Querschnittsansicht durch die in 1 und 2 gezeigte Schmiereinheit in einem am axialen Ende einer Mutter eines Kugelgewindetriebs befestigten Zustand,
4 die in 1 gezeigte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schmierelements mit kreisringförmig gebogenem Speicherbereich in einer Perspektivansicht,
5 eine ausgeschnittene Schaumstoffplatte, aus der das in 4 gezeigte Schmierelement geformt wird,
6 das Schmierelementgehäuse der in 1 und 2 gezeigten Schmiereinheit ohne Schmierelement,
7 in vergrößerter Ansicht ein Detail aus 6, das die Auftragernase zeigt,
8 in einer Draufsicht längs der Ringachse das Schmierelementgehäuse gemäß 6 mit eingelegtem Schmierelement, und
9 in vergrößerter Ansicht ein Detail aus 8, das den Auftragerabschnitt zeigt.
1 zeigt in einer Perspektivansicht eine dort allgemein mit 10 bezeichnete Schmiereinheit zur Anbringung am axialen Ende einer Mutter eines Wälzkörperschraubtriebs. 2 zeigt dieselbe Schmiereinheit 10 wie 1, jedoch mit abgenommenem Deckel 18. Insbesondere in 2 ist ein erfindungsgemäßes Schmierelement 12 zu sehen, das in einen kreisringförmigen Aufnahmeraum 16 eines Schmierelementgehäuses 14 eingesetzt ist. Der Aufnahmeraum 16 ist begrenzt durch die Außenwand des Schmierelementgehäuses 14 und eine konzentrisch dazu verlaufende Innenwand 26.
Das in 2 zu erkennende und in 3 und 4 näher dargestellte Schmierelement 12 besitzt einen Körper aus einem Material mit einer möglichst ho hen effektiven Porosität (z. B. Schaumstoff), um in seinen Poren ein Schmiermittel, beispielsweise Öl, speichern zu können. Der Körper ist im Einbauzustand gemäß 3 in einem Speicherbereich 22 insgesamt im Wesentlichen ringförmig ausgebildet. Die Ringkontur des Körpers im Speicherbereich 22 ist nicht vollständig geschlossen, sondern weist einen im Wesentlichen axial verlaufenden Spalt 30 auf, der von zwei einander gegenüberliegenden Stirnflächen 28, 32 des Körpers begrenzt wird.
An der einen Stirnfläche 32 des Körpers ist ein zur Innenseite des ringförmigen Aufnahmeraums 16 vorstehender Auftragerabschnitt 34 ausgebildet. Der Auftragerabschnitt 34 ist einstückig aus dem den ersten Speicherbereich 22 bildenden Material des Körpers ausgeschnitten und zur Ringachse hin umgeklappt. Das freie Ende 35 des Auftragerabschnitts 34 liegt im betriebsgemäß eingebauten Zustand an der spiralförmig in der Außenfläche der Spindel ausgebildeten Wälzkörperlaufbahn an. Das Schmierelement 12 ist dann mit einem Schmiermittel getränkt, welches über den Auftragerabschnitt 34 nach und nach an die Wälzkörperlaufbahn abgegeben wird. Der Auftragerabschnitt 34 ist insbesondere in 4 gut zu erkennen und wird später mit Bezugnahme auf 4 und 5 noch näher erläutert.
Die Schmiereinheit 10 weist eine Auftragernase 36 auf, die integral in der Innenwand 26 des Aufnahmeraums 16 für das Schmierelement 12 ausgebildet ist. In der Auftragernase 36 ist eine Öffnung 40 ausgebildet, durch die hindurch im eingebauten Zustand des Schmierelements 12 der vom ersten Speicherbereich 22 nach innen abstehende Auftragerabschnitt 34 geführt ist, sodass sein freies Ende 35 an der Wälzkörperlaufbahn anliegt. Die Auftragernase 36 ist in den 6 bis 9 im Detail dargestellt und wird mit Bezug auf diese Figuren noch näher erläutert.
In den Aufnahmeraum 16 des Schmierelementgehäuses 14 können verschiedene Schmierelemente 12 eingesetzt werden, solange diese nur dessen im Wesentlichen kreisringförmige Form mit Außendurchmesser und Innendurchmesser im Bereich zwischen der Außenfläche und Innenfläche des kreisringförmigen Aufnahmeraums 16 aufweisen. Dabei wird in der Regel der Aufahmeraum 16 vor dem Einführen der Schmierelementeinsätze 12 mit einer betriebsgemäß vorgesehenen Menge eines Schmiermittels, z. B. Öl, befüllt und dann das noch nicht mit Schmiermittel benetzte Schmierelement 12 in das in dem Aufnahmeraum 16 stehende Schmiermittel eingetaucht. Erst im eingesetzten Zustand tränkt sich der Körper des Schmierelements 12 dann allmählich mit dem Schmiermittel.
Der den Aufnahmeraum 16 verschließende Deckel 18 wird nach Einsetzen des Schmierelements 12 auf das Schmierelementgehäuse 14 aufgesetzt. Im Deckel 18 ist auch eine Dichtung angeordnet, die an der Oberfläche der Spindel des Wälzkörperschraubtriebs anliegt und dafür sorgt, dass keine Fremdstoffe in den Zwischenraum zwischen dem Mutternelement und der Spindeloberfläche eindringen. Die Dichtung sorgt damit für die optimale Abdichtung des zwischen Mutternelement und Spindel gebildeten Wälzkörperlaufkanals. Die stirnseitig am Deckel 18 ausgebildete Vorsprungskante 20 weist mehrere Ausnehmungen 20a auf, in die entsprechende Fortsätze der in 1 nicht gezeigten Dichtung eingreifen können. Hierdurch kann die Dichtung gegenüber einer Verdrehung in Umfangsrichtung relativ zum Deckel fixiert werden.
Die Anbringung der Schmiereinheit 10 am Mutternkörper 54 eines aus Mutter 50 und Spindel 52 gebildeten Kugelgewindetriebs ist in der Querschnittsansicht gemäß 3 zu sehen.
An seinem an der Mutter 50 des Wälzkörperschraubtriebs anliegenden Stirnende weist das Schmiermittelgehäuse 14 in axialer Richtung vorstehende und konzentrisch um seine Innenfläche umlaufende Schnapphaken 42 auf (siehe auch 6). Mittels dieser Schnapphaken 42 sowie mittels eines als Segmentfederring ausgebildeten Spannrings 44 sowie einer Kontermutter 46 erfolgt bei der gezeigten Ausführungsform die Befestigung der Schmiereinheit 10 an der Mutter 50 des Wälzkörperschraubtriebs. Hierfür werden die Schnapphaken 42 in Eingriff mit einer in der Innenfläche der Mutter 50 des Wälzkörperschraubtriebs ausgebildeten Umfangsnut 56 gebracht. Diese Umfangsnut 56 dient normalerweise der Aufnahme der Dichtung der Mutter 50 zur Verhinderung des Eindringens vom Fremdstoffen von außen, die sich bei aufgesetzter Schmiereinheit 10 nunmehr in dem Deckel 18 befindet. Um einen besseren Halt der Schmiereinheit 10 in der Umfangsnut 56 zu gewährleisten, erfolgt der Eingriff der Schnapphaken 42 in der Umfangsnut 56 nicht direkt, sondern über den Hilfsspannring 44. Der Spannring 44 weist nämlich an seiner inneren Umfangskante einen in Umfangsrichtung verlaufenden Fortsatz 48 auf, der wesentlich weiter nach innen vorsteht als die nur sehr geringe Tiefe der Umfangsnut 56. Dies erlaubt es, größere Schnapphaken 42 mit entsprechend verbesserter Stabilität zu verwenden. Zur endgültigen axialen Fixierung der Schmiereinheit 10 an der Mutter 50 dient die Kontermutter 46, die in ein am Außenumfang des Schmierelementgehäuses 14 der Schmiereinheit 10 eingeschnittenes Gewinde eingreift und nach erfolgtem Eingriff der Schnapphaken 42 an dem Fortsatz 48 festgezogen und zur Anlage mit einer Stirnfläche der Mutter 50 gebracht wird.
Der Hilfsspannring 44 ist in die an der Innenfläche des Mutternkörpers 54 ausgebildete Umfangsnut 56 eingesetzt und liegt unter der Wirkung seiner Vorspannung fest an ihrem Grund an. Die Spannhaken 42 liegen wiederum an dem radial nach innen vorstehenden in Umfangsrichtung verlaufenden Vorsprung 48 des Spannrings 44 an und sichern die Schmiereinheit 10 gegenüber einer Bewegung in axialer Richtung weg vom Mutternkörper 54. Der Abstand zwischen der in radialer Richtung inneren Fläche der Spannhaken 42 und der in radialer Richtung äußeren Fläche der Spindel 52 ist dabei so klein gewählt, dass die Spannhaken bei eingeführter Spindel 52 nicht außer Eingriff mit dem Vorsprungsabschnitt 48 des Spannrings 44 gelangen können. Die Schmiereinheit 10 kann somit nur nach Abziehen der aus Mutter 50 und Schmiereinheit 10 gebildeten Mutterneinheit von der Spindel 52 gelöst werden. Da die Spannhaken 42 im Eingriffszustand mit dem Spannring 44 auch eine gewisse Vorspannung in radialer Richtung nach außen aufweisen, bedarf es auch dann noch einer äußeren Kraft, die die Spannhaken 44 nach innen drückt, um die Spannhaken 42 außer Eingriff mit dem Spannring 44 zu bringen. Die endgültige Fixierung der Schmiereinheit 10 am Mutternkörper 54 in axialer Richtung erfolgt durch Festziehen der Kontermutter 46 gegenüber dem Mutternkörper 54.
In 3 erkennt man, dass der in radialer Richtung vom Speicherbereich 22 nach innen vorstehende Auftragerabschnitt 34 in die spiralförmig in der Außenfläche der Spindel 52 ausgebildete Wälzkörperlaufnut 58 eingreift, so dass sein freies Ende mit dem Grund der Wälzkörperlaufnut 58 in Kontakt steht. Der Auftragerabschnitt 34 ist durch die Auftragernase 36 (siehe 6 bis 9) seitlich gehalten und gegenüber Verschiebungen in seiner Längsrichtung gesichert. Der Länge des Auftragerabschnitts 34 zwischen seinem an der Wälzkörperlauffläche anliegenden freien Ende 35 und dem Abschnitt, der mit der Auftragernase 36 in Kontakt steht, ist dabei etwas größer als der Abstand zwischen Auftragernase 36 und Grund der Wälzkörperlaufnut 58. Der Auftragerabschnitt 34 ist daher im Einbauzustand etwas gestaucht. Die Elastizität des aus einem Schaumstoff hergestellten Auftragerabschnitts 34 sorgt hierbei dafür, dass das freie Ende 35 des Auftragerabschnitts 34 bei Betrieb des Kugelgewindetriebs immer mit der Wälzkörperlauffläche in Kontakt steht und Schmiermittel an diese abgeben kann.
4 zeigt das bereits in 2 im seinem Einbauzustand gezeigte Schmierelement 12 einzeln und in vergrößerter Darstellung. 5 zeigt ergänzend hierzu das Schmierelement 12 in einem Zustand, in dem es noch nicht ringförmig gewickelt ist.
In Ergänzung zu den bereits mit Bezug auf 2 und 3 dargelegten Erläuterungen erkennt man in 4 deutlich den einstückigen Aufbau des Schmierelements 12 mit kreisringförmig gebogenen Speicherbereich 22 und daraus ausgeschnittenem Auftragerabschnitt 34. Der Speicherbereich 22 ist dabei in Umfangsrichtung nicht zu einem vollen Ring geschlossen, sondern weist einen in axialer Richtung verlaufenden Spalt 30 auf, der zwischen zwei Stirnflächen 28, 32 des Speicherabschnitts 22 gebildet ist. An dem Speicherbereich 22 ist an dem bezogen auf die Ringachse einen Ende (in 4 und 5 oben) des ringförmigen Speicherbereichs 22 der in radialer Richtung nach innen vorstehende Auftragerabschnitt 34 ausgebildet, und zwar durch Anbringen von zwei orthogonal zueinander stehenden Einschnitten 60, 62 in einer der den Spalt 30 begrenzenden Stirnfläche 28, 32 und Umbiegen eines so gebildeten Abschnitts des Schmierelementkörpers, der sich an der Innenseite des Rings befindet und dessen in 4 oberem Ende benachbart ist.
Das Schmierelement 12 ist aus einer Schaumstoffplatte 70 (sieh 5) hergestellt. Die Schaumstoffplatte 70 ist ursprünglich als rechteckiger Quader ausgeschnitten, mit einer eine Flachseite bildenden rechteckigen Grundfläche, die begrenzt wird von zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten und zwei einander gegenüberliegenden Schmalseiten, die im Vergleich zu den Längsseiten deutlich kürzer sind. In der einer der Schmalseiten zugeordneten Stirnfläche 32, die rechtwinklig zur Flachseite steht, ist der erste Einschnitt 60 sich parallel zu der Flachseite zwischen den beiden Längsseiten der Platte erstreckend ausgebildet. Der zweite Einschnitt 62 verläuft sowohl orthogonal zur Flachseite der rechteckigen Schaumstoffplatte 70 als auch orthogonal zu dem ersten Einschnitt und erstreckt sich durch die Stärke der Schaumstoffplatte 70 zwischen deren beiden Flachseiten. Durch diese beiden Einschnitte 60, 62 sind somit insgesamt vier getrennte Bereiche mit etwa rechteckigem Querschnitt am Stirnende 32 gebildet, von denen der eine später nach innen umgeklappt wird und den Auftragerabschnitt 34 bildet (siehe 4).
An dem bezogen auf die Ringachse anderen Ende des ringförmigen Speicherbereichs 22 (in 4 und 5 unten) sind eine Mehrzahl von Aussparungen 38 gebildet, die jeweils durch einen vorspringenden Abschnitt 26 aus dem schmiermittelspeichernden Material des Schmierelementkörpers voneinander getrennt sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in 4 und 5 nur jeweils einige dieser Aussparungen und Vorsprünge mit Bezugszeichen versehen. Die Aussparungen 38, die aus der rechteckigen Grundplatte 70 entlang deren einer Längsseite ausgeschnitten sind, weisen jeweils eine selbe Tiefe t und Breite b auf und sind entlang dieser Längsseite nebenein ander angeordnet bzw. entlang des anderen Längsendes des im Einbauzustand ringförmigen Schmierelementkörpers in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet. Die dazwischenliegenden Vorsprünge 26, die zum Speicherbereich 22 gehören, weisen ebenfalls eine selbe Breite auf, so dass sich eine am anderen Ende des Speichbereichs 22 ausgebildete kammartige oder zackenartige Struktur ergibt, mit vorspringenden Fingern 26 aus schmiermittelspeicherndem Material, die im Einbauzustand in das in dem Schmierelementaufnahmeraum 16 stehende flüssige Schmiermittel eintauchen.
Die Tiefe t der Aussparungen 38 beträgt etwas mehr als die Hälfte der Gesamthöhe H zwischen den beiden, bezogen auf die Ringachse, gegenüberliegenden Enden des Speicherbereichs 22. Die vorspringenden Abschnitte können so genügend weit in das flüssige Schmiermittel in dem Schmierelementaufnahmeraum 16 eintauchen, und es bleibt auch genügend Volumen im Speicherbereich 22 vorhanden, um eine gleichmäßige Verteilung des Schmiermittels zwischen den vorspringenden Abschnitten 26 und dem Auftragerabschnitt 34 zu gewährleisten. Damit ausreichend Volumen für verdrängtes Schmiermittel zur Verfügung steht, hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das insgesamt durch die Aussparungen 38 bereitgestellte Volumen ungefähr ein Drittel des Volumens des zur Schmierung erforderlichen Schmiermittels beträgt.
Die zwischen zwei in Umfangsrichtung des ringförmigen Speicherbereichs 22 gegenüberliegenden Rändern gemessene Breite b der Aussparungen 38 beträgt etwa das 1,5fache der Dicke D des schmiermittelspeichernden Materials.
Als Material zur Herstellung des Schmierelements 12 dient ein offenzelliger Schaumstoff, bei dem ein Kunststoff aufgeschäumt und anschließend zu Platten mit dem gewünschten Raumgewicht, beispielsweise etwa 200 kg/m³, gepresst wird. Aus diesen Platten werden die das Schmierelement 12 bildenden Schaumstoffeinsätze mittels Wasserstrahlschneiden ausgeschnitten.
Die Einsätze werden mit einem Schmiermittel, beispielsweise einem Schmieröl getränkt, indem sie in den Aufnahmeraum 16 der Schmiereinheit 10 eingesetzt werden. Anstatt eines rein offenzelligen Schaumstoffmaterials kann beispielsweise auch ein Schaumstoffmaterial verwendet werden, bei dem an der oberen und unteren Flachseite das offenzellige Schaumstoffmaterial geschlossenzellig ausgeführt ist. Dies bietet den Vorteil, dass das Schmiermittel durch die geschlossenzellig ausgeführten Randbereiche nicht austreten kann und somit im Wesentlichen nur parallel zu den Flachseiten strömen kann. Als Material für das Schmierelement 12 kommen hauptsächlich Kunststoffschaumstoffe in Frage, die durch Schäumen, Gelieren und nachfolgende Vulkanisation des Schaumes hergestellt sind. Die Dicke der so hergestellten Schaumstoffplatten kann zwischen 1,0 und 15,0 mm liegen. Beispielsweise haben sich Polyurethanschäume als geeignet erwiesen, die auf Basis von Ester hergestellt sind und etwa unter dem Handelsnamen Inducon, Normont und Cellofoam erhältlich sind.
Als Schmiermittel haben sich Schmieröle mit einer Viskosität zwischen 70 und 90 mm²/Sek. bei 100°C und 900 bis 1000 mm²/Sek. bei 40°C als geeignet erwiesen, beispielsweise das unter dem Handelsnamen Mobil SH-C600 Reihe 639 erhältliche Schmieröl, dessen Viskosität bei 100°C 79,5 mm²/Sek. beträgt und bei 40°C 933 mm²/Sek. beträgt.
6 zeigt das Schmierelementgehäuse der in 1 und 2 gezeigten Schmiereinheit 10 ohne darin befindliches Schmierelement 12. 7 zeigt in vergrößerter Ansicht ein in 6 gestrichelt angedeutetes Detail X, das die Auftragernase 36 zeigt. Wie insbesondere aus 7 ersichtlich ist, weist die Auftragernase 36 zwei integral mit der Innenwand 26 der Schmierelementaufnahme 16 ausgebildete Stege 72, 74 auf, die einander gegenüberliegend seitlich der Öffnung 40 angeordnet sind und sich jeweils orthogonal von der Innenwand 16 nach innen erstrecken.
Diese Stege dienen der Fixerung des durch die Öffnung 40 der Auftragernase 36 geführten Auftragerabschnitts 34. Dies ist insbesondere aus der in
8 gezeigten Draufsicht längs der Ringachse auf das Schmierelementgehäuse gemäß 6 mit eingelegtem Schmierelement und 9, die ein in 8 mit Y bezeichnetes Detail zeigt, gut ersichtlich. Die beiden Stege 72 und 74 haben einen Abstand voneinander, der geringfügig kleiner ist als der Querschnitt des Auftragerabschnitts 34, so dass der Auftragerabschnitt 34 durch die Stege 72, 74 verengt wird, wenn er in die Öffnung 40 eingesetzt ist. Wegen der Elastizität des schmiermittelspeichernden Materials, aus dem der Auftragerabschnitt 34 gebildet ist, führt dies zu einer gewissen Klemmkraft, die insbesondere einer Verlagerung des Auftragerabschnitts in dessen Längsrichtung entgegenwirkt. Der Auftragerabschnitt kann auf diese Weise sogar gegenüber der Wälzkörperlaufbahn etwas vorgespannt werden, so dass er in sichere Anlage mit der Walzkörperlaufbahn kommt. Denkbar ist es auch, anstatt den Abstand der beiden Stege 72, 74 zueinander zu verringern, zusätzliche Leisten 78 in der Öffnung 40 anzuordnen.
In 8 und 9 ist mit dem Bezugszeichen 76 ein Anschlag bezeichnet, an welchem im eingesetzten Zustand das Schmierelement 12 mit seiner Stirnseite 32 anliegt, an der auch der Auftragerabschnitt 34 ausgebildet ist. Der Anschlag 76 ist durch ein Element gebildet, welches in der Schmierelementaufnahme 76 angebracht ist oder welches integral mit einer der die Schmierelementaufnahme 16 begrenzenden Wände ausgebildet ist. Der Anschlag gewährleistet eine genaue Positionierung des Schmierelements beim Einbau, insbesondere der Lage des Auftragerabschnitts 34 relativ zu der Auftragernase 36.
Nachzutragen ist außerdem noch, dass der Körper aus Filz bestehen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 5492413 [0004]
- EP 0874172 B1 [0005]
- JP 5-71443 U [0006]

Claims

Schmierelement (12) für Wälzkörperlaufbahnen, insbesondere von Linearanordnungen, mit einem Körper aus einem schmiermittelspeichernden Material, der einen mit einer Wälzkörperlauffläche (58) zur Abgabe von Schmiermittel in Kontakt bringbaren Auftragerabschnitt (34) und einen an den Auftragerabschnitt (34) angrenzenden Speicherbereich (22) für Schmiermittel umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper im Speicherbereich (22) an einem von dem Auftragerabschnitt (34) entfernten Ende mit wenigstens einer Aussparung (38) versehen ist.
Schmierelement (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (38) umgebende Ränder aus schmiermittelspeicherndem Material derart angeordnet sind, dass sie in eingebautem Zustand des Schmierelements (12) wenigstens zum Teil in einen Schmiermittelsumpf eintauchen.
Schmierelement (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Aussparungen (38) vorgesehen ist, die an dem einen Ende des Speicherbereichs (22), durch jeweils einen vorspringenden Abschnitt (26) des Körpers aus schmiermittelspeicherndem Material voneinander getrennt, aufeinanderfolgen.
Schmierelement (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper aus einem offenzelligen Schaumstoff gebildet ist.
Schmierelement (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper aus einer Schaumstoffplatte (70) ausgeschnitten ist.
Schmierelement (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftragerabschnitt (34) einstückig mit dem Speicherbereich (22) ausgebildet ist.
Schmierelement (12) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper im Speicherbereich (22) wenigstens einen Einschnitt (60, 62) aufweist, wobei der Auftragerabschnitt (34) zwischen dem Einschnitt (60) und Seitenflächen des Körpers oder zwischen den Einschnitten (60, 62) und ggf. Seitenflächen des Körpers gebildet ist.
Schmierelement (12) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Bildung des Auftragerabschnitts (34) vorgesehene Bereich zwischen Einschnitt (60, 62) und Seitenflächen oder zwischen Einschnitten (60, 62) und ggf. Seitenflächen umklappbar ist, so dass er gegenüber der angrenzenden Oberfläche des Körpers abgewinkelt ist.
Schmierelement (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Auftragerabschnitts (34) kleiner ist als der Querschnitt des Körpers im Speicherbereich (22).
Schmierelement (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper wenigstens im Speicherbereich (22) im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist.
Schmierelement (12) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftragerabschnitt (34) an dem – bezüglich der durch den Speicherbereich (22) definierten Ringachse – einen Längsende des Speicherbereichs (22) angeordnet ist und das gegenüberliegende Längsende des Speicherbereichs (22) mit der wenigstens einen Aussparung (38) versehen ist.
Schmierelement (12) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper wenigstens im Speicherbereich (22) aus einem im Wesentlichen rechteckigen Grundelement (70) gebildet ist, das ringförmig gewickelt ist.
Schmierelement (12) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im gewickelten Zustand des Körpers ein Spalt (30) zwischen zwei einander gegenüberliegenden und im Wesentlichen in Richtung der Ringachse verlaufenden Stirnflächen (28, 32) des rechteckigen Grundkörpers (70) freibleibt.
Schmierelement (12) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftragerabschnitt (34) an einer der einander im gewickelten Zustand gegenüberliegenden Stirnflächen (28; 32) ausgebildet ist.
Schmierelement (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der wenigstens einen Aussparung (38) in etwa einem Drittel des Volumens des einzufüllenden Schmiermittels entspricht.
Schmierelement (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (b) der wenigstens einen Aussparung (38) in etwa das 1,5fache der Dicke (D) des Körpers im Speicherbereich (22) beträgt.
Schmierelement (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (t) der Aussparung (38) in etwa der Hälfte der Höhe (H) des Schmierelements entspricht.
Schmiereinheit (10) für Laufbahnen von Wälzkörpern einer Linearanordnung, insbesondere eines Wälzkörperschraubtriebs, einer Profilschienenführung oder einer Büchsenführung, mit einem entlang eines linearen Führungselements (52) durch Wälzkörper beweglich geführten Muttern- oder Schlittenelement (50), umfassend ein Schmierelement (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schmiereinheit (10) an einem axialen Ende des Muttern- oder Schlittenelements (50) angebracht ist.
Schmiereinheit (10) nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch ein Schmierelementgehäuse (14), in dem ein Aufnahmeraum (16) für das Schmierelement (12) ausgebildet ist, wobei das Volumen des Aufnahmeraums (16) maximal der Summe aus dem Volumen des Schmierelements (12) und dem Volumen des einzufüllenden Schmiermittels entspricht.
Schmiereinheit (10) nach Anspruch 18 oder 19, gekennzeichnet durch ein zylindrisch ausgebildetes Schmierelementgehäuse (14), in dem ein kreisringförmiger Aufnahmeraum (16) für das Schmierelement (12) ausgebildet ist, wobei eine Innenwand (26) des Schmierelementgehäuses (14) das Führungselement (52), z. B. die Spindel eines Wälzkörperschraubtriebs oder die Zylinderführung einer Büchsenführung, umgibt.
Schmiereinheit (10) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung (40) in der Innenwand (26) des Schmierelementgehäuses (14) ausgebildet ist, durch die hindurch der Auftragerabschnitt (34) des Schmierelements (12) zum Kontakt mit der Wälzkörperlauffläche (58) geführt ist.
Schmiereinheit (10) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass in der Innenwand (26) des Schmierelementgehäuses (14) eine nach innen vorstehende Stege (72, 74) aufweisende Auftragernase (36) angeordnet ist, in der die Öffnung (40) für den Auftragerabschnitt (34) ausgebildet ist.
Schmiereinheit (10) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragernase (36) integral in der Innenwand (26) ausgebildet ist.
Schmiereinheit (10) nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Aufnahmeraum (16) für das Schmierelement (12) ein Anschlag (76) vorgesehen ist, an dem im eingebauten Zustand eine Stirnfläche (32) des Schmierelementes (12) anliegt.