DE4334611A1 - Gleitführungslager für eine lineare Bewegung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gleitfüh­ rungslager für eine lineare Bewegung das zum Bewegen von Werkzeugen, Einspannvorrichtungen und Werkstücken für Ma­ schinenteile, Roboter, verschiedene Meßinstrumente und so weiter verwendet wird.

Ein Gleitführungslager für eine lineare Bewegung wurde zum Beispiel in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung (OPI) Nr. 108677/1978 offengelegt (der hierin verwendete Ausdruck "OPI" bedeutet eine ungeprüfte Anmeldung).

Das Gleitführungslager für eine lineare Bewegung, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, umfaßt: eine Führung (oder Führungs­ schiene) 1 zum Führen einer linearen Bewegung, wobei die Führung runde Vertiefungen G1 aufweist, die im Querschnitt gekrümmt sind; und einen Gleiter 2, der gleitend auf der Führung 1 montiert ist und in dem Festhalteplatten P mit runden Vertiefungen so angeordnet sind, daß die runden Ver­ tiefungen G2 den runden Vertiefungen G1 gegenüberliegen. zy­ lindrische Rollen (oder Gleitelemente) R sind gleitend zwi­ schen den runden Vertiefungen G1 und G2 eingesetzt und dreh­ bar zwischen Abdeckungen C angeordnet, die an den Endflächen des Gleitkörpers montiert sind. Darüberhinaus ist ein Ein­ stellmechanismus T zwischen der rückseitigen Fläche für jede der Rückhalteplatten und den Gleiter für den Zweck des Ein­ stellens der Abstände zwischen den Rollen R und den runden Vertiefungen G2 vorgesehen.

Um die Rollen R ausreichend zu schmieren, ist jede der letzteren R in der Form eine Hohlzylinders ausgeführt und ihre Zylinderwand besitzt eine Anzahl von Löchern, so daß Schmiermittel von beiden Enden durch die zentrale Achse der äußeren Zylinderfläche zugeführt wird.

In dem oben beschriebenen, herkömmlichen Gleitführungs­ lager für eine lineare Bewegung ist jedes der zylindrischen Gleitelemente an beiden Enden flach, und seine Länge ist im wesentlichen gleich der Gesamtlänge des Gleiters, und beide Enden des Gleitelements werden an den an den Endflächen des Gleitkörpers befestigten Abdeckungen gehalten. Daher beste­ hen bei dieser Vorrichtung folgende Schwierigkeiten: Beim Herstellen der Komponenten der Vorrichtung fluktuieren der Gleitkörper und die Gleitelemente unausweichlich in der Länge. Als Ergebnis ist es unmöglich, wenn der Gleiter von der Führungsschiene gelöst wird, die Gleitelemente zwischen den an den Endflächen den Gleitkörpers befestigten Abdeckun­ gen zu halten; das bedeutet, daß die Gleitelemente sich von dem Gleitkörper lösen. Zusätzlich ist es aus dem gleichen Grund ziemlich schwierig, den Gleiter wirkungsvoll auf der Schiene zu montieren.

Zum Schmieren der Gleitelemente wurde ein Verfahren vor­ geschlagen, bei dem jedes der Gleitelemente in der Form ei­ ner Hohlrolle mit einer Anzahl von Löchern in der Zylinder­ wand vorgesehen ist. Jedoch ist das Verfahren insofern nach­ teilig, als die Gleitelemente in ihrem Aufbau unvermeidlich kompliziert sind und es daher viel Zeit und Arbeit kostet, die Gleitelemente herzustellen.

Im Hinblick auf Obenstehendes ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gleitführungslager für eine li­ neare Bewegung zur Verfügung zu stellen, in dem verhindert wird, daß sich die Gleitelemente von dem Gleitkörper lösen, selbst wenn der Gleiter von der Schiene getrennt wird, und bei dem die Gleitelemente einfach geformt und ausreichend geschmiert werden können.

Diese und weitere Aufgaben werden erfindungsgemäß durch das in den beigefügten Patentansprüchen definierte Gleitfüh­ rungslager gelöst.

Insbesondere wird die obenstehende Aufgabe gelöst durch ein Gleitführungslager für eine lineare Bewegung, welches umfaßt: eine längliche Führungsschiene mit sich axial er­ streckenden Gleitvertiefungen in ihren beiden Seitenflächen; einen Gleiter mit Gleitvertiefungen, die jeweils mit den Gleitvertiefungen der Führungsschiene verbunden werden, wo­ bei der Gleiter derart mit der Führungsschiene verbunden wird, daß der Gleiter axial bezüglich der Führungsschiene gleitbar ist; und zylindrische Gleitelemente, die in die ge­ meinsamen Gleitvertiefungen der Führungsschiene und des Gleiters eingesetzt werden, bei dem entsprechend der Erfindung jedes der zylindrischen Gleitelemente Ausstülpungen an beiden Enden besitzt, und
ein Paar von Plattenelementen mit Gleitelementmontagelö­ chern an beiden Enden des Gleiters montiert sind,
wobei die Gleitelemente von den Plattenelementen gehal­ ten werden, wobei die Ausstülpungen mit den Gleitelementmon­ tagelöchern verbunden sind.

In dem Gleitführungslager für eine lineare Bewegung nach der vorliegenden Erfindung sind die zylindrischen Gleitele­ mente mit dem Gleiter verbunden, wobei die Ausstülpungen, die sich von beiden Enden jedes der Gleitelemente erstrec­ ken, mit den Gleitelementmontagelöchern, die in den Platten­ elementen, die an beiden Endflächen des Gleiters befestigt sind, geformt sind, verbunden sind. Daher lösen sich, selbst wenn der Gleiter von der Führungsschiene getrennt wird, die zylindrischen Gleitelemente niemals von dem Gleitkörper.

Weiterhin können die zylindrischen Gleitelemente um die an ihren Enden geformten Ausstülpungen gedreht werden. Daher kann, wenn ein zylindrisches Gleitelement lokal abgenutzt ist, seine noch nicht benutzte Gleitoberfläche durch Drehen des Gleitelements um die Ausstülpungen freigelegt werden.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines Gleitführungslagers für eine lineare Bewegung (wobei die rechte Hälfte einer Endplatte entfernt ist), das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Gleiters in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zur Be­ schreibung der Halterungsstruktur der Gleitelemente.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Modi­ fikation des Gleitelements zeigt.

Fig. 4 ist ein Querschnitt mit weggeschnittenen Teilen, der ein herkömmliches Gleitführungslager für eine lineare Bewegung zeigt.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Gleitführungslager für eine lineare Bewegung, das ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung darstellt. Fig. 1 ist eine Vorderansicht, die das Gleitführungslager für eine lineare Bewegung zeigt (wobei die rechten Hälften einer Endflächenplatte und einer Gleite­ lementhalteplatte weggeschnitten sind), und Fig. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht des in Fig. 1 gezeigten Gleiters.

Die Vorrichtung ist wie folgt ausgeführt: Eine Führungs­ schiene 1 besitzt obere und untere Gleitvertiefungen 3 und 4 in jeder der Seitenflächen 1b und 1b, so daß sich die Gleit­ vertiefungen parallel mit der longitudinalen Achse der Füh­ rungsschiene 1 erstrecken. Die Führungsschiene 1 besitzt eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 1A in vorgegebenen In­ tervallen in Richtung der longitudinalen Achse, die sich vertikal zum Aufnehmen von Montagebolzen erstrecken. Ein im Querschnitt U-förmiger Gleiter 2 ist mit der Führungsschiene 1 solchermaßen verbunden, daß er über der Führungsschiene 1 montiert ist. Der Gleiter 2 umfaßt einen Gleiterkörper 2A; und Endplatteneinheiten 5, die Plattenelemente umfassen, die an beiden Endflächen des Gleiterkörpers 2A befestigt sind. Obere und untere Gleitvertiefungen 7 und 8 sind in jeder der beiden Seitenwände 6 des Gleiterkörpers 2A solchermaßen ge­ formt, daß die Gleitvertiefungen 7 und 8 jeweils den Gleit- Vertiefungen 3 und 4 der Führungsschiene 1 gegenüberliegen.

Die Gleitvertiefungen 3, 4, 7 und 8 sind im wesentlichen im Querschnitt halbkreisförmig geformt, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, oder sie können sogenannte "gotische Bogen­ vertiefungen" sein, bei denen zwei Bögen mit verschiedenen Mittelpunkten wie der Buchstabe "V" miteinander verbunden sind, oder sie können versetzte Bogenvertiefungen sein, in denen die Mittelpunkte der gekrümmten Vertiefungen, die ein­ ander gegenüberliegen, leicht vertikal gegeneinander ver­ setzt sind.

Zylindrische Gleitelemente 10 sind zwischen den Gleit­ vertiefungen 3 und 7 und den Gleitvertiefungen 4 und 8 vor­ gesehen.

Die Montagestruktur der zylindrischen Gleitelemente 10 wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 beschrieben. Jedes der zylindrischen Gleitelemente 10 besitzt kleine zylindrische Ausstülpungen 11 an den Mittelpunkten beider Endflächen. Diese Ausstülpungen 11 können derart geformt sein, daß sie integral mit dem zylindrischen Gleitelementkörper 10A sind, der in der Länge gleich dem Gleiterkörper 2A ist; das bedeu­ tet, daß die Ausstülpungen 11 und der zylindrische Gleitele­ mentkörper 10A als eine Einheit angeordnet sind. Alternativ können die Ausstülpungen 11 Stifte sein, die jeweils in in den Endflächen des Gleitelementkörpers 10A geformten Löchern eingesetzt werden können.

Jede der Endplatteneinheiten 5, die an den Vorder- und Hinterendflächen des Gleiterkörpers 2A befestigt sind, um­ faßt zwei Plattenelement, nämlich eine äußere Endplatte 5A und eine innere Endplatte 5B, die im Aufbau gleich sind. Das bedeutet, daß die Endplatten 5A und 5B U-förmig sind, ähn­ lich wie im Falle des Gleiterkörpers, und zwei im wesentli­ chen halbkreisförmige Ausstülpungen 12 und 12 erstrecken sich von jedem der beiden vertikalen Seitenbereiche jeder der Endplatten 5A und 5B solchermaßen nach innen, daß die Ausstülpungen 12 mit den Gleitvertiefungen 3 und 4 der Füh­ rungsschiene 1 ausgerichtet sind. Die Endplatten 5A und 5B besitzen Montagebolzenlöcher 13 in denselben Positionen. Bolzen 4 werden in die Nontagebolzenlöcher 13 der Endplatten 5A und 5B eingesetzt und mit in den Endflächen des Gleiter­ körpers 2A geformten Gewindelöchern 15 derart verbunden, daß die Endplatten 5A und 5B mit den Bolzen 4 an dem Gleiterkör­ per 2A verbunden sind.

Jede der halbkreisförmigen Ausstülpungen 12 der inneren Endplatten 5B besitzt ein zylindrisches Gleitelementmontage­ loch 16, in das die Ausstülpung 11 des jeweiligen Gleitele­ ments 10 eingesetzt wird. Die Länge der Ausstülpung 11 ist etwas geringer als die Dicke der inneren Endplatte 5B, so daß die Ausstülpung 11 sich nicht außerhalb der Endplatte 5B erstreckt, wenn sie in das Montageloch 16 der letzteren 5B eingesetzt wird.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel bestehen die Führungsschiene 1 und der Gleiterkörper 2A aus Metall, und die Gleitervertiefungen 3 und 4 und 7 und 8 werden wär­ mebehandelt, um eine hohe Abnutzungsfestigkeit zu besitzen. Die zylindrischen Gleitelemente 10 bestehen aus einem Mate­ rial wie etwa Messing, das allgemein für Gleitführungen ver­ wendet wird. Es ist klar, daß die Gleitelemente 10 aus einem harten Material, das durch Härten erzeugt wird, bestehen können. Die Endplatten 5A und 5B bestehen aus einer Stahl­ platte.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des oben beschriebe­ nen Ausführungsbeispiels beschrieben.

Der Gleiter 2 ist wie folgt zusammengesetzt:

Die zylindrischen Gleitelemente 10 sind in den Gleitver­ tiefungen 3 und 4 des Zylinderkörpers 2A eingesetzt, wobei die Ausstülpungen 11 sich außerhalb der Endflächen des Glei­ terkörpers 2A erstrecken. Danach wird die innere Endplatte 5B gegen eine der Endflächen der Gleiterkörpers 2a gestoßen, so daß die Ausstülpungen 11 jeweils mit den zylindrischen Gleitelementmontagelöchern 16 verbunden werden. Die äußere Endplatte 5A wird auf der inneren Endplatte 5B angeordnet. Unter dieser Bedingung werden die Montagebolzen 14 durch die Montagebolzenlöcher 13 in die Gewindelöcher 15 in der einen Endfläche des Gleiterkörpers 2A eingesetzt und festgezogen. Auf die gleiche Weise werden die verbleibenden Endplatten 5A und 5B auf der anderen Endfläche des Gleitkörpers 2A mon­ tiert. Auf diese Weise wird der Gleiter 2 zusammengesetzt.

In dem solchermaßen zusammengesetzten Gleiter 2 werden die zylindrischen Gleitelemente 10 drehbar gehalten, wobei die Ausstülpungen 11 mit den zylindrischen Gleitelementmon­ tagelöchern 16 der Endplatten verbunden sind. Also werden, selbst von der Gleiter 2 getrennt von der Führungsschiene transportiert wird, die zylindrischen Gleitelemente 10 sich niemals von dem Gleitkörper lösen.

Der Gleiter 2 kann mit der Gleitschiene 1 einfach durch gleitendes Drücken des Gleiters 2 entlang der Führungs­ schiene 1 verbunden werden.

Das so geformte Gleitführungslager für eine lineare Be­ wegung wird zum Beispiel wie folgt verwendet: Bei einer fest auf einem Fundament montierten Schiene 1 wird ein Gegenstand auf den Gleiter 2 gesetzt, um linear bewegt zu werden. Beim Zusammensetzen des Gleitführungslagers für eine lineare Be­ wegung sollte ein Schmiermittel, wie etwa Fett, in die Lüc­ ken zwischen der Führungsschiene 1 und den Gleiter 2 ge­ bracht werden, so daß die Vorrichtung reibungsloser arbei­ tet.

Durch wiederholtes Bewegen des Gleiters 2 auf der Füh­ rungsschiene werden die Bereiche der zylindrischen Gleitele­ mente 10, die in Kontakt mit den Gleitvertiefungen 3 und 7 und 4 und 8 sind, linear abgenutzt. In diesem Fall kann fol­ gendes Verfahren angewandt werden: Zunächst wird der Gleiter 2 von der Führungsschiene 1 entfernt und jedes der solcher­ maßen abgenutzten Gleitelemente 10 wird etwas um die Aus­ stülpungen 11 gedreht, um einen neuen, noch nicht abgenutz­ ten Oberflächenbereich bereitzustellen. Somit kann die ge­ samte Oberfläche der zylindrischen Gleitelemente 10 wir­ kungsvoll verwendet werden.

Fig. 3 zeigt eine Modifikation des zylindrischen Gleite­ lements nach der vorliegenden Erfindung.

In der in Fig. 3 gezeigten Modifikation des zylindri­ schen Gleitelements 10 sind beide Endbereiche seines Körpers 10A in abgeschrägte Bereiche 20 mit einer Länge von mehreren Millimetern geformt.

Die abgeschrägten Bereiche 20 arbeiten wie folgt. Wenn der Gleiter 2 bewegt wird, bewirken die abgeschrägten Berei­ che 20, daß das Schmiermittel von den Enden der zylindri­ schen Gleitelemente 10 auf die Gleitoberfläche fließt, wo­ durch letztere geschmiert wird, was wirkungsvoll eine Abnut­ zung des Gleitelement verhindert. Das in Fig. 3 gezeigte, zylindrische Gleitelement kann einfach hergestellt werden. Bei seiner Herstellung ist es nicht notwendig, schwierige Bearbeitungsvorgänge, also das Formen eines Hohlzylinders oder das Formen einer Anzahl von kleinen Schmierlöchern in der Wand des Hohlzylinders durchzuführen; es kann einfach durch Abschrägen beider Endbereiche des Zylinders herge­ stellt werden. Somit erreicht man mit der Modifikation eine höhere Produktivität und eine exzellente wirtschaftliche Verwendung.

Wie aus der obigen Beschreibung offensichtlich, lösen sich bei dem Gleitführungslager mit einer linearen Bewegung nach der vorliegenden Erfindung die zylindrischen Gleitele­ mente niemals von dem Gleitkörper, selbst wenn der Gleiter von der Führungsschiene getrennt wird, und daher kann der Gleiter leicht mit der Führungsschiene verbunden werden. Au­ ßerdem kann verhindert werden, daß das zylindrische Gleite­ lement lokal abgenutzt wird, indem es um die Ausstülpungen gedreht wird; also kann die gesamte Gleitoberfläche des zy­ lindrischen Gleitelements wirkungsvoll verwendet werden. Auf der anderen Seite sind in der Modifikation des zylindrischen Gleitelements beide Endbereiche seines Körpers abgeschrägt. Die abgeschrägten Endbereiche verbessern deutlich die Zufuhr von Schmiermittel zum zylindrischen Gleitelement, was ermög­ licht, daß das Gleitführungslager für eine lineare Bewegung für eine lange Zeit stabil arbeitet.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht jede der Endplatteneinheiten 5 aus zwei Endplatten; jedoch kann jede Endplatteneinheit 5 durch eine Endplatte ersetzt werden, deren Dicke gleich der Summe der Dicken der beiden Endplatten ist. In diesem Fall können die Gleitelementmonta­ gelöcher 26 keine Durchgangslöcher sein; das heißt, sie kön­ nen eine Länge geringfügig größer als die Länge der Ausstül­ pungen 11 haben.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Führungsschiene im wesentlichen rechtwinklig; jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Zusätzlich ist die Anzahl der Gleitvertiefungen und dementsprechend die Anzahl der Gleitelemente nicht immer auf die oben beschriebene be­ schränkt; in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind auf jeder der beiden Seiten der Führungsschiene zwei Gleit­ vertiefungen und folglich zwei Gleitelemente vorgesehen; je­ doch ist klar, daß eine Gleitvertiefung und folglich ein Gleitelement oder mehr als zwei Gleitvertiefungen und folg­ lich mehr als zwei Gleitelemente auf jeder der beiden Seiten der Führungsschiene vorgesehen sein können.

Wie oben beschrieben, besitzt in dem Gleitführungslager für eine lineare Bewegung nach der vorliegenden Erfindung jedes der zylindrischen Gleitelemente die Ausstülpungen an beiden Enden, und ein Paar Plattenelemente mit Gleitelement­ montagelöchern ist an beiden Endflächen des Gleiters mon­ tiert, wobei die Gleitelemente von den Plattenelementen mit den Ausstülpungen mit den Gleitelementmontagelöchern verbun­ den gehalten werden. Daher werden sich die zylindrischen Gleitelemente niemals lösen, selbst wenn der Gleiter von der Führungsschiene getrennt wird. Zusätzlich kann der Gleiter leicht mit der Führungsschiene verbunden werden.

Außerdem können in dem Gleitführungslager für eine li­ neare Bewegung die zylindrischen Gleitelemente leicht ge­ dreht werden, so daß verhindert werden kann, daß sie lokal ungleichmäßig abgenutzt werden; also kann deren gesamte Gleitoberfläche wirkungsvoll genutzt werden.

In der Vorrichtung, in der die zylindrischen Gleitele­ mente abgeschrägte Endbereiche besitzen, wird dem Schmier­ mittel ermöglicht, gleichmäßig auf die Gleitoberflächen zu fließen, wodurch die Abnutzung der zylindrischen Gleitele­ mente minimiert wird.

Claims (5)

1. Gleitführungslager für eine lineare Bewegung, welches umfaßt: eine längliche Führungsschiene (1) mit sich axial erstreckenden Gleitvertiefungen (3 und 4) in ihren beiden Seitenflächen; einen Gleiter (2) mit Gleitvertiefungen (7 und 8), die jeweils mit den Gleitvertiefungen (3 und 4) der Führungsschiene (1) verbunden werden, wobei der Gleiter (2) derart mit der Führungsschiene (1) verbunden wird, daß der Gleiter (2) axial bezüglich der Führungsschiene (1) gleitbar ist; und zylindrische Gleitelemente (10), die in die gemein­ samen Gleitvertiefungen (3 und 7, und 4 und 8) der Führungs­ schiene (1) und des Gleiters (2) eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
jedes der zylindrischen Gleitelemente (10) Ausstülpungen (11) an beiden Enden besitzt, und
ein Paar von Plattenelementen (5) mit Gleitelementmonta­ gelöchern (16) an beiden Enden des Gleiters (2) montiert sind,
wobei die Gleitelemente (10) von den Plattenelementen (5) gehalten werden, wobei die Ausstülpungen (11) mit den Gleitelementmontagelöchern (16) verbunden sind.

2. Gleitführungslager für eine lineare Bewegung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Plattenele­ mente (5) umfaßt:
eine erste Platte (5B) mit dem Gleitelementmontageloch (16), das mit der jeweiligen Ausstülpung (11) in Kontakt ge­ bracht wird, wobei die Dicke der ersten Platte (5B) wesent­ lich geringer ist als die Länge der Ausstülpung (11).

3. Gleitführungslager für eine lineare Bewegung nach An­ spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Plattenele­ mente (5) außerdem umfaßt:
eine zweite Platte (5A) zum Bedecken der ersten Platte.

4. Gleitführungslager für eine lineare Bewegung nach An­ spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Platte (5B) und die zweite Platte (5A) an der Endfläche des Gleiters (2) befestigt sind.

5. Gleitführungslager für eine lineare Bewegung nach ei­ nem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß beide En­ den jedes Gleitelements (10) abgeschrägt sind.