DE3224282C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Linearkugellagereinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Nach dem Stande der Technik sind viele Linearkugellagerein­ heiten derart aufgebaut, daß die Endkappen an den Stirnflä­ chen des Lagerkörpers gesondert von in dem Lagerkörper auf­ genommenen Kugelhalteteilen ausgebildet sind, wie beispiels­ weise in den US-Patentschriften 40 40 679 und 42 53 709 so­ wie 42 96 974 beschrieben.

Konventionelle Kugelhalteteile werden meist durch Preßbear­ beitung aus Stahlblech hergestellt. Sie sind so aus­ gebildet, daß sie eine Mehrzahl von sich axial erstreckenden Schlitzen aufweisen, die in einer jeweils vorbestimmten Position angeordnet sind, sowie Zungen, die an beiden Enden der Schlitze vom Preßling vorstehen; diese Zungen sollen dazu dienen, die Kugeln anzuheben oder abzusenken, wenn letz­ tere in die Schlitze eintreten oder diese verlassen. Auf­ grund dieses Aufbaus der Kugelhalteteile ist es erforderlich, daß die Zungen eine hohe mechanische Festigkeit und eine ho­ he Abnutzungsbeständigkeit haben. Um diese Erfordernisse zu erfüllen, wird Stahl für die Kugelhalteteile verwen­ det. Der Stahl wird nach der Vollendung der Preßbearbeitung einer Wär­ mebehandlung unterworfen, wie beispielsweise einer Härtung, einer Temperung, einer Vergütung o. dgl. Deshalb ergeben sich relativ hohe Herstellungskosten.

Weiterhin ist eine Linearkugellagereinheit der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art in der DE-OS 31 48 331 be­ schrieben. Hier sind zwar integrierte Endkappen-Kugelhalte­ teile vorgesehen, die aus Kunststoff sein können, jedoch sind hierbei an den Endkappen vorgesehene Teile der bereits in den Lagerkörper eingesetzten Endkappen am Lagerkörper durch Schrauben zu befestigen, was den Einbau der Endkappen-Kugel­ halteteile in den Lagerkörper relativ kompliziert und die Befestigung auf relativ wenige Befestigungsstellen im Lager­ körper beschränkt, wenn der Einbau nicht noch mehr erschwert werden soll.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Linearkugel­ lagereinheit der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die einen verhältnismäßig einfachen Einbau der End­ kappen-Kugelhalteteile in den Lagerkörper gestattet und zu­ friedenstellende Führungseigenschaften ergibt.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des An­ spruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Dieser Aufbau ermöglicht es, die Klemmleiste und die Keil­ leisten zunächst locker am Lagerkörper zu befestigen und erst dann die integrierten Endkappen-Kugelhalteteile mit den Kugeln einzufügen, wonach die Klemmleiste und die Keillei­ sten schnell und sicher festgeschraubt werden können.

Gleichzeitig wird eine zufriedenstellende Führung und damit eine glatte, sanfte und stoßfreie Bewegung des Lagerkörpers auf der Führungsschiene selbst dann sichergestellt, wenn ei­ ne hohe Schub- oder Aufwärtslast wirkt.

Außerdem wird, da die Linearkugellagereinheit so ausgebildet ist, daß die Kugelführungsteile integral mit den Endkappen in einer vorbestimmten Position in dem Lagerkörper mit Hilfe der horizontalen trapezförmigen Klemmleiste und der seitli­ chen dreieckigen Keilleisten gehalten wird, sichergestellt, daß die Bewegung der Kugeln glatt, sanft und stoßfrei be­ wirkt wird, ohne daß es zu irgendeinem unregelmäßigen Kontakt mit den Kugelführungsteilen während der Umlaufbewegung der Kugeln kommt.

Der Lagerkörper ist aus einem teuren Spezialstahl, bei­ spielsweise Walzlagerstahl o. dgl., hergestellt, dagegen können die Endkappen-Kugelhalteteile einstückig aus einem Kunststoff oder aus einem Nichteisenmetall geformt, insbesondere durch Spritzguß, hergestellt sein. Infolgedessen kann die Linear­ kugellagereinheit leicht mit erhöhter Produktivität zusammengebaut werden, und daher ist es möglich, die Linear­ kugellagereinheit mit vermindertem Kostenaufwand herzustellen.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist in dem Unteran­ spruch angegeben.

Die Erfindung sei nachfolgend anhand einer in den Fig. 1 bis 5 der Zeichnung im Prinzip dargestellten, besonders be­ vorzugten Ausführungsform näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht ei­ ner Linearkugellagerenheit gemäß einer Ausführungs­ form der Erfindung;

Fig. 2 eine Vorderansicht des Lagerkörpers der Linearkugel­ lagereinheit der Fig. 1;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht der Liniearkugellagerein­ heit;

Fig. 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenan­ sicht eines Teils der Liniearkugellagereinheit, wel­ che die Bewegung der Kugeln veranschaulicht; und

Fig. 5 eine Querschnittsansicht einer Führungsschiene, auf welcher der Lagerkörper verschiebbar angebracht wird.

Mit 10 ist ein Lagerkörper bezeichnet, der aus Stahl, beispielsweise Walzlagerstahl o. dgl., hergestellt ist. Der Lagerkörper ist so ausgebildet, daß er eine im wesentlichen C-förmige Konfiguration hat, mit einer obe­ ren Wand 11, einem Paar von geneigten Wänden 12 und 13 (in gestrichelten Linien eingezeichnet), einem Paar von Seiten­ wänden und einem Paar von Leisten 16 und 17. Die Leisten 16 und 17 haben offene Endseiten 14 und 15, die ein­ ander gegenüberliegend angeordnet sind.

Die symmetrisch angeordneten geneigten Wände 12 und 13 sind mit Rillen 19, 20 für lasttragende Kugeln 45 versehen, die sich in der Axialrichtung erstrecken und einen Krümmungs­ radius haben, der im wesentlichen gleich dem Radius der Kugeln 45 ist, so daß dadurch ein Paar von symmetrisch angeordneten Rillen 19, 20 für last­ tragende Kugeln 45 auf dem innenseitigen Teil des Lagerkör­ pers 10 vorgesehen sind.

Mit 23 und 24 sind Bohrungen für nichtlasttragende Kugeln 45 bezeichnet, die sich in der Axialrichtung parallel zueinan­ der erstrecken. Diese Bohrungen 23 und 24 sind vertikal über den Rillen 19 und 20 so angeordnet, daß die in der Rille 19 rollenden belasteten Kugeln 45 senk­ recht unter den in der Bohrung 23 rollenden unbelasteten Kugeln 45 laufen. Entsprechendes gilt für die in der Rille 20 und in der Bohrung 24 rollenden Kugeln 45 (Fig. 3, Linien 25, 26).

Mit 27 und 28 sind Bohrungen bezeichnet, die sich durch den Lagerkörper 10 erstrecken, und diese Bohrungen 27 und 28 sind im wesentlichen in der Mitte der oberen Wand 11 und in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet. Durch die Bohrungen 27 und 28 werden Befestigungsschrauben 30 ge­ steckt und in Gewindebohrungen 34 geschraubt, die in einer horizontalen Klemmleiste 29 vorgesehen sind, so daß letztere damit an der oberen Wand 11 befestigt wird.

Die horizontale Klemmleiste 29 hat eine trapezförmige Quer­ schnittskonfiguration und weist ein Paar von symmetrisch an­ geordneten geneigten Endflächen 31 und 32 und eine horizon­ tale Fläche 33 auf, wobei in letzterer die beiden Gewinde­ bohrungen 34 vorgesehen sind.

Mit 35 sind Bohrungen bezeichnet, die in den Seitenwänden 36 und 37 des Lagerkörpers 10 so vorgesehen sind, daß sie in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind. In die Bohrungen 35 werden Befestigungsschrauben 38 gesteckt und in Gewindebohrungen eingeschraubt, die in Keilleisten 39 und 40 vorgesehen sind, so daß letztere fest an den Seiten­ wänden 36 und 37 angebracht werden.

Die Keilleisten 39 und 40 haben eine im wesentlichen drei­ eckige Querschnittskonfiguration und weisen eine obere End­ fläche 69, eine vertikale Fläche 41, eine geneigte Fläche 42 und eine untere horizontale Fläche 70 auf. Gewindebohrungen 43, in die die Befestigungsschrauben 38 eingeschraubt werden, erstrecken sich von der vertikalen Fläche 41 zu der geneig­ ten Fläche 42 (siehe Fig. 1).

Mit 47 ist eine Gewindebohrung bezeichnet, die zwischen den Gewindebohrungen 35 in der Seitenwand 37 des Lagerkörpers 10 angeordnet ist.

Mit 48 ist eine Klemmschraube bezeichnet, die durch Drehen eines Handgriffs 44 in die Gewindebohrung 47 eingeschraubt werden kann.

Mit 49 ist je eine Gewindebohrung bezeichnet, die in den bei­ den Stirnflächen des Lagerkörpers 10 zur Befestigung von Endkappen 50 und 51 vorgesehen ist.

Mit 52 und 53 ist ein Paar von symmetrisch angeordneten obe­ ren horizontalen Kugelführungsteilen bezeichnet, deren Basis­ enden fest an der Stirnfläche 56 der Endkappe 51 befestigt sind. Diese Kugelführungsteile 52 und 53 weisen äußere bogen­ förmige Flächen 57 und 58 auf, die sich in Axialrichtung er­ strecken und einen Krümmungsradius haben, der im wesentli­ chen gleich dem Radius der Kugeln 45 ist. Weiter weisen die Kugelführungsteile geneigte innere Endflä­ chen 59 und 60 auf.

Mit 61 und 62 ist ein Paar von symmetrisch angeordneten seit­ lichen Kugelführungsteilen bezeichnet, deren Basisenden einstückig an der Stirnfläche 56 der Endkappe 51 befestigt sind. Diese Kugelführungsteile 61 und 62 weisen je eine obere bogenför­ mige Fläche 65 und 66 auf, die symmetrisch relativ zu den äußeren bogenförmigen Flächen 57 und 58 der Kugelführungs­ teile 52 und 53 ausgebildet sind, so daß sie als Führungen für lasttragende Kugeln 45 dienen, welche verhindern, daß die Kugeln 45 herausfallen, wenn eine Führungsschiene 67, die weiter unten beschrieben ist, gelöst wird. Die oberen Kugelführungsteile 52 und 53 bilden also zusammen mit den horizontalen Kugelführungsteilen 61 und 62 einen Kugelhalter.

Mit 69 ist eine obere geneigte Endfläche bezeichnet, die auf jeder der seitlichen Keilleisten 39 und 40 komplementär zu der jeweiligen unteren geneigten Fläche 68 der seitlichen Kugelführungsteile 61 und 62 ausgebildet ist.

Mit 70 ist eine untere horizontale Fläche von jeder der Keil­ leisten 39 und 40 bezeichnet, die mit der horizontalen Fläche 71 der Leisten 16 und 17 an dem Lagerkörper 10 übereinstimmt (siehe Fig. 3).

Mit 72 ist ein Eingriffsstift bezeichnet, der als eines der Teile einer Verbindungsvorrichtung dient. Dieser Eingriffs­ stift 72 steht von dem freien Ende des oberen Kugelführungs­ teils 53 und des seitlichen Kugelführungsteils 62 vor, die, gesehen von der Stirnfläche des Lagerkörpers 10 her, auf der linken Seite angeordnet sind (siehe Fig. 1). Andererseits ist je eine Bohrung 73 in dem freien Ende des oberen Kugel­ führungsteils 53 und des seitlichen Kugelführungsteils 62 vorgesehen, die, gesehen von der Stirnfläche des Lagerkör­ pers 10 her (siehe Fig. 1) auf der rechten Seite angeordnet sind, und zwar so, daß diese Bohrungen 73 die Eingriffsstifte 72 des jeweils gegenüberliegenden oberen Kugelführungsteils 53 und seitlichen Kugelführungsteils 62 aufnehmen. Selbstver­ ständlich brauchen die Bohrungen 73 nicht unbedingt gebohrt zu sein, sondern sie können auch bei der Herstellung der Ku­ gelführungsteile in diese eingeformt werden. Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß auch eine andere Verbindungsvorrich­ tung oder ein anderes Verbindungsmittel zum Verbinden der beiden freien Enden der oberen und seitlichen Kugelführungs­ teile vorgesehen sein kann, und zwar ist eines dieser Verbin­ dungsmittel ein Klebemittel auf Epoxybasis.

Mit 75 und 76 ist eine U-förmige Umkehrnut bezeichnet (siehe die Fig. 1 und 4), die in der Stirnfläche 56 der End­ kappe 51 derart ausgebildet sind, daß sie die Bewegungsrich­ tung der Kugeln 45 umkehren. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der untere Teil der U-förmigen Umkehrnuten 75 und 76 zwi­ schen der äußeren Fläche 57 bzw. 58 der oberen Kugelführungs­ teile 52 bzw. 53 und der oberen Fläche 65 bzw. 66 der seit­ lichen Kugelführungsteile 61 bzw. 62 angeordnet ist. Weiter bildet der untere Teil der U-förmigen Umkehrnuten 75 und 76 eine Fortsetzung der Rillen 19 bzw. 20 für die lasttragenden Kugeln 45, während der obere Teil der Umkehrnuten 75 und 76 eine Fortsetzung der Bohrungen 23 bzw. 24 für die nichtlast­ tragenden Kugeln 45 bildet (siehe die Fig. 1 und 4).

Die andere Endkappe 50 ist symmetrisch bezüglich der Endkap­ pe 51 vorgesehen.

Mit 77 sind Bohrungen bezeichnet, die sich durch die Endkap­ pen 50 und 51 erstrecken. Durch diese Bohrungen 77 werden Befestigungsschrauben 78 gesteckt und in die Gewindebohrungen 49 in den Stirnflächen des Lagerkörpers 10 geschraubt, so daß die Endkappen 50 und 51 fest am Lagerkörper 10 ange­ bracht werden.

Mit 67 ist eine X-förmige Führungsschiene bezeichnet, die eine obere ebene Fläche 88 aufweist, sowie ein Paar von symmetrisch angeordneten Schul­ tern, auf denen sich Rillen 80 und 81 für lasttragende Ku­ geln 45 befinden, deren Krümmungsradius im wesentlichen gleich dem Radius der Kugeln 45 ist; diese Rillen 80 und 81 sind in Entsprechung zu den Rillen 19 und 20 ausgebildet. Infolgedessen rollen die lasttragenden Ku­ geln 45 auf Kugelbahnen, die von den Rillen 19, 20 und 80, 81 gebildet werden (siehe Fig. 5).

Mit 82 und 83 sind geneigte Flächen auf beiden Seiten der Führungsschiene 67 bezeichnet. Der von jeweils einer der ge­ neigten Flächen 82 oder 83 und der Horizontalebene einge­ schlossene Winkel R ist so bemessen, daß er gleich dem ent­ sprechenden Winkel ist, den die geneigte Fläche 42 der Keil­ leisten 39 und 40 mit der Fläche 70 einschließt.

Mit 84 und 85 sind weitere geneigte Flächen bezeichnet, die sich gegenüber den oberen geneigten Flächen 82 und 83 befin­ den. Diese unteren geneigten Flächen 84 und 85 haben den gleichen Neigungswinkel wie die oberen geneigten Flächen 82 und 83 (siehe Fig. 3); sie schließen also ebenfalls mit der Horizontalebene den Winkel R ein.

Mit 86 ist eine Durchgangsbohrung bezeichnet, die es ermög­ licht, eine Befestigungsschraube (nicht gezeigt) hindurchzu­ stecken und damit die Führungsschiene 67 auf einem sich be­ wegenden Teil oder einem stationären Teil einer Werkzeugma­ schine o. dgl. (nicht gezeigt) fest anzubringen.

Mit 87 sind Gewindebohrungen bezeichnet, die dazu dienen, den Lagerkörper 10 mittels einer darin einzuschraubenden Be­ festigungsschraube (nicht gezeigt) fest an einer Werkzeugma­ schine o. dgl. (nicht gezeigt) zu befestigen. Die Führungs­ schiene 67 kann zum Beispiel in der in Fig. 3 gezeigten Wei­ se auf einer Unterlage 89 einer Werkzeugmaschine o. dgl. be­ festigt werden.

Wenn der Lagerkörper 10 an einem Laufwerk, Schlitten o. dgl. befestigt ist, an dem ein Schneid-, Fräs- oder Schleifwerk­ zeug o. dgl. montiert ist, und ein Bearbeitungsvorgang ausge­ führt werden soll, während das Laufwerk, der Schlitten o. dgl. stationär in einer vorbestimmten Position auf dem Spurschaft gehalten werden soll, wird der Lagerkörper 10 ortsfest an dem Spurschaft befestigt, indem mittels des Handgriffs 44 die Klemmschraube 48 so weit eingeschraubt wird, daß sie die Keilleiste 40 (siehe Fig. 3) gegen die zugeordnete geneigte Fläche 83 der Führungsschiene 67 drückt.

Claims (2)

1. Linearkugellagereinheit, mit einer Führungsschiene und mit einem C-förmigen Lagerkörper, mit einem Paar von gegenüberliegend angeordneten Leisten sowie mit einem Paar von symmetrisch angeordneten Rillen für lasttragende Kugeln, die der Kugelform angepaßt und an den oberen inneren Ecken der Seitenwände des Lagerkörpers angeordnet sind, wobei der Lagerkörper weiter zwei Bohrungen für nichtlast­ tragende Kugeln aufweist, die sich parallel zueinander durch denselben erstrecken und über den Rillen für die lasttragenden Kugeln angeordnet sind; integrierte Endkappen-Kugelhalteteile, die an beiden Stirn­ flächen des Lagerkörpers befestigt sind und mit Umkehrnuten zum Umkehren der Bewegungsrichtung der Kugeln jeweils im oberen Teil der Innenwand der Endkappe versehen sind, wobei der obere Teil der Umkehrnuten eine Fortsetzung der entspre­ chenden Bohrung für die nichtlasttragenden Kugeln bildet, während der untere Teil derselben eine Fortsetzung der ent­ sprechenden Rille für die lasttragenden Kugeln bildet; wobei die Kugelhalteteile ein Paar von symmetrisch angeordneten oberen Kugelführungsteilen und ein Paar von symmetrisch ange­ ordneten seitlichen Kugelführungsteilen umfassen, die einstückig so an der Endkappe befestigt sind, daß ein Führungs­ raum für die lasttragenden Kugeln zwischen denselben in einer solchen Weise ausgebildet ist, daß ein Herausfal­ len der Kugeln verhindert wird, wobei ferner sowohl die oberen als auch die seitlichen Kugelführungsteile mit Verbindungsmitteln jeweils an ihrem freien Endteil versehen sind, an dem sie in Anlage mit dem entgegengesetzt angeordneten oberen bzw. seitlichen Kugeflführungsteil kommen, gekennzeich­ net durch:

• a) eine horizontale Klemmleiste (29), die an der oberen Wand (11) des Lagerkörpers befestigt ist und eine im wesentlichen trapezförmige Querschnittskonfiguration hat, deren ge­ neigte Endflächen (31, 32) denjenigen ( 59, 60) der oberen Kugelführungsteile (52, 53) entsprechen; und
• b) ein Paar von symmetrisch angeordneten Keilleisten (39, 40), die an den Seitenwänden des Lagerkörpers befestigt sind und eine im wesentlichen dreieckige Querschnittskonfiguration haben sowie je zweischen einem der seitlichen Kugelfüh­ rungsteile (61, 62) und einer der Leisten (16, 17) ange­ ordnet sind, während die obere geneigte Endfläche (69) der Keilleisten (39, 40) der unteren geneigten Fläche (68) der seitlichen Kugelführungsteile (61, 62) komplementär ist.

2. Linearkugellagereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der Ku­ gelführungsteile (52, 53, 61, 62) der beiden integrierten End­ kappen-Kugelhalteteile (50 bis 53, 61, 62) im zusammengebauten Zustand miteinander verklebt sind.