DE19502498A1

DE19502498A1 - Linearwälzlager mit einer Schmiervorrichtung

Info

Publication number: DE19502498A1
Application number: DE1995102498
Authority: DE
Inventors: Horst Friedrich
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 1996-08-01
Also published as: DE19525219A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Linearwälzlager mit einem Tragkörper, der über umlaufende Wälzkörper an einer Führungsschiene längsverschieblich gelagert ist und an dessen beiden in die Bewegungsrichtungen weisenden Stirnseiten Kopfstücke für die Umlenkung der Wälzkörper angeordnet sind, und mit einer in dem Bereich einer Stirnseite angeordneten Schmiervorrichtung für die Wälzkörper, die eine von außen zugängliche Schmieröffnung aufweist.

Ein solches Lagerelement ist aus der DE-OS 41 41 038 bekannt. Dieses enthält einen Schmiernippel, der in eine Gewindebohrung eines Schmier nippelträgers eingeschraubt ist, wobei der Schmiernippelträger wieder um an einem Umlenkkörper angeschraubt ist. Von dem Schmiernippel gelangt der Schmierstoff durch Bohrungen des Schmiernippelträgers, einer Spezialschraube und des Umlenkkörpers zu den Wälzkörpern. Eine solche Anordnung ist bei größeren Wälzkörperumlaufsystemen, wo der erforderliche Montageplatz zur Verfügung steht, möglich. Sie eignet sich jedoch nicht für Miniaturführungen. Hier wurde bisher durch Beölen oder Befetten der Führungsschiene oder durch Einfüllen von Schmierstoff durch eine einfache Bohrung im Umlenkkörper nachge schmiert. Da eine solche Bohrung nicht verschlossen ist, kann hier Schmutz in das Lagerelement eindringen. Auch für größere Führungen ist bei diesem vorbekannten Lagerelement der konstruktive Aufwand für die Schmiervorrichtung beträchtlich. Der Schmiernippelträger mit dem Schmiernippel befindet sich an der Stirnseite des Tragkörpers, so daß dadurch die Gesamtlänge des Tragkörpers vergrößert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lagerelement mit einer Schmiervorrichtung zu schaffen, bei dem die Anzahl der einzelnen Teile und damit die Werkzeug- und Teilekosten sowie der Montageaufwand verringert ist. Dieses Lager soll eine problemlose Nachschmierung nicht nur von den Stirnflächen des Tragkörpers aus, sondern auch von dessen Oberseite aus ermöglichen. Dabei soll der Schmierstoff dem Laufbereich der Wälzkörper gezielt zugeführt werden und innerhalb des Lagers verbleiben, so daß das Lager auch eine optimale Dichtheit nach außen erhält.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Tragkör per ein von der Stirnseite ausgehender, als U-förmige Ausnehmung ausgebildeter und dich in die Umlenkbereiche für die Wälzkörper er streckender Schmierstoffkanal eingearbeitet ist. Bei einem solchen Lager brauchen also die Kopfstücke nicht mit Schmierstoffkanälen versehen zu werden. Die Herstellung des Schmierstoffkanals in dem Tragkörper kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, daß der Tragkör per ohne die Kopfstücke durch ein Feingußverfahren oder ein Spritzguß verfahren hergestellt wird. Bei dieser Herstellung wird der Schmier stoffkanal in den Tragkörper mit eingeformt.

In den Tragkörper können an seinen beiden Stirnseiten Schmierstoff kanäle eingearbeitet sein, so daß sich eine intensivere und gleich mäßigere Schmierung der Wälzkörperlaufbahnen ergibt.

Wenn der Schmierstoffkanal durch einen am Tragkörper stirnseitig angebrachten Abstreifer nach außen verschlossen ist, ergibt sich die gewünschte hohe Dichtheit des Lagers nach außen.

Die Schmieröffnung kann als zur Bewegungsrichtung senkrechte Bohrung des Tragkörpers ausgebildet sein. Es ist dann möglich, das Lager von den zur Bewegungsrichtung parallelen Außenseiten her mit Schmierstoff zu versorgen, so daß durch den Wegfall von Schmierstellen an den Stirnseiten die gesamte Tragkörperlänge nicht vergrößert wird. Die Schmieröffnung kann aber auch in den Abstreifer eingearbeitet sein. In diesem Fall kann sie mit einer Ventilkugel verschlossen sein, die von einer in dem Schmierstoffkanal angeordneten Druckfeder beaufschlagt ist. Ein solches Ventil verhindert den Rückfluß von Schmierstoff aus dem Lager nach außen.

Es kann sowohl eine Schmieröffnung in dem Abstreifer als auch eine Schmieröffnung unmittelbar in dem Tragkörper angeordnet sein, so daß die Schmierstelle wahlweise entweder an eine Stirnseite oder an eine andere Außenseite des Tragkörpers gelegt werden kann. Um bei einer solchen Anordnung mit zwei Schmieröffnungen auch die Schmieröffnung des Tragkörpers sicher zu verschließen, kann der Abstreifer im Bereich seiner Schmieröffnung eine in den Schmierstoffkanal hineinreichende innere Dichtlippe aufweisen, durch welche die Schmieröffnung des Tragkörpers verschlossen ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein aus einer Führungsschiene und einem Tragkörper bestehendes Linearlager im Querschnitt mit einer Teil ansicht einer Stirnseite des Tragkörpers;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Tragkörpers ohne Kopfstücke;

Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch einen stirnseitigen End bereich des Tragkörpers mit einer Innenansicht des benachbarten Umlenkbereichs für die Wälzkörper.

Ein erfindungsgemäßes Linearwälzlager besteht aus einer Führungsschie ne 1 und einem daran entlang verschiebbaren Tragkörper 2. Dieser stützt sich mit Hilfe von umlaufenden Wälzkörpern 3 an Laufbahnen 4 der Führungsschiene ab, wobei er selbst Laufbahnen 5 für die tragenden Wälzkörper aufweist, die in den Bereichen der in die Bewegungsrichtun gen weisenden Stirnseiten des Tragkörpers 2 über Umlenkbahnen 6 in Rücklaufkanäle 7 übergehen.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, weist der Tragkörper 2 an jeder Stirnsei te einen Schmierstoffkanal 8 auf, der als U-förmige Ausnehmung ausge bildet und in den Werkstoff des Tragkörpers 2 eingeformt ist. Er ist über eine senkrechte Schmieröffnung 9 des Tragkörpers 2 jeweils nach außen geöffnet und verläuft von dort aus waagerecht zu beiden die Wälzkörperumläufe enthaltenden Seiten, wo er sich jeweils senkrecht in den Bereich der Umlenkbahn 6 erstreckt. Durch die Schmieröffnung 9 eingefüllter Schmierstoff kann daher in dem Tragkörper 2 jeweils im Bereich der Stirnseite zu den Wälzkörperumläufen gelangen, wo er in den Bereichen der Umlenkbahnen austritt. Durch Abstreifer 10, die an den Stirnseiten in den Tragkörper eingesetzt sind, werden die beiden Schmierstoffkanäle 8 nach außen dicht verschlossen. In Fig. 2 ist nur eine Stirnseite des Tragkörpers 2 mit einem Schmierstoffkanal 8 zu sehen.

Gemäß Fig. 3 hat der Tragkörper 2 eine weitere Schmieröffnung 11, die sich innerhalb des Abstreifers 10 befindet. Sie ist mit einer Ventil kugel 12 verschlossen, die sich teilweise innerhalb des Schmierstoff kanals 8 befindet und von einer dort angeordneten Druckfeder 13 an die Innenseite des Abstreifers 10 im Bereich der Schmieröffnung 11 ange drückt wird. Beim Einfüllen des Schmierstoffes wird dieses Ventil unter Überwindung der Federkraft der Druckfeder 13 geöffnet. Nach dem Einfüllen ist ein Austritt von Schmierstoff an der Schmieröffnung 11 nicht möglich, weil die Druckfeder 13 die Ventilkugel 12 in die Schließstellung drückt. Die senkrechte Schmieröffnung 9 ist bei dieser Anordnung durch eine innere Dichtlippe 14 verschlossen, die an dem Abstreifer 10 angeformt ist. Sie deckt innerhalb des Schmierstoff kanals 8 die Schmieröffnung 9 ab. Sie bildet ein Rückschlagventil, so daß dort Schmierstoff unter Druck eingefüllt werden, aber nicht wieder zurückströmen kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Linearwälzlager kann der Schmierstoff ge zielt dem Laufbereich der Wälzkörper 3 zugeführt werden. Dort läßt sich eine optimale Dichtheit erreichen. Die Nachschmierung kann sowohl von den Stirnseiten aus als auch von der Oberseite des Tragkörpers 2 erfolgen. Durch die Anordnung und Ausbildung des erfindungsgemäßen Schmierstoffkanals werden bei der Herstellung des Lagers die Anzahl der Teile und damit die Werkzeug- und Teilekosten sowie der Montage aufwand erheblich reduziert.

Für die Herstellung des Tragkörpers 2 eignet sich besonders das mit "Metal Injection Moulding" (MIM) bezeichnete Spritzgußverfahren, so daß eine spanende Bearbeitung nicht erforderlich ist. Es ist aber auch möglich, für die Herstellung des Tragkörpers 2 ein Feingußverfahren zu verwenden. Das MIM-Spritzgußverfahren vereinigt die Formgebung durch Spritzgießen, wie sie in der Kunststofftechnik üblich ist, mit den hochwertigen Werkstoffeigenschaften der Pulvermetallurgie. Ausgangs material sind sehr feine Metallpulver, deren Korngrößendurchmesser beispielsweise 10 µ betragen kann. Aus Basispulver und Legierungs zusätzen entsteht eine Pulvermischung mit der gewünschten chemischen Zusammensetzung. In einem beheizten Kneter wird die Pulvermischung mit Hilfe polymerer organischer Bindemittel (Wachse, Kunststoffe) plasti fiziert, anschließend granuliert und auf herkömmlichen Spritzguß maschinen verarbeitet.

Die spritzgegossenen Formkörper werden dann in einem Ofen einer Wärme behandlung als Entwachsungsprozeß unterzogen. Dabei zerbrechen die Molekülketten des Bindemittels durch thermische oder chemische Zerset zung. Das Bindemittel verdampft. Gleichzeitig findet eine Vorsinterung der metallischen Körper statt, die diesen eine ausreichende Stabilität verleiht. Beim anschließenden Sintern, das im Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden kann, erhalten die Spritzguß teile ihre guten Werkstoffeigenschaften. Die Dichte nimmt dabei stark zu und die Abmessungen können um bis zu 20% schrumpfen.

Bei diesem Spritzvorgang kann in der in Verfahrrichtung des Tragkör pers 2 liegenden Stirnseite der Schmierstoffkanal 8 angeformt werden. Diese Ausnehmung verläuft oberhalb des von der Führungsschiene 1 ausgefüllten Bereichs horizontal und geht in senkrechte Kanalab schnitte über, die sich in den Seitenbereichen des Tragkörpers 2 befinden. Dort besteht die Verbindung mit den Umläufen der Wälzkörper 3. Diese senkrechten Kanalabschnitte sind zu den Umlenkbahnen 6 der Wälzkörper 3 hin offen, so daß der Schmierstoff hier die Wälzkörper 3 erreicht. Die Abdichtung des Schmierstoffkanals 8 erfolgt durch den stirnseitig eingesetzten Abstreifer 10. Jeder Abstreifer 10 hat zu sätzlich zu äußeren Dichtlippen 15, die das System gegen Schmutzein tritt schützen, die inneren Dichtlippen 14, welche den Schmierstoff kanal 8 gegen Schmierstoffverlust abdichten.

Die Schmierstoffzufuhr kann durch die Schmieröffnung 11 im Abstreifer 10 stirnseitig oder durch die Schmieröffnungen 9 im Tragkörper 2 von oben erfolgen. Diese Wahlmöglichkeit des Schmieranschlusses macht es erforderlich, daß die jeweils unbenutzte Schmieröffnung gegen Schmier stoffaustritt verschlossen wird. Zu diesem Zweck ist die stirnseitige Schmieröffnung 11 mit dem die Ventilkugel 12 enthaltenden Ventil versehen. Hier kann auch ein Schmiernippel verwendet werden. Die Schmieröffnung 9 im Tragkörper 2 ist von einer der inneren Dichtlippen 14 abgedeckt. Wird nun Schmierstoff von der Stirnseite aus einge bracht, so wird die innere Dichtlippe 14 an die Schmieröffnung 9 gedrückt und verschließt diese von der Innenseite des Schmierstoff kanals 8 aus. Wenn Schmierstoff von der Oberseite des Tragkörpers 2 durch die Schmieröffnung 9 in den Schmierstoffkanal eingebracht wird muß sich die innere Dichtlippe 14 in die Öffnungsstellung bewegen, da sie durch den Druck des Schmierstoffs nach unten gedrückt wird. Der Schmierstoff kann in den Schmierstoffkanal 8 eindringen. Ein Auslaufen des Schmierstoffs wird stirnseitig durch die Ventilkugel 12 verhin dert, während die innere Dichtlippe 14 ein Rückströmen des Schmier stoffs aus dem Schmierstoffkanal 8 in die Schmieröffnung 9 verhindert.

Der Schmierstoffkanal 8 bietet den weiteren Vorteil, daß er die Um lenkbahnen 6 teilt und als Feder wirkt. Dadurch ergibt sich ein wei cher Einlauf der Wälzkörper 3 von der jeweiligen Umlenkbahn 6 in die Lastzone längs der Laufbahn 5.

Bezugszeichenliste

1 Führungsschiene
2 Tragkörper
3 Wälzkörper
4 Laufbahn der Führungsschiene
5 Laufbahn des Tragkörpers
6 Umlenkbahn
7 Rücklaufkanal
8 Schmierstoffkanal
9 Schmieröffnung
10 Abstreifer
11 Schmieröffnung
12 Ventilkugel
13 Druckfeder
14 innere Dichtlippe
15 äußere Dichtlippe

Claims

1. Linearwälzlager mit einem Tragkörper, der über umlaufende Wälzkör per an einer Führungsschiene längsverschieblich gelagert ist und an dessen beiden in die Bewegungsrichtungen weisenden Stirnseiten Kopf stücke für die Umlenkung der Wälzkörper angeordnet sind, und mit einer in dem Bereich einer Stirnseite angeordneten Schmiervorrichtung für die Wälzkörper, die eine von außen zugängliche Schmieröffnung auf weist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Tragkörper (2) ein von der Stirnseite ausgehender, als U-förmige Ausnehmung ausgebildeter und sich in die Umlenkbereiche für die Wälzkörper (3) erstreckender Schmierstoffkanal (8) eingearbeitet ist.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Tragkörper (2) an seinen beiden Stirnseiten Schmierstoffkanäle (8) eingearbeitet sind.

3. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmier stoffkanal (8) durch einen am Tragkörper (2) stirnseitig angebrachten Abstreifer (10) nach außen verschlossen ist.

4. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmier öffnung (9) als zur Bewegungsrichtung senkrechte Bohrung des Tragkör pers (2) ausgebildet ist.

5. Wälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmier öffnung (11) in den Abstreifer (10) eingearbeitet ist.

6. Wälzlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmier öffnung (11) mit einer Ventilkugel (12) verschlossen ist, die von einer in dem Schmierstoffkanal (8) angeordneten Druckfeder (13) beauf schlagt ist.

7. Wälzlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl eine Schmieröffnung (11) in dem Abstreifer (10) als auch eine Schmieröff nung (9) unmittelbar in dem Tragkörper (2) angeordnet ist.

8. Wälzlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstrei fer (10) im Bereich seiner Schmieröffnung (11) eine in den Schmier stoffkanal (8) hineinreichende innere Dichtlippe (14) aufweist, durch welche die Schmieröffnung (9) des Tragkörpers (2) verschlossen ist.

9. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkör per (2) ohne die Kopfstücke durch ein Feingußverfahren oder ein Spritzgußverfahren hergestellt ist.