DE19627765B4

DE19627765B4 - Linearlageranordnung

Info

Publication number: DE19627765B4
Application number: DE19627765.5A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Kleber Rainer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1996-07-10
Publication date: 2014-08-14
Anticipated expiration: 2016-07-11
Also published as: GB2315103B; FR2751038A1; FR2751038B1; IT1292478B1; ITMI971591A1; GB2315103A; DE19627765A1; GB9713868D0; ITMI971591A0

Abstract

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, deren Wälzkörper sich zwischen den Laufrollen und an dem Tragkörper befestigten Lagerinnenringen befinden, wobei zur Befestigung Schrauben durch die Lagerinnenringe hindurchgesteckt und in Gewindebohrungen der Tragkörper eingeschraubt sind und mindestens eines der Wälzlager eine in der Bohrung des Lagerinnenringes angeordnete, die Schraube umgebende, gummielastische Klemmhülse enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (12, 14) jeweils von der Schraube (9) des an dem Tragkörper (6) angebrachten Wälzlagers axial zusammengepreßt ist, wobei die infolge des Zusammenpressens verkürzte und verdickte Klemmhülse (12, 14) das Wälzlager und mit diesem die Laufrolle (5) zur Laufschiene (4) hin vorspannt.

Description

Gebiet der Erfindung
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, deren Wälzkörper sich zwischen den Laufrollen und an dem Tragkörper befestigten Lagerinnenringen befinden, wobei zur Befestigung Schrauben durch die Lagerinnenringe hindurchgesteckt und in Gewindebohrungen des Tragkörpers eingeschraubt sind und mindestens eines der Wälzlager eine in der Bohrung des Lagerinnenringes angeordnete, die Schraube umgebende, gummielastische Klemmhülse enthält.
Hintergrund der Erfindung
Eine solche Lageranordnung ist aus der DE 38 29 276 A1 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 Lagerinnenring und der Schraube gebildeten Spalt einführen zu können, ist hier jedoch als Halterungsmaßnahme an der Schraube jeweils die Anbringung einer Umfangsnut oder Umfangsrille erforderlich, in welcher der Rundschnurring eingeschnappt ist. Bei diesem Linearlager genügen also für die Befestigung der Wälzlager an dem Tragkörper übliche, serienmäßig hergestellte Schrauben nicht. Auch eine aus dem DE 89 05 064 U1 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 86 01 141 U1 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.
Aus der Druckschrift US 981 004 H ist eine Wälzlageranordnung bekannt, bei welcher ein elastomerer Ring zwischen einer Achse oder Welle und einem Wälzlagerinnenring angeordnet ist. Der elastomere Ring wird dort mittels einer in die Welle eingeschraubten Schraube axial gehalten und stützt den Wälzlagerinnenring gegenüber der Welle radial ab.
Die Druckschrift FR 1 194 985 A zeigt einen Träger, an welchem ein Gegenstand mittels einer Schraube und eines elastischen Körpers befestigt werden kann. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist dazu aber zusätzlich eine Schraubenmutter erforderlich. Die Schraube ist von dem elastischen Körper umgeben und in eine Bohrung des Trägers passend eingesetzt. Sie weist die zusätzliche Schraubenmutter auf, die an dem elastischen Körper axial anliegt. Ein an dem Träger anliegender und mit der Schraube dort zu befestigender Gegenstand wird durch Anziehen der Schraube befestigt, wobei die Schraubenmutter auf den elastischen Körper einwirkt und dieser in dem Träger an der Bohrungswand angepresst wird.
Zusammenfassung der Erfindung
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 die Klemmhülse jeweils von der Schraube des an dem Tragkörper angebrachten Wälzlagers axial zusammengepresst ist, wobei die infolge des Zusammenpressens verkürzte und verdickte Klemmhülse das Wälzlager und mit diesem die Laufrolle zur Laufschiene hin vorspannt. Auf diese Weise wird unter Wegfall von Exzenterschrauben ein voreingestelltes Laufrollensystem geschaffen, das eine minimale Vorspannungsstreuung aufweist. Solche Laufrollensysteme sind mit ihren maßkalibrierten Führungsschienen leicht austauschbar. Im Gegensatz dazu waren bei der bisherigen Kombination von Laufrollenführungswagen und Führungsschienen bei der Herstellung die erforderlichen Toleranzen zu groß, woraus eine starke Streuung der Vorspannung resultierte. Mit der Erfindung läßt sich eine Funktionsverbesserung erzielen, da infolge der Verformung der elastischen Klemmhülse der Laufrollenabstand der Führungsschiene optimal angepaßt wird. Damit ist die Aufhebung des Einflußes von Fertigungstoleranzen am Führungswagen verbunden. Es wird eine beträchtliche Montageerleichterung erzielt, da sich beim Einschrauben der Befestigungsschrauben die Laufrollen infolge der Verformung der Klemmhülse zur Schiene optimal reproduzierbar einstellen. Beim Kunden entfallen Montagezeiten. Durch die Möglichkeit, günstige Standard-Zylinderschrauben zu verwenden, ergibt sich eine große Kosteneinsparung.
Die Achse der Gewindebohrung des Tragkörpers für die Schraube des Wälzlagers kann gegenüber der Achse der an der Laufschiene anliegenden Laufrolle zur Linearlagermitte hin versetzt angeordnet sein. Auf diese Weise ist von dem durch die Schraube und den Lagerinnenring des Wälzlager gebildeten Spalt zur Aufnahme der Klemmhülse das von der Laufschiene abgewandte Spaltmaß in der Schnittdarstellung größer, als das der Laufschiene zugewandte Spaltmaß. Wenn nun die elastische Klemmhülse von der Schraube vollständig in den Spalt hineingedrückt wird, bewirkt die dortige radiale Verlagerung des Werkstoffs der Klemmhülse eine Verspannung des Lagerinnenringes zur Laufschiene hin.
Im nicht eingeschraubten Zustand der Schraube des an dem Tragkörper anzubringenden Wälzlagers ist die axiale Länge der Klemmhülse um ein bestimmtes Maß größer, als die axiale Länge des Lagerinnenringes. Dieses Maß ist werkstoffabhängig.
Die Klemmhülse kann an ihrer äußeren, von der Laufschiene abgewandten Umfangsseite eine Ausnehmung aufweisen. Beim Einschrauben der Befestigungsschraube verdickt sich dann der entsprechende, der Laufschiene zugewandte Bereich der Klemmhülse und drückt über das Wälzlager die Laufrolle gegen die Laufschiene, so daß die Laufrolle dort spielfrei angestellt wird.
In dem durch die Schraube und den Lagerinnenring des Wälzlagers gebildeten Spalt zur Aufnahme der Klemmhülse kann axial hinter dieser mindestens eine zusätzliche metallische Ringhülse angeordnet sein. Dadurch wird die elastische Klemmhülse beim Anziehen der Befestigungsschraube infolge der Übertragung der Axialkraft durch eine oder zwei nicht verformbare Ringhülsen zusammengepreßt. Durch die entstehende Verformung der elastischen Hülse wird die Laufrolle gegen die Laufschiene angestellt. Hierbei wäre es auch möglich, daß die Klemmhülse über stirnseitige Schrägen an der Ringhülse von innen her aufgeweitet wird, ähnlich wie bei Ringfederelementen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch eine Linearlageranordnung mit einem Paar wälzgelagerter Laufrollen und Klemmhülsen, die an ihren äußeren, von den Laufschienen abgewandten Umfangsseiten jeweils eine Ausnehmung aufweisen. Die Klemmhülse ist auf der linken Seite vor und auf der rechten Seite nach dem vollständigen Einschrauben der Wälzlagerschraube dargestellt;
2 einen Querschnitt durch eine Linearlageranordnung mit einem Paar von wälzgelagerten Laufrollen, wobei jeweils in dem durch die Schraube und den Lagerinnenring des Wälzlagers gebildeten Spalt zur Aufnahme der Klemmhülse axial hinter dieser mindestens eine zusätzliche Ringhülse angeordnet ist. Die Klemmhülse ist auf der linken Seite vor und auf der rechten Seite nach dem vollständigen Einschrauben der Wälzlagerschraube dargestellt.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Eine erfindungsgemäße Linearlageranordnung enthält eine Führungsschiene 1, die mit Schrauben 2 an einem Maschinengestell 3 befestigt ist. Die Führungsschiene 1 besteht vorzugsweise aus einem metallischen Träger, beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung, wobei sich an den Längsseiten des Trägers 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 vorzugsweise paarweise zu beiden Seiten der Führungsschiene 1 angeordnet und dienen zur Halterung eines oberhalb der Führungsschiene 1 in deren Längsrichtung verfahrbaren Tragkörpers 6. Es können an einem Tragkörper 6 aber auch beispielsweise zwei Laufrollen 5 für eine Seite und eine Laufrolle 5 für die andere Seite der Führungsschiene 1 vorgesehen sein. An jedem Wälzlager befinden sich Wälzkörper 7 zwischen der Laufrolle 5 und einem Lagerinnenring 8. In den Ausführungsbeispielen 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 durchgesteckten Schraube 9, die in eine Gewindebohrung 10 des Tragkörpers 6 eingeschraubt ist, an dem Tragkörper befestigt. Dabei ist jeweils zwischen dem Schraubenkopf und dem Lagerinnenring 8 einerseits und zwischen dem Lagerinnenring 8 und dem Tragkörper 6 andererseits ein Distanzring 11 mit einem dem Schraubendurchmesser entsprechenden inneren Ringdurchmesser angeordnet. In den Ausführungsbeispielen ist jeweils der Tragkörper 6 über zwei Paare von Wälzlagern mit Laufrollen 5 an der Führungsschiene 1 gelagert.
In 1 ist jeweils in dem von der Schraube 9 und dem Lagerinnenring 8 gebildeten Spalt eine gummielastische Klemmhülse 12 angeordnet, die eine um ein Differenzmaß Δh größere axiale Länge als der Lagerinnenring 8 aufweist. Beim Einschrauben der Schraube 9 zur Befestigung des Lagerinnenringes 8 an dem Tragkörper 6 übt die Schraube über die Distanzringe 11 eine axiale Kraft auf die Klemmhülse 12 aus. Dadurch wird die Klemmhülse vollständig in die Bohrung des Lagerinnenringes 8 hineingedrückt, wobei sich ihr Werkstoff nicht nur axial, sondern auch radial verlagert. Die Klemmhülse 12 wird also kürzer und dicker. Sie drückt in dem Spalt zwischen dem Lagerinnenring 8 und der Schraube 9 radial auf den Lagerinnenring 8 und über diesen und die Wälzkörper 7 auf die Laufrolle 5.
Eine Ausnehmung 13 der Klemmhülse 12, die an deren Umfangsseite vorgesehen ist, welche von der Laufschiene 4 abgewandt ist, bewirkt beim vollständigen Einschrauben der Schraube 9 die Verdickung der Klemmhülse 12 nur auf ihrer der Laufschiene 4 zugewandten Seite. Dadurch wird das Wälzlager mit der Laufrolle 5 zur Laufschiene 4 gedrückt und somit die Laufrolle 5 angestellt.
Soll eine Klemmhülse ohne Ausnehmung 13 verwendet werden, so kann die Druckkraft der eingepreßten Klemmhülse in der Richtung zur Laufschiene 4 dadurch hervorgerufen werden, daß die Achse der Gewindebohrung 10 des Tragörpers 6 und damit die Schraubenachse gegenüber der Achse der Laufrolle 5 bzw. des Wälzlagers zur Linearlagermitte versetzt angeordnet wird. Die Schraube 9 und der Lagerinnenring 8, die den Aufnahmespalt für die elastische Klemmhülse bilden, stehen dann exzentrisch zueinander. In der Schnittdarstellung gemäß 1 ist das Spaltmaß S₁ an der Außenseite des Linearlagers größer als das der Laufschiene 4 benachbarte Spaltmaß S₂ und groß genug, um durch eine radiale Verlagerung des Lagerinnenringes 8 die Anstellung der Laufrolle 5 an der Laufschiene 4 zu ermöglichen.
In 2 ist jeweils eine kürzere gummielastische Klemmhülse 14 zwischen zwei die Schraube 9 umgebenden zusätzlichen Ringhülsen 15 angeordnet, die nicht verformbar sind und beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff bestehen können. Vor dem Einschrauben der Schraube 9 ragt hier nur die untere nicht verformbare Ringhülse 15 aus dem Lagerinnenring 8 heraus. Beim Anziehen der Schraube 9 wird die Ringhülse 15 vollständig in das Wälzlager hineingedrückt und überträgt die Druckkraft stirnseitig auf die in dem Lagerinnenring 9 befindliche und zu verformende Klemmhülse 14.
Bezugszeichenliste

1: Führungsschiene
2: Schraube
3: Maschinengestell
4: Laufschiene
5: Laufrolle
6: Tragkörper
7: Wälzkörper
8: Lagerinnenring
9: Schraube
10: Gewindebohrung
11: Distanzring
12: Klemmhülse
13: Ausnehmung
14: Klemmhülse
15: Ringhülse
Δh: Differenzmaß
S₁: Spaltmaß
S₂: Spaltmaß

Claims

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, deren Wälzkörper sich zwischen den Laufrollen und an dem Tragkörper befestigten Lagerinnenringen befinden, wobei zur Befestigung Schrauben durch die Lagerinnenringe hindurchgesteckt und in Gewindebohrungen der Tragkörper eingeschraubt sind und mindestens eines der Wälzlager eine in der Bohrung des Lagerinnenringes angeordnete, die Schraube umgebende, gummielastische Klemmhülse enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (12, 14) jeweils von der Schraube (9) des an dem Tragkörper (6) angebrachten Wälzlagers axial zusammengepreßt ist, wobei die infolge des Zusammenpressens verkürzte und verdickte Klemmhülse (12, 14) das Wälzlager und mit diesem die Laufrolle (5) zur Laufschiene (4) hin vorspannt.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Gewindebohrung (10) des Tragkörpers (6) für die Schraube (9) des Wälzlagers gegenüber der Achse der an der Laufschiene (4) anliegenden Laufrolle (5) zur Linearlagermitte hin versetzt angeordnet ist.
Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von dem durch die Schraube (9) und den Lagerinnenring (8) des Wälzlagers gebildeten Spalt zur Aufnahme der Klemmhülse (12, 14) das von der Laufschiene (4) abgewandte Spaltmaß S₁ in der Schnittdarstellung größer ist als das der Laufschiene (4) zugewandte Spaltmaß S₂.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im nicht eingeschraubten Zustand der Schraube (9) des an dem Tragkörper (6) anzubringenden Wälzlagers die axiale Länge der Klemmhülse (12) um ein Differenzmaß (Δh) größer ist, als die axiale Länge des Lagerinnenringes (8).
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (12) an ihrer äußeren, von der Laufschiene (4) abgewandten Umfangsseite eine Ausnehmung (13) aufweist.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem durch die Schraube (9) und den Lagerinnenring (8) des Wälzlagers gebildeten Spalt zur Aufnahme der Klemmhülse (14) axial hinter dieser mindestens eine zusätzliche Ringhülse (15) angeordnet ist.