DE1192462B - Guide for a reciprocating machine part - Google Patents
Guide for a reciprocating machine partInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
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AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Deutsche Kl.: 47 b-31German class: 47 b-31
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1192462
H38176XII/47b
18. Dezember 1959
6. Mai 19651192462
H38176XII / 47b
18th December 1959
May 6, 1965
Die Erfindung betrifft eine Führung für ein hin- und herbewegtes Maschinenteil, vorzugsweise eines Längsschlittens bei Werkzeugmaschinen, bestehend aus wenigstens einem Paar mit dem hin- und herbewegten Maschinenteil bzw. dem Maschinenbett verbundenen Führungsbahnen und einem Satz von sich zwischen den Führungsbahnen abwälzenden Wälzkörpern, insbesondere Kugeln, wobei Mittel für eine schlupffreie Mitnahme der Lagerkugeln vorgesehen sind. ίοThe invention relates to a guide for a machine part that is moved to and fro, preferably one Longitudinal slide in machine tools, consisting of at least one pair with the reciprocating Machine part or the machine bed connected guideways and a set of rolling elements rolling between the guideways, in particular balls, with means for a slip-free entrainment of the bearing balls are provided. ίο
Bei einer derartigen bekannten Führung bestehen die Mittel zur schlupffreien Mitnahme der Lagerkugeln aus einem geradlinigen Kugellagerkäfig, der über ein Zahnstangengetriebe so angetrieben wird, daß er sich gegenüber dem Maschinenbett halb so schnell bewegt wie das bewegte Maschinenteil. Das Zahnstangengetriebe besteht im wesentlichen aus einer an dem Maschinenbett angeordneten Zahnstange, welches mit einem auf dem bewegten Maschinenteil drehbar gelagerten Zahnrad im Eingriff steht, das seinerseits mit einem halb so großen Ritzel verbunden ist, und einer mit dem Kugellagerkäfig verbundenen Zahnstange, die ihrerseits mit dem Ritzel kämmt. Die Mitnahme der Kugeln durch den Kugellagerkäfig hat vor allem den Nachteil, daß hierdurch die Anzahl der auf einer gegebenen Länge anzuordnenden Kugeln geringer ist, als wenn ein solcher Kugellagerkäfig weggelassen wird und sich die Kugeln gegenseitig berühren können. Eine verringerte Kugelzahl bedeutet jedoch eine Verringerung der zulässigen Traglast. Außerdem können sich an dem Kugellagerkäfig Schmutz und Staub festsetzen, wodurch das freie Abrollen der Kugeln beeinträchtigt wird.In such a known guide, there are means for slippage-free entrainment of the bearing balls from a straight ball bearing cage, which is driven by a rack and pinion gear, that it moves half as fast as the moving machine part in relation to the machine bed. That Rack and pinion transmission essentially consists of a rack arranged on the machine bed, which meshes with a gear rotatably mounted on the moving machine part stands, which in turn is connected to a pinion that is half the size, and one to the ball bearing cage connected rack, which in turn meshes with the pinion. Taking the balls through The main disadvantage of the ball bearing cage is that it reduces the number of to be arranged balls is less than if such a ball bearing cage is omitted and the balls can touch each other. However, a reduced number of balls means a reduction the permissible load. In addition, dirt and dust can stick to the ball bearing cage, whereby the free rolling of the balls is impaired.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben aufgeführten Nachteile zu beseitigen. Dies wird
erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die zur schlupffreien Mitnahme der käfiglos geführten Lagerkugeln
vorgesehenen Mittel aus zwangsweise durch das hin- und herbewegte Maschinenteil bewegten,
zu beiden Enden einer jeden Kugelreihe angeordneten Mitnehmer bestehen, deren Entfernung voneinander
bis auf das erforderliche Laufspiel nicht wesentlich größer als die Summe der Durchmesser
aller Lagerkugeln und deren Geschwindigkeiten, wie an sich bekannt, gleich der halben Geschwindigkeit
des hin- und herbewegten Maschinenteils sind. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß auf einer gegebenen
Führungsbahnenlänge des hin- und herbewegten Maschinenteils eine größtmögliche Anzahl
von Wälzkörpern, insbesondere Kugeln untergebracht werden kann. Die höchstzulässige Traglast
Führung für ein hin- und herbewegtes
MaschinenteilThe invention is based on the object of eliminating the disadvantages listed above. This is achieved according to the invention in that the means provided for the slip-free entrainment of the cage-free guided bearing balls consist of drivers, which are forcibly moved by the machine part moving back and forth and are arranged at both ends of each row of balls, the distance from one another, apart from the required running play, not significantly greater than the sum of the diameters of all bearing balls and their speeds, as is known per se, are equal to half the speed of the machine part moving back and forth. This design has the advantage that the greatest possible number of rolling elements, in particular balls, can be accommodated on a given guide track length of the machine part moving back and forth. The maximum allowable load guide for a reciprocating
Machine part
Anmelder:Applicant:
Hammond Machinery Builders, Inc.,
Kalamazoo, Mich. (V. St. A.)Hammond Machinery Builders, Inc.,
Kalamazoo, me. (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. E. Liebau, Patentanwalt,
Göggingen über Augsburg,
Von-Eichendorff-Str. 10Dr.-Ing. E. Liebau, patent attorney,
Göggingen via Augsburg,
Von-Eichendorff-Str. 10
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Edward C. Krueger, Otsego, Mich. (V. St. A.)Edward C. Krueger, Otsego, Mich. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
V. St. v. Amerika vom 24. August 1959 (835 759)V. St. v. America dated August 24, 1959 (835 759)
ist also größer als bei einer Anordnung, bei der die Mitnahme der Kugeln durch einen Kugellagerkäfig erfolgt. Die größere Anzahl der auf einer gegebenen Länge unterzubringenden Kugeln hat weiterhin den Vorteil, daß jede Kugel geringer belastet ist und infolgedessen ein geringerer Verschleiß der Führungsbahnen bzw. der Kugeln eintritt. Dieser Verschleiß wird noch dadurch weiterhin verringert, daß der Kugellagerkäfig entfällt und damit auch die Möglichkeit, daß sich an einem solchen Kugellagerkäfig Schmutz und Staub festsetzen können, die zu einem raschen Verschleiß der Lagerteile und der Kugeln führen. Der Wegfall des Kugellagerkäfigs hat weiterhin den Vorteil, daß die Reibung der einzelnen Kugeln an dem Kugellagerkäfig entfällt, so daß in noch höherem Maß eine schlupffreie Mitnahme der Kugeln und damit ein geringerer Verschleiß gewährleistet ist.is therefore larger than in an arrangement in which the entrainment of the balls by a ball bearing cage he follows. The larger number of balls to be accommodated on a given length still has the Advantage that each ball is less loaded and consequently less wear of the guideways or the balls occurs. This wear and tear is still further reduced by the fact that the ball bearing cage is omitted and thus also the possibility of that dirt and dust can stick to such a ball bearing cage, which leads to a lead to rapid wear of the bearing parts and the balls. The elimination of the ball bearing cage has continued the advantage that the friction of the individual balls on the ball bearing cage is eliminated, so that in A slip-free entrainment of the balls and thus less wear is guaranteed to an even greater extent is.
Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention is illustrated in the following description with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail. In the drawing shows
F i g. 1 einen hin- und hergehenden, auf Kugelführungen gelagerten und mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ausgerüsteten Längsschlitten einer Werkzeugmaschine, F i g. 1 a reciprocating, mounted on ball guides and with the inventive Establishment of equipped longitudinal slide of a machine tool,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Darstellung nachFig. 2 is a side view of the representation according to
Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie III-III der Fig. 2,Fig. 3 is a sectional view according to the section line III-III of Fig. 2,
509 568/217509 568/217
F i g. 4 eine gebrochene Schnittansicht gemäß der SchnittlinieIV-IV der Fig. 1,F i g. 4 shows a broken sectional view according to section line IV-IV of FIG. 1,
Fig.5 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie V-V der Fig. 1.5 shows a sectional view along the cutting line V-V of Fig. 1.
In der Zeichnung ist ein hin- und hergehender Längsschlitten 1 dargestellt, der von einem Paar am Maschinenbett 4 angeordneter Führungen 2 und 3 getragen wird. Da die beiden Führungen sich vollständig gleichen, wird hier nur eine davon ausführlich beschrieben, wobei die zweite lediglich der Vollständigkeit halber dargestellt ist.In the drawing, a reciprocating longitudinal slide 1 is shown, which by a pair on Machine bed 4 arranged guides 2 and 3 is carried. Since the two guides are completely same, only one of them is described in detail here, the second only for the sake of completeness sake is shown.
Die rechte Führungsbahn (F i g. 3) der Führung 3 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel an einer Führungsschiene 5 angeordnet, die im wesentlichen eine rechteckige äußere Querschnittsform aufweist und in einem Längsfalz 6 des Maschinenbettes 4 gehalten ist. Die Führungsbahn 7 weist einen gleichartigen Querschnitt über die ganze Schienenlänge auf und besitzt einen Querschnittsradius, der wenig größer ist als der Radius der später beschriebenen, in die Führungsbahn 7 einzusetzenden Lagerkugeln 12. Die Größenordnung dieses Unterschiedes ist allerdings sehr gering. Bei Kugeln mit 12,7 mm Durchmesser ist der Radius der Nut normalerweise nur ungefähr V1000 mm größer als der Kugelradius.In the exemplary embodiment shown, the right guide track (FIG. 3) of the guide 3 is arranged on a guide rail 5, which essentially has a rectangular outer cross-sectional shape and is held in a longitudinal fold 6 of the machine bed 4. The guide track 7 has a similar cross-section over the entire length of the rail and has a cross-sectional radius that is slightly larger than the radius of the later-described bearing balls 12 to be inserted into the guide track 7. The magnitude of this difference, however, is very small. For balls with a diameter of 12.7 mm, the radius of the groove is usually only about 1000 mm larger than the radius of the ball.
Eine gleiche Führungsschiene 8 mit einer Führungsnut 9 ist parallel zur Schiene 5 angeordnet und in beliebig geeigneter Art am Längsschlitten 1 befestigt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist diese Schiene 8 in beliebig geeigneter Art, z.B. durch mehrere Schrauben 10, an einem vom Längsschlitten 1 herabhängenden Bauteil 11 befestigt. Die Schrauben, mit denen die Schienen am Längsschlitten bzw. am Maschinenbett befestigt sind, sind Stellschrauben, die eine genaue Paralleleinstellung der Schienen 5, 8 in an sich bekannter Art ermöglichen.An identical guide rail 8 with a guide groove 9 is arranged parallel to the rail 5 and attached to the longitudinal slide 1 in any suitable manner. In the present embodiment, this is Rail 8 in any suitable manner, e.g. by means of several screws 10, on one of the longitudinal slide 1 hanging component 11 attached. The screws that hold the rails on the longitudinal slide or are attached to the machine bed, are adjusting screws that allow precise parallel adjustment of the Allow rails 5, 8 in a manner known per se.
Die Lagerkugeln 12 liegen in den Führungsbahnen 7 und 9, und die Führungsschienen 5, 8 sind gegenüber den Lagerkugeln 12 so fein eingestellt, daß sich die Kugeln und die Schienen gerade nur berühren und kein meßbares Spiel vorhanden ist. Da der Unterschied zwischen einer Schienenposition, bei der die Kugeln unzulässig fest, und einer Position, bei der sie übermäßig lose sitzen, nur ungefähr V1000 nun beträgt, ist es klar, daß eine überaus genaue Justierung notwendig ist.The bearing balls 12 lie in the guideways 7 and 9, and the guide rails 5, 8 are so finely adjusted with respect to the bearing balls 12 that the balls and the rails just touch each other and there is no measurable play. Since the difference between a rail position in which the balls are impermissibly tight and a position in which they are excessively loose is now only about V 1000 , it is clear that an extremely precise adjustment is necessary.
Zur schlupffreien Mitnahme der Lagerkugeln 12 ist eine Zahnstange 16 vorgesehen, die durch mehrere Schrauben 17 am Längsschlitten befestigt und genau über den Mitten der Lagerkugeln 12 angeordnet ist. Eine gleiche Zahnstange ist durch beliebig geeignete Mittel, wie z.B. die Schrauben21, am Maschinenbett in einer Lage unmittelbar unter den Mitten der Lagerkugeln befestigt. Ein an einem Ende des Kugelsatzes angeordnetes Zahnrad 23 steht mit der oberen und unteren Zahnstange im Eingriff. Das Zahnrad kann mit einer geeigneten Achse, wie z.B. einer Kugel 12α (Fig. 5), versehen sein, um eine Seitenbewegung gegenüber den Schienen zu verhindern, oder es kann selbst eine Breite haben (F i g. 5), die nur um wenig kleiner ist als der Zwischenraum zwischen den Schienen, es von diesen also eng umschlossen wird. In diesem Fall wird es gegenüber den Schienen durch eine besondere Kugel 12 a gehalten, die in denselben Führungsnuten läuft wie die übrigen Lagerkugeln 12. Ein Mitnehmer 24 ist zwischen dem Zahnrad 23 und der zunächst gelegenen Lagerkugel 26 angeordnet, um das Anstoßen des Zahnrades 9 an die benachbarte Lagerkugel zu verhindern. Dieser Mitnehmer hat zwecks bündiger, jedoch gut gleitbarer Lagerung in den sich gegenüberliegenden Führungsbahnen eines gegebenen Schienenpaares zylindrische Form, ferner an einer Seite einen Schlitz 27 für die Aufnahme eines Teiles des Zahnrades und ist an der anderen Seite 28, die mit der Lagerkugel 26 in Berührung steht, vorwiegend glatt.A toothed rack 16 is provided for the slippage-free entrainment of the bearing balls 12, which is fastened to the longitudinal slide by several screws 17 and is arranged exactly over the centers of the bearing balls 12. An identical rack is attached to the machine bed in a position directly below the centers of the bearing balls by any suitable means, such as screws21. A gear 23 located at one end of the ball set meshes with the upper and lower racks. The gear wheel can be provided with a suitable axis, such as a ball 12α (FIG. 5), in order to prevent lateral movement relative to the rails, or it can itself have a width (FIG. 5) which is only around is a little smaller than the space between the rails, so it is tightly enclosed by them. In this case, it is held against the rails by a special ball 12 a, which runs in the same guide grooves as the other bearing balls 12. A driver 24 is arranged between the gear 23 and the bearing ball 26 located next to the impact of the gear 9 on to prevent the adjacent bearing ball. This driver has a cylindrical shape for the purpose of flush, but easily slidable mounting in the opposing guideways of a given pair of rails, furthermore a slot 27 on one side for receiving part of the gear wheel and on the other side 28, which is in contact with the bearing ball 26 stands, mostly smooth.
ίο Ein Begrenzungsglied 29 ist normalerweise auf das Ende eines der Führungsbahnenpaare aufgesetzt, um die Führungsbahnen abzuschließen und ein Ausfahren des Längsschlittens über das vorgeschriebene Maß zu verhindern.ίο A limiting member 29 is normally on put the end of one of the pairs of guideways to complete the guideways and an extension to prevent the longitudinal slide beyond the prescribed amount.
Ein gleiches Zahnrad 30 ist am anderen Ende des Lagerkugelsatzes angeordnet und in gleicher Weise mit einem Mitnehmer 31 sowie einer Endbegrenzung 32 versehen. Da das Zahnrad 30, die Mitnehmer 31 und die Endbegrenzung 32 dem Zahnrad 23 derAn identical gear 30 is arranged at the other end of the bearing ball set and in the same way provided with a driver 31 and an end limitation 32. Since the gear 30, the driver 31 and the end limit 32 to the gear 23 of the
ao Mitnehmer 24 und der Endbegrenzung 29 vollkommen gleich sind, kann eine nähere Beschreibung dieser Teile entfallen. Die Entfernung der beiden Mitnehmer 24, 31 voneinander ist bis auf das erforderliche Laufspiel nicht wesentlich größer als die Summe der Durchmesser aller Lagerkugeln 12, 26.ao driver 24 and the end limit 29 are completely the same, a more detailed description these parts are omitted. The distance between the two drivers 24, 31 is apart from what is required Running play not significantly greater than the sum of the diameters of all bearing balls 12, 26.
Ein Staubfänger 33 kann, falls gewünscht, anA dust catcher 33 can be attached if desired
einer der Schienen befestigt sein und die andere Schiene überdecken, um das Eindringen von Staub, Schmutz und anderen Fremdkörpern, wie z.B.one of the rails must be fixed and the other rail covered to prevent the ingress of dust, Dirt and other foreign bodies, such as
Schleifstaub bei Schleifmaschinen, nach unten und zwischen die Lagerkugeln 12 und die Führungsbahnen zu verhindern. To prevent grinding dust from grinding machines, down and between the bearing balls 12 and the guideways.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist wie folgt: Bei der Bewegung des Längsschlittens 1 gegenüber dem Maschinenbett 4 in einer durch die Kugelführungsbahnen bestimmten Richtung drehen sich sowohl die Lagerkugeln als auch die Zahnräder in der gleichen Richtung und mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit. Die Zahnräder drehen sich dabei zwangläufig und bewegen sich über eine genau erfaßbare Strecke. Die Entfernung zwischen den gegenüberliegenden Stirnseiten 28 und 34 der Mitnehmer 24 bzw. 31 wird daher, unabhängig von der Stellung des Längsschlittens 1, immer die gleiche bleiben. Auf diese Weise werden die Lagerkugeln stets zwangläufig zwischen den zwei durch die Stirnseiten 28 und 34 der Mitnehmer bestimmten Ebenen gehalten und schlupffrei mitgenommen. Hierdurch wird der Verschleiß auf ein Minimum beschränkt.The mode of operation of the arrangement described is as follows: When the longitudinal slide 1 moves Rotate with respect to the machine bed 4 in a direction determined by the ball guide tracks Both the bearing balls and the gears move in the same direction and at the same peripheral speed. The gears inevitably rotate and move over a precisely detectable distance. The distance between the opposite The end faces 28 and 34 of the drivers 24 and 31 are therefore always the same regardless of the position of the longitudinal slide 1 stay. In this way, the bearing balls are always forced between the two by the end faces 28 and 34 of the driver held certain levels and taken along without slipping. Through this wear and tear is reduced to a minimum.
Claims (7)
Deutsche Patentschrift Nr. 959 604;
USA.-Patentschrift Nr. 2863 705.Considered publications:
German Patent No. 959 604;
U.S. Patent No. 2863,705.
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