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Führungsvorrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung mit einer auf dem
Umfang in Längsrichtung offenen Führungsbuchse, insbesondere einer Kugelumlaufbuchse,
die auf einer im Querschnitt kreisförmigen, über ihre Länge abgestützten Führungsstange
verschiebbar ist.
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Es ist bekannt, für lange Führungswege offene Kugelumlaufbuchsen zu
verwenden, die eine Abstützung der Führungsstange über deren Länge ermöglichen.
Die Öffnung der Kugelumlaufbuchsen ist etwa schlitzförmig zur Aufnahme plattenförmiger
Abstützelemente ausgebildet, welche zur Befestigung auf einer Unterlage mit einem
verbreiterten Fußabschnitt versehen sind.
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Dieser Aufbau ist umständlich und durch die für eine exakte FUhrung
notwendigen Bearbeitungsvorgänge, insbesondere an den Abstützelementen, auch teuer.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
angegebenen Art so auszubilden, daß sie einfacher und
billiger hergestellt
werden kann und zugleich ein kompakter Aufbau erzielt wird.
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Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die sich in Längsrichtung
der Buchse erstreckende Öffnung in Umfangsrichtung so breit ausgebildet ist, daß
der Umfang der sich durch die Buchse erstreckenden Führungsstange über die Verbindungslinie
der Öffnungsränder vorragt, und die Führungsstange auf diesem vorstehenden Abschnitt
zur Auflage und Befestigung auf einer ebenen Unterlage abgeflacht ist.
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Durch die Abflachung der durch die verbreiterte Öffnung der Buchse
vorstehendenFührungsstange kann diese direkt auf einer ebenen Unterlage aufliegen,
so daß gesonderte Abstützelemente und die damit verbundenen Bearbeitungsvorgänge
entfallen.
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Es ergibt sich dadurch ferner eine geringere Bauhöhe der Führungsvorrichtung
und zusätzlich ein steiferer Aufbau als bei der bekannten Bauweise.
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Die sich in Längsrichtung der Buchse erstreckende Öffnung kann bei
geringer Dickenabmessung der Buchse relativ zu deren Durchmesser etwa sektorförmig
ausgeschnitten sein, vorzugsweise wird diese Öffnung durch eine Schnittebene ausgebildet,
die zu einer durch die Achse der Buchse verlaufender Ebene im wesentlichen parallel
liegt, wobei diese Schnittebene so angeordnet ist, daß die sich durch die Buchse
erstreckende Führungsstange mit einem Abschnitt des Umfangs über diese Schnittebene
der Buchse hinausragt. Ist die Kugelumlaufbuchse von einem Block oder einem Flansch
umgeben, beispielsweise damit Gewindebohrungen und dergleichen für die Befestigung
von anderen Bauteilen angebracht werden können, so wird dieser Block oder Flansch
auf der Seite der Öffnung der Buchse durch die durch die Buchse vorgegebene Schnittebene
begrenzt.
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Damit die an der Führung angreifenden Kräfte, insbesondere bei verschiedenen
Kraftangriffsrichtungen, gleichmäßig verteilt werden, weist die Kugelumlaufbuchse
längs der Öffnungsränder
symmetrisch zur Längsachse der Öffnung
tragende Abschnitte der Kugelumlaufbahnen auf. Liegt die Ebene der einzelnen Kugelumlaufbahnen
etwa tangential zum Innenumfang der Buchse, so wird die Kugelumlaufbahn am einen
Öffnungsrand gegenüber den übrigen umgekehrt, so daß jeweils außen an den Öffnungsrändern
ein tragender Abschnitt vorhanden ist. Eine gleichmäßige Verteilung der tragenden
Abschnitte ist auch dadurch möglich, die Ebenen der einzelnen Kugelumlaufbahnen
im wesentlichen radial zum Innenumfang der Buchse anzuordnen, wobei die Ebenen der
Kugelumlaufbahnen an den Rändern der Öffnung eine andere als radiale Ausrichtung
haben können.
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Der von der Buchse umschlossene Winkel wird größer als 1800 ausgelegt,
damit die Buchse nicht quer zur Bewegungsrichtung von der Führungsstange abgehoben
werden kann. Dieser von der Buchse umschlossene Winkel kann im Bereich von etwa
230 bis 2900 liegen. Vorzugsweise beträgt er etwa 2500.
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Beispielsweise Ausführungsformen nach der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 in einer schematischen
Querschnittsdarstellung und in einer Seitenansicht den Aufbau der erfindungsgemäßen
Führungsvorrichtung.
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Fig. 2 zeigt eine Stirnansicht einer Kugelumlaufbuchse.
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Fig. 3 stellt schematisch eine Abwicklung des Innenumfangs der Kugelumlaufbuchse
nach Fig. 2 dar.
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Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform mit einem die Kugelumlaufbuchse
umgebenden Block in einer Vorder- und in einer Seitenansicht.
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Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Kugelumlaufbuchse mit einem
Flansch in einer Vorder- und in einer Seitenansicht.
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In Fig. 1 ist mit 1 eine Führungsbuchse bezeichnet, die auf dem Umfang
in Achsrichtung der Buchse offen ist. Diese Öffnung 2 der Führungsbuchse 1 ist durch
eine Schnittebene 3 ausgebildet, die im wesentlichen parallel zu einer durch die
Achse der Buchse verlaufenden Ebene liegt. Der Abstand dieser Schnittebene 3 von
der Achse der Buchse 1 ist so gewählt, daß eine sich durch-die Buchse 1 erstreckende
Führungsstange 4 mit kreisförmigem Querschnitt mit einem Abschnitt des Umfangs über
diese Schnittebene 3 hinausragt, wie es in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie
angedeutet ist. Auf diesem vorstehenden Umfangsabschnitt der Führungsstange 4 ist
diese mit einer Abflachung 5 versehen, so daß die Führungsstange 4 direkt auf einer
ebenen Unterlage aufliegen kann. Diese Unterlage kann ein Bauteil einer Vorrichtung
oder einer Maschine sein. Bei dem in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel
ist eine Auflageplatte 6 vorgesehen, auf der die Fuhrungsstange 4 beispielsweise
mittels Schrauben befestigt ist und die gleichfalls mittels Schrauben an einer Maschine
oder an einer Vorrichtung befestigt werden kann, wie es in Fig. 1 durch gestrichelte
Linien angedeutet ist.
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Die Abflachung 5 der Führungsstange 4 hat einen größeren Abstand von
der Achse der Buchse 1 bzw. der Führungsstange 4 als die Schnittebene 3, so daß
die in der Schnittebene liegenden Ränder der Buchse 1 einen Abstand von der ebenen
Unterlage 6 haben. Dieser Abstand zwischen der Schnittebene 3 und der Oberfläche
der Unterlage 6 kann bspw. nur 0,5 mm betragen.
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Die Führungsstange 4 kann auf ihrer gesamten Länge auf einer ebenen
Unterlage 6 aufliegen oder nur abschnittsweise durch plattenförmige Elemente 6 abgestützt
werden.
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Die Fig. 2 zeigt im einzelnen eine Führungsbuchse 1 in Form einer
Kugelumlaufbuchse. Ein zur Ausbildung der Öffnung 2 aufgeschnittener Kugelkäfig
7, der beispielsweise aus Kunststoff, Bronze, Messing oder dergleichen bestehen
kann und mit
den Kugelbahnen 8 versehen ist, ist von einem Stahlmantel
9 umgeben. Je nach den Erfordernissen kann dieser Stahlmantel 9 eine bestimmte Dickenabmessung
haben. Zum Anbringen von Gewindebohrungen in dem Stahlmantel 9 wird dieser beispielsweise
entsprechend stark ausgebildet. Die durch gestrichelte Linien angedeuteten Kugelbahnen
8 in dem Kugelkäfig 7 sind in an sich bekannter Weise ausgebildet Die Ebene der
Kugelbahnen 8 verläuft im wesentlichen tangential zum Innenumfang der Kugelumlaufbuchse
1, wobei der Kugelkäfig im Bereich der innen offenen Kugelbahn eine geringere Wandstärke
hat als im Bereich der auf dem Außenumfang des Kugelkäfigs 7 offenen Kugelbahn.
Hierdurch ergibt sich die in Fig. 2 wiedergegebene, mit Vertiefungen und Ausbauchungen
versehene Außenumfangslinie des Kugelkäfigs 7, wobei der Stahlmantel 9 zur Aufnahme
des Kugelkäfigs 7 einen entsprechend geformten Innenumfang hat.
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Der Aufbau der in Fig. 2 wiedergegebenen Kugelumlaufbuchse 1 unterscheidet
sich, abgesehen von der Ausbildung der Öffnung 2, von einer herkömmlichen Kugelumlaufbuchse
durch die Anordnung der Kugelbahnen. Würde eine herkömmliche Kugelumlaufbuchse entsprechend
einer Schnittebene 3 aufgeschnitten, so kann zwar längs des einen Öffnungsrandes
ein tragender Abschnitt eines Kugelumlaufs angeordnet werden, nicht aber längs des
anderen Öffnungsrandes. Um eine symmetrische Anordnung der tragenden Abschnitte
an den Öffnungsrändern zu erhalten, ist bei der Ausführungsform nach Fig. 2 die
am rechten Öffnungsrand liegende Kugelumlaufbahn 8' gegenüber den übrigen umgekehrt
angeordnet. Wie die Fig. 2 zeigt, ist die Ebene der Kugelumlaufbahn 8' entgegengesetzt
zu der der benachbarten Kugelumlaufbahn 8 relativ zum Innenumfang der Buchse 1 geneigt.
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Der tragende Abschnitt der Kugelumlaufbahn 8' kommt damit längs des
öffnungsrandes zu liegen wie auch der tragende Abschnitt der Kugelumlaufbahn 8 am
gegenüberliegenden Öffnungsrand, während zwischen dem tragenden Abschnitt der Kugelumlaufbahn
8' und dem der benachbarten Kugelumlaufbahn ein größerer Abstand vorhanden ist als
zwischen den übrigen tragenden Abschnitten. In Fig. 3 ist die umgekehrte Anordnung
der Kugelumlaufbahn 8' in Form einer Abwicklung des Innenumfangs des Kugelkäfigs
7 wiedergegeben.
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Entsprechend der umgekehrten Anordnung der Kugelumlaufbahn 8' ist
auch die Wandstärke des Kugelkäfigs 7 in diesem Bereich über einen längeren Abschnitt
10 stärker ausgebildet, wie die Fig. 2 zeigt.
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Eine gleichmäßigere Verteilung der tragenden Abschnitte der Kugelumlaufbahnen
über den Umfang des Kugelkäfigs 7 kann erreicht werden, wenn die Ebenen der Kugelumlaufbahnen
im wesentlichen radial in dem Kugelkäfig 7 angeordnet werden.
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Hierbei können die längs der Ränder der Öffnung 2 angeordneten Kugelumlaufbahnen
mit ihrer Ebene etwa parallel zu der Schnittlinie 3 liegen.
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Der Kugelkäfig 7 der Kugelumlaufbuchse 1 kann in an sich bekannter
Weise durch Fräsen oder durch Stanzen einer Blechhülse ausgebildet werden.
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Je nach der erforderlichen Tragkraft der Kugelumlaufbuchse können
mehrere auf deren Innenumfang verteilte Kugelumlaufbahnen vorgesehen werden. Wenigstens
werden drei solcher Kugelumlaufbahnen vorgesehen, von denen jeweils eine mit dem
tragenden Abschnitt längs des Randes der Öffnung 2 der Buchse 1 verläuft, während
der tragende Abschnitt der dritten Kugelumlaufbahn sich gegenüber der Öffnung 2
der Buchse 1 befindet.
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Der von der Kugelumlaufbuchse umschlossene Winkel ist größer als 1800,
damit die Buchse nicht von der Führungsstange abgehoben werden kann. Dieser Winkel
kann in einem Bereich von etwa 230 bis 2900 liegen, vorzugsweise beträgt er etwa
2500, so daß sich ein Öffnungswinkel α α (Fig. 1) von etwa 110° ergibt.
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Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine erfindungsgemäße
Kugelumlaufbuchse 1 von einem Block 11 umgeben ist, der Bohrungen zur Positionierung
und zum Befestigen eines anderen Bauteils aufweist. Die Kugelumlaufbuchse 1 wird
durch Federringe 12 in dem Block 11 gehalten, welche in entsprechende Umfangsnuten
13 (Fig. 1) auf dem Mantel 9 der Buchse 1 eingreifen.
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Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kugelumlaufbuchse
1 mit einem Flansch 14 ist in Fig. 5 wiedergegeben. Der Flansch 14 kann mit nicht
dargestellten Bohrungen versehen sein.
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Die Begrenzungsfläche des Blocks 11 bzw. des Flansches 14 auf der
Seite der Öffnung 2 der Kugelumlaufbuchse 1 liegt in einer Ebene-mit den Rändern
der Buchse 1. Gegebenenfalls können die Ränder der Kugelumlaufbuchse 1 etwas vorstehen.
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Es sind verschiedene weitere Abwandlungen möglich. So können in einem
verlängerten Mantel 9 in einem Abstand voneinander zwei oder mehrere Kugelkäfige
7 mit den Kugelumlaufbahnen angeordnet werden. Hierbei weist der Mantel 9 auf seiner
ganzen Länge wie die einzelnen Kugelkäfige einen Öffnungswinkel auf, der eine Abflachung
der Führungsstange zuläßt, wie oben beschrieben ist. Die Kugelkäfige sind jeweils
in dem Bereich längs der Öffnungsränder mit einem tragenden Abschnitt versehen,
der sich über die im wesentlichen parallel zur Ebene der Unterlage verlaufende Durchmesserlinie
nach unten erstreckt.
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