DE19517926A1

DE19517926A1 - Linearlageranordnung

Info

Publication number: DE19517926A1
Application number: DE1995117926
Authority: DE
Inventors: Michael Brunk
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-11-21

Description

Die Erfindung betrifft eine Linearlageranordnung mit einer Führungsschiene, einem Tragkörper und mindestens einem Paar von Laufrollen, die jeweils als an der Führungsschiene seitlich abgestützte Lageraußenringe von Wälzlagern ausgebildet sind, wobei die Lagerinnenringe der Wälzlager an dem Tragkörper befestigt, zwischen den Ringen die Wälzkörper angeordnet und zur Befestigung Schrauben durch die Lagerinnenringe hindurchgesteckt und in Gewindebohrun gen des Tragkörpers eingeschraubt sind.

Aus der DE-OS 38 29 276 ist eine solche Lageranordnung bekannt. Damit hier die an dem Tragkörper gelagerten Laufrollen mit einer bestimmten Vorspannung gegen die Führungsschiene gedrückt werden, ist zwischen einer Schraube und dem Lagerinnenring des Wälzlagers, welches die Laufrolle enthält, mindestens ein radial federelastisches Element, beispielsweise ein Rundschnurring aus Gummi, angeordnet. Um das federelastische Element in den von dem Lagerin nenring und der Schraube gebildeten Spalt einführen zu können, ist hier jedoch als Halterungsmaßnahme die Anbringung einer Umfangsnut an der Schraube erforderlich. Bei diesem Linearlager genügen also für die Befestigung der Wälz lager an dem Tragkörper übliche, serienmäßig hergestellte Schrauben nicht. Auch eine aus dem DE-GM 89 05 064 bekannte Linearlageranordnung weist diesen Nachteil auf, da dort die Schrauben auf einem Teil ihrer Länge mit exzentrischen Schaftbereichen versehen sein müssen.

Bei einer aus dem DE-GM 86 01 141 bekannten Linearlageranordnung wird eine Anstellung einer Rolle an einer Führungsschiene dadurch erreicht, daß die Rollenachse von einer sie umgebenden exzentrischen Buchse verstellt wird. Die Herstellung einer solchen Buchse ist jedoch kompliziert und ihre Verstellung aufwendig. Über die Art der Lagerung der Rolle an der Rollenachse sind dieser Vorveröffentlichung keine genauen Angaben zu entnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung preiswerter Bauteile eine Lageranordnung zu schaffen, bei welcher Laufrollen in einfacher Weise an einem Tragkörper befestigt und mit einer bestimmten Vorspannung an der Führungsschiene angestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eines der Wälzlager einen in der Bohrung des Lagerinnenringes angeordneten, die Schrau be teilweise umfassenden Klemmkörper enthält. Dieser Klemmkörper wird durch Drehen der Schraube infolge der Reibung mitgenommen, so daß er den Lagerinnenring in der Richtung zur Führungsschiene verschwenkt. Eine leichte Vorspannung zwischen dem Lagerinnenring, dem Klemmkörper und der Schrau be begünstigt diesen Vorgang. Sobald der Lageraußenring, der die Laufrolle bildet, an der Führungsschiene anliegt und eine leichte Vorspannung erzeugt worden ist, wobei sich der Lagerinnenring nicht weiter zur Führungsschiene hin bewegen kann, wird die Reibungskraft zwischen dem Klemmkörper und dem Lagerinnenring erhöht. Der Klemmkörper kann sich dann nicht mehr mit dem Drehsinn der Schrauben bewegen. Die Reibungskraft zwischen der Schraube und dem Klemmkörper wird durch das Drehmoment, das beim Drehen der Schraube erzeugt wird, überwunden. Der Lagerinnenring und der Klemmkörper werden in ihrer erreichten Stellung und somit mit leichter Vorspannung gehal ten. Beim Weiterdrehen der im Gewinde des Tragkörpers befindlichen Schraube wird diese an dem Tragkörper angezogen.

Infolge des erreichbaren hohen Anzugsmomentes wird der Lagerinnenring an dem Tragkörper axial gehalten. Er kann sich dann in Umfangsrichtung nicht mehr bewegen und die Laufrolle verbleibt in ihrer eingestellten Lage. Unter stützt wird die Haltekraft für die Schraube durch den Klemmkörper, der zwi schen der Schraube und dem Lagerinnenring eingeklemmt ist.

Der Klemmkörper kann mit einer dem Bohrungsdurchmesser des Lagerinnenrin ges entsprechenden gewölbten äußeren Oberfläche an dem Lagerinnenring anliegen. Er kann auch mit einer dem Schaftdurchmesser der Schraube ent sprechenden gewölbten inneren Oberfläche an der Schraube anliegen. Außer dem kann der Klemmkörper ein metallisches Bauteil sein. Es ist aber auch möglich, den Klemmkörper als Bauteil aus einem polymeren Werkstoff herzu stellen. Durch die Auswahl entsprechender Materialien des Klemmkörpers ist es möglich, unterschiedliche Vorspannungen zu erzeugen. So wird z. B. durch den Einsatz von weichem Metall, wie etwa einem Zinkblech, eine große Reibung zwischen dem Lagerinnenring und dem Klemmkörper erzeugt und somit die Laufrolle mit großer Kraft an der Führungsschiene angestellt. Von einer bestimm ten Vorspannung an wird zwischen dem Klemmkörper und der Schraube die Reibung überwunden, was ein Anziehen der Schraube bei gleichzeitigem Halten der definierten Vorspannung ermöglicht. Auf diese Weise kann die Laufrolle mit einer definierten Vorspannung angestellt werden. Eine solche Einstellung ist nicht nur beim Hersteller der Linearlageranordnung möglich, sondern sie kann auch von dem Kunden an einem beliebigen Ort durchgeführt werden.

Wenn die Laufrollen zu Reparatur- oder Wartungszwecken demontiert werden müssen, läßt sich die Haltekraft durch Zurückdrehen der Schrauben aufheben und die Verbindung lösen. Nach der Demontage kann der Klemmkörper wieder verwendet werden, auch dann, wenn er sich durch das vorherige Erzeugen einer Vorspannung leicht verformt haben sollte.

Bei Verwendung eines harten Klemmkörpermaterials und einer glatten Klemm körperoberfläche wird der Lageraußenring ohne bedeutende Vorspannung spielfrei an der Führungsschiene angestellt.

Um eine definierte Vorspannung zu erzielen und somit eine Austauschbarkeit zwischen verschiedenen Führungsschienen hoher Genauigkeit zu erreichen, können die Laufrollen auf einer Meisterschiene eingestellt werden, die mit geringem Untermaß hergestellt wurde. Derartige, auf einer Meisterschiene eingestellte Tragkörper erhalten beim Aufschieben auf eine Führungsschiene aus der Serie auf diese Weise eine definierte Vorspannung. Wenn Schienen mit einer hohen Genauigkeit in Serie hergestellt werden, wird eine Austauschbarkeit der vorhandenen Tragkörper ohne die Notwendigkeit eines Nachstellens mög lich. Mit solchen Tragkörpern versehene Laufwagen können auf diese Weise vom Hersteller auf der Meisterschiene eingestellt, von der Führungsschiene abgezogen und eingelagert werden. Die Größe der Vorspannung ändert sich nicht, wenn der Tragkörper von der Führungsschiene abgezogen wird. Für den Klemmkörper können außer Metall auch Materialen wie z. B. Gummi oder Kunststoffe verwendet werden. Entscheidend hierbei ist, daß der Lagerinnenring von der Reibungskraft des Klemmkörpers mitgenommen wird und daß von einer bestimmten Vorspannung an die Reibungskraft zwischen der Schraube und dem Klemmkörper überwunden wird und die Laufrolle in der vorgespannten Stellung verharrt, während die Schraube in die Gewindebohrung eingedreht wird und den Lagerinnenring schließlich an dem Tragkörper axial verspannt.

Bei der Linearlageranordnung kann bei einem der Wälzlager eines Paars von Laufrollen in den Lagerinnenring eine kreiszylindrische Distanzhülse eingesetzt sein, die die Schraube konzentrisch umgibt. Mit einer solchen Distanzhülse wird in diesem Fall der vollständige Ringabstand zwischen der Schraube und dem Lagerinnenring überbrückt, der bei dem anderen, den Klemmkörper enthal tenden Wälzlager zur Aufnahme des Klemmkörpers erforderlich ist. Auf diese Weise können alle Wälzlager und alle Schrauben der Linearlageranordnung gleich ausgeführt sein, so daß es bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung nicht notwendig ist, besonders angefertigte und somit teuere Schrauben zu verwenden, wie bei den bekannten anstellbaren Lageranordnungen. Mit der Erfindung ist es möglich, beispielsweise genormte Zylinderkopfschrauben zu verwenden, was die Kosten erheblich verringert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Linearlager anordnung;

Fig. 2 den Schnitt durch die Lageranordnung gemäß Linie II-II der

Fig. 1 mit einer Draufsicht auf die Führungsschiene und stirnseitigen Ansichten der Wälzlager, wobei jedoch nur an einem Lager die Wälzkörper gezeichnet und an allen Wälz lagern die Klemmkörper und Distanzhülsen geschnitten darge stellt sind.

Eine erfindungsgemäße Linearlageranordnung enthält eine Führungsschiene 1, die mit Schrauben 2 an einem Maschinengestell 3 befestigt ist. Die Führungs schiene 1 besteht aus einem metallischen Träger, beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung, an dessen Längsseiten sich in Nuten Laufschienen 4 aus Stahl befinden.

An jeder Laufschiene 4 ist eine Laufrolle 5 abgestützt, die als Lageraußenring eines Wälzlagers ausgebildet ist. Die Wälzlager sind paarweise zu beiden Seiten der Führungsschiene 1 angeordnet und dienen zur Halterung eines oberhalb der Führungsschiene 1 in deren Längsrichtung verfahrbaren Tragkörpers 6. An jedem Wälzlager befinden sich Wälzkörper 7 zwischen der Laufrolle 5 und einem Lagerinnenring 8. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Wälzkörper 7 Kugeln. Es sind aber auch Ausführungsbeispiele mit Rollen oder Nadeln als Wälzkörper möglich. Der Lagerinnenring 8 ist jeweils mit Hilfe einer durch gesteckten Schraube 9, die in eine Gewindebohrung 10 des Tragkörpers 6 eingeschraubt ist, an dem Tragkörper befestigt.

Im Ausführungsbeispiel ist der Tragkörper 6 über zwei Paare von Wälzlagern mit Laufrollen 5 an der Führungsschiene 1 gelagert. Bei dem Wälzlager an der rechten Seite der Führungsschiene 1 befindet sich zwischen jedem Lagerin nenring 8 und der Schraube 9 in einem Ringspalt ein Klemmkörper 11, wäh rend bei dem Wälzlager auf der linken Seite der Führungsschiene 1 zwischen dem Lagerinnenring 8 und der Schraube 9 jeweils eine kreiszylindrische Di stanzhülse 12 angeordnet ist. Diese füllt den gesamten Ringspalt zwischen der Schraube 9 und dem Lagerinnenring 8 aus. Der Klemmkörper 11 umgibt da gegen die Schraube 9 nur teilweise. Er hat eine äußere Oberfläche, die im Durchmesser der inneren Oberfläche des Lagerinnenringes 8 entspricht. Außer dem hat der Klemmkörper 11 eine innere Oberfläche, die im Durchmesser dem äußeren Durchmesser des Schaftes der Schraube 9 entspricht. Beim Verdrehen der Schraube 9 berühren diese Oberflächen des Klemmkörpers 11 den Lagerin nenring 8 bzw. die Schraube 9. Da der Lagerinnenring in bezug auf die Schrau be 9 exzentrisch angeordnet ist, bewirkt eine Verdrehung der Schraube 9 in Pfeilrichtung gemäß Fig. 2 die Erzeugung einer Gleitreibung gegenüber dem Klemmkörper 11 und schließlich die vollständige Verklemmung des Klemm körpers zwischen der Schraube 9 und dem Lagerinnenring 8. Beim weiteren Anziehen der Schraube 9 an dem Tragkörper 6 wird die so eingestellte Vor spannung der Laufrolle 5 gegenüber der Führungsschiene 1 gehalten.

Bezugszeichenliste

1 Führungsschiene
2 Schraube
3 Maschinengestell
4 Laufschiene
5 Laufrolle
6 Tragkörper
7 Wälzkörper
8 Lagerinnenring
9 Schraube
10 Gewindebohrung
11 Klemmkörper
12 Distanzhülse

Claims

1. Linearlageranordnung mit einer Führungsschiene, einem Tragkörper und mindestens einem Paar von Laufrollen, die jeweils als an der Führungsschiene seitlich abgestützte Lageraußenringe von Wälzlagern ausgebildet sind, wobei die Lagerinnenringe der Wälzlager an dem Tragkörper befestigt, zwischen den Ringen die Wälzkörper angeordnet und zur Befestigung Schrauben durch die Lagerinnenringe h indurchgesteckt und in Gewindebohrungen des Tragkörpers eingeschraubt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Wälz lager einen in der Bohrung des Lagerinnenringes (8) angeordneten, die Schraube (9) teilweise umfassenden Klemmkörper (11) enthält.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemm körper (11) mit einer dem Bohrungsdurchmesser des Lagerinnenringes (8) entsprechenden gewölbten äußeren Oberfläche an dem Lagerinnenring (8) anliegt.

3. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemm körper (11) mit einer dem Schaftdurchmesser der Schraube (9) entsprechenden gewölbten inneren Oberfläche an der Schraube (9) anliegt.

4. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemm körper (11) ein metallisches Bauteil ist.

5. Lageranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemm körper (11) aus einem Zinkblech hergestellt ist.

6. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemm körper (11) ein Bauteil aus einem polymeren Werkstoff ist.

7. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wälzlager eines Paars von Laufrollen (5) jeweils in die Lagerinnenringe (8) eingesetzte Klemmkörper (11) aufweisen.

8. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem der Wälzlager eines Paars von Laufrollen (5) in den Lagerinnenring (8) eine kreiszylindrische Distanzhülse (12) eingesetzt ist, welche die Schraube (9) konzentrisch umgibt.