DE3338751A1

DE3338751A1 - Lineares waelzlager und verfahren zu dessen herstellung, sowie ein dieses waelzlager verwendender schlitten

Info

Publication number: DE3338751A1
Application number: DE19833338751
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Teramachi
Original assignee: Individual
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1982-10-25
Filing date: 1983-10-25
Publication date: 1984-04-26
Anticipated expiration: 2003-10-26
Also published as: DE3338751C2

Description

Die Erfindung betrifft ein lineares Wälzlager und ein
Verfahren zu dessen Herstellung, sowie ein dieses Wälzlager verwendender Schlitten gemäß der Oberbegriffe der Ansprüche 1, 4 und 6.
In den gleitenden Teilen numerisch gesteuerter Werkzeugmaschinen und Industrierobotern werden lineare Wälzlager zur Linearführung der sich bewegenden Maschinen, Werkzeuge, Geräte usw. verwendet.
Bei einem derartigen linearen Wälzlager soll die Zeit der Anlaufgeschwindigkeit während der Linearbewegung zur Geschwindigkeitssteigerung kurz und die Trägheitskraft beim Anhalten der Bewegung gering sein; entsprechend muß das Gewicht eines Schlittens so gering wie möglich sein. Aufgrund der Tatsache jedoch, daß insbesondere für den Teil, in dem eine Lastkugelnut im Schlitten ausgebildet ist, eine hohe Festigkeit erforderlich ist, muß darauf geachtet werden, daß Materialien mit einer ausgezeichneten Festigkeit für die Ausbildung des Teils verwendet werden, in dem die Lastkugelnut vorgesehen ist und ein Material von relativ geringem Gewicht für die Ausbildung des restlichen Teils verwendet wird, und zwar so, daß beide Teile zu einem Körper mit einem Verbindungsbolzen verbunden werden können.
Das Problem besteht jedoch darin, daß eine derartige Kombination die Produktion verteuert, da in diesem Fall ein Gewindeschneiden erforderlich ist.
Weiter erfordert das Lager, aufgrund der Wichtigkeit der Lebensdauer eines derartigen linearen Wälzlagers, in hohem Maße eine Pressung, wenn es in einen linearen Schlitten eingepaßt wird, wohingegen nur eine geringere Pressung aufgebracht werden soll, wenn das Lager leicht gleiten soll, was besonders notwendig ist, wenn es für Meßinstrumente usw. verwendet wird; mit anderen Worten heißt das, daß die erforderliche Leistung von der beabsichtigten Verwendung und den Arbeitsbedingungen abhängt, so daß die auf das Lager aufgebrachte Pressung sich in ihrer Stärke ändert. Aus diesem Grund ist es äußerst vorteilhaft, wenn die unterschiedlichen Anforderungen durch ein einfaches Einstellen erfüllt werden können.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung des linearen Wälzlagers gemäß der japanischen Patentanmeldung Nr. 42583, 1982 des gleichen Erfinders.
Aufgabe der Erfindung ist, ein lineares Wälzlager, ein Verfahren zu dessen Herstellung, sowie einen dieses Wälzlager verwendenden Schlitten zu schaffen, wobei das Wälzlager ein geringes Gewicht aufweisen soll und für eine Führung bei einer Hin- und Herbewegung mit hoher Geschwindigkeit geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 4 und 6 gelöst.
D.h., es wird ein lineares Wälzlager geschaffen, das einen Lagerkäfig aufweist, der aus einem leichten Material, wie z.B. Kunstharz oder Aluminium ausgebildet ist, das weiter ein Paar Lagerlaufbahnen aus einem festen Material aufweist, die in den Käfig eingesetzt sind, wobei die Lagerlaufbahnen mit lastfreien Führungsnuten zur Ausbildung von lastfreien Kugelführungsöffnungen in Verbindung mit lastfreien Kugelführungsnuten auf der Lagerkäfigseite und Lastkugelnuten aufweisen, weiter ein Laufbahnauflagetisch an der den Lastkugelnuten jeder Lagerlaufbahn in dem Lagerkäfig entsprechenden Stellen Uberführungsnuten aufweist, daß ein Paar Seitenabdeckungen an der linken und rechten Seite des Lagerkäfigs eingepaßt und auf der Innenfläche in Umfangsrichtung mit Führungsnuten versehen sind, um endlose Bahnen auszubilden, indem sie die Enden der lastfreien Kugelführungsöffnungen und die Las tkugelnuten miteinander verbinden und daß eine Anzahl Kugeln in den Endlosbahnen zur Lastaufnahme zwischen den Lastkugelnuten jeder Lagerlaufbahn und den Uberführungsnuten des Laufbahnauflagetischs rollen.
Mit dem Verfahren wird ein lineares Wälzlager mit Lagerlaufbahnen geschaffen, die jeweils in einen Lagerkäfig ohne die Verwendung von Schrauben einsetzbar sind.
Die Form der Lagerlaufbahnen entspricht etwa der eines vorher eingesetzten Kerns, der bei der Ausbildung des Lagers verwendet wird, wobei der Lagerkäfig mit den Lagerlaufbahnen in Eingriff gebracht wird und sie befestigt, indem die Krümmung des Lagerlaufkäfigs verwendet wird, die bei der Herstellung des Lagerlaufkäfigs entstanden ist, wenn der vorher eingesetzte Kern aus dem geformten Lagerlaufkäfig herausgezogen wird.
Bei dem Schlitten, der ein derartiges Wälzlager verwendet, kann auf einfache Weise eine Pressung auf das Wälzlager aufgebracht werden, so daß dieser Schlitten für die verschiedensten Verwendungszwecke einsetzbar ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Da die Lager laufbahn in dem erfindungsgemäßen linearen Wälzlager durch das Vorsehen einer ausgesparten Nut befestigt wird, deren Querschnittsbreite allmählich in Richtung ihrer Mündung in beiden Lagerschalen des Lagerkäfigs abnimmt, und weiter die Befestigung der Lagerlaufbahn in der ausgesparten Nut durch Verwendung der Verformung des Lagerkäfigs aufgrund der Wärmeschrumpfung durchgeführt wird, kann das Paar Lagerlaufbahnen leicht eingebaut und ohne die Verwendung von Schrauben sicher befestigt werden. Da es weiter nicht erforderlich ist, zum Einbau der Lagerlaufbahn ein Gewinde zu schneiden, kann das Verfahren leicht durchgeführt werden, und, wenn die Lastkugelnut gehärtet ist, neigt die Lagerlaufbahn nicht zu Rissen beim Härten aufgrund des Vorhandenseins der Gewindeöffnung. Da weiter die Ausbildung der Öffnung für last freie Kugeln durch die Führungsnut für lastfreie Kugeln in der Lagerlaufbahn und die Führungsnut für last freie Kugeln im Lagerkäfig durchgeführt wird, wenn die Lagerlaufbahn festgelegt ist, sind schwierige Bearbeitungen beim Herstellen der durchgehenden Öffnung nicht erforderlich, da die Führungsöffnung für lastfreie Kugeln in der Lagerlaufbahn selbst ausgebildet wird und daher das Bearbeiten leicht durchgeführt werden kann, da nur die Ausbildung einer etwa halbkreisförmigen Kugelführungsnut auf der Oberfläche der Lagerlaufbahn erforderlich ist.
Da weiter die Lagerlaufbahn im Lagerkäfig angeordnet ist, können beide aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
Es ist somit möglich, nur die Lagerlaufbahn aus gehärtetem Material herzustellen und das Material vor der Bearbeitung zu härten. Wenn eine entsprechende Korrosionsbeständigkeit gefordert wird, kann nur die Lagerlaufbahn aus rostfreiem Stahl bestehen. Andererseits beeinflußt der Lagerkäfig nicht die Auswahl des für die Lagerlaufbahn erforderlichen Materials, da er aus Kunstharz oder Aluminium im Spritzgußverfahren hergestellt werden kann. Entsprechend weist er ein leichtes Gewicht auf und erfordert keine Schmiermöglichkeit. Die Gewichtsverminderung vermindert die Trägheit und die zur Erreichung der Spitzengeschwindigkeit benötigte Zeit, in dem die Anlaufgeschwindigkeit erhöht wird. Die nicht erforderliche Schmierung erleichtert die Wartung, und, wenn Korrosionsbeständigkeit auf der Lagerkäfigseite gefordert wird, kann er aus Kunstharz hergestellt sein. Entsprechend wird die Rostbildung ohne Beeinflussung der Baugröße und der nicht erforderlichen Schmierung verhindert.
Da der Lagerkäfig so ausgebildet ist, daß durchgehende Bohrungen zum Anbringen des Aufspanntischs vorgesehen sind, wobei Schrauben in die Bohrungen ohne Gewindeschneiden eingesetzt werden, kann der Aufspanntisch sicher befestigt werden, sogar, wenn der Aufspanntisch nicht direkt am Lagerkäfig durch direkte Gewindebohrungen darin befestigt werden kann, da der Lagerkäfig aus Kunstharz nicht fest genug ist, um der Durchbohrung standzuhalten. Die durchgehende Bohrung kann gleichzeitig beim Formen des Lagerkäfigs ausgebildet werden.
Da weiter der Lagerkäfig und die Seitenabdeckungen aus Kunstharz bestehen und mittels des Kunststoffschweißgeräts miteinander verschweißt werden, können die Seitenabdeckungen leicht angebaut werden. Wenn sie mittels des Kunststoffschweißgeräts zusammengeschweißt werden, kann die Schweißung durchgeführt werden, indem der Metallbügel in die Aussparung zur Aufnahme der Muttern auf der Unterseite des Lagerkäfigs eingesetzt wird; mit anderen Worten, die Aussparung kann wirksam verwendet werden, auch wenn die Seitenabdeckungen angebaut sind.
Das Verfahren zur Herstellung des linearen Wälzlagers gemäß der Erfindung gestattet weiter, daß jede ausgesparte Nut in dem Lagerkäfig durch einfaches Herausnehmen des vorher eingesetzten Kerns nach dem Formen des Lagers unter Verwendung von Kunstharz und dem vorher eingesetzten Kern ausgebildet wird. Weiter ist es möglich, die Lagerlaufbahn sicher zu befestigen, indem man die Wärmeschrumpfung und Elastizität des Kunstharz es beim Formen verwendet und die Lagerlaufbahn in die ausgesparte Nut unter Druck einsetzt, wodurch das lineare Wälzlager mit den oben beschriebenen Vorteilen billiger hergestellt werden kann.
Da weiter der Schlitten mit einem derartigen linearen Wälzlager so angeordnet ist, daß der Aufspanntisch auf der Oberfläche des Lagerkäfigs mit Schrauben befestigt ist und die Pressung mittels Einstellelementen für die Pressung zwischen dem Aufspanntisch und dem Lagerkäfig einstellbar ist, kann die Einstellung der Pressung leicht zwischen dem Lagerkäfig und dem Aufspanntisch durchgeführt werden. Da es ebenfalls möglich ist, daß die Mitte des Lagerkäfigs und die Stellung des Aufspanntischs nicht dazu neigen, in bezug auf den Lagerbahnauflagetisch beim Einstellen der Pressung nicht ausgerichtet zu sein, beeinflußt die Einstellung der Pressung nicht ihre breitenmäßige Stellung zueinander.
Entsprechend ist das so aufgebaute lineare Wälzlager für einen weiten Einsatzbereich verwendbar, da es möglich ist,die lineare Führung für eine lange Zeit leicht laufend einzustellen, indem man die Lastkugel mittels Aufbringen einer Pressung feststellt, und ein leichtes Gleiten zu schaffen, das für ein Meßinstrument erforderlich ist, wobei es weiter möglich ist, die Lager in zwei parallelen Reihen zu verwenden, auch wenn die Parallelität nicht ausgeglichen ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 eine Aufsicht des linearen Wälzlagers; Fig. 2 eine Frontansicht des Wälzlagers; Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie 111-111 in Fig. 1; Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV in Fig. 1; Fig. 5 eine Seitenansicht von Fig. 1; Fig. 6 eine Ansicht von unten ohne den Laufbahnauflagetisch; Fig. 7 eine Schnittansicht längs der Linie VII-VII in Fig. 6;-Fig. 8 eine schematische Ansicht der Lagerlaufbahn; Fig. 9 eine schematische Ansicht einer Seitenabdeckung; Fig. 10 eine Schnittansicht längs der Linie X-X in Fig. 3; Fig. 11 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Wälzlagers; Fig. 12 eine Ansicht von unten ohne den Laufbahnauflagetisch; Fig. 13 eine Schnittansicht eines vorher eingesetzten Kerns, der zur Herstellung des linearen Wälzlagers verwendet wird; Fig. 14 eine Frontansicht eines Lagerkäfigs; Fig. 15 eine Schnittansicht eines linearen Schlittens mit dem in den Fig. 1 bis 10 gezeigten Wälzlager; Fig. 16 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform des Schlittens; Fig. 17 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Schlittens; Fig. 18 eine Aufsicht des in Fig. 17 gezeigten Schlittens; Fig. 19 eine Frontansicht des in Fig. 18 dargestellten Wälzlagers; Fig. 20 eine Schnittansicht längs der Linie XX-XX in Fig. 18; Fig. 21 eine Ansicht von unten ohne den Laufbahnauflagetisch; Fig. 22 eine Schnittansicht längs der Linie XXII-XXII in Fig. 19; und Fig. 23 eine Schnittansicht der Anwendung des in Fig. 15 gezeigten Schlittens.
In den Fig. 1 bis 10 ist das lineare Wälzlager in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Dieses lineare Wälzlager umfaßt einen Lagerkäfig 2, an dem ein Aufspanntisch 1 angebracht ist, ein Paar Lagerlaufbahnen 5, 5, die durch Einsetzen der Lagerlaufbahnen in schwalbenschwanzförmige ausgesparte Nuten 4, 4 in den Lagerschalen 3, 3 des Lagerkäfigs 2 befestigt sind, einen Lagerlaufbahnauflagetisch 6 als Führungsbahn für die Linearführung des Lagerkäfigs 2 und Seitenabdeckungen 9, 9, die so eingebaut sind, daß sie einen Teil der Endlosbahn der Kugeln 8 auf den vorderen und hinteren Endflächen 7, 7 des Lagerkäfigs 2 ausbilden.
Wie man in Fig. 4 sieht, ist der Lagerkäfig 2 im Querschnitt mittels einer Kunstharz form C-förmig ausgebildet, wobei der Lagerkäfig auf seiner unteren Seite eine Aussparung aufweist. Die in beiden Lagerschalen 3, 3 ausgebildeten ausgesparten Nuten 4, 4 münden im Inneren so, daß die Grundflächen 10, 10 breit sind, während die Mündungen schmal sind. In den Grundflächen 10, 10 der ausgesparten Nuten 4, 4 sind Führungsnuten 11, 11 für lastfreie Kugeln ausgebildet, die im Querschnitt eine etwa halbkreisförmige Form aufweisen. In den Lagerschalen 3, 3 des Lagerkäfigs 2 sind, wie in Fig. 1 dargestellt, durchgehende Bohrungen 13, 13 zum Einsetzen von Schrauben 12, 12 ausgebildet. Wie in Fig. 6 dargestellt, sind Aussparungen 15, 15 vorgesehen, um die Muttern 14, 14 für die Schrauben 12, 12 zu versenken und weiter sind Ansätze 16, 16, 16 längs der Gleitrichtung an den mittleren und Seitenabschnitten der Oberfläche des Lagerkäfigs 2 ausgebildet. Ebenfalls sind Abzugsöffnungen 17, 17 in der Nähe der vorderen und hinteren Endflächen 7,7 des Lagerkäfigs 2 vorgesehen.
Die durchgehenden Bohrungen 13, 13 dienen zum Einsetzen der Schrauben 12, 12 durch durchgehende Bohrungen 18, 18 mit einem ein wenig größeren Innendurchmesser und durch- gehende Bohrungen 19, 19 mit einem kleinen Innendurchmesser im Aufspanntisch 1, wenn der Aufspanntisch 1 an den Lagerkäfig 2 angebracht wird Die Aussparungen 15,15 und die Abzugsöffnungen 17, 17 dienen, wie in den Fig. 3 und 7 dargestellt ist, dazu, daß der Lagerkäfig 2 und Rippen 9a, 9a der Seitenabdeckungen 9, 9 durch Einsetzen eines Metallbügels eines Kunststoffschweißgeräts oder einer Gabel miteinander verschweißt werden, wenn die Seitenabdeckungen 9, 9 an den vorderen und hinteren Flächen 7, 7 des Lagerkäfigs 2 angebracht werden.
Jede der Lagerlaufbahnen 5, 5 ist aus Stahl hergestellt, der zum Aushärten in einer schmalen Form entsprechend der im Querschnitt schwalbenschwanzförmig ausgesparten Nuten 4, 4 des Lagerkäfigs 2 geeignet ist (s. Fig. 8) und ist fest in jeder ausgesparten Nut 4, 4 aufgrund ihrer Form befestigt. In den Grundflächen 10, 10 der ausgesparten Nuten 4, 4 des Lagerkäfigs 2 sind in den Flächen 20, 20 der Lagerlaufbahnen 5, 5 Führungsnuten 21, 21 für lastfreie Kugeln ausgebildet. Weiter sind in den schmalmeren als den oben beschriebenen Flächen 22, 22, die in den Mündungsseiten der ausgesparten Nuten 4, 4 angeordnet sind Lastkugelnuten 23, 23 ausgebildet.
Diese Lagerlaufbahnen 5, 5 passen mit den ausgesparten Nuten 4, 4 zusammen und sind in ihnen fest angeordnet, so daß die Krümmung des Lagerkäfigs 2 aufgrund der Kontraktion, wenn vorher eingesetzte Kerne zum Ausbilden der ausgesparten Nuten 4,4 beim Formen des Lagerkäfigs 2 herausgenommen werden, berichtigt wird. Die Führungsnuten 21, 21 für lastfreie Kugeln auf den Seiten der Lagerlaufbahn 5, 5 und die lastfreien Führungsnuten 11, 11 auf der Seite des Lagerkäfigs 2 bilden Führungsöffnungen für lastfreie Kugeln längs des Lagerkäfigs 2 in Gleitrichtung, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist.
Jede der Lagerlaufbahnen 5, 5 kann aus rostfreiem Stahl hergestellt sein, wenn es erforderlich ist, daß sie korrosionsbeständig oder nicht magnetisch ist.
Der obere Teil des Laufbahnauflagetischs 6 paßt mit der trapezförmigen Aussparung auf der Unterseite des Lagerkäfigs 2 zusammen. In seinen Schultern sind Laufbahnnuten 25 an Stellen ausgebildet, die jenen der Lastkugelnuten 23, 23 der Lagerlaufbahnen 5, 5 entsprechen. Die Tiefe (t) der Lastkugelnuten 23, 23 und der Laufbahnnuten 25, 25 ist so, daß sie sich dem Radius der Kugel 8 nähert, so daß die Lastkugelnuten 23, 23 und die Laufbahnnuten 25, 25 eine große Radialbelastung als auch eine umgekehrte Radialbelastung (nach oben gerichtete Belastung) aufnehmen können.
Weiter sind in dem Laufbahnauflagetisch 6 in geeigneten Abständen in Längsrichtung durchgehende Bohrungen 27 zum Einsetzen von Kopfschrauben 26 vorgesehen, so daß der Laufbahnauflagetisch 6 an einem Bett 28 mittels Einschrauben der Schrauben 26 in die durchgehenden Bohrungen 27 befestigt werden kann.
Die Seitenabdeckungen 9, 9 bei dieser Ausführungsform bestehen wie der Kugelkäfig aus Kunstharz, wobei, wie in Fig. 9 dargestellt, halbkreisförmige Führungsnuten 29, 29 in Umfangsrichtung in den Innenflächen ausgebildet sind. Diese Führungsnuten 29, 29 sind, wie in Fig. 10 dargestellt, mit den vorderen und hinteren Flächen 7, 7 des Lagerkäfigs 2 mittels Kunststoffschweißen verbunden, so daß die beiden Enden der Führungsnuten 11, 11 und 21, 21 für nicht belastete Kugeln und der Nuten 23, 23 für belastete Kugeln und der Laufbahnnuten 25, 25 miteinander verbinden, um eine Endlosbahn für die Kugeln 8 auszubilden. Mit anderen Worten, durch Verwendung der Aussparungen 15, 15 und der Abzugsöffnungen 17, 17 zum Versenken der Muttern 14, 14 im Kugelkäfig 2 werden die dünnen Rippen 9a, 9a auf der Seite der Abdeckungen 9, 9 und der Kugelkäfig 2 zwischen der Gabel des Kunststoffschweißgeräts und dem Metallbügel angeordnet. Die Seitenabdeckungen 9, 9 werden am Kugelkäfig 2 durch Erwärmen der in der Nähe der Grenzschicht befindlichen Abschnitte zwischen den Rippen 9a, 9a und dem Kugelkäfig 2 zur Ausbildung von Ablagerungen 30, 30 angebracht.
In den so ausgebildeten Endlosbahnen sind mehrere gehärtete Kugeln 8 aus Lagerstahl eingeschlossen, so daß sie frei drehbar sind. Wenn sich diese Kugeln drehen, läuft eine Reihe von Lastkugeln von der Last ozone zur lastfreien Zone und eine Reihe lastfreier Kugeln von der unbelasteten zur belasteten Zone innerhalb der endlosen Bahn, wodurch der Lagerkäfig und die Lagerlaufbahnen 5, 5 linear längs des Laufbahnauflagetischs 6 geführt werden.
Die Kugel 8 kann, wenn sie korrosionsbeständig und nicht magnetisch sein soll, aus rostfreiem Stahl bestehen.
Fig. 11 und 12 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des linearen Wälzlagers, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile wie in der vorher beschriebenen Ausführungsform bezeichnen und wobei auf deren nochmalige Beschreibung verzichtet wurde.
Bei dieser Ausführungsform werden die Schrauben 12, 12 zum Anbringen des Aufspanntischs 1 von der Unterseite eingeschraubt. Auf der Unterseite des Lagerkäfigs 2 sind Aussparungen 31, 31 zur Aufnahme der Köpfe der Schrauben 12, 12 ausgebildet. Durch Einsetzen der Schrauben 12, 12 an der Unterseite des Lagerkäfigs 2 und durch Einschrauben in die Gewindeöffnungen des Aufspanntischs 1 wird der Lagerkäfig 2 mit dem Aufspanntisch 1 verbunden. Gleichzeitig dienen auch bei dieser Ausführungsform die Aussparungen 31, 31 usw.
zum Einsetzen des Metallbügels, wenn die Seitenabdeckungen 9, 9 an dem Lagerkäfig 2 angebracht werden.
Obwohl der Lagerkäfig 2 als auch die Seitenabdeckungen 9, 9 als aus Kunststoff bestehend beschrieben wurden, können sie ebenfalls durch Aluminiumspritzguß und andere Präzisionsformverfahren hergestellt werden.
In dem Fall, in dem der Lagerkäfig 2 aus Aluminiumspritzguß hergestellt wird, kann der Lagerkäfig 2 aus Aluminium direkt mittels Abstechen hergestellt werden, ohne daß Abzugsöffnungen 17, 17 auf seiner Oberfläche zum Anbringen des Aufspanntischs 1 und jede der Seitenabdeckungen 9, 9 ausgebildet werden.
Fig. 13 und 14 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung des linearen Wälzlagers gemäß der Fig. 1 bis 12.
Beim Formen des Lagerkäfigs 2 aus Kunstharz wird an der Stelle, wo eine Metall form zum Ausbilden der schwalbenschwanzförmigen Aussparungen 4, 4 vorgesehen ist, ein vorher einzusetzender Kern C vorgesehen, der einen Querschnitt aufweist, der jeder der Aussparungen 4, 4 entspricht (s. Fig. 13), wobei dieser Kern als Einsatz im Lagerkäfig vorgesehen ist, um den Lagerkäfig 2 in diesem Zustand auszubilden. Bevorzugt wird der schräge Abschnitt des vorher einzusetzenden Kerns C in diesem Fall ein wenig schmaler ausgebildet. Darauffolgend wird der Lagerkäfig 2, wenn er auf diese Weise ausgebildet wurde aus der Metallform herausgenommen und erneut erwärmt, um den vorher eingesetzten Kern C herauszuziehen, wobei sich der Lagerkäfig 2 leicht zusammenzieht, wenn der vorher eingesetzte Kern C entfernt wurde. Ebenfalls ziehen sich die ausgesparten Nuten 4, 4 als auch die Öffnungen für die Lagerlaufbahnen 5, 5 zusammen, wodurch die Breite D des Abstands zwischen den Spitzen der gegenüberliegenden ausgesparten Nuten 4, 4 (s. Fig. 14) abnimmt, wodurch auf der Oberfläche des Lagerkäfigs 2 eine Krümmung ausgebildet wird.
Wenn die in Fig. 8 dargestellten Lagerlaufbahnen 5, 5 unter Druck in dem Raum eingesetzt werden, der durch Herausnehmen der vorher eingesetzten Kerne C ausgebildet wird, werden die Lagerlaufbahnen 5, 5 sicher in den ausgesparten Nuten 4, 4 befestigt und gleichzeitig wird die gekrümmte Oberfläche des Lagerkäfigs 2 ausgerichtet.
Auf diese Weise ist es nicht erforderlich Schrauben zu verwenden, wenn die Lagerlaufbahnen 5, 5 festgelegt werden, und ein Gewindeschneiden an den Lagerlaufbahnen 5, 5 vorzunehmen.
Fig. 15 zeigt einen linearen Schlitten mit dem in den Fig. 1 bis 10 dargestellten linearen Wälzlager mit einer Konstruktion zur Einstellung der Pressung.
In Fig. 15 ist der Aufspanntisch 1 an dem Lagerkäfig 2 mittels einer Unterlegplatte S als Einstellelement für eine Pressung zwischen dem oberen mittleren Ansatz 16 des Lagerkäfigs 2 und dem Aufspanntisch 1 befestigt, so daß die Pressung entsprechend der Dicke der Unterlegplatte S vermindert werden kann. D.h., die Pressung wird bis zu einem gewissen Maß erreicht, wenn die Lageranordnung auf den Seiten des Lagerkäfigs 2 und die Lagerlaufbahnen 5, 5 mit dem Laufbahnauflagetisch 6 über die Kugeln 8 verbunden sind. Wenn die Schrauben und 12, 12 angezogen werden wenn die Unterlegscheibe S dazwischen angeordnet ist, können die Lagerschalen 3, 3 des Lagerkäfigs 2 mehr als der mittlere Teil aufgrund der Dicke der dazwischen vorgesehenen Unterlegplatte angezogen werden, wenn eine leichte Gleiteigenschaft erforderlich ist. D.h., die Breite d zwischen den belasteten Kugelreihen in den Lagerlaufbahnen 5, 5 wird größer und die Pressung entsprechend der Dicke der Unterlegscheibe S vermindert. Hierdurch wird, wenn eine leichte Pressung beim Zusammenbau des Laufbahnauflagetischs 6 und der Lageranordnung durchgeführt wird, die Pressung auf die Lastkugeln aufgebracht, wodurch die Festigkeit der Kugeln und ihre Lebensdauer gesteigert werden, so daß über eine lange Zeit eine glatte lineare Führung erreicht wird. Wenn man das lineare Wälzlager bei einem Meßinstrument verwenden will, d.h., wenn eine leichte Gleitbewegung erforderlich ist, wird die Pressung auf einfache Weise mittels der Unterlegscheibe vermindert. Auf diese Weise ist es durch die Wahl der Dicke der dazwischen angeordneten Unterlegplatte möglich, das Wälzlager einem weiten Bereich von Betriebsbedingungen entsprechend seiner Verwendung anzupassen.
Um eine leichte Pressung auszubilden, kann der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Lastkugelnuten 23, 23 in den Lagerlaufbahnen 5, 5 so angeordnet werden, daß er von vornherein vor der Aufbringung der Pressung kleiner ist, oder man kann die Breite zwischen den Laufbahnnuten 25, 25 im Laufbahnauflagetisch 6 größer ausbilden, so daß eine Pressung auf die Kugeln 8 aufgebracht wird, wenn die Nuten mit dem Laufbahnauflagetisch 6 verbunden werden.
Die Fig. 16, 17 und 18 bis 22 zeigen weitere Ausführungsformen zur Einstellung der Pressung, wobei der Lagerkäfig des linearen Wälzlagers aus Aluminiumspritzguß hergestellt ist.
Im Fall einer Konstruktion gemäß Fig. 16, ist ein Lagerkäfig 32 aus Aluminiumspritzguß mit einer im oberen mittleren Teil des Lagerkäfigs 32 versehenen Aussparung 33 versehen und in der Aussparung 33 eine Gewindebohrung 34 angeordnet. Weiter sind Gewindebohrungen 35, 35 in beiden Oberflächenendabschnitten des Lagerkäfigs 32 vorgesehen. Der Aufspanntisch 1 ist am Lagerkäfig 32 mittels Einschrauben der Schrauben 12, 12 in die Bohrungen 35, 35 befestigt. Andererseits ist eine Aussparung 36 gegenüber der Aussparung 33 in der Oberfläche des Lagerkäfigs auf der Unterseite des Aufspanntischs 1 ausgebildet. An der Stelle, an der die Aussparung 36 angeordnet ist, ist eine durchgehende Bohrung 37 mit einem ein wenig größeren Durchmesser und eine weitere Bohrung 38 mit einem kleineren Durchmesser im Aufspanntisch 1 ausgebildet. Eine Schraube 39 wird als Einstellelement für eine Pressung in eine Gewindebohrung 34 im Lagerkäfig 32 durch die Bohrungen 37, 38 im Aufspanntisch 1 zwischen dem Lagerkäfig 32 und dem Aufspanntisch 1 eingeschraubt.
Wird bei dieser Konstruktion die Schraube 39 angezogen, so wird der mittlere Abschnitt des Lagerkäfigs 32 in Richtung des Aufspanntischs 1 angehoben, wodurch die Breite zwischen den Lastkugelbahnen in den Lagerlaufbahnen 5 verkleinert wird. Entsprechend wird die Pressung je nach dem Maß des Anziehens der Schraube 39 gesteigert, wohingegen, wenn die Schraube 39 gelöst wird, die Pressung vermindert wird. Die Pressung kann je nach Bedarf leicht von der Oberseite des eingebauten Aufspanntischs 1 eingestellt werden.
Fig. 17 zeigt eine weitere Konstruktion, bei der eine Aussparung 40 in der Oberfläche des Aufspanntischs 1 ausgebildet ist, und in der Aussparung 40 eine Gewindebohrung 41 vorgesehen ist. Als Einstellelement für die Pressung wird die Schraube 39 in die Bohrung 41 eingeschraubt, wobei das vordere Ende der Schraube 39 den Boden der Aussparung 33 auf der Oberfläche des Lagerkäfigs 32 berührt und die Schraube 39 mittels einer Kontermutter 42 festgelegt ist. Wenn bei dieser Konstruktion die Schraube 39 angezogen wird, wird der mittlere Abschnitt des Lagerkäfigs 32 nach unten gedrückt, so daß die Breite zwischen den Lastkugelbahnen in den Lagerlaufbahnen 5, 5 größer wird, wodurch die Pressung vermindert wird. Entsprechend kann die Pressung auf diese Weise je nach Bedarf eingestellt werden, beispielsweise, wenn ein leichtes Gleiten erforderlich ist.
Weiter ist es bei diesem Fall nicht notwendig, eine Gewindebohrung zum Einschrauben der Schraube 39 im Lagerkäfig 32 vorzusehen, und, da die Schraube 39 mittels der Kontermutter 42 festgelegt ist, kann sich die Schraube 39 nicht unerwartet während des linearen Gleitbetriebs lösen, so daß beim Gleiten des Wälzlagers die einmal eingestellte Pressung beibehalten wird.
Im Fall der in Fig. 18 bis 22 dargestellten Konstruktion ist im Aufspanntisch 1 eine Öffnung 43 mit einem Ansatz etwa bis zur Hälfte der Strecke von der Oberfläche zur Aussparung 36 auf der Unterseite ausgebildet und eine Mutter 44 mit Rippen in die Öffnung 43 eingesetzt und mit dem Ansatz mittels Schrauben 45, 45 befestigt. Weiter ist die Steigung des Innengewindes der Mutter 44 mit Rippen und der Gewindebohrung 34 im Lagerkäfig 32 und entsprechend die Steigung der Schraube 46 im Teil der Mutter 44 und im mit der Gewindebohrung 34 in Eingriff stehenden Teil zur Ausbildung eines Einstellelements für die Pressung unterschiedlich. Am Lagerkäfig 32 sind die Seitenabdeckungen 47, 47 aus Aluminiumspritzguß mit Schrauben 48, 48 befestigt.
Mit dieser Konstruktion ist eine genaue Einstellung möglich, da die Schraube 46 eine unterschiedliche Steigung aufweist, wodurch die geeignete Pressung durch Drehen der Schraube 46 ausgewählt werden kann.
Wie oben beschrieben, sind die verschiedensten Verwendungsmöglichkeiten möglich, da durch Einstellen der Pressung zur Verlängerung der Lebensdauer des Wälzlagers Festigkeit oder im Gegensatz dazu ein leichtes Gleiten des Lagers geschaffen werden kann, wenn das Lager für ein Meßinstrument verwendet werden soll. Wie in Fig. 23 dargestellt, kann beispielsweise, wenn die Wälzlager B1, B2 in zwei parallelen Reihen verwendet werden, und die Parallelität ein wenig unausgeglichen ist, das Wälzlager verwendet werden, um eine derartig unausgeglichene Parallelität auszugleichen, in dem eine bestimmte Pressung auf eines der Wälzlager B1 aufgebracht wird, so daß es zur Bezugsachse für den Laufbahnauflagetisch 6 wird, und man das andere Wälzlager B2 am Aufspanntisch 1 mit dem oben erwähnten Wälzlager B1 als Hilfsseite gleichrichtet, wobei man die Pressung des letzteren Lagers B2 vermindert, um die Breite d zwischen den Lastkugelbahnen in den Lagerlaufbahnen 5, 5 zur Schaffung eines kleinen Spalts zu vergrößern.
Leerseite

Claims

"Lineares Wälzlager und Verfahren zu dessen Herstellung, sowie ein dieses Wälzlager verwendender Schlitten" Patentansprüche 1. Lineares Wälzlager, g e k e n n z e i c h n e t durch - einen Lagerkäfig (2) aus Kunstharz, Aluminium oder dergleichen, der im Querschnitt C-förmig ausgebildet ist und in der Unterseite eine Aussparung aufweist, wobei in die Unterseite der beiden Lagerschalen (3) des Lagerkäfigs (2) ausgesparte Nuten (4) münden, die Nuten (4) auf der Seite der Grundfläche (10) weit und an der Mündung schmal sind und etwa halbkreisförmige Führungsnuten (11) für lastfreie Kugeln (8) in den Grundflächen (10) aller ausgesparter Nuten (4) vorgesehen sind, - ein Paar Lagerlaufbahnen (5) aus festem Material, die etwa in der gleichen Form wie die ausgesparten Nuten (4) ausgebildet und in den Nuten (4) so befestigt sind, daß sie durch die Korrektur der Krümmung des Lagerkäfigs (2) gehalten werden, wobei die Krümmung erzeugt wird, wenn ein vorher eingesetzter Kern (C) zur Ausbildung jeder Nut (4) beim Formen des Lagerkäfigs (2) herausgenommen wird, und die Lagerlaufbahnen (5) auf den den Grundflächen (10) der Nuten (4) gegenüberliegenden Flächen halbkreisförmige Führungsnuten für lastfreie Kugeln (8) aufweisen, die zusammen mit den Führungsnuten (11) für lastfreie Kugeln (8) in den Grundflächen (10) Führunysöffnungen für lastfreie Kugeln ausbilden, und weiter die Lagerlaufbahnen (5) in den in den Mündungen der Nuten (4) angeordneten Flächen Lastkugelnuten (23) aufweisen, - einen Lagerbahnauflagetisch (6) aus festem Material, dessen obere Abschnitte in die Aussparung auf der Unterseite des Lagerkäfigs (2) eingesetzt sind, wobei der Tisch (6) an beiden Schulterabschnitten Laufbahnnuten (25) aufweist, die den Lastkugelnuten (23) der Lagerlaufbahnen (5) entsprechend angeordnet sind, - ein Paar auf beiden Seitenflächen des Lagerkäfigs (2) angeordnete Seitenabdeckungen (9), die auf ihren Innenseiten zur Ausbildung von Endlosbahnen für die umlaufenden Kugeln halbkreisförmige Umfangsführungsnuten (29) aufweisen, wobei die Umfangsführungsnuten (29) die beiden Enden der Führungsöffnungen für lastfreie Kugeln (8) und der Lastkugelnuten (23, 25) des Lagerkäfigs (2) miteinander verbinden, und durch - eine Anzahl von Kugeln (8), die mittels Umlaufen in den Endlos bahnen zwischen den Lastkugelnuten (23) der Lagerlaufbahn (5) und den Laufbahnennuten (25) des Laufbahnauflagetischs (6) Kugelreihen ausbilden.
2. Lineares Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Lagerkäfig (2) durchgehende Bohrungen (13) zum Einsetzen von Schrauben (12) in beiden Lagerschalen (3) aufweist.
3. Lineares Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Lagerkäfig (2) und das Paar der an beiden Seiten des Lagerkäfigs (2) angeordneten Seitenabdeckungen (9) aus Kunstharz besteht und jede Seitenabdeckung (9) mit dem Lagerkäfig (2) verschweißt ist.
4. Verfahren zur Herstellung eines linearen Wälzlagers nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß beim Vereinigen eines Lagerkäfigs (2) mit einem Paar Lagerlaufbahnen (5), einem Laufbahnauflagetisch (6), einem Paar Seitenabdeckungen (9) und einer Anzahl Kugeln (8) ein Lagergehäuse (2) und ein Paar Seitenabdeckungen (9) aus Kunstharz geformt werden,daßausgesparte Nuten (4) durch Herausnehmen vorher eingesetzter, in beiden Lagerschalen (3) beim Formen des Lagerkäfigs (2) angeordneten Kernen (9) ausgebildet werden, die etwa wie die vorher eingesetzten Kerne (C) ausgebildete Lagerlaufbahnen (5) unter Druck in die ausgesparten Nuten (4) eingesetzt werden, die Lagerlaufbahnen (5) in den Lagerschalen (3) des Lagerkäfigs (2) festgelegt werden, wobei die durch die Kontraktion der Nuten (4) beim Herausnehmen des Kerns (C) bewirkte Krümmung berichtigt wird, und daß darauffolgend das Paar Seitenabdeckungen (9) an die Seiten des Lagerkäfigs (2) angebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Paar Seitenabdeckungen (9) an beiden Seiten des Lagerkäfigs (2) mittels eines Kunststoffschweißgeräts angeschweißt wird.
6. Schlitten mit linearem Wälzlager nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Aufspanntisch (1) auf der Oberfläche des Lagerkäfigs (2) mit Schrauben (12) befestigt ist, und daß zwischen dem Aufspanntisch (1) und dem Lagerkäfig (2) ein Einstellelement für die Pressung vorgesehen ist.
7. Schlitten nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Einstellelement für die Pressung als Unterlegscheibe (S) ausgebildet ist, die zwischen der Oberfläche des Lagerkäfigs (2) und der Unterseite des Aufspanntischs vorgesehen ist.
8. Schlitten nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Einstellelement für die Pressung als eine Schraube (39) ausgebildet ist, die in den Lagerkäfig (2) durch eine im Aufspanntisch (1) vorgesehene durchgehende Bohrung (37, 38) eingeschraubt ist.
9. Schlitten nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Einstellelement für die Pressung eine in den Einspanntisch (1) eingeschraubte Schraube (39) ist, deren vorderes Ende mit dem Lagerkäfig (2) in Berührung gebracht wird.
10. Schlitten nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Einstellelement für die Pressung eine in den Aufspanntisch (1) und den Lagerkäfig (2) eingeschraubte Schraube (46) ist, deren Steigung auf der Seite des Einspanntischs (1) unterschiedlich von der auf der Seite des Lagerkäfigs (2) ist.