DE19525219A1

DE19525219A1 - Linearwälzlager

Info

Publication number: DE19525219A1
Application number: DE19525219A
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: 1995-07-11
Publication date: 1997-01-16
Also published as: DE19502498A1

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 Wälz körper, die eine von außen zugängliche Schmieröffnung aufweist, wobei in den Tragkörper ein von der Stirnseite ausgehender, als U-förmige Ausnehmung ausgebildeter und sich in die Umlenkbereiche für die Wälzkörper erstrecken der Schmierstoffkanal eingearbeitet ist, nach Patent . . . (Patentanmeldung 195 02 498.2).

Bei einem solchen Lager nach der Hauptanmeldung brauchen die Kopfstücke nicht mit Schmierstoffkanälen versehen zu werden. Die Herstellung von Schmierstoffkanälen in dem Tragkörper kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, daß der Tragkörper ohne die Kopfstücke durch ein Feingußverfahren oder ein Spritzgußverfahren hergestellt wird, wobei der Schmierstoffkanal in den Tragkörper mit eingeformt wird.

Aus der DE-OS 40 41 269 ist ein Linearwälzlager bekannt, bei dem die beiden Kopfstücke von Vorsprüngen des Tragkörpers teilweise abgedeckt, jedoch noch von der Oberseite und der Unterseite des Tragkörpers her zugänglich sind. Diese Anordnung hat also den Nachteil, daß die Kopfstücke gegen Stöße von oben und von unten nicht geschützt sind.

Der Erfindung der vorliegenden Zusatzanmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, das Linearlager der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, daß die Kopf stücke vor Beschädigungen durch Stöße oder Schläge weitgehend geschützt sind, um deren Abbrechen von oder Verrutschen an dem Tragkörper zu ver meiden und somit einen einwandfreien Umlauf der Wälzkörper zu gewähr leisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Tragkörper von den beiden Stirnseiten aus zugängliche Ausnehmungen für die Kopfstücke eingearbeitet sind, wobei die eingesetzten Kopfstücke am Umfang von dem Tragkörper vollständig abgedeckt sind. In diesem Fall kann der Tragkörper eine etwas größere Länge erhalten, als für die gewünschten Tragzahlen des Wälz lagers erforderlich ist. Durch anschließendes Fräsen mit einem Fingerfräser können die Ausnehmungen stirnseitig in den Tragkörper eingearbeitet werden und solche Abmessungen erhalten, daß die Kopfstücke vollständig eingesetzt werden können. Bei diesem Fräsvorgang bleiben Außenwände des Tragkörpers bestehen, welche die Kopfstücke umschließen und sie vor Beschädigungen schützen.

Es ist aber auch möglich, den Tragkörper durch Spritzgießen herzustellen und dabei die Kopfstücke bereits einzuformen. Eine weitere, ebenfalls kostengün stige Fertigungsvariante besteht darin, das Kopfstück durch Feingießen herzustel len. Beim Spritzgießen und Feingießen des Tragkörpers können die Außen wände und die Ausnehmungen in einem Arbeitsgang mit hergestellt werden.

Jedes Kopfstück kann aus Umlenkkörpern und einer die Führungsschiene teilweise umgebenden U-förmigen Abschlußplatte zusammengesetzt sein. Beispielsweise lassen sich die Umlenkkörper an der Abschlußplatte anschrau ben. Auf diese Weise läßt sich ein relativ kompliziert aufgebautes Kopfstück durch mehrere einfach geformte Bauteile zusammensetzen. Es ist aber auch möglich, die Umlenkkörper und die Abschlußplatte als einstückiges Bauteil auszuführen.

Für eine sichere Anordnung des Kopfstücks an dem Tragkörper innerhalb der Ausnehmung kann jedes Kopfstück Zentrierstege aufweisen, die an der inneren Oberfläche der Abschlußplatte anliegend befestigt und in den Schmierstoffkanal passend eingesteckt sind. In diesem Fall ist es sinnvoll, daß in die Zentrierstege Durchtrittsöffnungen für Schmierstoff eingearbeitet sind, damit der Schmierstoff kanal nicht abgesperrt ist, sondern den Schmierstoff in der gewünschten Weise durchströmen läßt.

Zur Einsparung von Schmierstoff und zur Verhinderung des Eintretens von Schmutzpartikeln in das Wälzlager kann an der Abschlußplatte ein die Füh rungsschiene berührender und teilweise umgebender Abstreifer befestigt sein.

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

Fig. 1 ein aus einer Führungsschiene und einem Tragkörper beste hendes Linearlager im Querschnitt, mit einer Teilansicht einer Stirnseite des Tragkörpers;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Tragkörpers und zweier einzusetzender Umlenkkörper eines Kopfstücks;

Fig. 3 eine Innenansicht der Abschlußplatte eines Kopfstücks ohne Umlenkkörper.

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

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, weist der Tragkörper 2 an jeder Stirnseite einen Schmierstoffkanal 8 auf, der als U-förmige Ausnehmung ausgebildet und in den Werkstoff des Tragkörpers 2 eingeformt ist. Er ist über eine senkrechte Schmier öffnung 9 des Tragkörpers 2 jeweils nach außen geöffnet und verläuft von dort aus waagerecht zu den 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.

Erfindungsgemäß ist in den Tragkörper 2 jeweils eine von der Stirnseite ausge hende Ausnehmung 10 eingearbeitet, die für die Aufnahme eines Kopfstücks vorgesehen ist. Das Kopfstück besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer Abschlußplatte 11 und zwei Umlenkkörpern 12. Jeder Umlenkkörper 12 ist an der Innenseite der Abschlußplatte 11 anliegend befestigt und hat zu diesem Zweck eine Bohrung 13, die zum Anschrauben des Umlenkkörpers 12 an der Abschlußplatte 11 dient und mit einer Bohrung 14 der Abschlußplatte 11 fluchtet. An der von der Abschlußplatte 11 abgewandten Seite jedes Umlenk körpers 12 ist ein gekrümmter Laufbahnabschnitt ausgebildet, der zusammen mit einem entsprechend gekrümmten Laufbahnabschnitt der benachbarten Umlenkbahn 6 des Tragkörpers 2 einen Kanal für die Umlenkung der Wälzkör per 3 bildet. Im eingesteckten Zustand des Kopfstücks verschließt die Abschluß platte 11 die Ausnehmung 10 des Tragkörpers 2, während die an der Innenseite der Abschlußplatte 11 angeordneten Umlenkkörper 12 die Umlenkkanäle für die Wälzkörper vervollständigen.

Zur Befestigung und Zentrierung des Kopfstücks in der Ausnehmung 10 des Tragkörpers 2 sind an der Innenseite der Abschlußplatte 11 an liegende Zentrier stege vorgesehen, die beim Einsetzen des Kopfstücks in den Schmierstoffkanal 8 des Tragkörpers 2 hineinragen. So weist die Abschlußplatte 11 zwei waa gerechte Zentrierstege 15 und 16 und zwei senkrechte Zentrierstege 17 und 18 auf. Damit der durch die Schmieröffnung 9 eingefüllte Schmierstoff durch den Schmierstoffkanal 8 zu den Wälzkörpern 3 gelangen kann, weist der obere waagerechte Zentriersteg 15 eine Durchtrittsöffnung 19 auf und in jeden senk rechten Zentriersteg 17 und 18 ist eine weitere Durchtrittsöffnung 20 einge arbeitet.

Im Bereich ihrer die Führungsschiene 1 umgebenden inneren Seite ist die Abschlußplatte 11 mit einem Abstreifer 21 versehen, der die Führungsschiene 1 berührt und damit den Innenraum des Wälzlagers nach außen verschließt. Bei der Bewegung des Tragkörpers 2 längs der Führungsschiene 1 gleitet der Ab streifer 21 an der Oberfläche der Führungsschiene 1 entlang und verhindert den Austritt von Schmierstoff aus dem Lager und den Eintritt von Schmutz in das Lager.

Der Schmierstoff kann wahlweise entweder durch die Schmieröffnung 9 des Tragkörpers 2 oder durch eine weitere Schmieröffnung des Kopfstücks in den Schmierstoffkanal 8 des Tragkörpers 2 eingefüllt werden. Diese weitere Schmier öffnung 22 geht von der äußeren Oberfläche der Abschlußplatte 11 aus und endet in dem Schmierstoffkanal 8 zwischen dem oberen waagerechten Zentrier steg 15 und dem unteren waagerechten Zentriersteg 16.

Für die Herstellung des Tragkörpers 2 eignet sich besonders das mit "Metal Injection Moulding" (MIM) bezeichnete Spritzgußverfahren. In diesem Fall ist eine spanende Bearbeitung nicht erforderlich. Es ist 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. Ausgangsmaterial sind sehr feine Metallpulver, deren Korn größendurchmesser beispielsweise 10 µ betragen kann. Aus Basispulver und Legierungszusätzen entsteht eine Pulvermischung mit der gewünschten chemi schen Zusammensetzung. In einem beheizten Kneter wird die Pulvermischung mit Hilfe polymerer organischer Bindemittel (Wachse, Kunststoffe) plastifiziert, anschließend granuliert und auf herkömmlichen Spritzgußmaschinen verarbeitet.

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

Bei diesem Spritzvorgang können in der in Verfahrrichtung des Tragkörpers 2 liegenden Stirnseite der Schmierstoffkanal 8 und die Ausnehmung 10 zur Aufnahme des Kopfstücks angeformt werden. Der Schmierstoffkanal verläuft oberhalb des von der Führungsschiene 1 ausgefüllten Bereichs horizontal und geht über die Durchtrittsöffnungen 20 in senkrechte Kanalabschnitte über, die sich in den Seitenbereichen des Tragkörpers 2 befinden. Dort besteht die Verbindung mit den Umläufen der Wälzkörper 3. Diese senkrechten Kanal abschnitte sind zu den Umlenkbahnen 6 der Wälzkörper 3 hin offen, so daß der Schmierstoff hier die Wälzkörper 3 erreicht. Die Abdichtung des Schmier stoffkanals 8 erfolgt durch die Abschlußplatte 11 des stirnseitig eingesetzten Kopfstücks.

Bezugszeichenliste

1 Führungsschiene
2 Tragkörper
3 Wälzkörper
4 Laufbahn der Führungsschiene
5 Laufbahn des Tragkörpers
6 Umlenkbahn
7 Rücklaufkanal
8 Schmierstoffkanal
9 Schmieröffnung
10 Ausnehmung
11 Abschlußplatte
12 Umlenkkörper
13 Bohrung
14 Bohrung
15 waagerechter Zentriersteg
16 waagerechter Zentriersteg
17 senkrechter Zentriersteg
18 senkrechter Zentriersteg
19 Durchtrittsöffnung
20 Durchtrittsöffnung
21 Abstreifer
22 Schmieröffnung

Claims

1. 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, wobei in den Tragkörper ein von der Stirnseite ausgehender, als U-förmige Ausnehmung ausgebildeter und sich in die Umlenkbereiche für die Wälzkörper erstreckender Schmierstoffkanal einge arbeitet ist, nach Patent . . . (Patentanmeldung 195 02 498.2), dadurch gekenn zeichnet, daß in den Tragkörper (2) von den beiden Stirnseiten aus zugängliche Ausnehmungen (10) für die Kopfstücke eingearbeitet sind, wobei die eingesetz ten Kopfstücke am Umfang von dem Tragkörper (2) vollständig abgedeckt sind.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kopfstück aus Umlenkkörpern (12) und einer die Führungsschiene (1) teilweise umgeben den U-förmigen Abschlußplatte (11) zusammengesetzt ist.

3. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkkörper (12) lösbar an der Abschlußplatte (11) befestigt sind.

4. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkkörper und die Abschlußplatte als einstückiges Bauteil ausgeführt sind.

5. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kopfstück Zentrierstege (15 bis 18) aufweist, die an der inneren Oberfläche der Abschluß platte (11) anliegend befestigt und in den Schmierstoffkanal (8) passend einge steckt sind.

6. Wälzlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zentrier stege (15 bis 18) Durchtrittsöffnungen (19, 20) für Schmierstoff eingearbeitet sind.

7. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abschluß platte (11) ein die Führungsschiene (1) berührender und teilweise umgebender Abstreifer (21) für Schmierstoff befestigt ist.