DE3005519C2

DE3005519C2 - Linearführung mit einem Lagerkörper und einem über Kreuzrollen in zwei endlosen Reihen geführten schlittenförmigen Teil

Info

Publication number: DE3005519C2
Application number: DE3005519A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokyo Teramachi
Original assignee: Individual
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1979-02-14
Filing date: 1980-02-14
Publication date: 1983-10-13
Also published as: JPS55109819A; JPS626123B2; US4302059A; DE3005519A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Linearführung mit einem Lagerkörper und einem über Kreuzrollen in zwei endlosen Reihen geführten schlittenförmigen Teil, wobei der Lagerkörper ein Paar sich gegenüberliegende, den Schlitten zwischen sich aufnehmende Führungsvorsprünge aufweist, von denen jeder eine endlose Reihe von Wälzkörpern trägt, die durch einen an dem jeweiligen Führungsvorsprung befestigten Halter in ihrer Bahn gehalten sind, die in jedem Vorsprung aus einer zum Schlitten hin offenen, im Querschnittt rechtwinkligen V-Nut, zwei Umlenkbogen und einem durch den Halter abgedeckten, parallel zur V-Nut verlaufenden Rückführkanal besieht, und der Schlitten ebenfalls V-Nuten aufweist, die zusammen mit den V-Nuten des Lagerteils die belasteten Wälzkörper der Wälzkörperreihen aufnehmen.

Insbesondere dient eine solche Linearführung zum Führen einer Linearbewegung einer Maschine durch Roll- bzw. Wälzreibung mit einem verminderten Widerstand gegenüber der Bewegung, wobei die Linearführung selbst leicht und starr ist.

Es ist an sich bekannt, eine Linearführung zu verwenden, und zwar in Kombination mit einem langgestreckten Schlitten und einem als Lagerkörper dienenden Führungsgehäuse, welches ein Paar von in Längsrichtung durch dasselbe hindurch verlaufenden Führungskanälen von quadratischem Querschnitt längs

ίο dessen entgegengesetzter Seite hat, wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 53-21 346 beschrieben. Jedoch erfordert die Ausbildung von parallelen, quadratischen Führungskanälen durch das Führungsgehäuse viel Zeit und Arbeit für Abdreh- und Schleifvorgänge, sowie überhaupt für Bearbeitungsvorgänge, und für die Inspektion bzw. Kontrolle. Insbesondere sind derartige Führungsgehäuse für die Massenproduktion ungeeignet, und zwar aufgrund der Schwierigkeit einer Bearbeitung mit hoher Präzision und aufgrund der Tatsache, daß eine Massenproduktion gewöhnüch durch hohe Produktionskosten ausgeschlossen wird bzw. aufgrund hoher Produktionskosten abzulehnen oder nicht möglich ist.

Weiteren ist aus der DE-OS 21 29 024 eine Linearführung der eingangs genannten Art bekannt. Die hierin als Wälzkörper verwendeten und gekreuzt zueinander angeordneten Rollen haben eine streng zylindrische Form und werden dadurch im lasttragenden Bereich im Halter gehalten, daß ein Teil des Rands

jo des Halters mit der Zylinderumfangsfläche in Eingriff tritt. Dadurch ergeben sich Schwierigkeiten beim Übergang der Rollen von einem lasttragenden Bereich in einen Rückführkanal, oder umgekehrt, weil es nicht möglich ist, die Rollen an ihrer Kante, mit der sie in die V-förmige Nut des Schlittens hineinragen, zu führen.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Linearführung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Rollen längs der Führungsbahn von einem lasttragenden Bereich zu einem Rückführkanal oder umgekehrt glatt geführt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede der Rollen an ihren entgegengesetzten Enden kegelsturwpfförmige Anfasungen hat und jeder Halteteil einen inneren Kantenteil aufweist, mit dessen innerer Fläche die Anfasungen der Rollen im belasteten Teil der Bahn und den in den im Querschnitt quadratischen U-förmigen Rückführkanal endenden Umlenkbögen zusammenwirken können.

Auf diese Weise werden die Rollen glatt und stoßfrei aus einem lasttragenden Bereich in einen Rückführkanal, und umgekehrt, längs ihrer endlosen Bahn geführt. Eine solche Linearführung ist trotzdem kostengünstig leicht herstellbar und gewährleistet eine genaue lineare Bewegung bei Belastungsfähigkeit.

« Zwar sind aus der FR-PS 12 26 229 Zylinderrollen mit Anfasungen bei Kreuzrollenführungen bekannt, aber hier wirken die Anfasungen nicht mit Kantenteilen der Halteteile zusammen, sondern sind offensichtlich lediglich vorgesehen, damit die Ränder der Zylinderrol-

<>o len entgratet und entschärft sind, denn auch hier wirken die zylindrischen Mantelflächen und nicht die Anfasungen der Zylinderrollen, ebenso wie bei der Linearführung nach der DE-OS 21 29 024 mit den Rändern des jeweiligen Halteteils zusammen.

<>5 Außerdem ist es aus der US-PS 22 30 442 an sich bekannt, Rückführkanäle im Querschnitt quadratisch und U-förmig auszubilden.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran-

Sprüchen angegeben.

Die Erfindung sei nachstehend anhand einer in den Fig. 1 bis 7 der Zeichnung im Prinzip dargestellten, besonders bevorzugten Ausführungsform näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht einer Linearführung gemäß der vorliegenden Erfindung;

F i g. 2 eine Vorderansicht der Linearführung der Fig.1;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Linearführung der Fig. 1;

F i g. 4 eine Ansicht in Richtung auf die Linie X-Xder F i g. 1;

Fig. 5 eine Schnittansicht längs der Linie X-X der Fig.l;

F i g. ό eine Vorderansicht einer Rolle; und

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht des Lagerkörpers der Linearführung nach Fig. 1.

E₃ sei nun auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen, in denen als Beispiel eine Levorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und in denen mit 10 ein geeigneter Lagerkörpei bezeichnet ist, der auf der Unterseite einen Kanal hat, der im Schnitt trapez- bzw. trapezoidförmig ist und der durch Führungsvorsprünge 22 begrenzt ist. die symmetrisch auf entgegengesetzten Seiten des Kanals angeordnet sind. Die Führungsvorsprünge 22 sind mit im Schnitt rechtwinkligen V-Nuten 13 und 14 auf lasttragenden, geneigten, inneren Wandoberflächen 11 und 12 versehen sowie mit im Querschnitt quadratischen U-Nuten als Rückführkanäle 17 und 18 auf nichtlasttragenden äußeren Wandoberflächen 15 bzw. 16. Die Mitten O und O' der V- und U-förmigen Nuten 13, 14, 17 und 18 sind auf den Linien X-O-O-X angeordnet, welche unter einem vorbestimmten Winkel Θ zur oberen Befestigungsebene 19 des Lagerkörpers 10 verlaufen (Fig. 1), wobei dieser Winkel Θ vorzugsweise ein spitzer Winkel ist.

Der Lagerkörper ist mit je einen halbkreisförmigen Umlenkbogen bildenden Umlenknuten in den entgegengesetzten Stirnseiten versehen, die dazu dienen, die Rollen 20 aus dem lasttragenden Bereich in den nichtlasttragenden Bereich umzulenken bzw. zu führen.

Die Rolleniaufoberflächen 13' und 14' der V-Nuten 13 und 14. welche die Last durch die Rollen aufnehmen, sind nach einer Induktionshärtung mittels Schleifen endbearbeitet worden.

Die geneigten Oberflächen 17' und 18' in den nichtlasttragenden Bereichen, d.h. in den Rürkführkanälen 17, 18. sind einfach durch einen Schneidvorgang bzw. durch einen Vorgang einer spanabhebenden Bearbeitung ausgebildet, und zwar unter Verwendung einer Planbank, Hobelmaschine od. dgl., da die als U-Nuten ausgebildeten Rückführkanäle 17 und 18 Laufnuten sind, die nur zum Führen der Roller, dienen (Fig. 1 und 7).

Die Rollen 20 haben eine Länge L die etwa 0.2 mm kleiner als ihr Durchmesser D ist. und sie besitzen weiterhin abgeschrägte Oberflächen als kegelsiumpfförmige Anfasungen 21, die an den entgegengesetzten Enden unter einem Winkel von etwa 45" zur Umfangs- bzw. Lauffläche ausgebildet sind (F i g. 6).

Mit 30 sind Halteleile bezeichnet, die durch Pressen geformt sind, so daß sie im Schnitt eine im wesentlichen trapez- bzw. trapezoidförmige Gestalt haben und integral bzw. einstückig folgende Teile umfassen: einen flachen Mittelteil 31. einen abgeschrägten Teil 32 bzw. einen unter einem vorbestimmten Winkel, insbesondere

einem stumpfen Winkel, zum Mitte-teil 31 verlaufenden Teil 32, der einen Zwischenteil bildet und angrenzend bzw. kontinuierlich um den Umfang des flachen Mittelteils 31 herum ausgebildet ist, und einen flachen, ringförmigen Randteil 33, der angrenzend bzw. kontinuierlich um den Umfangsrand des abgeschrägten Teils 32 herum ausgebildet ist, wobei der abgeschrägte Teil 32 eine unbegrenzte oder endlose Führungsbahn für die Rollen bildet.

Das Halteteil 30 ist mit einem ausgestanzten, langgestreckten Schlitz 34 versehen, durch den die Walzen 20 in Kontakt mit den V-Nuten 41 und 42 in den lasttragenden Bereichen des Schlittens 40 gelangen. Der langgestreckte Schlitz 34 ist so bemessen, daß er es verhindert, daß die Walzen 20 durch denselben austreten können, und dem Halteteil 30 ist durch Toughtride-Behandlung eine geeignete Steifigkeit und Abnutzungsbeständigkeit verliehen (F i g. 4).

Der flache Mittelteil 31 des Halteteils 30 hat eine Breite, die im wesentlichen gleich derjenigen der Stirndäche 23 des Führungsvorsprungs 22 des Lagerkörpers 10 ist.

Der flache Randteil 33 auf der Seite des Schlitzes 34 hat einen inneren Kantenteil 36, der so geformt ist, daß er den Anfasungen 21 der Rollen 20 angepaßt ist; ein entsprechender Kantenteil 35 befindet sich auf der anderen Seite des Schlitzes 34.

Die V-Nuten 41 und 42 sind auf entgegengesetzten Seiten des Schlittens 40 ausgebildet, und zwar gegenüberliegend den rechtwinkligen V-Nuten 13 bzw. 14, die in dem Lagerkörper 10 vorgesehen sind, sowie parallel zu diesen V-Nuten 13 und 14. Die V-Nuten 41 und 42 sind so angeordnet, daß ihre jeweiligen Mitten auf den vorerwähnten Linien X-O-O'- A'liegen (F i g. 1). Die geneigten Rolleniaufoberflächen AY und 42' in den lasttragenden Bereichen der parallelen V-Nuten 41 und 42 sind nach einer Induktionshärtung durch Schleifen endbearbeitet worden.

Die V-Nuten 41 und 42 sind je mit einer Eingrilisnut 44 längs den inneren Seiten der jewcil igen Bodenwände versehen, die zur Aufnahme der flachen Randteile 33 des Haltetcils 30 dient.

Mit 24 sind Innengewinde zum Verbinden des Lagerkörpers 10 mit einer bewegbaren oder ortsfesten Struktur (nicht gezeigt) bezeichnet. Die Halteteile 30 sind mittels Schrauben 25 in ihrer vorgesehenen Position auf dem Lagerkörper 10 befestigt. Der Schlitten 40 ist mit Durchgangslöchern 26 versehen, durch welche der Schlitten 40 mit einer bewegbaren oder ortsfesten Struktur (nicht gezeigt) verbunden werden kann.

Zur Herstellung der Linearführung. die in der vorstehenden Weise aufgebaut ist, wird der Lagerkörper 10 durch Walzen bzw. Fräsen geformt oder in einer langgestreckten Form durch Präzisionsziehen ausgebildet und in den gewünschten Längen zugeschnitten, wonach zwei V-Nuten auf den inneren, geneigten Wandoberflächen Lind zwei U-Nuten auf den äußeren Wandoberflächen parallel zu den V-Nutcn ausgebildet werden.

Als nächstes werden die V-Nuten auf den geneigten Wandoberfläehen und die U-Nuten auf den äußeren Wandoberflächen durch halbkreisförmige V-Nuten verbunden, die ihrerseits durch Radialnutung oder in sonstiger geeigneter Weise ausgebildet werden. Der Schlitten 40 mit dem Paar von parallelen V-Nutcn wird durch eine Planbank, Hobelmaschine od. dgl. oder durch Präzisionszichcn eeformt.

Die Halteteile 30 können leicht mit Genauigkeit durch Preßformung und Slanzvorgänge hergestellt werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ohne weiteres ersichtlich, daß es bei der Linearführung nach der '■> Erfindung, mit Ausnahme der Laufnuten von quadratischem oder U-förmigem Querschnitt, die in dem Lagerkörper vorgesehen sind, möglich ist, die lasttragenden V-Nuten derselben Abmessungen in Paaren auf bzw. in dem Lagerkörper und dem Schlitten vorzusehen, i<> so daß es möglich ist, die V-Nuten gleichzeitig auf dem Lagerkörper und dem Schlitten mittels einer Doppelkopfschleifmaschine auszubilden. Darüber hinaus werden die Rollen, deren jeweilige Achsen abwechselnd um 90° gedreht sind, in geeigneter Weise längs der i^r> Führungsbahn umgelenkt, was durch Zusammenwirken des Halteteils und der V-Nuten in dem Lagerkörper geschieht, so daß keine Notwendigkeit besteht, für diesen Zweck Seitenabdeckungen vorzusehen, wodurch die Zusammenbauarbeit erleichtert und zur Verminde- -" rung der Herstellungskosten beigetragen wird.

Nach dem Bearbeiten der oberen Befestigungsfläche des Lagerkörpers werden die Rollenlaufoberflächen der V-Nuten durch Präzisionschleifen endbearbeitet, wobei die obere Befestigungsoberfläche als Bezugs- oder 2'> Grundlage- bzw. Festpunktebene benutzt wird.

Die Positionen der Rollen zwischen dem Lagerkörper und dem Schlitten werden abwechselnd um rechte Winkel verdreht, so daß die Rollen die Belastungen abwechselnd auf die entgegengesetzten, geneigten i< > Rollenlaufoberflächen 13' und 41' der V-Nuten 13 und 41 übertragen, wodurch Belastungen aller Richtungen abgestützt werden.

Da die Drehachsen der Rollen, wie vorstehend erwähnt, abwechselnd um 90" verdreht sind, nehmen diese Belastungen aller Richtungen auf und ermöglichen Herabsetzungen der Querschnittshöhe.

Kurz zusammengefaßt wird mit der Erfindung eine Linearführung zur Verfügung gestellt, in der eine Kombination aus einem linearen Lagerkörper und einem langgestreckten Schlitten vorgesehen ist. Der lineare Lagerkörper hat auf seiner Unterseite einen Kanal von trapez- bzw. trape/.oidförmigem Querschnitt und ist mit einem Paar von im Querschnitt rechtwinkligen V-Nuten in geneigten inneren Wandoberflächen des trapez- bzw. trapezüidförrnigen Kanals versehen, sowie mit einem Paar von im Querschnitt quadratischen U-Nuten in den äußeren Wandoberflächen des Lagerkörpers, wobei sich letztere parallel zu den V-Nuten erstrecken und jede einzelne der U-Nuten mit den V-Nuten unter Ausbildung einer endlosen Führungsbahn verbunden ist. Die Rollen werden in der endlosen Führungsbahn so aufgenommen, daß die Drehachsen der Rollen abwechselnd parallel mit der einen und mit der anderen Wand der V-Nuten sind, und sie werden durch ein Halteteil in der Führungsbahn gehalten, das seinerseits zum glatten Führen der Rollen längs der Führungsbahn so ausgebildet ist, daß es die Rollen längs der Führungsbahn glatt unter Zusammenwirken eines Kantenteils mit Anfasungen dieser Rollen führt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Linearführung mit einem Lagerkörper und einem über Kreuzrollen in zwei endlosen Reihen geführten schlittenförmigen Teil, wobei der Lagerkörper ein Paar sich gegenüberliegende, den Schlitten zwischen sich aufnehmende Führungsvorsprünge aufweist, von denen jeder eine endlose Reihe von Wälzkörpern trägt, die durch einen an dem jeweiligen Führungsvorsprung befestigten Halter in ihrer Bahn gehalten sind, die in jedem Vorsprung aus einer zum Schlitten hin offenen, im Querschnitt rechtwinkligen V-Nut, zwei Umlenkbogen und einem durch den Halter abgedeckten, parallel zur V-Nut verlaufenden Rückführkanal besteht, und der Schlitten ebenfalls V-Nuten aufweist, die zusammen mit den V-Nuten des Lagerteils die belasteten Wälzkörper der Walzkörperreihen aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Rollen (20, 20') an ihren entgegengesetzten Enden kegelstumpfförmige Anfasungen (21) hat und jeder Halteteil (30) einen inneren Kantenteil (35, 36) aufweist, mit dessen innerer Fläche die Anfasungen (21) der Rollen (20) im belasteten Teil der Bahn und den in den im Querschnitt quadratischen U-förmigen Rückführkanal (41, 42) endenden Umlenkbögen zusammenwirken können.

2. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (22) des Lagerkörpers (10) zwischen sich einen Kanal von trapez- bzw. trapezoidförmigem Querschnitt bilden und der Schlitten (40) einen entsprechenden bzw. gleichartigen trapez- bzw. trapezoidförmigen Querschnitt hat.

3. Linearführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Halteteil (30) im wesentlichen im Schnitt trapez- bzw. trapezoidförmig ist und einen flachen Mittelteil (31) und einen geneigten angrenzenden bzw. kontinuierlich auf den äußeren Seiten des flachen Mittelteils (31) ausgebildeten Teil (32) hat, wobei letzterer einen langgestreckten Schlitz (34) auf der inneren lasttragenden Seite besitzt, der den inneren Kantenteil (35, 36) aufweist, mit dem die Anfasungen (21) der Rollen (20) zusammenwirken können.