DE2731359C2 - Kugelkäfig für eine Linearführung, insbesondere Geradführung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Kugelkäfig für eine Linearführung, insbesondere Geradführung, mit einem Paar parallellaufender Führungsschienen und zwischen den Führungsschienen eingelegten Kugeln, die sich auf an beiden Führungsschienen vorgesehenen Laufbahnen abwälzen und in Aussparungen des Kugelkäfigs gehalten sind, der als Profilschiene mit vier gegeneinander geneigten, im wesentlichen in der Führungsachse zusammentreffenden und dort fest miteinander verbundenen, die Aussparungen für die Kugeln aufweisenden ω Profilflügeln ausgebildet ist

Kugelkäfige dieser Art sind aus der FR-PS 21 35 796 bekannt und bezüglich der Profilflügel als starre biegesteife Profilschiene ausgebildet, in deren Aussparungen die Kugeln so eingeschlossen sind, daß sie aus *>5 dem Käfig auch dann nicht herausfallen können, wenn er am Ende der Führungsschiene oder -schienen aus der Führung austritt. Dabei gewährleistet die Biegesteifigkeit der Profilschiene, daß sie beispielsweise bei hängender Einbau- oder Betriebslage der Führungsvorrichtung mit ihrem zwischen den Führungsschienen ausgetretenen Abschnitt nicht durchhängen und zu Betriebsstörungen Anlaß geben kann. Im einzelnen besteht die Profilschiene des bekannten Kugelkäfigs aus zwei starren Einzelprofilen und iedes Einzelprofil aus zwei der Profilflügel. Beide Einzelprofile sind in ihrer Scheitellinie gegeneinander gesetzt

Bei Käfigschienen dieser Art ist ein Auswechseln von Kugeln praktisch unmöglich, weil die dazu erforderliche Verformung der Profilflügel und der Ränder ihrer Aussparungen nicht in einer Weise rückgängig gemacht werden kann, daß die Lagerung der ausgewechselten Kugel in den Aussparungen unbeschädigt bliebe. Bei großen Wälzlagern mit entsprechend hoher Lastübertragung besteht aber besonders die Gefahr einer Beschädigung der Kugein und damit die Notwendigkeit einzelne beschädigte Kugeln auswechseln zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kugelkäfig der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ohne Beeinträchtigung der Eigenstabilität der Profilschiene das Auswechseln beschädigter Kugeln ohne weiteres möglich ist

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst daß die Profilflügel paarweise soweit elastisch zusammendrückbar sind, daß ihre Aussparungen im zusammengedrückten Zustand den Kugeln zu mindestens einer Seite quer zur Führungsachse hin freien Durchtritt geben, und daß die jeweils ein zusammendrückbares Paar bildenden Profilflügel an ihrem Ende gegeneinandergerichtete, die Profilflügel in Richtung der Führungsachse versteifende Flügelrippen besitzen, die zwischen sich einen für das Zusammendrücken der Profilflügel erforderlichen freien Spalt lassen.

Der durch die Erfindung erreichte technische Fortschritt besteht im wesentlichen darin, daß die Profilschiene des erfindungsgemäßen Kugelkäfigs in sehr einfacher Weise mit den Kugeln bestückt werden kann, daß jederzeit einzelne Kugeln ohne weiteres ausgewechselt werden können und daß die Profilschiene dennoch eine hohe Eigenstabilität bei geringem Gewicht besitzt Zum Einsetzen oder Auswechseln von Kugeln ist es lediglich erforderlich, die Profilflügel paarweise elastisch zusammenzudrücken. Trotz dieser elastischen Verformbarkeit der Profilflügel gewährleisten aber die an ihren Enden vorgesehenen Flügelrippen die gewünschte hohe Eigenstabilität, wobei selbstverständlich ohne weiteres die Möglichkeit besteht beispielsweise die Flügelrippen in ihrer Wandstärke dicker als die Profilflügel selbst zu gestalten.

Zwar ist aus der FR-PS 5 55 293 ein Kugelkäfig für Axialkugellager bekannt bei dem zum Einlegen der Kugeln die Profilflügel zunächst parallel aneinander liegen, so daß sich in ihnen die Aussparungen im vollen Querschnitt der Kugeln decken und damit das Einsetzen der Kugeln gestatten, jedoch werden die Profilflügel dann zur Sicherung der Kugeln in den Aussparungen durch bleibende Verformung auseinandergedrückt. Die so auseinandergedrückten Profilflügel können aber zu einem eventuellen Kugelwechsel nicht mehr elastisch wieder zusammengedrückt werden, da dies wegen der Ringsymmetrie des Kugelkäfiges nicht nur eine elastische Biegung, sondern auch eine elastische Flächenstauchung der Profilflügel erfordern würde, die praktisch auch dann unmöglich unmöglich wäre, wenn die Profilflügel des bekannten Käfigs nach Material und

Wanddicke eine elastische Biegeverformung zuließen. Die Bauform dieses bekannten Axialkugellagers kann aber auch nicht auf gerade Kugelkäfige übertragen werden. Denn ein nach Art des bekannten axialen Kugelkäfigs aufgebauter gerader Käfig hätte bei elastisch biegbaren Profilflügeln keine ausreichende Eigenstabilität Es bestünde die Gefahr, daß sich eine frei vorstehende Käfigschiene dieser Art mit seitlich gerichteten Profilflügeln und fehlender Abstützung nach unten unter elastischem Zusammenklappen der Profilflügel abwärts durchbiegt, da das Zusammenklappen der Profilflügel der Käfigschiene die Biegesteifigkeit in dieser Richtung nehmen würde. Abgesehen vom Durchbiegen würden dann auch die Kugeln aus dem Käfig herausfallen. Bei dem erfindungsgemäßen Kugelkäfig wird dies durch die Flügelrippen vermieden, welche die Profilschiene gegen die Gefahr derartiger Durchbiegungen sichern. Besteht die Profilschiene aus zwei Einzelprofilen und jedes Einzelprofil aus zwei der Profilflügel, und sind beide Einzelprofile in ihrer Scheiteliinie gegeneinander gesetzt, so ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Profilflügel jedes Einzelprofiles miteinander ein flaches V bilden. Vorzugsweise ist der öffnungswinkel dieser Einzelprofile größer als 90°, wobei das Zusammendrücken der Profilflügel im Sinne einer Vergrößerung dieses öffnungswinkels erfolgt

Ein weiteres für die Erfindung sehr wesentliches Merkmal besteht darin, daß der von den Profilflügeln und ihren Flügelrippen gebildete Profilhohlraum mit Schmierstoff gefüllt und als Schmierstoffspeicher ausgebildet sein kann. Um einen ungewünschten Schmierstoffaustritt zu verhindern, kann die Profilschiene endseitig Stirnwände und ihre beiden Spalte abdeckende Blendwände aufweisen. Durch diese Ausbildung der Profilschiene als Schmierstoffspeicher wird der bei bekannten Wälzführungen bestehende Nachteil behoben, daß der normalerweise zwischen den Laufbahnen und den Kugeln eingebrachte Schmierstoff durch Witterungseinflüsse und dergL vorzeitig verschmutzt weggewaschen und verlorengehen kann.

Durch die Erfindung wird insoweit erreicht, daß sich eine laufende Wartung der Führungsvorrichtung erübrigt und Schmierungen der Führungsvorrichtung nur noch in größeren Zeitabständen wiederholt werden müssen.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine Geradführung mit Kugelkäfigen nach der Erfindung im Querschnitt

Fig.2 eine Seitenansicht des Kugelkäfigs der Geradführung nach Fig. 1,

Fig.3 eine Draufsicht auf den Kugelkäfig nach Fig. 2.

Fig.4 das in Fig. 1 mit Il bezeichnete Detail in vergrößerter Darstellung,

Fig.5 ein Detail des Gegenstandes der Fig.4 in einer den Austritt der Kugeln ermöglichenden Stellung eines der Profilflügel des Kugelkäfigs.

In der Zeichnung sind die beiden parallellaufenden Führungsschienen mit 1 und 2 bezeichnet Beide Führungsschienen 1, 2 können mit weiteren Führungsschienen la, 2a eine Geradführung für Schlitten, Tische oder dergl. bilden, wobei das in Fig. 1 lediglich bei \b angedeutete geführte Teil in der Regel die kürzeren Führungsschienen 1 bzw. la trägt, während die längere Führungsschiene 2 bzw. 2a am ortsfesten Teil 2b angeordnet ist Die Führungsschienen 1,2, la sind durch Schrauben 3 mit dem geführten, biw. ortsfesten Teil \b, Ib verbunden, können aber grundsätzlich auch einstükkig mit dem geführten bzw. ortsfesten Teil ausgebildet

sein. Die Führungsschiene 2a ist nachstellbar angeordnet was aber im vorliegenden Zusammenhang keiner weiteren Beschreibung bedarf. Zwischen den Führungs schienen 1, 2 sind Kugeln 4 eingelegt, die sich auf an beiden Führungsschienen 1, 2 vorgesehenen Laufbah-

nen 6 abwälzen und in Aussparungen 10 eines Kugelkäfigs gehalten sind, der als Käfigschiene ausgebildet und allgemein mit 5 bezeichnet ist Im Ausführungsbeispiel werden die Laufbahnen 6 durch Laufstäbe 7, 8 gebildet die parallel zueinander zu je

zwei an jeder Führungsschiene 1, 2 in einem die Laufstäbe 7,8 aufnehmenden Bett 9 der Führungsschienen 1,2 angeordnet sind.

Die Käfigschiene 5 ist als Profilschiene mit vier gegeneinander geneigten, im wesentlichen in der

Führungsachse 11 zusammentreffenden Profilflügeln 12, 13 ausgebildet die in der Führungsachse 11 fest im Ausführungsbeispiel durch Schweißpunkte 14 miteinander verbunden sind. Diese Profilflügel 12, 13 sind paarweise so weit elastisch zusammendrückbar, daß

ihre Aussparungen 10 im zusammengedrückten Zustand entsprechend F i g. 5 den Kugeln zu mindestens einer Seite quer zur Führungsachse 11 hin freien Durchtritt geben. In der Zeichnung werden diese zusammendrückbaren Flügelpaare jeweils durch die Flügel 12 und 13

gebildet In ihrer unverformten, in F i g. 4 ausgezogen, in F i g. 5 bei 15 gestrichelt gezeichneten Stellung ist der in Richtung der Achse 16 projizierte Umriß der Profilflügelaussparung 10 kleiner als der Durchmesser des zu dieser Achse senkrechten Kugeldurchmessers. Die Kugeln 4 sind daher im unverformten Zustand der Profilflügel 12, 13 unverlierbar in der Profilschiene 5 gehalten. Werden dagegen die Profilflügel 12,13 aus der unverformten Stellung elastisch in die in Fig.4 ausgezogen gezeichneten Stellung zusammengedrückt

so wird infolge der damit verbundenen Neigungsänderung der Profilflügel die von den Profilflügeln gebildete Aussparung 10 im ganzen gesehen größer als der größte Kugelquerschnitt so daß nun die Aussparung 10 in F i g. 5 den Durchtritt der Kugel 4 nach links quer zur

Führungsachse 11 freigibt. Das Einsetzen der Kugeln 4 bzw. ihr späterer Austausch ist daher ohne weiteren allein durch entsprechendes elastisches Verformen und Zusammendrücken der Profilflügel 12,13 möglich. Trotz dieser elastischen Verformbarkeit der Profilflügel 12,13 besitzt aber die Profilschiene 5 eine sehr hohe Eigenstabilität in Richtung der Führungsachse U. Diese hohe Eigenstabilität wird dadurch erreicht daß die Profilflügel 12,13 in Richtung der Führungsschiene 11 versteifende Flügelrippen 17 besitzen, die zwischen sich

einen für das Zusammendrücken der Profilflügel 12,13 erforderlichen freien Spalt 18 lassen.

Im Ausführungsbeispiel besteht die Profilschiene 5 aus zwei Einzelprofilen 5a. 5f> von welchen jedes durch jeweils die Profilflügel 12 bzw. 13 gebildet wird. Bei

jedem Einzelprofil 5a, 5b bilden die beiden Profilflügel 12 bzw. 13 miteinander ein flaches V. Diese F.inzelprofile 5a. 5b sind mit ihren in der Führungsachse 11 liegenden Scheitellinien gegeneinander gesetzt und durch die Schweißpunkte 14 miteinander verbunden.

Im Ausführungsbeispiel ist der öffnungswinkel der Einzelprofile 5a, 5b größer als 90°. Das Zusammendrükken der Profilflügel 12, 13 erfolgt im Sinne einer Vergrößerung dieses öffnungswinkels, also in Richtung

der in F i g. 4 eingetragenen Pfeile 19.

Im übrigen ist der von den Profilflügeln 12, 13 und ihren Flügelrippen 17 gebildete Profilhohlraum mit durch Punktierung 20 angedeutetem Schmierstoff gefüllt und dadurch als Schmierstoffspeicher ausgebildet. Um sin unerwünschtes Austreten des Schmierstoffes aus dem Profilschienenhohlraum zu verhindern, besitzt die Profilschiene 5 endseitig Stirnwände 21 und außerdem ihre beiden Spalte 18 abdeckende Blendwände 22, die aber das Zusammendrücken der Profilflügel 12,13 in Richtung der Pfeile 19 nicht behindern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kugelkäfig für eine Linearfuhrung, insbesondere Geradführung, mit einem Paar parallellaufender Führungsschienen und zwischen den Führungsschienen eingelegten Kugeln, die sich auf an beiden Führungsschienen vorgesehenen Laufbahnen abwälzen und in Aussparungen des Kugelkäfigs gehalten sind, der als Profilschiene mit vier gegeneinander geneigten, im wesentlichen in der Führungsachse zusammentreffenden und dort fest miteinander verbundenen, die Aussparungen für die Kugeln aufweisenden Profilflügel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilflügel (12, 13) paarweise so weit elastisch zusammendrückbar sind, daß ihre Aussparungen (13) im zusammengedrückten Zustand den Kugeln (4) zu mindestens einer Seite quer zur Führungsachse (11) hin freien Durchtritt geben, und daß die jeweils ein zusammendrückbares Paar bildenden Profilflügel (12, 13) an ihrem Ende gegeneinander gerichtete, die Profilflügel in Richtung der Führungsachse (11) versteifende Flügelrippen (17) besitzen, die zwischen sich einen für das Zusammendrücken der Profilflügel (12,13) erforderlichen freien Spalt (18) lassen. 2s

2. Kugelkäfig nach Anspruch 1, wobei die Profilschiene aus zwei Einzelprofilen und jedes Einzelprofil aus zwei der Profilflügel besteht, und beide Einzelprofile in ihrer Scheitellinie gegeneinander gesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Profilflügel (12 bzw. 13) jedes Einzelprofiles (5a, 5öJ miteinander ein flaches V bilden.

3. Kugelkäfig nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der öffnungswinkel der Einzelprofile (5a, 5b) größer als 90° ist und das Zusammendrücken der Profilflügel (12,13) im Sinne einer Vergrößerung dieses öffnungswinkels erfolgt

4. Kugelkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Profilflügeln (12, 13) und ihren Flügelrippen (17) gebildete Profilhohlraum mit Schmierstoff (20) gefüllt und als Schmierstoffspeicher ausgebildet ist

5. Kugelkäfig nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilschiene endseitig Stirnwände (21) und ihre beiden Spalte (18) abdeckende « Blendwände (22) aufweist.