DE2519364C2

DE2519364C2 - Lager zur geradllinigen Führung

Info

Publication number: DE2519364C2
Application number: DE2519364A
Authority: DE
Inventors: Alfred Paris Pitner
Original assignee: Nadella SA
Current assignee: Roulements Nadella Sa Vierzon Fr
Priority date: 1974-05-17
Filing date: 1975-04-30
Publication date: 1984-08-16
Also published as: US3977736A; CH594148A5; JPS511853A; FR2271442A1; GB1486080A; FR2271442B1; AT341836B; ATA370175A; DE2519364A1; JPS5740371B2; IT1037904B

Description

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Die Erfindung betrifft ein Lager zur Führung zweier einer relativen Verschiebungsbewegung ausgesetzter Organe mit einer ersten geradlinigen Lauffläche, mit Wälzkörpern in Form von Rollen oder Nadeln, die unter Berührung dieser Lauffläche und einer ebenen tragenen Lauffläche auf einem der Organe umlaufen, sowie mit einer zweiten geradlinigen Lauffläche, die parallel zur ersten Lauffläche verläuft und mit dieser Zurückführung der Wälzkörper durch zwei kreisbogenförmig verlaufende Laufgänge verbunden ist

Aus der GB-PS 13 44 907 ist ein Lager zur geradlinigen Führung bekannt. Hierbei wälzen sich tonnenförmige Wälzkörper an ebenen Laufflächen ab. Die Belastung erfolgt somit in einer Kette von punktförmigen Belastungen auf beiden sich gegenüberliegenden Laufflächen. Die Flächenbelastung beider Laufflächen ist somit gleich. Dies führt, wenn man nicht den vorzeitigen Verschleiß einer Lauffläche in Kauf nehmen will, dazu, daß beide Laufflächen dieselben Festigkeitseigenschaften aufweisen müssen.

Aus der DE-OS 14 25 143 ist ebenfalls ein Lager zur geradlinigen Führung bekannt. Die Wälzkörper dieses Lagers sind in Art einer Gliederkette miteinander verbunden und werden so um ein Mittelteilstück herumgeführt. Die Wälzkörper haben eine Ähnlichkeit mit einer Fahrradkette. Diese Wälzkörperkette hat eine bestimmte Länge. Bedingt durch Fertigungstoleranzen können hier Störungen im Wälzablauf auftreten. Bei diesem Lager und bei einem Lager, wie es aus der GB-PS 4 82 866 bekannt ist, wälzen sich die Wälzkörper nicht unmittelbar an den eigentlichen Führungsbahnen ab, sondern an speziell dafür vorgesehenen Teilen mit höherer Festigkeit. In der Vorrichtung gemäß der GB-PS 4 82 866 ist hierfür ein separates Führungselement (Laufschienen oder ähnliches) vorgesehen und am Fundament Rahmen oder ähnlichem befestigt um einen gleichmäßigen Verschleiß zu erzielen.

Ferner sind derartige Lager mit Wälzkörpern mit geradlinigen Mantellinien und ebenen Laufflächen bekannt. Damit ein derartiges Lager ordnungsgemäß arbeitet ist es erforderlich, daß die erste Lauffläche und die komplementäre Lauffläche des beweglichen Organs absolut parallel zueinander verlaufen. Jegliche Abweichungen der Parallelität zwischen diesen Flächen oder auch zwischen der Lauffläche des bewegten Organes und der Fläche des anderen Organes, auf dem das Lager befestigt ist ruft nämlich eine Schwenkung der Wälzetemente hervor, die zu einer Verlagerung des Berührungsbereiches zwischen den Wälzkörpern und der entsprechenden Lauffläche zu den Enden der Wälzkörper hinführt Dies hat aber eine Überlastung der Wälzkörper und dementsprechend eine vorzeitige Abnutzung und Störung des Lagers zur Folge.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile durch Realisierung eines Lagers zu vermeiden, bei dem Mittel vorgesehen sind, die ein zufriedenstellendes Funktionieren im Falle einer Parallelitätsabweichung sicherstellen. Das zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagene erfindungsgemäße Lager ist dadurch gekennzeichnet daß die erste geradlinige Lauffläche ein konvexes Transversalprofil aufweist Hierdurch bleibt die Berührungszone zwischen den Wälzkörpern und dieser Lauffläche immer im mittleren Bereich der Wälzkörper, womit vermieden ist daß sich sämtliche Kräfte auf die Wälzkörperenden konzentrieren. Die gegebenenfalls vorhandenen Fehler einer der drei vorerwähnten Laufflächen oder solche, die von einer nicht exakten relativen Lage zweier solcher Laufflächen herrühren, werden erfindungsgemäß automatisch durch die Verwendung einer konvexen Lauffläche kompensiert so daß jegliche vorzeitige Zerstörung des Lagers vermieden ist

Darüber hinaus läßt sich mit einer kouvexen Lauffläche eine bessere Gleichförmigkeit des Betriebs erreichen, wobei Änderungen der aufzuwendenden Kräfte, insbesondere bei einer Änderung der Bewegungsrichtung, vermieden sind.

Gemäß der Erfindung kann das Lager mit einer einzigen oder aber vorzugsweise mit zwei konvexen Laufflächen versehen sein. Letzteres ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Führungsvorrichtung dazu bestimmt ist zwischen zwei beweglichen Organen angeordnet zu werden, die zur Belastung sämtlicher sich auf den beiden parallelen Laufflächen weiter bewegenden Wälzkörper führen. Es sei bemerkt, daß das Vorhandensein von zwei konvexen Laufflächen es in diesem besonderen Fall möglich macht, darüber hinaus die nachteiligen Wirkungen einer Parallelitätsabweichung zwischen den beiden Laufflächen zu vermeiden, die jeweils einem der vorerwähnten beweglichen Organe zugeordnet sind.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung haben die Wälzkörper die Form von Rollen oder Nadeln mit geradliniger Mantellinie.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung weisen die Wälzkörper eine gewölbte Lauffläche auf.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsformen, die lediglich Ausführungsbeispiele darstellen, auf die die Erfindung nicht beschränkt ist. Hierbei wird Bezug auf die Zeichnung genommen. In der

Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt eines Rollenlagers.

F i g. 2 einen Schnitt längs der linie 2-2 in F i g. 1.

Fig.3 einen Teilschnitt durch ein bekanntes Lager, der für den Fall einer Parallelitätsabweichung die relative Lage des Wälzkörpers und der ebenen Lauffläche zeigt

Fig.4 eine der in Fi g. 3 gezeigten Ansicht entsprechende Ansicht für den Fall des Einsatzes eines erfindungsgemäßen Lagers.

F i g. 5 die Ansicht einer Variante des Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 2.

Das in der F i g. 1 dargestellte Lager weist einen Körper 1 auf, in dessen Innerem zwei geradlinige und parallel zueinander verlaufende Innenlaufflächen 2 und 3 gebildet sind, die an ihren Enden durch halbkreisförmige Innenlaufflächen 4 und 5 miteinander verbunden sind. An dem Körper 1 sind zwei Endflansche 6 und 7 befestigt die jeweils eine halbkreisförmige äußere Führungsfläche 8, 9 aufweisen, die parallel zu den Laufflächen 4 und 5 verlaufen und mit diesen zusammen einen Umlaufgang für Wälzkörper 10 begrenzen, w.'.che beim dargestellten Ausführungsbeispiel zylindrische Rollen mit Rechteckmantellinien sind.

Der Körper 1 weist also im Schnitt deutlich erkennbar die Form eines //auf, wie die F i g. 2 zeigt wobei die Laufflächen 2 und 3 durch die beiden Seitenflächen des Mittelsteges des //gebildet werden. Die Schenkel 11 und 13 des //begrenzen jeweils zusammen mit einer der Flächen 2 und 3 einen Hohlraum 18 bzw. 19 zur Aufnahme der Wälzkörper 10. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Schenkel jeweils mit einem Ring 15 versehen, der ein Halteorgan für die Wälzkörper darstellt und der zu diesem Zwecke gegebenenfalls z. B. mit Stiften 16,17 zusammenwirkt, die an jeder der parallelen Endflächen der Rollen 10 befestigt oder an diese angeformt sind und die diese Ringe 15 berührend geführt sind.

Die Tiefe des Hohlraums 19 ist so bemessen, daß die Rollen 10 geringfügig aus diesem Hohlraum herausragen, um mit der Lauffläche 12 eines Organs in Berührung zu kommen, das relativ zu dem Lager 1 bewegt wird. Im Gegensatz hierzu sind die Rollen 10 von dem Hohlraum 18 vollkommen aufgenommen.

Die untere Lauffläche 3 weist den Rollen 10 gegenüber ein kenvexes Transversalprofii auf, das von einem Bogen relativ großen Durchmessers in bezug auf den Durchmesser der Rollen begrenzt ist

Anhand der F i g. 3 und 4 lassen sich die Funktionsweise und die Vorteile du vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Bei einer Vorrichtung mit einer ebenen Lauffläche 3' ist es schwiei ig, die Bildung eines Winkels oc zwischen der Lauffläche des Lagers und der Lauffläche 12 des beweglichen Organs zu vermeiden, sei er auch noch so klein. Das Vorhandensein dieses Winkels cc bewirkt, daß der Berührungsbereich zwischen dem Wälzelement 10 und der Lauffläche 3' dazu neigt, sich an das Ende a des Wälzkörpers zu verlagern, wodurch eine vorzeitige Abnutzung des Lagers ermöglicht wird (F i g. 3). Wenn gemäß der Erfindung eine konvexe Lauffläche 3 verwendet wird, liegt der Bereich a I der Berührung mit dieser Lauffläche immer in der Mitte des Wälzelementes. D»es ist dadurch bedingt, daß diesem Wälzelement die Möglichkeit zu kippen gegeben ist, wie F i g. 4 zeigt. Diese? Kippen hat eine Kompensation der Fabrikationsfehler des Lagers und/oder der Lauffläche 12 oder auch solcher Fehler zur Folge, die von einer nicht exakten relativen Lage des Lagers bezüglich des beweglichen Organs herrühren. Die konvexe Lauffläche stellt für den Wälzkörper 10 eine Lage sicher, in der dessen Achse immer parallel zur Linie 12 verläuft, so daß das Lager wirksam und unter beschränkten Platzverhältnissen zu arbeiten in der Lage ist. Es werden also eine Abnutzung und Zerstörungen vermieden, die durch eine am Ende des Wälzkörpers stattfindende Berührung mit der Lauffläche Zustandekommen, wie dies bei üblichen Lagern der Fall ist wenn die beiden ebenen Laufflächen nicht absolut parallel zueinander sind.

Um das Lager gemäß der F i g. 1 und 2 zwischen zwei miteinander verbundenen Laufflächen bzw. zwischen einem ersten und einem zweiten, diesseits und jenseits des Körpers 1 liegenden beweglichen Organ verwenden zu körinen, wobei im letztgenannten Fall die Hohlräume 18 und 19 gleiche Tiefe aufweisen, werden den beiden Flächen 2 und 3 konvexe Querprofile gegeben, deren Wölbung nach innen gerichtet ist und die es gestatten, für alle wirksamen Wälzkörper Fehler zu kompensieren.

Lager, wie sie anhand der F i g. 1 beschrieben wurden, sind insbesondere zur Führung von Organen von Werkzeugmaschinen bestimmt, die eine geradlinige Hin- und Herbewegung ausführen, diese Lager können jedoch in gleicher Weise für zahlreiche andere Vorrichtungen zur Führung von zwei relativ zueinander beweglichen Flächen Verwendung finden.

Beim Ausführungsbeispiei gemäß F i g. 5, das eine Variante desjenigen gemäß F i g. 2 darstellt, stehen die Enden der Wälzkörper 10 nicht mit den Ringen 15, sondern mit Wangen 23 in Berührung, die in den Körper 1 des Lagers geformt sind. Diese Wangen sind, wie ersichtlich, im Bereich der Rücklauffläche 2 des Lagers nicht erforderlich, womit sich die Möglichkeit einer Vereinfachung bei der Herstellung ergibt.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können natürlich noch eine Reihe von weiteren Modifikationen erfahren, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird, insbesondere können als Wälzkörper 10 auch Nadeln verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

L Lager zur Führung zweier einer relativen Verschiebebewegung ausgesetzter Organe mit einer ersten geradlinigen Lauffläche, mit Walzkörpern in Form von Rollen oder Nadeln, die unter Berührung dieser Lauffläche und einer ebenen tragenden Lauffläche auf einem der Organe umlaufen, sowie mit einer zweiten geradlinigen Lauffläche, die parallel zur ersten Lauffläche verläuft und mit dieser zur Rückführung der Wälzkörper durch zwei kreisbogenförmig verlaufende Laufgänge verbunden ist dadurch gekennzeichnet, daß die erste geradlinige Lauffläche (3) ein konvexes Transversalprofil aufweist und die Wälzkörper (10) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sind.
2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (10) ebene Endflächen aufweisen, die ebene Flächen (23) des Lagerkörpers (1) berührend gefüört sind.
3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (10,14) jeweils an ihren Endflächen einen vorstehenden Stift (16) aufweisen, der mit einer jeder der Laufflächen (2,3) zügeordneten Haltefläche (5) des Lagerkörpers (1) zusammenwirkt
4. Lager nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteflächen Bestandteil angefügter Ringe (5) sind, die zugleich eine Führungsfläche für die Endflächen der Wälzkörper (10) aufweisen.