DE4331511C2

DE4331511C2 - Profilschienen-Kugelumlaufführung

Info

Publication number: DE4331511C2
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: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: DE4331511A1

Description

Gattung

Die Erfindung betrifft eine Profilschienen-Kugelumlauffüh 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 Kugeln 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 der Laufschiene 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, nämlich 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 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 Art 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 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 einem 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 Seiten flächen 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 Axialrichtung 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 in der DE 39 90 963 A1 veröffentlichte internationale Anmeldung WO 90/02270 betrifft ein li neares Gleitlager, das eine Laufbahnbasis aufweist, die axiale 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 Nichtbelastungsbereiche 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 axialen Bewegungen der Belastungswälzkörper regulieren, die sich auf den Belastungslaufbahnen abwäl zen; und eine Andrückeinrichtung, welche die einen End seiten der Belastungswälzkörper in axialer 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 Seitennuten 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, die einen Lagerblock körper aufweisen, 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 Öl imprägnierten 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.

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.

Aus der WO 85/01997 A1 ist eine Profilschienen-Wälzlagerführung mit einem Wagen vorbekannt, an dessen Unterseite materialmäßig einstückig sowie parallel zueinander verlaufend Vorsprünge angeordnet sind, die mit Abstand eine mit einem verbreiterten Kopf versehene Führungsschiene auf gegenüberliegenden Seiten einschließen. Mit jedem der Vorsprünge ist jeweils ein in einem orthogonal zur Längsachsrichtung des Wagens geführten Schnitt in Richtung auf einen Steg der Führungsschiene und damit orthogonal zur Längsachsrichtung der Führungsschiene verlaufender Führungsschen kel materialmäßig einstückig angeordnet. Die Führungsschenkel sind als Leisten aus gebildet und erstrecken sich in Längsachsrichtung der Führungsschiene. Diese Füh rungsschenkel ragen somit in den jeweils zwischen dem verbreiterten Kopf, dem damit materialmäßig einstückigen Steg der Führungsschiene und einem verbreiterten Monta gefuß befindlichen Raum und enden mit Abstand vor dem Steg der Führungsschiene. Unterhalb des verbreiterten Kopfes der Führungsschiene und an einem gegenüberlie genden Abschnitt des jeweiligen Führungsschenkels ist jeweils eine Lauffläche für zy lindrische Wälzkörper angeordnet. Laufflächen für diese Wälzkörper befinden sich auch an dem Montagefuß und an gegenüberliegenden Oberflächen der Führungs schenkel angeordnet.

Die Wälzkörper sind als Rollen ausgebildet und durch plattenförmige Kettenglieder und Verbindungsbolzen einstückig nach Art einer Gall′schen Kette gelenkbeweglich mitein ander verbunden. Es wird in einigen Sätzen auch darauf hingewiesen, daß Vorsprünge auch schiefwinklig angeordnet werden könnten, um Kräfte aus allen Richtungen aufzunehmen.

Keine der offenbarten Profilschienen-Wälzlagerführungen kann aber Momente auf nehmen.

Aus der JP 62-141308 A Patents Abstract of Japan M-647 December 2, 1987 Vol. 11/No. 368 ist eine Profilschienen-Wälzlagerführung vorbekannt, mit einem Wagen, der mit Führungsschenkeln eine mit einem verbreiterten Kopf versehene Führungs schiene auf gegenüberliegenden Seiten und von oben umgreift, wobei der Wagen über zwischen den Führungsschenkeln und der Führungsschiene angeordnete Wälzkörper linearbeweglich geführt ist. Diese vorbekannte Bauart vermag zwar Momente und seit liche Drücke aufzunehmen, jedoch heben die Wälzkörper sowohl bei Zug- wie auch bei Druckbeanspruchungen von den zugeordneten Führungen ab.

Die JP 4-73421 A Patents Abstract of Japan M-1270 June 24, 1992 Vol. 16/No. 284 beschreibt ebenfalls eine Profilschienen-Wälzlagerführung 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 linearbe weglich geführt ist. Auch diese Konstruktion vermag Momente und seitliche Belastun gen aufzunehmen, jedoch heben die Wälzkörper sowohl bei Zug- wie auch bei Druck beanspruchungen ebenfalls von den Führungen ab.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Profilschienen-Kugellagerführung da hingehend zu verbessern, daß sowohl bei Zug- wie auch bei Druckbeanspruchungen, seitlichen Belastungen und Momentenbelastungen die Kugeln von den zugeordneten Führungen nicht abheben können, sondern sich bei gleicher Kraftaufnahme eine hohe Steifigkeit in allen Richtungen ergibt, wobei die Genauigkeit und die Lebensdauer der Führungen unter Last erheblich verbessert werden soll.

Lösung

Die Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Einige Vorteile

Bei der Erfindung umgreifen die Führungsschienen den Wagen auf zwei gegenüber liegenden Seiten, derart, daß die durch die resultierenden Reaktionskräfte verlaufen den Wirklinien einen spitzen Winkel mit der Mittellinie des Querschnitts der Führungsschiene einschließen. Wie ersichtlich ist, ist ein seitli ches Aufklaffen der Führungsschenkel (Flanken) nicht möglich. Dadurch ist davon aus zugehen, daß bei einer starren Anbindung der Führungsschiene und des Wagens für die Kugeln an den Unterbauteilen vergleichbare Steifigkeit oder nahezu gleiche Stei figkeit bei Zug-, Druck- und Seitenbelastung herrscht. Außerdem herrscht bei Zug-, Druck- oder Seitenbelastung ein Gleichgewicht zwischen den oberen und unteren Rei hen der Kugeln, weil ein Abheben der oberen bzw. unteren Kugeln nicht mehr möglich ist, wenn die äußere Last die Vorspannungskraft erreicht, falls die Kugeln unter Vor spannung eingebaut werden sollten. Auch bei einer Momentenbelastung führt nichts zu einem Abheben der Kugeln von den zugeordneten Laufflächen. Im übrigen ist die An ordnung der Laufflächen der Kugeln so bewirkt, daß immer vier Kugelreihen Last auf nehmen können. Dadurch wird auch die Lebensdauer, die rechnerisch nach DIN 636 ermittelt wird, verdoppelt.

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

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

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

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

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

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Profilschienen-Kugellagerführung bei Zug- und Druck belastung, ebenfalls im Querschnitt und

Fig. 6 die aus Fig. 5 ersichtliche Profilschienen-Kugellagerführung bei Momentenbe lastung.

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 Kugeln 2, 3 bzw. 4, 5 an einer profilierten Führungsschiene 6 geführt ist.

Die Laufflächen für die Kugeln 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 Druckbelastung die unteren Kugeln 3 und 5 druckentlastet werden und von den Laufflächen 12 bzw. 13 der Führungsschiene 6 abheben, während bei Zugbelastung (Fig. 2) eine Entlastung der Laufflächen 7 und 9 des Wagens 1 auftritt.

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

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

Demgegenüber sind bei der aus den Fig. 5 und 6 ersichtlichen Ausführungsform der Erfindung die Führungsschenkel 15 und 16 im Bereich der Kugellagerführung von der Führungsschiene 6 durch die Laufflächen 7 bis 14 enthaltenden Führungsschienen teilen 17, 18 bzw. 19, 20 umgriffen, derart, daß die durch die resultierenden Reaktionskräfte verlaufenden Wirklinien 21 bzw. 22 einen spitzen Winkel α mit der Längsmittenachse 24 der Führungsschiene 6 einschließen. Wie ersichtlich ist, ist ein seitliches Aufklaffen der Führungsschenkel 15 und 16 (Flanken) nicht mehr möglich. Dadurch ist davon auszugehen, daß bei einer starren Anbindung der Führungsschiene 6 und des Wagens 1 für die Kugeln an den Unterbauteilen vergleichbare Steifigkeit oder nahezu gleiche Steifigkeit bei Zug-, Druck- und Seitenbelastung herrscht.

Außerdem herrscht bei Zug-, Druck- oder Seitenbelastung ein Gleichgewicht zwischen den oberen und unteren Reihen der Kugeln, weil ein Abheben der oberen bzw. unteren Kugelreihen nicht mehr möglich ist, wenn die äußere Last die Vorspannungskraft er reicht, falls die Kugeln 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 dreieckförmige Aussparung im Fußbereich der Füh rungsschiene 6 bezeichnet.

Mit den Bezugszeichen 27 und 28 sind in den Fig. 1 bis 4 Kugelrückführungskanäle bezeichnet. Derartige Kugelrückführungskanäle sind in den Fig. 5 und 6 mit den Be zugszeichen 29, 30 und 31 bezeichnet worden.

32 und 33 bezeichnen ebenfalls Kugeln, die sich an Laufflächen abstützen, die an den parallel zur Längsmittenachse 24 verlaufenden Seitenflächen der Führungsschiene 6 angeordnet sind.

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 Mittellinie des Querschnitts der Führungsschiene
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

Claims

Profilschienen-Kugelumlaufführung mit einem Wagen (1), der mit Führungs schenkeln (15, 16) eine mit einem verbreiterten Kopf versehene Führungs schiene (6) auf gegenüberliegenden Seiten und von oben umgreift, wobei der Wagen (1) über zwischen den Führungsschenkeln (15, 16) und der Führungs schiene (6) angeordnete Kugeln (2, 3 bzw. 4, 5) linearbeweglich geführt ist, und daß jeder Führungsschenkel (15 bzw. 16) im Bereich der Kugellagerführung von Führungsschienenteilen (17, 18 bzw. 19, 20) umgriffen ist, derart, daß die durch die resultierenden Reaktionskräfte und durch die Mittelpunkte der Kugeln (2, 3 bzw. 4, 5) verlaufenden Wirklinien (21 bzw. 22) einen spitzen Winkel (α) von 20 bis 70 Grad, vorzugsweise von 40 bis 50 Grad, mit der Mittellinie (24) des Querschnitts der Führungsschiene (6) einschließen, wobei die Führungsschiene (6) auf jeder Seite ihrer Mittellinie (24) eine in einem orthogonal zur Mittellinie (24) geführten Querschnitt eine dreieckförmige Aussparung (34 bzw. 35) besitzt, in die jeder Führungsschenkel (15 bzw. 16) mit einem Fortsatz eingreift, und daß in diesem Bereich die Führungsschenkel (15, 16) Laufflächen (7, 8 bzw. 9, 10) aufweisen, während die Führungsschiene (6) an ihrem inneren, der Unterseite (23) des Wagens (1) zugekehrten Bereich eine Verbreiterung mit T-förmiger Ausgestaltung aufweist, die ebenfalls Laufflächen (12, 14) für die Kugeln (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 Führungsschiene (6) ebenfalls Laufflächen für die Kugeln (3, 5) ausgebildet sind, und daß die Führungsschenkel (15, 16) an den einander zugekehrten Seitenwänden im Bereich zwischen den die Führungsschenkel (15, 16) führenden Kugeln (2, 3 bzw. 4, 5) durch weitere Kugeln (32, 33) an der Führungsschiene (6) zum Zwecke der Momentenaufnahme geführt sind.