DE202018001701U1

DE202018001701U1 - Linearführung mit in Bohrungen aufgenommenen Einzelelementen

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Publication number: DE202018001701U1
Application number: DE202018001701.9U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-04-04
Filing date: 2018-04-04
Publication date: 2018-05-17
Anticipated expiration: 2028-04-05

Abstract

Linearführungsanordnung für ebene und profilierte Laufbahnen , bei der die Linearführungselemente zweiteilig ausgeführt und in einer Bohrung oder einem entsprechenden Teilbereich aufgenommen werden , dadurch gekennzeichnet, daß das die Laufbahnen tragende, der Schiene zugewandte Teil quer zur Laufrichtung mit einer Kreiskontur versehen ist, die eine Orientierung an der Laufbahn der Schiene so ermöglicht, daß über die Länge folgend, jedes die Laufbahn berührende Teil, Wälzkörper wie Kugeln oder Rollen oder Lager wie z.B. Laufrollen oder Kurvenrollen gleich belastet ist und ein Oberteil die entsprechend Gegenkontur aufweist, das die Kräfte über eine achsparallele ,wenigstens teilweise kreiszylindrische Rückenkontur einstellbar, um die Zylinderachse in die bewegbaren oder festen Umgebungsteile leitet.

Description

Es sind aus diversen Anmeldungen Linearsysteme bekannt, bei denen die Befestigung der Führungselemente wie Rollenumlaufschuhe oder Kugelumlaufschuhe nicht durch Schrauben an ebenen Flächen erfolgt, sondern durch Aufnahme in einer Bohrung . Die Vorteile sind unter anderem gute und einfache Bearbeitbarkeit der Teile ,bessere Kraftübertragung an die Umgebung, einfache Montage und bessere Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraumes .
So werden zum Beispiel einzelne Umlaufsegmente bestehender Kugelbuchsen in Kugelbuchsenbohrungen eingebracht vor allem um auf profilierten Wellen die Tragfähigkeit zu steigern oder Vorspannung zu ermöglichen .
Linearsysteme dieser Bauart werden in der EP 1936 216 und in der US 6,174,086 und der DE 295 17 901 dargestellt.
Nachteil solcher Anordnungen ist der große dafür benötigte Bauraum , entweder als komplett oder als teilweise geschlossene Bohrung, die die Struktur der Anschlußkonstruktion erheblich schwächt, da auf sie wirkende Kräfte sich als starke Verformung negativ bemerkbar machen ,woraus eine Minderung oder der Verlust der Vorspannung resultiert.
Dagegen zeigt die DE 32 28762 am Beispiel von runden Rollenumlaufschuhen einen besonders platzsparenden Einbau von Linearführungselementen in Maschinenschlitten und Pressen .Die jedem einzelnen Führungselement zugeordneten Bohrungen schwächen die Aufnahmestruktur sehr viel weniger. Die Gesamtstruktur ist sehr viel steifer und tragfähiger als Anordnungen mit mehreren Führungselementen in einer Bohrung .
Anders als Rollenumlaufschuhe herkömmlicher ,am Markt erhältlicher Ausführungen ,die üblicherweise über Schrauben an ihrer Umgebung befestigt werden und bei denen , die Vorspannungsherstellung über Abstimmplatten oder über Zustellkeile erfolgt, bewirken die dargestellten Bohrungen mit der zur Laufbahn geneigten Achse, daß eine Einstellbewegung um die Querachse und eine die Vorspannung ermöglichende Bewegung in Richtung der Schiene über eine Längsverschiebung möglich wird und so die Vorspannung auf einfache Weise zum Beispiel über stirnseitige Schrauben realisiert werden kann .
Der in der DE 32 28762 dargestellte runde Rollenumlaufschuh erlaubt eine Drehung um die Längsachse und verhindert so zuverlässig Kantenläufer .
Nachteilig allerdings ist bei dieser Anordnung, daß ein identischer, exakter Winkel von Bohrung zur Führungsbahn und der Laufbahn des Schuhes zu seinem Außendurchmesser vorhanden sein muß um ein sicheres Tragen aller Wälzkörper in der Lastlaufbahn zu erreichen .
Schon kleinste Abweichungen in der Winkellage , der Geradheit oder Parallelität der Bohrung oder des Bohrungsdurchmessers über die Länge führen zu nicht korrigierbarer, ungleicher Belastung der Wälzkörper, vermindern Steifigkeit, Lebensdauer und Crashsicherheit .
Bekannt ist unter anderem zum Beispiel aus der DE 34 38 059 eine in 2 Ebenen einstellbare Anordnung, die die ein sicheres und gleichmäßiges Tragen der Wälzkörper gewährleistet.
Die Zustellung des Rollenumlaufschuhes erfolgt dabei über eine Zustellanordnung außerhalb des Bauraumes für den Rollenumlaufschuh und getrennt davon durch zwei mit einem Keil versehenen Bauteile in einer achsparallelen Bohrung .
Nachteilig ist dabei der Herstellaufwand für das dritte Teil und vor allem der benötigte große Bauraum .
Die DE 20 2013 005 127 U1 vermeidet die Zustellung über eine geneigte Bohrung . Nur zweiteilige , kleiner bauende Führungselemente mit identischem Winkel und geringerem Platzbedarf erlauben parallele Fertigung der Bohrungen . Ungleiches Tragen der Wälzkörper bei Parallelitätsfehlern der Bohrungen, wie sie zum Beispiel bei Fertigung auf Umschlag oder unsymmetrisch wirkenden Kräften und Momenten in der Anwendung auftreten kann, kann dabei jedoch auftreten .
Bekannt sind auch diverse Anwendungen und Veröffentlichungen bei denen Kugellinearführungen, die sich auf profilierten Laufbahnen bewegen, in zylindrischen Bohrungen aufgenommen sind. Die Vorspannung erfolgt dabei meist über rechtwinklig zur Achse zustellbare Schrauben . Bei diesen Lösungen ist die exakte Flucht der Aufnahmebohrungen und die exakte Lage der Zustellelemente ebenfalls Voraussetzung um ungleiches Tragen der Wälzkörper zu vermeiden.
Geometrische Abweichungen führen zu ungleichem Tragen der Wälzkörper, damit zu Reduzierung der Lebensdauer, Verminderung der Crashsicherheit, verschlechteter Laufruhe, Verlust oder Reduzierung der Vorspannung und verminderter Steifigkeit.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb bei Linearsystemen in einem minimierten Bauraum, im wesentlichen in Bohrungen aufgenommen Einzelelementen aus Fertigungsungenauigkeiten stammende , auf die Wälzkörper oder Wälzlager durch ungleiches Tragen ausgelöste Nachteile zu vermeiden.
Es sollen Linearsysteme geschaffen werden , in denen die Führungselemente anstelle einer Befestigung durch Schrauben in einer zylindrischen Bohrung oder einer teilzylindrischen Aufnahme angeordnet sind, so daß Abweichungen der Aufnahmegeometrie von der Parallelität zur Führungsbahn , vom Zustellwinkel oder von der Parallelität zur Laufbahn und unsymmetrisch auf die Führungselemente wirkende Kräfte oder Momente zu keinem ungleichmäßigen Tragen der einzelnen Wälzkörper führen und damit negative Auswirkungen auf Steifigkeit, Lebensdauer, Crashsicherheit und Laufruhe vermieden werden .
Die Aufgabe wird gelöst, indem das Linearführungselement aus zwei Teilen besteht, wobei der die Wälzkörper oder Wälzlager aufweisende Teil quer zur Achsrichtung kreisförmige , ebene oder geneigte Flächen besitzt, die sich auf der entsprechenden Gegenfläche eines zweiten Teils gleitend einstellen können , wobei dieser zweite Teil zwei kreiszylindrisch oder eine kreiszylindrische und eine doppelkegelig ausgebildete Teilflächen aufweist, von denen die erste die Gegenfläche zu der die Wälzkörper tragenden Struktur enthält und die zweite in Kontakt mit der Umgebung, dem Schlitten oder dem Gestell sich befindet, so daß eine Einstellung um Längsachse und um eine Achse quer dazu und versetzt um diese gegeben ist.
Die kreisförmigen Verbindungsflächen zwischen Ober- und Unterteil können eben und mit seitlicher Bordführung oder geneigt mit einem Winkel so versehen sein, daß eine spielfreie Kippbewegung quer zur Laufrichtung zwischen ihnen möglich ist.
Anstelle des Rollenumlaufschuhes kann auch ein Kugelumlaufschuh mit 2 Kugeln an Stelle der Rollen Verwendung finden . Da der jedoch bei profilierter Laufbahn über die Kugelbahnen seitlich geführt wird, ist ein seitliches Spiel zwischen Ober- und Unterteil vorgesehen um ein einseitiges Tragen der Kugeln zu verhindern .
Nachfolgend sind die möglichen Lösungen beschrieben .

1 zeigt eine Vorderansicht eines Linearschlittens mit Rollenumlaufschuhen deren jeweilige in einer Bohrung angeordnete aus zwei Teilen bestehenden Einzelumlaufelemente, Unterteile enthält, die Traglaufbahn , Umlenkungen und Rücklaufbahn beinhalten und quer zur Laufrichtung geneigte Kreisflächen aufweisen und an denen jeweils ein Oberteil angeordnet ist, das im Rücken teilzylindrisch parallel zur Laufbahn ausgeführt ist und die Gegenkontur zu den Kreisflächen des Unterteiles enthält.
2 zeigt einen Linearschlitten bei dem das auf einer profilierten Laufbahn geführte Kugelumlaufelement, das um eine Achse quer zur Laufrichtung eine Drehbewegung ermöglicht ,mit seitlichem Spiel am 2 in das Abstützelement greift .
3 zeigt eine Anordnung bei der jeweils 2 Wälzlager als Kugellager oder als Nadellager drehbar um eine Achse quer zur Laufrichtung auf einem Träger angeordnet sind, der mit dem Abstützelement spielfrei verbunden ist.
4 zeigt einen Querschnitt bei dem die die Drehung um die quer zur Laufrichtung angeordnete Kreisflächen aus einer die Kraft in das Oberteil leitenden Fläche und zwei seitlichen Führungsflächen erfolgt .
5 zeigt einen Querschnitt bei dem die Drehung über zwei symmetrisch zur Mittelachse angeordnete Kegelflächen erfolgt.
6 zeigt einen Längsschnitt einer Umlaufelementanordnung für zylindrische Bohrungen , in die höhengleiche oder in der Höhe zu sortierte Umlaufelemente eingesetzt sind .
7 zeigt den Längsschnitt einer Umlaufelementanordnung für die Aufnahme in Bohrungen die um einen Winkle zur Laufbahn geneigt sind .
8 zeigt den Längsschnitt einer Anordnung nach 7 , jedoch mit Abstützflächen mit gotischem Profil.
9 zeigt einen Querschnitt bei dem geneigten Kegelflächen nach außen geneigt sind. Damit kann das Zustellteil im Außendurchmesser zylindrisch oder mit gotischem Profil für eine steifere Abstützung ausgelegt werden .

Bezugszeichenliste

(1): Gestell
(2): Führungsschiene mit ebener Laufbahn
(3): Rollenumlaufelementunterteil mit Laufbahnen und Einstellkontur quer zur Längsachse
(4): Abstützteil mit zylindrischer Außenfläche in Achsrichtung
(5): Einstellkontur quer zur Längsachse
(6): Seitenführungsflächen für laufbahnnormale Abstützung
(7): Doppelkegelige Einstellkontur
(8): Führungsschiene mit Kugelbahnen
(9): Kugellagerrolle
(10): Nadellagerrolle
(11): Aufnahmekörper für Wälzlagerrollen
(12): Kreisbahn der Einstellkontur
(13): Gotische Einstellkontur
(14): Zur Achse geneigte Vorspannungskontur

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1936216 [0003]
US 6174086 [0003]
DE 29517901 [0003]
DE 3228762 [0005, 0007]
DE 3438059 [0010]
DE 202013005127 U1 [0013]

Claims

Linearführungsanordnung für ebene und profilierte Laufbahnen , bei der die Linearführungselemente zweiteilig ausgeführt und in einer Bohrung oder einem entsprechenden Teilbereich aufgenommen werden , dadurch gekennzeichnet, daß das die Laufbahnen tragende, der Schiene zugewandte Teil quer zur Laufrichtung mit einer Kreiskontur versehen ist, die eine Orientierung an der Laufbahn der Schiene so ermöglicht, daß über die Länge folgend, jedes die Laufbahn berührende Teil, Wälzkörper wie Kugeln oder Rollen oder Lager wie z.B. Laufrollen oder Kurvenrollen gleich belastet ist und ein Oberteil die entsprechend Gegenkontur aufweist, das die Kräfte über eine achsparallele ,wenigstens teilweise kreiszylindrische Rückenkontur einstellbar, um die Zylinderachse in die bewegbaren oder festen Umgebungsteile leitet.
Linearführungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Laufbahnen zugewandte Teil eine Rollenumlaufführung, vollrollig, mit Zwischenstücken als Druckkette oder als Zugkette oder mit einem Zugband ausgestattet ist.
Linearführung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmige Abstützkontur zwischen Ober- und Unterteil aus zwei kegeligen Flächen besteht.
Linearführung nach Anspruch 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmige Abstützkontur zwischen Ober- und Unterteil aus einer Stützfläche und zwei Seitenführungsflächen besteht.
Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbahnen des Führungselementes im Querschnitt kreisförmig als Zweipunkt- oder Vierpunktprofil ausgeführt sind und der Kugelumlauf, vollkugelig, mit Zwischenstücken oder als Zugkette oder Zugband erfolgt und zwischen Ober- und Unterteil seitliches Spiel vorhanden ist.
Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ,die kreisförmige Abstützkontur aufweisende , der Laufbahn zugewandte Teil jeweils wenigstens 2 Rollen als Nadellager oder Kugellager aufweist.
Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Aufnahmebohrungen parallel zur Laufbahn gerichtet sind.
Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebohrungen parallel und unter einem Winkel zur Laufbahn gerichtet sind .
Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Aufnahmebohrungen unter einem Winkel zur Laufbahn gerichtet sind .
Linearführung nach Anspruch 1, 7, 8, und 9 , dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme der Führungsteile in einer zylindrischen oder teilzylindrischen Außenkontur erfolgt .
Linearführung nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Einstellkonturen um die jeweilige Drehachse als gotisches Profil ausgeführt sind .
Zustellteil in gotischem Profil quer zur Längsachse ausgeführt .