DE3348364C2 - Wälzgelagerter Linearlagerschlitten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen wälzgelagerten Linearlagerschlitten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einem solchen Linearlagerschlitten ist es be­ kannt, Mittel zum Einstellen der Pressung der be­ lasteten Kugeln vorzusehen. Gemäß einem älteren Vorschlag der Anmelderin (DE 33 10 987 A1) wird eine gewünschte Pressung dadurch erzielt, daß zwi­ schen den Aufspanntisch und die daran festge­ schraubten Lagerkäfige Unterlegscheiben eingefügt werden. Hierdurch verformt sich der im Querschnitt C-förmige Lagerkäfig mit der Folge, daß die die belasteten Kugeln führenden Bereiche der Endlos­ laufbahnen mehr oder weniger weit voneinander be­ abstandet sind, also mehr oder weniger stark gegen die von dem Lagerkäfig überspreizend aufgenommene Führungsschiene drücken.

In Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs zeigt die DE 31 46 330 A1, Fig. 12, 13 einen wälzge­ lagerten Linearlagerschlitten, bei dem die Ein­ stellung der Pressung mittels Schrauben erfolgt, die den Aufspanntisch durchsetzen und in den Lager­ käfig eingreifen. Durch entsprechend starkes An­ ziehen der Schrauben läßt sich der Querschnitt des Lagerkäfigs und mithin der Abstand der Bahnen für die belasteten Kugeln geringfügig ändern.

Sind die genannten Schrauben als Zugschrauben aus­ gebildet, so läßt sich die Pressung beispielsweise nur erhöhen. Sind die Schrauben als Druckschrauben ausgebildet, so läßt sich die Pressung nur verrin­ gern. Dementsprechend muß beträchtliche Sorgfalt auf die Einstellung der Pressung verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Linearlagerschlitten der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Pressung einfach und mit wenigen Handgriffen eingestellt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß Kennzeichnungs­ teil des Patentanspruchs vorgesehen, daß die Ein­ stellschraube sowohl in den Aufspanntisch als auch den Lagerkäfig eingeschraubt ist und im Aufspann­ tisch eine andere Steigung besitzt als im Lager­ käfig. Durch diese Ausgestaltung läßt sich die gewünschte Pressung mit wenigen Handgriffen ein­ stellen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Aufsicht des Linearlagerschlittens;

Fig. 2 eine Frontansicht des Schlittens;

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie III- III in Fig. 1;

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 eine Aufsicht auf einen Schlitten mit einer Einstellschraube;

Fig. 6 eine Frontansicht des in Fig. 5 darge­ stellten Schlittens;

Fig. 7 eine Schnittansicht längs der Linie XX-XX in Fig. 5;

Fig. 8 eine Ansicht von unten ohne den Laufbahn­ auflagetisch; und

Fig. 9 eine Schnittansicht längs der Linie XXII- XXII in Fig. 6.

In den Fig. 1 bis 4 ist ein Linearlagerschlitten dargestellt, in den Fig. 5-9 ist eine spezielle Ausführungsform des Schlittens mit einer Einstell­ schraube zum Einstellen der Pressung gezeigt.

Der Schlitten umfaßt einen Lagerkäfig 2, an dem ein Aufspanntisch 1 angebracht ist, ein Paar Laufbahn­ einsätze 5, 5, die durch Einsetzen 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 Lager­ käfigs 2 ausbilden.

Wie man in Fig. 4 sieht, ist der Lagerkäfig 2 im Quer­ schnitt mittels einer Kunstharzform C-förmig ausgebildet, wobei der Lagerkäfig auf seiner unteren Seite eine Aus­ sparung aufweist. Die in beiden Lagerschalen 3, 3 aus­ gebildeten 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 Lager­ schalen 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 darge­ stellt, 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 Gleitrich­ tung an den mittleren und Seitenabschnitten der Ober­ fläche 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 Innendurch­ messer im Aufspanntisch 1, wenn der Aufspanntisch 1 an den Lagerkäfig 2 angebracht wird. Die Aussparungen 15, 15 und die Abzugsöffnungen 17, 17 dienen dazu, daß der Lager­ käfig 2 und Rippen 9a, 9a der Seitenabdeckungen 9, 9 durch Einsetzen eines Metallbügels eines Kunststoff­ schweißgeräts 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 Laufbahneinsätze 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 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 Laufbahneinsätze 5, 5 Führungs­ nuten 21, 21 für lastfreie Kugeln ausgebildet. Weiter sind in den schmaleren als den oben beschriebenen Flächen 22, 22, die in den Mündungsseiten der ausgesparten Nuten 4, 4 angeordnet sind Lastkugelnuten 23, 23 ausgebildet. Diese Laufbahneinsätze 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 Führungs­ nuten 21, 21 für lastfreie Kugeln auf den Seiten der Lauf­ bahneinsätze 5, 5 und die lastfreien Führungsnuten 11, 11 auf der Seite des Lagerkäfigs 2 bilden Führungsöff­ nungen für lastfreie Kugeln längs des Lagerkäfigs 2 in Gleitrichtung.

Jeder der Laufbahneinsätze 5, 5 kann aus rostfreiem Stahl hergestellt sein, wenn es erforderlich ist, daß sie korrosionsbeständig oder nicht magnetisch ist.

Der obere Teil einer Führungsschienen 6 paßt mit der trapezfömigen Aussparung auf der Unterseite des Lagerkäfigs 2 zusammen. In seinen Schultern sind Laufbahnnuten 25 an Stellen ausgebildet, die jenen der Lastkugelnuten 23, 23 der Laufbahneinsätze 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 der Führungsschiene 6 in geeigneten Abständen in Längsrichtung durchgehende Bohrungen 27 zum Einsetzen von Kopfschrauben 26 vorgesehen, so daß die Führungsschiene 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 halbkreisförmige Führungsnuten in Umfangsrichtung in den Innenflächen ausgebildet sind. Diese Führungsnuten sind 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 gehärte­ te Kugeln 8 aus Lagerstahl eingeschlossen, so daß sie frei drehbar sind. Wenn sich diese Kugeln drehen, läuft eine Reihe von Lastkugeln von der Lastzone zur last­ freien Zone und eine Reihe lastfreier Kugeln von der unbelasteten zur belasteten Zone innerhalb der endlosen Bahn, wodurch der Lagerkäfig und die Laufbahneinsätze 5, 5 linear längs der Führungsschiene geführt werden.

Der lineare Schlitten mit dem linearen Wälzlager be­ sitzt ein Einstellelement für die Pressung.

Durch das Einstellelement wird die Breite zwischen den belasteten Kugelreihen in den Lagerlaufbahnen 5, 5 größer und die Pressung entsprechend vermindert. Hier­ durch wird eine leichte Pressung beim Zusammen­ bau der Führungsschiene 6 und der Lageranordnung er­ reicht, wodurch die Festigkeit der Kugeln und ihre Lebensdauer gesteigert werden, so daß über eine lange Zeit eine glatte lineare Führung erreicht wird. Wenn man den Schlitten bei einem Meßinstrument verwenden will, d. h., wenn eine leichte Gleitbewegung erforderlich ist, wird die Pressung vermindert. Auf diese Weise ist es möglich, das Wälzlager einem weiten Bereich von Betriebs­ bedingungen entsprechend seiner Verwendung anzupassen.

Im Fall der in Fig. 5 bis 9 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 Stei­ gung aufweist, wodurch die geeignete Pressung durch Drehen der Schraube 46 ausgewählt werden kann.

Wie oben beschrieben, sind die verschiedensten Verwen­ dungen möglich, da durch Einstellen der Pressung zur Verlängerung der Lebensdauer des Wälzlagers entweder hohe Vorspannung oder im Gegensatz dazu ein leichtes Gleiten des Lagers geschaffen werden kann, wenn das Lager für ein Meßinstrument verwendet werden soll.

Claims (1)

1. Wälzgelagerter Linearlagerschlitten mit einem im Querschnitt etwa C-förmigen Lagerkäfig (32) mit einer Aussparung und mit Endloslaufbahnen für belastete und unbelastete Kugeln (8), mit einem Aufspanntisch (1), der auf der Oberfläche des Lagerkäfigs (32) mit Schrauben (12) befestigt ist, wobei zwischen dem Aufspanntisch (1) und dem Lager­ käfig (2) eine Einstellschraube (46) für die Pressung vorgesehen ist, die den Aufspanntisch (1) durchsetzt und mit ihrem vorderen Ende mit dem Lagerkäfig (2) in Eingriff steht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einstellschraube (46) in den Aufspanntisch (1) und in den Lagerkäfig (32) einge­ schraubt ist und auf der Seite des Einspanntischs (1) eine andere Steigung besitzt als auf der Seite des Lagerkäfigs (32).