DE3720454A1

DE3720454A1 - Longitudinal anti-friction vee guide

Info

Publication number: DE3720454A1
Application number: DE19873720454
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Glindemann; Gerhard Tallaszus
Original assignee: Werkzeugmaschinenkombinat 7 Oktober VEB
Current assignee: Berliner Werkzeugmaschinenfabrik O-1140 Berl GmbH
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1987-06-19
Publication date: 1988-02-04
Also published as: DD262343A3; SE8702974D0; SE8702974L; CH675617A5

Abstract

Longitudinal anti-friction vee guide. The invention can be used in machine tools, robots, measuring machines and the like whose moving machine components require a high-precision straight-line guide mechanism. A vee guide section is arranged in a rectangular cross-section having a minimised surface area and edge lengths with a ratio of 2:1. The vee guide section consists of a pair of guide surfaces lying parallel to an outer edge and of a pair of guide surfaces lying at an angle of 60@ to the first pair of guide surfaces. Rollers are arranged between the pairs of guide surfaces.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung kann eingesetzt werden in Werkzeugmaschinen, Robo tern, Meßmaschinen u. ä., deren bewegte Maschinenteile eine hoch präzise Geradführung erfordern.The invention can be used in machine tools, Robo tern, measuring machines u. Ä., whose moving machine parts a high require precise straight guidance.

Characteristic of the known prior art

Maschinentische von z. B. Werkzeugmaschinen werden einerseits schnell und mit großer Beschleunigung und andererseits bei defi nierten Vorschubbewegungen langsam und möglichst stick-slip-frei bewegt. Um diese Anforderungen und die Forderung nach möglichst geringer Reibung erfüllen zu können, sind spezielle Lösungen aus geführt worden.Machine tables from z. B. machine tools are one hand fast and with great acceleration and on the other hand with defi nated feed movements slowly and as stick-slip-free as possible emotional. To meet these requirements and the demand for as much as possible To be able to meet low friction are special solutions been led.

Bekannt sind Gleit- und Wälzlängsführungen, frei aufliegend, mit Untergriff oder vorgespannt, ausgeführt, mit verschiedenen Füh rungsprofilen wie z. B. Rechteck-, Prisma-, Flach-, Doppelprisma- und Schrägprismaführungen. Solche Führungen sind in der Regel als Konstruktionselemente in die Maschinenbauteile integriert. Ver mehrt werden auch Wälzlängsführungen als Baueinheiten angewendet. Sie bestehen aus gehärteten und geschliffenen Führungsschienen und in Käfigen geführten Wälzkörpern. Weiterhin bekannt sind Kom pakt-Baueinheiten mit äußerem Rechteckquerschnitt und ausgeführt als Rechteck-, Prisma-, Flach- und Doppelprismaführung mit Wälz körpern wie Kugeln, Nadeln oder Rollen und Käfigen für die Wälz körper aus verschiedenen Werkstoffen wie Stahl, Messing, Plaste. Sliding and rolling longitudinal guides, lying freely, are known Undergrip or pre-tensioned, executed, with different guides tion profiles such. B. rectangular, prism, flat, double prism and inclined prism guides. Such guides are usually considered Construction elements integrated into the machine components. Ver Rolling longitudinal guides are also increasingly used as structural units. They consist of hardened and ground guide rails and rolling elements guided in cages. Com are also known pakt units with outer rectangular cross section and executed as a rectangular, prism, flat and double prism guide with roller bodies such as balls, needles or rollers and cages for rolling bodies made of various materials such as steel, brass, plastic.

Die Führungsschienen und Wälzkörper bestehen aus Stahl. Das Spannen der Führungen erfolgt in den meisten Fällen durch ein Erzeugen einer Vorspannung mit an sich bekannten Mitteln.The guide rails and rolling elements are made of steel. In most cases, the guides are tensioned by a Generating a preload using means known per se.

Die Schmierung der Führungsschienen erfolgt häufig durch bei der Montage aufgebrachtes Fett oder durch Ölnebel während des Betrie bes.The guide rails are often lubricated by at Assembly of applied grease or oil mist during operation esp.

Die bekannten Wälz-Längsführungen, z. B. auch die Kompakt-Bauein heiten mit äußerem Rechteckquerschnitt, weisen besonders bei der häufigsten Anwendungsform in waagerechter Anordnung und mit auf gebrachter Vorspannung wesentliche Nachteile auf.The known rolling longitudinal guides, for. B. also the compact building units with an external rectangular cross section, particularly in the case of most common application in a horizontal arrangement and with brought bias significant disadvantages.

Ein wesentlicher Nachteil liegt in der ungleichmäßigen Belastung der Führungsflächen und Wälzkörper durch die Masse der bewegten Maschinenteile und die Vorspannung. Jeweils zwei Führungsflächen paare und die dazugehörigen Wälzkörper werden stärker belastet, womit die Voraussetzungen für einen höheren bzw. früheren Ver schleiß der Führung gegeben sind. Bei praktisch üblichen Ver hältnissen zwischen den Belastungen durch die bewegten Massen und den auf die Führung aufgebrachten Vorspannkräften steht die un gleichmäßige Belastung der Führungsflächenpaare und der dazugehö rigen Wälzkörper in einem ungünstigen Verhältnis von ca. 2 : 1. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Ausführungen mit einem für das Vorspannen geeigneten Profil besteht darin, daß die Vorspannung der Führung nur unter sehr ungünstigen Bedingungen erfolgen kann. Beim Aufbringen der Vorspannung müssen die Vor spannkräfte zunächst die Masse der bewegten Maschinenteile anhe ben, bevor im Gleichgewichtszustand in der Führungsmitte die eigentlichen Vorspannkräfte wirksam werden können. Unter diesen ungünstigen Bedingungen ist das Aufbringen definierter, reprodu zierbarer Vorspannkräfte praktisch nicht möglich, zu große oder auch zu geringe Vorspannkräfte führen ebenfalls zu vorzeitigem Verschleiß. A major disadvantage is the uneven load of the guide surfaces and rolling elements by the mass of the moved Machine parts and the preload. Two guide surfaces each pairs and the associated rolling elements are subjected to greater loads, with which the requirements for a higher or earlier Ver wear of the guide are given. With practically usual ver Relationships between the loads caused by the moving masses and the pretensioning forces applied to the guide stand the un uniform loading of the guide surface pairs and the associated rolling elements in an unfavorable ratio of approx. 2: 1. Another major disadvantage of the known designs with a suitable profile for the prestressing is that the Preload the guide only under very unfavorable conditions can be done. When applying the preload, the front The clamping forces first increase the mass of the moving machine parts ben before the in the middle of the leadership in the middle actual prestressing forces can be effective. Under these unfavorable conditions is the application of defined, reprodu decorative preloads practically impossible, too large or too low preload forces also lead to premature Wear.

Ebenfalls ein Nachteil, der auch zu dem vorhergenannten in Be ziehung steht, ist die ungünstige Montagemöglichkeit für fast alle Ausführungsformen, um die Montage senkrecht von oben aus führen zu können, müßte die Anstellschiene nachträglich einge bracht werden, was nicht immer möglich ist, oder es müßte ein unnötig großer Anstellweg vorgesehen werden. Another disadvantage, which is also related to the previous one in Be drawing is the unfavorable mounting option for almost all embodiments to assemble vertically from above to be able to lead, the adjusting rail would have to be switched on later brought in, which is not always possible, or it should be unnecessarily large adjustment path can be provided.

Das Einbringen des Führungsteiles in Längsrichtung der Führung ist schwierig und kann Beschädigungen an den Führungsflächen her vorrufen.The introduction of the guide part in the longitudinal direction of the guide is difficult and can damage the guide surfaces call.

Ebenfalls als Nachteil ist anzuführen, daß die bekannten Mittel und Verfahren zum Erzeugen der Vorspannung, insbesondere für die bekannten Führungen mit einem für das Aufbringen einer Vorspan nung geeigneten Profil nicht ausreichen, um eine feinfühlig, mit definierter und reproduzierter Kraft eingestellte Vorspannung der Wälzführung zu erreichen.Another disadvantage is that the known means and method for generating the bias, especially for the known guides with a for applying a leader suitable profile is not sufficient to create a sensitive, with defined and reproduced force set preload of the To achieve rolling guidance.

Aim of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine gleichmäßige Belastung aller Führungsflächenpaare zu erreichen und dabei die Möglichkeiten der Montage und der Vorspannung wesentlich zu verbessern.The aim of the invention is to evenly load everyone Reach guide surface pairs and thereby the possibilities of Assembly and the preload to improve significantly.

State the nature of the invention

Ausgehend von den dargelegten Problemen bei der Lastverteilung an den Führungen sowie der Vorspannungsprobleme ist es Aufgabe der Erfindung, eine Schrägprisma-Wälzlängsführung zu schaffen, die diese Mängel weitestgehend beseitigt.Based on the problems presented in load distribution the guides as well as the preload problems it is the job of Invention to create an inclined prism roller guide, the these shortcomings largely eliminated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß folgendermaßen gelöst. In einem flächenminimierten Rechteckquerschnitt, dessen Kantenlängen ein Verhältnis von ca. 2 : 1 haben, ist ein Schrägprismaprofil angeord net. Das Schrägprismaprofil besteht aus einem parallel zu einer Außenkante liegendem Führungsflächenpaar sowie profiloptimierten Kanten, die untereinander einen Abstand von ±1 mm aufweisen. Zwischen den Führungsschienen und an den Führungsflächenpaaren liegen nach Durchmesser und Länge entsprechend den Kanten opti mierte Wälzkörper, die in Einzelkäfigen oder in einem Winkelkä fig gehalten werden.This object is achieved according to the invention as follows. In one area-minimized rectangular cross-section, whose edge lengths Have a ratio of approx. 2: 1, an inclined prism profile is arranged net. The oblique prism profile consists of a parallel to one Outer edge of a pair of guide surfaces and profile-optimized Edges that are ± 1 mm apart. Between the guide rails and on the pairs of guide surfaces are opti according to the diameter and length corresponding to the edges lubricated rolling elements in single cages or in an angle cage be kept.

Eine weitere Ausführungsvariante der Schrägprisma-Wälzlängs führung kombiniert eine Führungsleiste und einen Führungsblock mit zwei umlaufenden Rollenketten, die in einem einseitigen oder einem doppelseitigen Kettenkäfig geführt werden. Another variant of the inclined prism roller length leadership combines a guide bar and a guide block with two revolving roller chains, which are in one sided or be guided in a double-sided chain cage.

Das im äußeren Rechteckquerschnitt angeordnete Schrägprisma- Führungsprofil mit einem Führungsflächenpaar parallel zu einer Außenkante hat vorteilhafte Eigenschaften zur Aufnahme der Mas senkräfte, Vorspannkräfte sowie äußeren Kräfte und Momente. Gegenüber bekannten Ausführungen wie z. B. Doppelprisma-Führung steht bei der Schrägprisma-Wälzlängsführung die Belastung der Führungsflächenpaare und der dazugehörigen Wälzkörper in einem günstigen Verhältnis von ca. 1 : 1.The oblique prism arranged in the outer rectangular cross section Guide profile with a pair of guide surfaces parallel to one Outer edge has advantageous properties for receiving the mas vertical forces, preload forces as well as external forces and moments. Compared to known designs such. B. Double prism guide is the load on the oblique prism roller guide Guide surface pairs and the associated rolling elements in one favorable ratio of approx. 1: 1.

Die Belastung eines Führungsflächenpaares mit Wälzkörpern beträgt nur ca. Zweidrittel der Belastung des unteren Führungsflächen paares bisher bekannter Ausführungen. Damit kann die erfindungs gemäße Ausführung entsprechend stärker belastet werden, bzw. die Lebensdauer erhöht sich bei gleicher Belastung.The load on a pair of guide surfaces with rolling elements is only about two-thirds of the load on the lower guide surfaces couple of previously known versions. So that the fiction according to the execution are more heavily loaded, respectively Lifespan increases with the same load.

Die Montage der erfindungsgemäßen Schrägprisma-Baueinheit ist gegenüber den bekannten Ausführungen wesentlich einfacher durch zuführen. Dieser Vorteil wirkt auch beim Vorspannen der Führung. Die Massenkraft der bewegten Maschinenteile wird eindeutig von den zur Auflagefläche parallelen Führungsflächenpaar aufgenommen und ohne die Masse zusätzlich anheben zu müssen, können die Vor spannkräfte aufgebracht werden.The assembly of the inclined prism assembly according to the invention is compared to the known versions much easier respectively. This advantage also works when the guide is preloaded. The mass force of the moving machine parts is clearly determined by the pair of guide surfaces parallel to the support surface and without having to lift the mass additionally, the front tension forces are applied.

Embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel nä her erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen nachThe invention is based on an exemplary embodiment forth be explained. The associated drawings show

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schrägpris ma-Wälzlängsführung mit Vorspannelement, Fig. 1 shows a section through an inventive Schrägpris ma-Wälzlängsführung with biasing member,

Fig. 2 eine Schrägprisma-Wälzlängsführung als Baueinheit mit zwei Einzelkäfigen, Fig. 2 is an oblique prism Wälzlängsführung as a structural unit with two single cages,

Fig. 3 eine Schrägprisma-Wälzlängsführung als Baueinheit mit einem Winkelkäfig, Fig. 3 is an oblique prism Wälzlängsführung as a structural unit at an angle cage,

Fig. 4 Schrägprisma-Wälzlängsführung als Führungsleiste und Führungsblock mit einseitigem Kettenkäfig, Fig. 4 angled prism Wälzlängsführung as a guide rail and the guide block with one-sided chain cage,

Fig. 5 Schrägprisma-Wälzlängsführung als Führungsleiste und Führungsblock mit doppelseitigem Kettenkäfig. Fig. 5 inclined prism roller longitudinal guide as a guide bar and guide block with double-sided chain cage.

Nach z. B. Fig. 2 ist in einem flächenminimierten Rechteckquer schnitt 1 mit einem Außenkantenlängenverhältnis von ca. 2 : 1 ein Schrägprismaprofil angeordnet. Ein Führungsflächenpaar 2 ist parallel zu einer Außenkante vorgesehen und ein zweites Führungs flächenpaar 3 bildet dazu einen Winkel von 60°. An den Führungs flächen 2 sind profiloptimierte Kanten 4; 5 vorgesehen, die unter einander einen senkrechten Abstand von ±1 mm aufweisen. Zwischen Führungsschienen 6; 7 an den Führungsflächenpaaren 2; 3 liegen nach Durchmesser und Länge entsprechend den Kanten 4; 5 optimierte Wälzkörper 8, die nach Fig. 2 in Einzelkäfigen 9 bzw. nach Fig. 3 in einem Winkelkäfig 10 gehalten werden. Die Führungsschienen 6; 7 haben in Längsrichtung gleichmäßig verteilte Befestigungsbohrungen 11; 12. Nach den Fig. 4 und 5 werden die Rollenketten 14; 15 in ein seitiger bzw. doppelseitigen Kettenkäfigen 16; 19 geführt, wobei Führungsblöcke 13; 18 die entsprechenden Führungsflächen 20 auf weisen. After e.g. B. Fig. 2 is in an area-minimized rectangular cross section 1 with an outer edge length ratio of about 2: 1 an oblique prism profile is arranged. A pair of guide surfaces 2 is provided parallel to an outer edge and a second pair of guide surfaces 3 forms an angle of 60 °. On the guide surfaces 2 are profile-optimized edges 4; 5 provided, which have a vertical distance of ± 1 mm from each other. Between guide rails 6; 7 on the guide surface pairs 2; 3 lie according to the diameter and length corresponding to the edges 4; 5 optimized rolling elements 8 , which are held according to FIG. 2 in individual cages 9 or according to FIG. 3 in an angular cage 10 . The guide rails 6; 7 have fastening bores 11; 12 . . Referring to Figures 4 and 5, the roller chains 14 are; 15 in one-sided or double-sided chain cages 16; 19 guided, with guide blocks 13; 18 have the corresponding guide surfaces 20 .

List of the reference numerals used 1 rectangular cross section
2 pairs of guide surfaces
3 pairs of guide surfaces
4 edge
5 edge
6 guide rail
7 guide rail
8 rolling elements
9 single cage
10 angular cage
11 mounting hole
12 mounting hole
13 guide block
14 roller chain
15 roller chain
16 one-sided chain cage
17 guide rail
18 guide block
19 double-sided chain cage
20 guide surface

Claims

1. Oblique prism longitudinal guide, characterized in that in a rectangular cross-section ( 1 ) with an outer edge length ratio of about 2: 1 an oblique prism profile is arranged that a first pair of guide surfaces ( 2 ) is designed parallel to an outer edge and a second pair of guide surfaces ( 3 ) forms an angle of 60 ° that on the Füh approximately ( 2 ) profile-optimized edges ( 4; 5 ) are worked on, which have a vertical distance of ± 1 mm from each other and that between guide rails ( 6; 7 ) on the Füh approximately pairs ( 2; 3 ) of rolling elements ( 8 ), which are guided in individual cages.

2. Inclined prism rolling longitudinal guide according to claim 1, characterized in that the rolling elements ( 8 ) are held in an angular cage ( 10 ).

3. Inclined prism roller guide according to claim 1, characterized in that roller chains ( 14; 15 ) in one-sided chains cages ( 16 ) and that the guide block ( 13 ) has corresponding guide surfaces ( 20 ).

4. Oblique prism longitudinal guide according to claim 1, characterized in that the roller chains ( 14; 15 ) are guided in double-sided chain cages ( 19 ) and that the guide block ( 18 ) has corresponding guide surfaces ( 20 ).