DE4331511A1

DE4331511A1 - Profilschienen-Wälzlagerführung

Info

Publication number: DE4331511A1
Application number: DE4331511A
Authority: DE
Inventors: Hakan Dipl Ing Ispaylar
Original assignee: VDW VEREIN DEUTSCHER WERKZEUGM
Current assignee: VDW VEREIN DEUTSCHER WERKZEUGM
Priority date: 1993-09-16
Filing date: 1993-09-16
Publication date: 1995-03-23
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: DE4331511C2

Description

Gattung

Die Erfindung betrifft eine Profilschienen-Wälzlagerfüh rung mit einem Wagen, der mit Führungsschenkeln eine mit einem verbreiterten Kopf versehene Führungsschiene auf gegenüberliegenden Seiten und von oben umgreift, wobei der Wagen über zwischen den Führungsschenkeln und der Führungsschiene angeordnete Wälzkörper linearbeweglich geführt ist.

Stand der Technik

Aus der DE-OS 37 16 084 ist ein Rollenlager für endlos geradlinige Bewegung vorbekannt, das aus einer langen Laufschiene besteht, in der in einem Teil der Außenwand fläche eine geneigte Fläche ausgebildet ist, die als Lauffläche dient, mit einer Führungsschlitteneinheit, die über die Laufschiene läuft und in der eine Lauffläche ge genüber der Lauffläche ausgebildet ist, mit einer Anzahl Zylinderrollen, die zwischen der Lauffläche der Lauf schiene und der Lauffläche der Führungsschlitteneinheit nach Art eines Parallelrollenlagers eingesetzt sind, mit einer Laufnut, die die Lauffläche enthält, und einem Füh rungskanal für den endlosen Umlauf der Zylinderrollen, der die besagte Laufnut enthält, wobei die Laufnut und der Führungskanal für den endlosen Umlauf in der Füh rungsschlitteneinheit ausgebildet sind. Es sollen seitli che Platten vorgesehen sein, die an beiden Enden der Füh rungsschlitteneinheit befestigt sind, wobei in jeder die ser Platten ein Richtungswechselkanal, verbunden mit der Laufnut, in der gleichen Horizontalebene wie die Laufnut ausgebildet ist, und zwischen dem Richtungswechselkanal und der Laufnut ein Drehkanal ausgebildet ist, wobei sich in dem Drehkanal jede der Zylinderrollen so bewegt, daß sie allmählich so weit gedreht wird, bis sich ihre Zen tralachse in vertikaler Richtung befindet, und wobei sich die Zylinderrolle gleichzeitig von der Laufnut in die un belastete Zone bewegt. In einem Querschnitt senkrecht zur Gleitrichtung des Lagers soll der Krümmungsmittelpunkt des Drehkanals in einem Bereich liegen, der durch die Verlängerungslinie der Lauffläche der Laufschiene und die Verlängerungslinie des oberen Endes der Rolle auf der Au ßenseite der Laufschiene begrenzt wird. Der Drehkanal ist so ausgebildet, daß der Schwerpunkt der Zylinderrolle, die sich im Drehkanal bewegt, eine kosinusförmige Kurve oder einen einfachen Bogen beschreibt. Auf diese Art und Weise sollen die Rollen störungsfrei sicher gedreht und im Drehkanal vorwärtsgeschoben werden.

Die DE-OS 41 33 310 beschreibt eine mit "Geradefüh rungseinheit" bezeichnete Profilschienen-Wälzlagerführung mit einer eine vorgegebene Länge aufweisenden Schiene, welche an jeder Seite ein Paar Führungsflächen, eine in nere obere und eine innere untere Führungsfläche, auf weist, einem verschiebbar auf der Schiene gelagerten Schieber, welcher einen horizontalen Abschnitt und zwei vertikale Abschnitte aufweist, die an den Seiten des ho rizontalen Abschnittes angeordnet sind und jeweils ein Paar endloser Umlaufwege, die einen ersten und einen zweiten endlosen Umlaufweg, enthalten, wobei der erste endlose Umlaufweg einen ersten Laststreckenabschnitt mit einer äußeren oberen Führungsfläche, die der inneren obe ren Führungsfläche gegenüberliegt, einen ersten Rück wegabschnitt, der tiefer liegt und parallel zum ersten Laststreckenabschnitt verläuft, und zwei gebogene Ver bindungsabschnitte, die entsprechende Enden des ersten Laststrecken- und Rückwegabschnittes verbinden, enthält, und der zweite endlose Umlaufweg einen zweiten Laststreckenabschnitt mit einer unteren äußeren Führungs fläche, die der inneren unteren Führungsfläche gegenüber liegt, einen zweiten Rückwegabschnitt, der zum zweiten Laststreckenabschnitt verläuft und zwei gebogene Verbin dungsabschnitte, die entsprechende Enden des Last strecken- und des Rückwegabschnittes verbinden, enthält, und einer Mehrzahl von Wälzlagerelementen in jedem der endlosen Umlaufwege, um ein Wälzlager zwischen der Schiene und dem Schieber herzustellen. Der zweite Rück wegabschnitt des zweiten endlosen Umlaufweges soll höher liegen als der zweite Laststreckenabschnitt und weiter von einer Mittellinie der Führungseinheit entfernt sein als der erste Rückwegabschnitt.

Die DE-OS 39 31 397 betrifft ein Wälzlager für Linearbewegungen, umfassend einen auf einer Schiene in deren Längsrichtung verschiebbar geführten Lagerkörper mit wenigstens einen Teil der Schiene zwischen sich auf nehmenden Schenkeln und einem diese Schenkel einstückig miteinander verbindenden Steg, wobei jedem der Schenkel mindestens ein Wälzkörperumlauf zugeordnet ist und jeder dieser Wälzkörperumläufe eine lastübertragende Wälzkör perreihe in Eingriff mit jeweils einer lastaufnehmenden Laufbahn des jeweiligen Schenkels und jeweils einer Lauf bahn an einer diesem Schenkel benachbarten Seitenfläche der Schiene aufweist, wobei weiter die tragenden Wälzkör perreihen zwischen den jeweils zugehörigen Laufbahnen un ter Vorspannung setzbar sind und diese Vorspannung durch Vorspannmittel einstellbar ist. Die Vorspannmittel sollen im Bereich des Steges mit einer Wirkungsrichtung im wesentlichen senkrecht zur Schienenlängsrichtung und im wesentlichen parallel zu einer Verbindungsebene der bei den lastübertragenden Wälzkörperreihen angeordnet und zur Stauchung des Steges in dieser Wirkrichtung ausgebildet sein.

Aus der DE-OS 42 06 808 ist eine wälzgelagerte Längsfüh rungseinheit mit einer Schiene vorgegebener Länge vorbe kannt, welche mindestens eine erste innere Führungsanord nung einer ersten Art sowie mindestens eine zweite innere Führungsanordnung der ersten Art aufweist, mit einem Schieber, der verschiebbar auf der Schiene gelagert ist, und mindestens eine erste äußere Führungsanordnung der ersten Art, die die der ersten inneren Führungsanordnung mit Abstand gegenüberliegt und mit dieser einen ersten Führungskanal bildet, sowie mindestens eine zweite äußere Führungsanordnung der ersten Art, die der zweiten inneren Führungsanordnung mit Abstand gegenüberliegt und mit die ser einen zweiten Führungskanal bildet, aufweist, wobei alle Führungsanordnungen parallel zu einer Längsachse der Schiene verlaufen. Es soll außerdem eine Mehrzahl von er sten Wälzlagerelementen der ersten Art im ersten und zweiten Führungskanal, vorgesehen sein, die einen rollen den Kontakt zwischen der Schiene und dem Schieber her stellen. Die Schiene soll mindestens eine parallel zu ih rer Längsachse verlaufende dritte innere Führungsanord nung einer zweiten, von der ersten verschiedenen aufwei sen, wobei der Schieber mindestens eine dritte äußere Führungsanordnung der zweiten Art aufweist, die der drit ten inneren Führungsanordnung mit Abstand gegenüberliegt und mit dieser einen dritten Führungskanal bildet, wobei im dritten Führungskanal eine Mehrzahl von zweiten Wälz lagerelementen vorgesehen ist, welche in rollendem Kon takt mit der Schiene und dem Schieber stehen.

Die DE-OS 41 34 862 beschreibt eine Geradeführungseinheit mit einer langgestreckten Schiene vorgegebener Länge, welche eine Oberseite sowie eine erste und eine zweite Seitenfläche, die einander entgegengesetzt sind, auf weist. Es soll eine erste innere Führungsvorrichtung, die an einer Schulter zwischen der Oberseite und der ersten Seitenfläche der Schiene vorgesehen sein, und parallel zu einer Längsachse der Schiene verlaufen, mit einer zweiten inneren Führungsvorrichtung, die in der zweiten Seiten fläche der Schiene an einer Stelle unterhalb der Ober seite vorgesehen ist und parallel zur Längsachse der Schiene verläuft, mit einem Schlitten und mit einem hori zontalen Abschnitt und zwei vertikalen Abschnitten, die von entgegengesetzten Seiten des horizontalen Abschnittes vorspringen. Die Vorrichtung ist mit einer ersten äußeren Führungsvorrichtung im Schlitten versehen, die der ersten inneren Führungsvorrichtung gegenüberliegt, parallel zu ihr verläuft und mit ihr einen ersten Führungskanal bil det. Außerdem ist eine zweite äußere Führungsvorrichtung vorhanden, die im Schlitten gegenüber der zweiten inneren Führungsvorrichtung angeordnet ist, parallel zu dieser verläuft und mit ihr einen zweiten Führungskanal bildet, mit einer Mehrzahl von Rollen im ersten Führungskanal und einer Mehrzahl von Kugeln im zweiten Führungskanal.

Aus der DE-OS 37 30 128 ist ein geradliniges Gleitkugel lager vorbekannt, mit einen Gleitschlitten, der eine im wesentlichen portalförmige Querschnittsgestalt hat und ein horizontales Teil, Hülsenabschnitte, die sich von beiden Enden des horizontalen Teils nach unten er strecken, und eine nach unten weisende Aussparung auf weist, wobei jeder Hülsenabschnitt ein Paar Tragkugelnu ten enthält, die in seiner Innenfläche in Längsrichtung desselben eingeschnitten sind, sowie nicht-belastete Ku gelkanäle, die den beiden Tragkugelnuten zugeordnet sind, ein Paar Abdeckteile, die an den vorderen und hinteren Flächen des Gleitschlittens angebracht sind und Kugelum laufkanäle enthalten, die in der inneren Fläche ausgebil det sind, um endlose Kugellaufbahnen dadurch zu bilden, daß die Enden der Tragkugelnuten in Verbindung mit den Enden der nicht-belasteten Kugelkanäle stehen, mit einem schienenähnlichen Laufbahnträger, der mit Kugelwälznuten entsprechend den Tragkugelnuten versehen ist, wobei der Laufbahnträger an seinem oberen Abschnitt in die Ausspa rung des Gleitschlittens passend unter Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Abstandes dazwischen eingesetzt ist und eine Vielzahl von Kugeln, die sich rollend zwischen den Tragkugelnuten des Gleitschlittens und den Kugelwälz flächen des Laufbahnträgers unter Belastung bewegen, wo bei die beiden einseitig vorgesehenen oberen und unteren Tragkugelnuten, die in der inneren Fläche jedes Hülsenab schnittes des Gleitschlittens ausgebildet sind, von tie fen Nuten gebildet werden, deren öffnungsweite kleiner als wenigstens ein Durchmesser der Kugel ist, wobei die tiefen Nuten darin ausgebildet die Kugelwälzflächen ent halten.

Die DE-OS 40 41 269 betrifft ein Wälzlager für Linearbe wegung, umfassend eine Führungsschiene mit einer Längsachse, zwei Seitenflächen, einer Kopffläche und ei ner Mittelebene zwischen den beiden Seitenflächen. Ein U- förmiger Führungswagen ist mit einem parallel zu einer Stegebene verlaufenden, der Kopffläche der Führungs schiene gegenüberliegenden Steg und mit den Seitenflächen der Führungsschiene benachbarten Schenkeln, ausgebildet, mit einer Mehrzahl von Wälzkörperumläufen zur Führung des Führungswagens auf der Führungsschiene, wobei einer Seite der Mittelebene zwei Wälzkörperumläufe, nämlich Rollenum läufe, angeordnet sind. Jeder der beiden Rollenumläufe ist von Rollen mit einer Rollenachse, mit einer Rollenum fangsfläche, mit in Achsrichtung beabstandeten Rollenend flächen und mit einem auf der Rollenachse in der Mitte zwischen den beiden Endflächen liegenden Rollenmittel punkt ausgeführt. Jeder Rollenumlauf umfaßt eine geradli nige lastübertragende Rollenreihe in Eingriff mit einer zur Längsachse der Führungsschiene parallelen lastaufneh menden Laufbahn des Führungswagens und einer zur Längsachse der Führungsschiene parallelen lastaufnehmen den Laufbahn der Führungsschiene, eine im wesentlichen geradlinige, rücklaufende Rollenreihe in einer Rücklaufführung des Führungswagens und zwei Bogenrollen reihen in Bogenführungen des Führungswagens. Die Rollen achsen sämtlicher Rollen eines jeden Rollenumlaufs sind zueinander parallel angeordnet. Die beiden Rollenumläufe definieren je eine Umlaufebene, welche die Mittelpunkte der Rollen der lastübertragenden Rollenreihe und der rücklaufenden Rollenreihe des jeweiligen Rollenumlaufs annähernd enthält. Die Rollen der jeweiligen lastübertra genden Rollenreihe eines jeden Rollenumlaufs definieren eine Kraftübertragungsebene, welche auf den Rollenachsen der Rollen der lastübertragenden Rollenreihe senkrecht steht und die Mittelpunkte der Rollen dieser lastübertra genden Rollenreihe enthält. Die Umlaufebenen und die Kraftübertragungsebenen beider Rollenumläufe sind zur Längsachse der Führungsschiene parallel angeordnet. Die Kraftübertragungsebenen der lastübertragenden Rollenrei hen beider Rollenumläufe schließen miteinander einen er sten Winkel ein und die Umlaufebenen beider Rollenumläufe miteinander einen zweiten Winkel. Die Projektionen der beiden Umläufe sind in Richtung der Längsachse verschnei dungsfrei, wobei weiter die beiden Rollenumläufe in Rich tung senkrecht zur Stegebene übereinander angeordnet sind und wobei die rücklaufenden Rollenreihen beider Rollenum läufe von der Mittelebene der Führungsschiene weiter ent fernt sind als die lastübertragenden Rollenreihen beider Rollenumläufe. In jedem der Rollenumläufe sind die Rollen der rücklaufenden Rollenreihe gegenüber den Rollen der lastübertragenden Rollenreihe in Richtung der Rollenach sen des jeweiligen Rollenumlaufs um eine jeweilige Ver satzstrecke versetzt, wobei aufeinanderfolgende Rollen beider Bogenrollenreihen des jeweiligen Rollenumlaufs re lativ zueinander um jeweilige Einzelversatzstrecken in Richtung der jeweiligen Rollenachsen gegeneinander ver setzt sind, deren über die jeweilige Bogenrollenreihe ge bildete Summe der jeweiligen Versatzstrecke entspricht. Die Versatzrichtung der rücklaufenden Rollenreihen ist gegenüber den lastübertragenden Rollenreihen beider Rol lenumläufe derart gewählt, daß der zweite Winkel kleiner ist als der erste Winkel.

Aus der DE-OS 37 42 965 ist eine lineare Führungseinheit mit einer Führungsschiene vorbekannt, die eine Anzahl von Abrollnuten für Laufrollen in Achsialrichtung aufweist, einem Gleitstück, das von der Führungsschiene geführt ist und mit einer Anzahl von Abrollnuten für Laufrollen aus gestattet ist, die den entsprechenden Abrollnuten der Führungsschiene gegenüberliegen, mit einer Anzahl von Laufrollen, die abrollbar in die Abrollnuten des Gleit stückes und der Führungsschiene eingeschoben sind. In ei ner Fläche des Gleitstückes, die der Führungsschiene ge genüberliegt, ist eine Ausnehmung ausgebildet, wobei ein Druckmechanismus in der Ausnehmung angeordnet ist und eine Druckkraft auf eine obere Fläche der Führungsschiene ausübt, die dem Gleitstück gegenüberliegt, wobei eine Druckquelle über eine Druckeinstelleinrichtung mit dem Druckmechanismus gekoppelt ist und die Druckeinstelleinrichtung die Druckkraft regelt.

Die unter der deutschen Nummer 39 90 963 veröffentlichte internationale Anmeldung WO 90/02270 betrifft ein li neares Gleitlager, das eine Laufbahnbasis aufweist, die achsiale Wälzkörperlaufbahnen hat und fest mit einer Be arbeitungsvorrichtung oder dergleichen verbunden ist, mit einem Gleitbett, das mit endlosen Laufbahnen ausgebildet ist, die Belastungsbereiche und Belastungslaufbahnen auf weisen, die den Wälzkörperlaufbahnen zugeordnet sind, und nicht Belastungsbereiche aufweisen, mittels welchen kom munizierende Verbindungen zwischen den beiden Enden der Belastungsbereiche herstellbar sind. Mit einer Mehrzahl von Wälzkörpern, die in den endlosen Laufbahnen zur Auf nahme der Belastung zwischen den Belastungslaufbahnen des Gleitbettes und den Laufbahnen der Laufbahnbasis umlau fen. Das Gleitbett soll folgendes umfassen: Seitenwände, die längs einer Endseite der Belastungslaufbahnen verlau fen und die achsialen Bewegungen der Belastungswälzkörper regulieren, die sich auf den Belastungslaufbahnen abwäl zen; und eine Andrückeinrichtung, welche die einen End seiten der Belastungswälzkörper in achsialer Richtung und die anderen Seiten auf die Seitenwand drücken.

Die DE-OS 35 40 099 betrifft ebenfalls ein lineares Gleitrollenlager, das gekennzeichnet ist durch eine Füh rungsschiene, die auf ihren gegenüberliegenden Seiten be lastete Laufflächen aufweist; einen Lagerkörper, der auf der Führungsschiene längs zu ihr beweglich befestigt ist und ein Paar Randleistenteile aufweist, die sich von sei nen gegenüberliegenden Seiten nach unten erstrecken, wo bei zwischen ihnen ein sich in Längsrichtung erstrecken der mittlerer Hohlraum ausgebildet ist, und der Lagerkör per an seinem mittleren Teil der inneren Umfangsfläche mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden mittleren Nut und an der inneren Umfangsfläche jedes Randleisten teils mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden Sei tennut, versehen ist, wobei die mittlere Nut an ihrer Bo denfläche mit einer Paar, sich in Längsrichtung erstreckender belasteter Laufflächen, die den entspre chenden belasteten Laufflächen an der Führungsschiene ge genüberliegen, versehen ist, und jede der Seitennut an ihren Bodenflächen mit einer sich in Längsrichtung er streckenden belasteten Lauffläche, die der entsprechenden belasteten Lauffläche an der Führungsschiene gegenüber liegt, versehen ist, und der Lagerkörper weiter vier durch ihn verlaufende unbelastete Laufrollenkanäle auf weist; vier zwischen den gegenüberliegenden belasteten Laufflächen an dem Lagerkörper und der Führungsschiene angeordnete Reihen von Rollen; und durch zwischen dem La gerkörper und der Führungsschiene angeordnete Halterungen zum Führen und Halten der zwischen den gegenüberliegenden Laufflächen angeordneten Rollen in Verbindung mit den Seitenflächen der mittleren und seitlichen Nuten.

Aus der DE-OS 33 17 121 ist ein Linearkugellager vorbe kannt, das einen Lagerkörper mit einem Paar von auf ihren gegenüberliegenden Innenseiten mit Längsrippen versehenen Schenkeln versehen ist, mit in den beiden Seitenflächen der Längsrippen ausgebildeten und Teile von Kanälen für belastete Kugeln bildenden Kugelrollnuten und mit den Kanälen für belastete Kugeln parallelen, im wesentlichen in den Schenkeln des Lagerkörpers ausgebildeten Ku gelkanälen für unbelastete Kugeln, durch eine in beiden Seitenflächen mit Ausnehmungen zur Aufnahme der Längsrip pen des Lagerkörpers versehenen Führungsschiene, wobei die Ausnehmungen in ihren beiden Seitenflächen mit Teilen der Kanäle für die belasteten Kugel bildenden Kugelroll nuten versehen sind, und durch an beiden Enden des La gerkörpers angebrachte Kappen, welche Kugelwändenuten ausbilden, durch welche die durch die Kugelrollnuten im Lagerkörper und in der Führungsschiene ausgebildeten Kanäle für die belasteten Kugeln mit den entsprechenden Kanälen für die unbelasteten Kugeln verbunden sind, wobei den Kugelreihen ermöglicht wird, durch die Kanäle für be lastete Kugeln und dann durch die Kanäle für unbelastete Kugeln zu zirkulieren.

Die DE-OS 32 27 902 beschreibt eine Linearkugellagerein heit, die Linearkugellager umfaßt, das einen Lagerblock körper aufweist, der mittels Schmieden oder mittels Prä zisionsgießen ausgebildet ist und eine mittige Ausnehmung von generell trapezförmigen Querschnitt hat, sowie Ränder aufweist, die bezüglich der mittigen Ausnehmung auf ent gegengesetzten Seiten ausgebildet sind. Weiterhin weist die Linearkugellagereinheit integral bzw. einstückig aus gebildete Käfig- bzw. Befestigungsseitenabdeckungen auf, die aus einem ölimprägnierten wärmehärtbaren Kunst stoffmaterial, einer Spritzgußlegierung oder einem mit ölimprägnierten gesinterten Metall ausgebildet sind und die weder einer Schubbelastung noch einer Abhebebelastung (Aufwärtslast) ausgesetzt sind sowie von den entgegenge setzten Seiten des Lagerblockkörpers her in oder an den Lagerblockkörper ein- oder angefügt und an diesen befe stigt werden. Schließlich ist eine Lauf- bzw. Spurstange in das Linearlager eingefügt.

Die DE-OS 34 47 620 betrifft ebenfalls ein lineares Wälz lager zwischen einem Schlitten und einer geraden Schiene, um den Schlitten längs der Schiene geradlinig bewegen zu können. Diese lineare Kugellageranordnung weist einen Endlosweg auf, der im Schlitten definiert ist und sich zusammensetzt aus einem Lastwegabschnitt, einem Rücklaufwegabschnitt und einem Paar von Verbindungswegab schnitten, die je die entsprechenden Enden des Last- und des Rücklaufwegabschnittes miteinander verbinden, um so eine geschlossene Schleife zu definieren. Die im Endlos laufweg vorgesehenen Kugeln führen dabei ihre Wälzbewe gung vom Lastwegabschnitt in den Rücklaufwegabschnitt über einen der Verbindungswegabschnitte aus und kehren dann in den Lastwegabschnitt über den anderen Verbindungsabschnitt wieder zurück, wenn sich der Schlit ten längs der Schiene in eine Richtung bewegt. Der Rück laufabschnitt ist im Schlitten oberhalb des Lastabschnit tes und nach innen zu vorgesehen. Im Lastabschnitt stehen die Kugeln im Wälzkontakt zwischen Schlitten und Schiene. Die Anordnung ist in der Größe kompakt, insbesondere in der Breite.

Die DE-OS 30 05 579 betrifft eine lineare Kugellagerein heit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus DIN 636 sind "Dynamische und statische Tragzahlen" für Profilschienen-Kugelführungen (Linear-Wälzlager) vor bekannt.

Die meisten der vorbeschriebenen Profilschienen-Wälzla gerführungen haben vier Wälzkörperreihen, während z. B. die Konstruktion nach der DE-OS 34 47 620 nur zwei und die Konstruktion nach der DE-OS 42 06 808 sechs Wälzkör perreihen aufweist. Wälzkörper werden in folgenden drei verschiedenen Konstruktionen montiert:

1. Mit Spiel, d. h. die Lücke zwischen Führungsschie nen und Wagen ist größer als der Wälzkörperdurch messer.
2. Spielfrei, d. h. theoretisch ist keine Lücke zwi schen Führungsschiene und Wagen vorhanden, wenn die Wälzkörper eingebaut sind.
3. Die Konstruktion wird vorgespannt, d. h. die Lücke zwischen Führungsschiene und Wagen ist kleiner als der Wälzkörperdurchmesser. Dieser Zustand wird in Form einer Vorspannungskraft definiert.

Bei den Profilschienen-Wälzlagerführungen entsprechend vorstehend unter Ziffer 1. und 2. tragen bei Last nur die beiden oberen oder unteren Wälzkörperreihen. Die Lage der tragenden Reihen ist von der Anordnung der Wälzkörper und von der Lastrichtung abhängig. Hierbei wird zwischen X- und O- Anordnung unterschieden. Bei einer Druckbelastung tragen bei X-Anordnungen die oberen und bei O-Anordnungen die unteren Wälzkörperreihen. Bei einer Zugbelastung sind die Verhältnisse genau umgekehrt.

In der Konstruktion gemäß Ziffer 3. tragen bis die äußere Last die eingestellte Vorspannungskraft erreicht hat, vier Wälzkörperreihen. Dabei wird z. B. bei X-Anordnung und bei einer Druckbelastung die obere Reihe belastet. Bei der unteren Reihe wird zunächst die Vorspannung abge baut. Ab dem Erreichen der Vorspannungskraft stehen die unteren Reihen nicht mehr im Kraftfluß.

Hieraus wird ersichtlich, daß bei den oben beschriebenen Bauarten die Wälzkörperreihen oben bzw. unten ungleich mäßig belastet werden. Aus diesem Grund wird in der Pra xis der Berechnung derartiger Profilschienen-Wälzkörper führungen bei Berechnung der nominellen Lebensdauer immer der Fall angenommen, daß nur zwei Wälzkörperreihen tra gen.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Profil schienen-Wälzlagerführung der im Oberbegriff des Pa tentanspruches 1 vorausgesetzten Gattung dahingehend zu verbessern, daß die Genauigkeit und Lebensdauer der Füh rung unter Last erheblich verbessert wird.

Lösung

Die Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiedergege benen Merkmale gelöst.

Einige Vorteile

Bei den vorbekannten Bauarten umgreifen die Führungs schenkel des Wagens den Querschnitt der Führungsschiene. Demgegenüber werden die Führungsschenkel des Wagens bei der Erfindung durch die Führungsschiene auf zwei gegen überliegenden Seiten umgriffen und hier durch Wälzkörper geführt. Dadurch wird die Aufbiegung der Führungsschenkel unter Last minimiert, so daß der Steifigkeitsverlust in folge dieser Aufbiegung zu vernachlässigen ist. Diese Anordnung der Laufflächen der Wälzkörper bewirkt, daß immer vier Wälzkörperreihen Lasten aufnehmen können. Dadurch wird auch die Lebensdauer, die rechnerisch nach DIN 636 ermittelt wird, verdoppelt.

Weitere erfinderische Ausführungsformen

In Patentanspruch 2 ist eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Hieraus ist zu erkennen, daß die Laufflächen der Wälzkörperreihen an der Führungs schiene so angeordnet werden, daß die rechte und linke Hälfte der Führungsschiene jeweils parallel zueinander unter einen Winkel von 20 Grad bis 70 Grad zur Schienen unterfläche verlaufen.

Patentanspruch 3 beschreibt einen besonders bevorzugten Winkelbereich.

Aus Patentanspruch 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zu entnehmen.

In Patentanspruch 5 ist eine weitere sehr vorteilhafte Aus führungsform beschrieben, bei welcher auch die Aufnahme von Momenten durch die Führungsschiene und die Führungs schenkel gelöst ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - an Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Profilschienen- Wälzlagerführung gemäß dem Stand der Technik in X-Anordnung, bei Druckbelastung;

Fig. 2 die aus Fig. 1 ersichtliche Profilschienen- Wälzlagerführung bei Zugbelastung;

Fig. 3 eine Profilschienen-Wälzlagerführung gemäß dem Stand der Technik mit O-Anordnung der Wälzkörper, bei Druckbelastung;

Fig. 4 die aus Fig. 3 ersichtliche Profilschienen- Wälzlagerführung bei Zugbelastung;

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Profilschienen-Wälzla gerführung bei Zug- und Druckbelastung, eben falls im Querschnitt und

Fig. 6 die aus Fig. 5 ersichtliche Profilschienen- Wälzlagerführung bei Momentenbelastung.

In der Zeichnung sind die Reaktionskräfte mit Pfeilen veranschaulicht. Die Zug- und Druckbelastungen und die Momentenbelastung wurden ebenfalls durch Pfeile darge stellt.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Wagen bezeichnet, der durch Wälzkörper 2, 3 bzw. 4, 5 an einer profilierten Führungsschiene 6 geführt ist.

Die Laufflächen für die Wälzkörper 2 bis 5 an dem Wagen 1 sind mit den Bezugszeichen 7, 8 bzw. 9, 10 bezeichnet worden, während die Laufflächen an der Führungsschiene 6 die Bezugszeichen 11, 12 bzw. 13, 14 tragen.

Deutlich ist aus Fig. 1 zu erkennen, daß bei Druckbela stung die unteren Wälzkörper 3 und 5 druckentlastet wer den und von den Laufflächen 12 bzw. 13 der Führungs schiene 6 abheben, während bei Zugbelastung (Fig. 2) eine Endlastung der Laufflächen 7 und 9 des Wagens 1 auftritt.

Bei der Konstruktion gemäß den Fig. 3 und 4 (O-Anordnung der Wälzkörper) tritt bei Druckbelastung dagegen ein Ab heben der Wälzkörper 2 und 4 von den oberen Laufflächen 11 und 14 der Führungsschiene auf, während bei Zugbela stung die Wälzkörper von den unteren Laufflächen 10 und 12 des Wagens 1 auftritt.

Des weiteren ist deutlich aus den Fig. 1 bis 4 zu erken nen, daß die Führungsschenkel 15 und 16 des Wagens 2 die Führungsschiene 6 auf diametral gegenüberliegenden Seiten umfassen. Die Laufflächen 7 bis 14 der Wälzkörper 2 bis 5 liegen beim Stand der Technik innen zwischen der Füh rungsschiene 6 und den Führungsschenkeln 15 und 16 des Wagens 1.

Demgegenüber sind bei der aus den Fig. 5 und 6 ersichtli chen Ausführungsform der Erfindung die Führungsschenkel 15 und 16 im Bereich der Wälzführung von der Führungs schiene 6 durch die Laufflächen 7 bis 14 enthaltenden Führungsschienenteilen 17, 18 bzw. 19, 20 umgriffen, der art, daß die durch die resultierenden Reaktionskräfte verlaufenden Wirklinien 21 bzw. 22 einen spitzen Winkel α mit der Unterseite 23 des Wagens 1 oder mit der Längsmit tenachse 24 der Führungsschiene 6 einschließen. Wie er sichtlich ist, ist ein seitliches Aufklaffen der Füh rungsschenkel 15 und 16 (Flanken) nicht mehr möglich. Da durch ist davon auszugehen, daß bei einer starren Anbin dung der Führungsschiene 6 und des Wagens 1 für die Wälz körper an den Unterbauteilen vergleichbare Steifigkeit oder nahezu gleiche Steifigkeit bei Zug-, Druck- und Sei tenbelastung herrscht.

Außerdem herrscht bei Zug-, Druck- oder Seitenbelastung ein Gleichgewicht zwischen den oberen und unteren Reihen der Wälzkörper, weil ein Abheben der oberen bzw. unteren Wälzkörperreihen nicht mehr möglich ist, wenn die äußere Last die Vorspannungskraft erreicht, falls die Wälzkörper unter Vorspannung eingebaut werden.

Mit dem Pfeil 25 ist eine Momentenbelastung angedeutet.

Das Bezugszeichen 26 bezeichnet eine Anschraubfläche am Wagen 1.

Bei 34 bzw. 35 ist je eine etwa dreieckförmige Aussparung im Fußbereich der Führungsschiene 6 bezeichnet.

Mit den Bezugszeichen 27 und 28 sind in den Fig. 1 bis 4 Wälzkörperrückführungskanäle bezeichnet. Derartige Wälz körperrückführungskanäle sind in den Fig. 5 und 6 mit den Bezugszeichen 29, 30 und 31 bezeichnet worden.

32 und 33 bezeichnen ebenfalls Wälzkörper, die sich an Laufflächen abstützen, die an den parallel zur Längsmit tenachse 24 verlaufenden Seitenflächen der Führungs schiene 6 angeordnet sind.

Die Wälzkörper 2, 3, 4 und 5 können sowohl als Kugeln als auch als Rollen ausgeführt werden.

Die in der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Er findung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1 Wagen
2 Wälzkörper
3 Wälzkörper
4 Wälzkörper
5 Wälzkörper
6 Führungsschiene
7 Lauffläche am Wagen 1 für Wälzkörper
8 Lauffläche am Wagen 1 für Wälzkörper
9 Lauffläche am Wagen 1 für Wälzkörper 10 Lauffläche am Wagen 1 für Wälzkörper
11 Lauffläche an der Führungsschiene 6 für Wälzkörper
12 Lauffläche an der Führungsschiene 6 für Wälzkörper
13 Lauffläche an der Führungsschiene 6 für Wälzkörper
14 Lauffläche an der Führungsschiene 6 für Wälzkörper
15 Führungsschenkel
16 Führungsschenkel
17 Führungsschienenteil
18 Führungsschienenteil
19 Führungsschienenteil
20 Führungsschienenteil
21 Wirklinie
22 Wirklinie
23 Unterseite
24 Längsmittenachse
25 Pfeil
26 Anschraubfläche
27 Rückführungskanal
28 Rückführungskanal
29 Rückführungskanal
30 Rückführungskanal
31 Rückführungskanal
32 Wälzkörper
33 Wälzkörper
34 Aussparung, dreieckförmige
35 Aussparung, dreieckförmige
α Winkel der Wirklinie

Literaturverzeichnis

VDW Forschungsberichte 01 53, Oktober 1992: "Untersuchung von Wälzführungen zur Verbesserung des statischen und dy namischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen"

DE-OS 37 16 084
DE-OS 41 33 310
DE-OS 39 31 397
DE-OS 42 06 808
DE-OS 41 34 862
DE-OS 37 30 128
DE-OS 40 41 269
DE-OS 37 42 965.

DE-Veröffentlichung: 39 90 963 T1 der internationalen Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer: WO 90/02270

DE-OS 35 40 099
DE-OS 33 17 121
DE-OS 32 27 902
DE-OS 34 47 620
DE-OS 30 05 579.

DIN 636 "Dynamische und statische Tragzahlen" für Profil- Kugelführungen (Linear-Wälzlager).

Claims

1. Profilschienen-Wälzlagerführung mit einem Wagen, der mit Führungsschenkeln eine mit einem verbrei terten Kopf versehene Führungsschiene auf gegen überliegenden Seiten und von oben umgreift, wobei der Wagen über zwischen den Führungsschenkeln und der Führungsschiene angeordnete Wälzkörper linear beweglich geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Führungsschenkel (15 bzw. 16) im Bereich der Wälzführung von Führungsschienenteilen (17, 18 bzw. 19, 20) umgriffen ist, derart, daß die durch die Mittelpunkte zusammengehöriger Wälzkörper ver laufenden Wirklinien (21 bzw. 22) mit der Unter seite des Wagens (1) oder mit der Längsmittenachse (24) der Führungsschiene (6) einen spitzen Winkel (α) einschließt.

2. Profilschienen-Wälzlagerführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirklinie (21, 22) einen Winkel (α) von etwa 20 bis 70 Grad ein schließt.

3. Profilschienen-Wälzlagerführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) 40 bis 50 Grad beträgt.

4. Profilschienen-Wälzlagerführung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, mit an den Führungs schenkeln des Wagens vorgesehenen Laufflächen und zugehörigen Laufflächen an der Führungsschiene, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (6) auf jeder Seite ihrer Längsmittenachse (24) eine in einem orthogonal zur Längsmittenachse (24) ge führten Querschnitt etwa dreieckförmige Aussparung besitzt, in die jeder Führungsschenkel (15 bzw. 16) mit einem Fortsatz eingreift und daß in diesem Bereich die Führungsschenkel (15, 16) die Laufflä chen (7, 8 bzw. 9, 10) aufweisen, während die Füh rungsschiene an ihrem inneren, der Unterseite (23) des Wagens (1) zugekehrten Bereich eine Verbreite rung mit etwa T-förmiger Ausgestaltung aufweist, die ebenfalls Laufflächen (12, 14) für die Wälz körper (2, 4) besitzt und daß diese Laufflächen (12, 14) den entsprechenden Laufflächen (7, 9) der Führungsschenkel (15, 16) gegenüberliegen, während im Fußbereich der Führungsschiene (6) in Richtung auf die Führungsschenkel (15, 16) gerichtete, als Vorsprünge ausgebildete Führungsschienenteile (17, 18) angeordnet sind, die die Führungsschenkel (15, 16) umgreifen und in diesem Bereich der Füh rungsschiene (6) ebenfalls Laufflächen für die Wälzkörper (3, 5) ausgebildet sind und daß eine durch den Mittelpunkt des T-förmigen Kopfes der Führungsschiene (6) und durch die Mitte der Aus sparung (34 bzw. 35) gelegte Verbindungslinie einen spitzen Winkel mit der Längsmittenachse (24) der Laufschiene (6) einschließt.

5. Profilschienen-Wälzlagerführung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschenkel (15, 16) an den einander zugekehrten Seitenwänden im Bereich zwischen den die Führungsschenkel (15, 16) führenden Wälzkör pern (2, 3 bzw. 4, 5) durch weitere Wälzkörper (32, 33) an der Führungsschiene (6), insbesondere zum Zwecke der Momentaufnahme, geführt sind (Fig. 6).