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Die Erfindung betrifft einen Führungswagen eines Linearwälzlagers mit stirnseitig daran angeordneten Kopfstücken, umfassend einen Tragkörper und Wälzkörper, die in wenigstens einem Wälzkörperkanal des Führungswagens umlaufend aufgenommen sind, wobei der Wälzkörperkanal einen dem Tragkörper zugeordneten Lastabschnitt und einen dem Tragkörper zugeordneten Rücklaufabschnitt und zwei den Lastabschnitt und den Rücklaufabschnitt an ihren Enden verbindende den Kopfstücken zugeordnete Umlenkabschnitte aufweist.
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DE 10 2007 013 945 A1 offenbart eine Schmiervorrichtung für ein Linearlager, die in Form von Kopfstücken stirnseitig an einem Führungswagen anordenbar ist. Mittels der Schmiervorrichtung können die Längsrillen, die sich in einer Führungsschiene befinden, sowie die Wälzkörper selbst, geschmiert werden. Zutreffenderweise weisen diese Kopfstücke Fenster
17 auf, die sich im Scheitelpunkt der Wälzkörperumlenkung befinden. Die Fenster sind (vergleiche Abs. 21) mit Depots gekoppelt, so dass die Wälzkörper beim Umlauf an der Kontaktstelle mit Schmierstoffen benetzt werden können. Die Fenster sind sonach dafür vorgesehen als Schmierstoffzuführungskanäle für die Wälzkörperkanäle zu dienen.
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DE 38 24 191 A1 offenbart eine Umlaufführung für Wälzkörper, die mehrere Kassetten
1 aufweist, die zur Führung von Wälzkörpern dienen und auf einen Schlitten
3 mittels Schrauben
6,
25 aufgesetzt sind. Käfigelementen sind vorgesehen, in denen die Wälzkörper geführt sind. Diese Käfigelemente verfügen über Führungsansätze, die eine sichere Führung der Wälzkörper gewährleisten.
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DE 40 05 582 A1 offenbart ein Linearlager mit Kugellaufbahnen, die in einem Linearschlitten angeordnet sind. Die Kugellaufbahnen schließen sich an Kugelumleitungskanäle an, die sich wiederum an Kugelumleitungseinrichtungen, die stirnseitig an dem Linearschlitten angeordnet sind, anschließen. Ein Übergang zwischen den Kugellaufbahnen, insbesondere den Kugelrückführungsbahnen, und den Kugelumleitungskanälen soll möglichst frei von Stufen oder Unregelmäßigkeiten sein, die zu einer Geräuschentwicklung und erhöhtem Verschleiß führen, vermieden werden können.
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Aus der
DE 44 13 373 A1 ist ein Führungswagen bekannt, der auf einer Führungsschiene einer Profilschienenführung bewegbar angeordnet ist. Dort weist jeder der Umlenkabschnitte eine mit einer inneren Umlenkbahn versehene Innenumlenkung und eine mit einer äußeren Umlenkbahn versehene Außenumlenkung auf.
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Bei derartigen aus dem Stand der Technik bekannten Führungswagen werden zumeist hohe Anforderungen an eine Abdichtung des Wälzkörperkanals gestellt. Dadurch wird gewährleistet, dass keine Fremdkörper in den Wälzkörperkanal des Tragkörpers des Linearlagers eindringen können und ein Verlust von Schmiermittel, das eine reibungsarme Bewegung der Wälzkörper in dem Wälzkörperkanal sicherstellt, kann vermieden werden.
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Gleichwohl stellt diese Abdichtung zumeist nicht vollständig sicher, dass keine Fremdkörper in den Wälzkörperkanal gelangen können. Im Hinblick auf Anwendungsgebiete von Linearwälzlagern, bei denen hohe Anforderungen an die Hygiene bzw. die Keimfreiheit gestellt werden, ist es sonach möglich, dass sich Mikroorganismen in dem Wälzkörperkanal durch eintretende Fremdkörper bzw. Fluide bilden oder ansammeln oder als Verunreinigung ablagern können.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Führungswagen anzugeben, der einfach gereinigt werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Führungswagen der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Tragkörper oder der Tragkörper und wenigstens eines der Kopfstücke wenigstens eine Durchbrechung aufweist, die den Rücklaufabschnitt und/oder den Umlenkabschnitt öffnet.
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Die erfindungsgemäß vorgesehene Durchbrechung des Tragkörpers oder des Tragkörpers und des Kopfstücks ermöglicht, dass ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit und/oder ein Gas oder pastöse Medien, die den Führungswagen und somit den Tragkörper umgeben, in das Innere des Wälzkörperkanals strömen können. Als Durchbrechung wird hierbei jede Öffnung des Wälzkörperkanals verstanden, die dazu geeignet ist, den Rücklaufabschnitt und/oder den Umlenkabschnitt zu öffnen. Das zur Reinigung eingesetzte Fluid kann den Wälzkörperkanal analog auch wieder durch die wenigstens eine Durchbrechung bzw. durch den ohnehin geöffneten Lastabschnitt verlassen. Durch das Durchströmen des Wälzkörperkanals mit einem geeigneten Fluid kann die Reinigung des Führungswagens, insbesondere des Wälzkörperkanals und der darin umlaufenden Wälzkörperkette, effektiv durchgeführt werden. Durch das Durchströmen des Wälzkörperkanals können sämtliche Wälzkörper, insbesondere Kugeln, die in dem Wälzkörperkanal umwälzen, umströmt werden. Somit kann eine Reinigung oder sogar eine Sterilisation des gesamten Führungswageninneren insbesondere auch während des Betriebs, erfolgen.
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Vorzugsweise können dazu mehrere Durchbrechungen an dem Tragkörper vorgesehen sein, so dass das Fluid den Wälzkörperkanal durchströmen kann. Ebenso ist es möglich, mit einem geeigneten Fluid, eine Reinigung, eine Kühlung und eine Schmierung der Wälzkörper im Wälzkörperkanal sicherzustellen.
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Erfindungsgemäß wird sonach vorgeschlagen, das Durchströmen des Inneren des Führungswagens mit einem geeigneten Fluid durch offen gestaltete Wälzkörperkanäle zu ermöglichen, um somit ein Umströmen der gesamten Wälzkörperkette, mithin allen im Wälzkörperkanal aufgenommenen Wälzkörpern, zu erreichen. Die Auswahl des Fluids bzw. die Zusammensetzung desselben richtet sich nach den Anforderungen, denen der Führungswagen bzw. ein Linearwälzlager, dem der Führungswagen zugeordnet ist, genügen muss. So ist z. B. auf geeignete Schmiereigenschaft, Kühlfähigkeit und Reinigungswirkung des Fluids zu achten. Ferner sind die Materialien der Komponenten des Führungswagens und/oder das Fluid derart auszuwählen, dass eine Beständigkeit der verwendeten Materialien gegenüber dem durchströmenden Fluid gegeben ist. Insbesondere können sämtliche Teile des Führungswagens durch entsprechende Korrosionsbeschichtungen, Verwendung eines rostfreien Stahls und/oder geeigneter Kunststoffe vor Korrosion durch das Fluid geschützt werden. Selbstverständlich sind abhängig von dem beabsichtigten Einsatzgebiet, den verwendeten Materialien für den Führungswagen und dem eingesetzten Fluid zahllose Abwandlungen möglich.
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Besonders bevorzugt kann es bei dem erfindungsgemäßen Führungswagen vorgesehen sein, dass der Tragkörper beidseitig je eine Durchbrechung aufweist, die seitlich am Tragkörper angeordnet ist. Der Tragkörper des Führungswagens weist einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf, mit dem der Führungswagen auf einer Profilschiene angeordnet werden kann. In jedem der beiden durch den U-förmigen Querschnitt gebildeten Schenkel ist dem Tragkörper wenigstens ein Wälzkörperkanal zugeordnet, in dem Wälzkörper endlos umlaufen. Jeder dieser Wälzkörperkanäle weist einen Lastabschnitt, einen Rücklaufabschnitt und je zwei in den Kopfstücken aufgenommene, den Lastabschnitt mit dem Rücklaufabschnitt an deren Enden verbindende Umlenkabschnitte auf. In dem Lastabschnitt wälzen die Wälzkörper an Laufbahnen der Profilschiene und im Inneren des Wälzkörperkanals ab. Am Ende des Lastabschnitts bzw. an beiden Enden des Lastabschnitts ist ein Umlenkabschnitt angeordnet, der die Wälzkörper aus dem Lastabschnitt in den Rücklaufabschnitt und am Ende des Rücklaufabschnitts in den Lastabschnitt führt. Der Umlauf der Wälzkörper ist selbstverständlich von der Bewegungsrichtung des Führungswagens auf der Profilschiene abhängig. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist jeder der Wälzkörperkanäle, die an einem der Schenkel des Tragkörpers angeordnet sind, jeweils wenigstens zwei Durchbrechungen auf, die vorzugsweise an dem Rücklaufabschnitt angeordnet sind. Sonach kann eine Durchströmung des entsprechenden Abschnitts sichergestellt werden.
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Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Führungswagens kann darin bestehen, dass der Tragkörper wenigstens einen Rückhaltesteg aufweist, der an dem wenigstens einen durchbrochenen Teil des wenigstens einen Wälzkörperkanals angeordnet und dazu ausgebildet ist, die Wälzkörper in dem Wälzkörperkanal zu halten. Besonders bevorzugt ist der Rückhaltesteg als Restquerschnitt des Wälzkörperkanals derart ausgebildet, dass die Wälzkörper den Wälzkörperkanal in dem durchbrochenen Teil des Wälzkörperkanals nicht verlassen können, mithin wird sonach ein Verlust von Wälzkörpern verhindert, da diese durch den Rückhaltesteg im Wälzkörperkanal gehalten werden.
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Neben der Möglichkeit, den Rückhaltesteg derart auszubilden, dass die Durchbrechung den Tragkörper nur soweit öffnet, dass zwar eine Durchströmung eines Fluids durch den Wälzkörperkanal möglich ist, die Wälzkörper jedoch in dem Wälzkörperkanal gehalten werden, kann vorgesehen sein, einen Rückhaltesteg separat zu dem Wälzkörperkanal bzw. dem Tragkörper auszubilden und diesen derart an dem durchbrochenen Teil des wenigstens einen Wälzkörperkanals anzuordnen, so dass dieser einen Verlust von Wälzkörpern aus dem Wälzkörperkanal verhindert.
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Besonders bevorzugt weist der erfindungsgemäße Führungswagen vier Wälzkörperkanäle auf, die paarweise übereinander an je einem Schenkel des Tragkörpers angeordnet sind, wobei jedes Paar wenigstens zwei Durchbrechungen aufweist. Ein derartiger Führungswagen weist sonach an jedem Schenkel des Tragkörpers zwei Wälzkörperkanäle auf, in denen Wälzkörper endlos umlaufen. Jedes Paar der übereinander angeordneten Wälzkörperkanäle weist vorzugsweise zwei Durchbrechungen auf. Besonders bevorzugt ist dabei ein Großteil jedes Rücklaufabschnitts des Wälzkörperkanals durchbrochen, so dass ein Großteil der Wälzkörperkette kontinuierlich durch das Fluid durchströmt werden kann. Gemäß dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Führungswagens ist sonach jeder Rücklaufabschnitt durchbrochen, so dass ein entsprechendes Fluid von außen in den Wälzkörperkanal eintreten und die Wälzkörperkette umströmen kann. Der Tragkörper weist sonach wenigstens eine Durchbrechung für die Rücklaufabschnitte der paarweise angeordneten Wälzkörperkanäle auf.
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Besonders bevorzugt kann es bei der Ausgestaltung mit vier Wälzkörperkanälen vorgesehen sein, dass der Rückhaltesteg einteilig mit oder separat zu den Kopfstücken ausgebildet und daran angeordnet oder anordenbar ist, wobei der Rückhaltesteg ferner dazu ausgebildet ist, die Wälzkörper der Lastabschnitte und/oder der Rücklaufabschnitte zwischen denen der Rückhaltesteg angeordnet ist, in dem Wälzkörperkanal zu halten.
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Demnach kann vorgesehen sein, dass die Kopfstücke dazu ausgebildet sind, den Rückhaltesteg aufzunehmen bzw. dass der Rückhaltesteg zwischen zwei Kopfstücken angeordnet werden kann. Durch die Halterung des Rückhaltestegs zwischen den Kopfstücken wird dieser jeweils zwischen den beiden Rücklaufabschnitten bzw. zwischen den beiden Lastabschnitten des Schenkels des Tragkörpers angeordnet. Selbstverständlich ist es daneben ebenso möglich, den Rückhaltsteg als Restquerschnitt des Wälzkörperkanals auszubilden, so dass dadurch eine Durchbrechung, die kleiner ist als der Durchmesser der Wälzkörper, ausgebildet wird. Sonach wird ein Verlust von Wälzkörpern durch den Rückhaltesteg verhindert.
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Besonders bevorzugt weist ein erfindungsgemäß durchbrochenes Kopfstück wenigstens einen Fortsatz auf, der dazu ausgebildet ist, die Wälzkörper in dem Wälzkörperkanal zu halten. Mit anderen Worten ist die Durchbrechung des Kopfstücks derart ausgeführt, dass auch dadurch ein Verlust von Wälzkörpern verhindert wird.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Linearwälzlager mit einem Führungswagen und einer Führungsschiene. Der erfindungsgemäße Führungswagen kann sonach an einer entsprechenden Führungsschiene längsverschiebbar und wälzgelagert angeordnet werden. Selbstverständlich lassen sich alle beschriebenen Varianten und Einzelheiten, die zu dem erfindungsgemäßen Führungswagen beschrieben wurden, auch auf das Linearwälzlager übertragen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
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1 einen erfindungsgemäßen Führungswagen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht;
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2 den Führungswagen von 1 in einer teilweise geschnittenen Darstellung;
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3 ein Kopfstück des Führungswagens von 1;
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4 das Kopfstück von 3; und
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5 einen erfindungsgemäßen Führungswagen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer teilweise geschnittenen Darstellung.
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1 zeigt einen Führungswagen 1, umfassend einen Tragkörper 2, zwei Kopfstücke 22 und Wälzkörper 3, die in vier Wälzkörperkanälen 4 des Führungswagens 1 endlos umlaufend aufgenommen sind. Jeder der Wälzkörperkanäle 4 weist einen dem Tragkörper 2 zugeordneten Lastabschnitt 5 und einen dem Tragkörper 2 zugeordneten Rücklaufabschnitt 6 und zwei den Lastabschnitt 5 und den Rücklaufabschnitt 6 an ihren Enden verbindende Umlenkabschnitte 7 auf, die in den Kopfstücken 22 aufgenommen sind. Die Lastabschnitte 5 sind in 1 verdeckt und somit nicht dargestellt, jedoch in 2 gezeigt. Die Kopfstücke 22 sind in diesem Ausführungsbeispiel mittels Schrauben 8 an dem Tragkörper 2 befestigt. Selbstverständlich sind auch einstückige Verbindungen zwischen den Kopfstücken 22 und dem Tragkörper 2 möglich.
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Ersichtlich ist der Tragkörper 2 im Bereich einer Seitenfläche 9 durch zwei Durchbrechungen 10 durchbrochen. Durch die Durchbrechungen 10 wird eine Verbindung zwischen der Umgebung des Führungswagens 1 bzw. des Tragkörpers 2 und den Wälzkörperkanälen 4, insbesondere den Rücklaufabschnitten 6 der beiden Wälzkörperkanäle jedes Schenkels des Tragkörpers 2, hergestellt. Selbstverständlich weist der Tragkörper 2 auf der gegenüberliegenden Seitenfläche 9 ebenfalls zwei Durchbrechungen 10 auf, die ebenfalls eine Verbindung zwischen der Umgebung des Tragkörpers 2 und den beiden dort angeordneten Wälzkörperkanälen 4 herstellen und dadurch die Wälzkörperkanäle 4, insbesondere die Rücklaufabschnitte 6, öffnen.
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Durch die Durchbrechungen 10 in der Seitenfläche 9 des Tragkörpers 2 verbleibt gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Restquerschnitt der Wälzkörperkanäle 4. Die auf diese Weise gebildeten Rückhaltstege 11 begrenzen die Durchbrechungen 10 der Wälzkörperkanäle 4, so dass die Wälzkörper 3 durch die Rückhaltestege 11 in den Wälzkörperkanälen 4 gehalten werden. Der Durchmesser der Wälzkörper 3 ist sonach größer als die entsprechende Öffnung des Wälzkörperkanals 4.
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Es ist sonach möglich ein beliebiges Fluid, beispielsweise ein gasförmiges oder flüssiges oder pastöses Reinigungsmittel durch die Durchbrechungen 10 in die Wälzkörperkanäle 4 einzubringen, so dass die dort umlaufenden Wälzkörper 3 geschmiert oder gekühlt oder gereinigt oder sterilisiert werden können.
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1 zeigt ferner, dass auch die Kopfstücke 22 Durchbrechungen 12 aufweisen, die ein Einströmen eines geeigneten Fluids auch im Bereich der Kopfstücke 22 und somit in die Umlenkabschnitte 7 ermöglichen. Die Kopfstücke 22 weisen ferner Fortsätze 13 auf, die derart ausgebildet sind, dass die Wälzkörper 3 die Wälzkörperkanäle 4 im Bereich der Umlenkabschnitte 7 nicht verlassen können.
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2 zeigt, dass durch die Öffnungen 14 des Tragkörpers 2, die die Umgebung des Tragkörpers 2 mit den Lastabschnitten 5 verbinden, ein geeignetes Fluid sonach in die Lastabschnitte 5 der Wälzkörperkanäle 4 einströmen und diese durchströmen kann. Durch die Durchbrechungen 10, 12 und die Öffnungen 14 ist ein vollständiges Umströmen der gesamten Wälzkörperkette, die aus der Gesamtzahl der Wälzkörper 3 gebildet ist, in jedem der Wälzkörperkanäle 4 gewährleistet. Die Wälzkörperkanäle 4 des Führungswagens 1 können sonach, beispielsweis auch im Betrieb, gekühlt, geschmiert und sterilisiert werden.
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3 und 4 zeigen je eine perspektivische Ansicht eines Kopfstücks 22 aus verschiedenen Perspektiven. Ersichtlich weist das Kopfstück 22 Befestigungsöffnungen 15 auf, durch die die Schrauben 8 eingeschraubt werden können, um das Kopfstück 22 am Tragkörper 2 anzubringen. Jeder der dem Kopfstück 22 zugeordneten Umlenkabschnitte 7 weist je eine Umlenkung 16 auf, die jeweils ein Ende des Lastabschnitts 5 mit einem Ende des entsprechenden Rücklaufabschnitts 6 verbindet. Die einzelnen Umlenkungen 16 weisen dazu eine Außenumlenkung 17 und eine Innenumlenkung 18 auf, an denen die Wälzkörper 3 in den Umlenkungen 16 umwälzen und somit von dem Lastabschnitt 5 in den Rücklaufabschnitt 6 und umgekehrt geführt werden.
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5 zeigt einen Führungswagen 19 mit einem Tragkörper 20, der ebenfalls vier Wälzkörperkanäle 4 mit darin endlos umlaufenden Wälzkörpern 3 aufweist. Der grundsätzliche Aufbau des Führungswagens 19 entspricht dem des zuvor beschriebenen Führungswagens 1.
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Im Unterschied zum Führungswagen 1 ist der Tragkörper 20 des Führungswagens 19 an den Seitenflächen 9 über den gesamten Bereich der Rücklaufabschnitte 6 der Wälzkörperkanäle im Tragkörper 20 durchbrochen.
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Zwischen den Kopfstücken 22 ist ein Rückhaltesteg 21 aufgenommen, der die Wälzkörper 3 in den Rücklaufabschnitten 6 hält. Die Kopfstücke 22 weisen dazu entsprechende Halterungen auf, in denen der Rückhaltesteg 21 aufgenommen ist.
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Die Lastabschnitte 5, die an der Innenseite der Schenkel des Tragkörpers 20 verlaufen, sind ebenfalls entlang ihrer gesamten Länge zwischen den Umlenkabschnitten 7 geöffnet. Dort ist ebenfalls ein Rückhaltesteg 21 zwischen den Kopfstücken 22 angeordnet, der die Wälzkörper 3 in den Lastabschnitten 5 der Wälzkörperkanäle 4 des Tragkörpers 20 hält. Der endlose Umlauf der Wälzkörper 3 in den Wälzkörperkanälen 4 ist somit gewährleistet.
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Ferner ist aus 4 ersichtlich, dass die Kopfstücke 22 ebenfalls Durchbrechungen 12 aufweisen, die eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Durchströmbarkeit der Wälzkörperkanäle 4 des Tragkörpers 20 ermöglichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Führungswagen
- 2
- Tragkörper
- 3
- Wälzkörper
- 4
- Wälzkörperkanal
- 5
- Lastabschnitt
- 6
- Rücklaufabschnitt
- 7
- Umlenkabschnitt
- 8
- Schraube
- 9
- Seitenfläche
- 10
- Durchbrechung
- 11
- Rückhaltesteg
- 12
- Durchbrechung
- 13
- Fortsatz
- 14
- Öffnung
- 15
- Befestigungsöffnung
- 16
- Umlenkung
- 17
- Außenumlenkung
- 18
- Innenumlenkung
- 19
- Führungswagen
- 20
- Tragkörper
- 21
- Rückhaltesteg
- 22
- Kopfstück
