DE4410159B4

DE4410159B4 - Linearführungseinheit

Info

Publication number: DE4410159B4
Application number: DE4410159A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. Bode
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1994-03-24
Filing date: 1994-03-24
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2014-03-25
Also published as: DE4410159A1

Abstract

Linearführungseinheit mit einer Führungsschiene (2) mit Wälzkörperlaufbahnen (3), einem auf der Führungsschiene (2) längsverschieblich gelagerten Führungswagen und einem Dämpfungselement, das als die Führungsschiene (2) umgreifender, in Längsrichtung vor oder hinter dem Führungswagen angeordneter Schlitten (21, 22) ausgebildet ist, wobei sich in dem Schlitten (21, 22) Reibungselemente (4, 16) befinden, die jeweils an der Führungsschiene (2) gleitend anliegen und dort von einer in das Schlittengehäuse (1, 12) eingesetzten und von einer Schraube (6, 14) gehaltenen Druckfeder quer zur Schienenlängsrichtung angedrückt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder eine mit einem Ende an dem Reibungselement (4, 16) axial abgestützte Tellerfeder (5,17) ist, wobei das Reibungselement (4, 16) an seiner von der Führungsschiene (2) abgewandten Seite mit einer Abstützplatte (9, 19) belegt ist, an welcher sich die Tellerfeder (5, 17) abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Linearführungseinheit mit einer Führungsschiene mit Wälzkörperlaufbahnen, einem auf der Führungsschiene längs verschieblich gelagerten Führungswagen und einem Dämpfungselement, das als die Führungsschiene umgreifender, in Längsrichtung vor oder hinter dem Führungswagen angeordneter Schlitten ausgebildet ist, wobei sich in dem Schlitten Reibungselemente befinden, die jeweils an der Führungsschiene gleitend anliegen und dort von einer in das Schlittengehäuse eingesetzten und von einer Schraube gehaltenen Druckfeder quer zur Schienenlängsrichtung angedrückt sind.

Bei vielen Werkzeugmaschinen, vor allem bei Schleifmaschinen, in welchen Linearführungseinheiten mit Wälzlagern verwendet werden, besteht infolge des äußerst niedrigen Reibungskoeffizienten zwischen der Führungsschiene und dem wälzgelagerten Führungwagen das Problem, daß in Verfahrrichtung Mikroschwingungen auftreten, die die Bearbeitungsoberfläche negativ beeinflussen. Eine gezielte Erhöhung der Schwergängigkeit des Führungswagens längs der Führungsschiene ist daher in vielen Fällen wünschenswert. Bei einer in der EP 03 91 072 B1 beschriebenen wälzgelagerten Linearführungseinheit ist eine allseitige Dämpfung der Bewegungen des Führungswagens dadurch erreicht worden, daß das Dämpfungselement eine mit dem Führungswagen identische Befestigungsfläche aufweist, wobei die Innenkontur des Schlittens zum überwiegenden Teil dem Profil der Führungsschiene derart angepaßt ist, daß diese einen Dämpfungsspalt bestimmter Größe begrenzen. In diesen Spalt kann dann Schmieröl eingefüllt werden, welches zur Dämpfung beiträgt.

Aus der DE 41 21 559 A1 ist eine Linearführung der eingangs genannten Art bekannt. Dort sind die Reibungselemente als quaderförmige massive Körper ausgebildet, die in entsprechend geformte Kanäle mit rechteckigem Querschnitt im Schlittengehäuse eingesetzt und dort bei ihrer Bewegung geführt sind. Die aus den Kanälen des Schlittengehäuses herausragenden Enden der Reibungselemente können sich daher nicht so auf die Berührungsflächen an der Führungsschiene einstellen und dort anpassen, daß sie dort während des Betriebes immer mit ihrer gesamten Berührungsfläche anliegen. In entsprechender Weise sind auch die Druckfedern als quaderförmige elastische Teile ausgebildet, die in die Kanäle des Schlittengehäuses passend eingesetzt sind. Sie bewirken die exakt geradlinige Verschiebung der Reibungselemente. Ein geringfügiges Verschwenken der Reibungselemente zum Zwecke der genauen Anpassung an die Oberfläche der Führungsschiene ist hier nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dämpfungselement für eine Linearführungseinheit zu schaffen, dessen Reibungselemente sich bei der Einwirkung der Druckfeder frei auf die Berührungsflächen der Führungsschienen einstellen und damit ihren gesamten für die Berührung vorgesehenen Flächenbereich in jedem Betriebszustand für die Reibungsdämpfung ausnutzen können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckfeder eine mit einem Ende an dem Reibungselement und mit dem anderen Ende an der Schraube axial abgestützte Tellerfeder ist. Auf diese Weise ist das Reibungselement so angefedert, daß es sich in zwei Achsen an dem Profil der Führungsschiene anpassen kann, es ist also kardanisch aufgehängt. Durch diese elastische Andrückung des Reibungselementes an die Führungsschiene mit Hilfe einer Tellerfeder wird stets das vollständige Anliegen des Berührungsbereichs des Reibungselements an der Führungsschiene gewährleistet.

Für eine gute Abstützung der Tellerfeder an der Schraube ist zweckmäßigerweise an der Schraube ein Stützring axial abgestützt, an welchem die Tellerfeder mit dem Bereich ihres kleinsten Durchmessers anliegt. Das Reibungselement kann mit einer Abstützplatte belegt sein, an welcher die Tellerfeder mit dem Bereich ihres größten Durchmessers anliegt. Eine solche Abstützplatte kann auch kreisringförmig ausgebildet sein.

Das Reibungselement kann als massiver Bremsklotz ausgeführt sein, der an der Führungsschiene auf der vollen Breite der Wälzkörperlaufbahnen gleitend anliegt. Diese Ausbildung ermöglicht es, das Reibungselement gleichzeitig als Abstreifer zu benutzen, der die Linearführungseinheit vor grobem Schmutz und heißen Werkstoffspänen schützt.

Die Schraube kann in eine Gewindebohrung des Schlittengehäuses eingeschraubt sein und in eine von der Abstützplatte teilweise abgedeckte Ausnehmung des Reibungselementes hineinragen, wo sie von einem in eine Schraubennut eingesetzten Sprengring umgeben ist. Diese Ausführung ermöglicht es, die Abstützplatte mit Hilfe der Schraube von dem Reibungselement wieder abzuziehen, wobei der Sprengring innerhalb der Ausnehmung an der Abstützplatte anschlagen kann und das Reibungselement von der Führungsschiene abgenommen werden kann.

Es ist auch möglich, daß die Schraube durch eine Bohrung des Schlittengehäuses hindurch verläuft und in einen in dem Reibungselement befestigten Stahlgewindeeinsatz eingeschraubt ist. Das Reibungselement kann aus einem polymeren Werkstoff hergestellt sein und an seiner der Führungsschiene zugewandten Seite ein der Führungsschienenform entsprechendes Profil aufweisen.

Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch ein an einer Führungsschiene angebrachtes Schlittengehäuse als Dämpfungselement einer Linearführungseinheit;
2 einen Querschnitt durch ein gegenüber 1 abgewandeltes Dämpfungselement.
Ein erfindungsgemäßes Dämpfungselement einer Linearführungseinheit weist gemäß 1 ein Schlittengehäuse 1 auf, das eine Führungsschiene 2 U-förmig umgibt. An beiden Längsseiten der Führungsschiene 2 sind Wälzkörperlaufbahnen 3 ausgebildet für die Wälzkörper der Linearführungseinheit, die in einem vor oder hinter dem Schlitten gehäuse 1 befindlichen Führungswagen umlaufend angeordnet sind. Innerhalb des Schlittengehäuses 1 liegen an den Wälzkörperlaufbahnen 3 an beiden Seiten der Führungsschiene 2 Reibungselemente 4 mit den Wälzkörperlaufbahnen 3 entsprechenden Berührungsflächen an. Während der Bewegung des Schlittengehäuses 1 längs der Führungsschiene 2 erfolgt an den sich gegenseitig berührenden Flächen der Führungsschiene 2 und der Reibungselemente 4 die Reibungsdämpfung der gesamten Einheit.
Die Reibungselemente 4 werden von Tellerfedern 5, die von Schrauben 6 gehalten werden, an die Führungsschiene 2 gedrückt. Zu diesem Zweck ist an jeder Schraube 6, die in eine Gewindebohrung 7 des Schlittengehäuses eingeschraubt ist, ein Stützring 8 axial abgestützt, der sich an der Innenseite des entsprechenden U-Schenkels des Schlittengehäuses 1 befindet. Die auf das innerhalb des Schlittengehäuses 1 befindliche Ende der Schraube 6 aufgesteckte Tellerfeder 5 liegt mit ihrem Bereich mit dem kleinsten Durchmesser an diesem Stützring 8 an. Da das Reibungselement 4 aus einem polymeren Werkstoff (Kunststoff) besteht, ist es an seiner von der Führungsschiene 2 abgewandten und der Tellerfeder 5 zugewandten Seite mit einer schützenden Abstützplatte 9 belegt. An dieser kann sich die Tellerfeder 5 mit dem Bereich ihres größten Durchmessers abstützen und dadurch das Reibungselement 4 an der Führungsschiene 2 andrücken.
Um das Reibungselement 4 von der Führungsschiene 2 abnehmen zu können, ist es mit einer Ausnehmung 10 versehen, in welche die Schraube 6 mit ihrem Fuß hineinragt. Hier befindet sich ein in eine Nut der Schraube 6 eingesetzter Sprengring 11, der sich beim Herausschrauben der Schraube 6 aus dem Schlittengehäuse 1 an der Abstützplatte 9 anlegen kann, da diese im Bereich ihrer Bohrung zum Durchstecken der Schraube 6 die Ausnehmung 10 noch teilweise abdeckt. Damit hat die Bohrung der Abstützplatte 9 einen geringeren Durchmesser als der Sprengring 11. Wenn der Sprengring 11 an der Abstützplatte 9 anliegt, kann beim weiteren Herausschrauben der Schraube 6 aus dem Schlittengehäuse 1 von der Tellerfeder 5 keine Druckkraft mehr auf das Reibungselement 4 ausgeübt werden.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 weist einen ähnlich aufgebauten Schlitten auf. Hier ist jedoch im Schlittengehäuse 12 eine durchgehende Bohrung 13 zum Durchstecken der Schraube 14 angebracht, die nicht als Gewindebohrung ausgeführt ist. Die Schraube 14 ist in einen Stahlgewindeeinsatz 15 eingeschraubt, der sich in dem Reibungselement 16 befindet. Auch hier stützt sich die Tellerfeder 17 an einem Stützring 18 der Schraube 14 und an einer Abstützplatte 19 ab, die das Reibungselement 16 bedeckt. Die Abstützplatte 19 ist ringförmig ausgeführt.
Die Schrauben 6 und 14 sind jeweils mit einem Innensechskant 20 versehen. Der Schlitten 21 gemäß 1 und der Schlitten 22 gemäß 2 können in der Linearführungseinheit jeweils in einem geringen Abstand vor dem Führungswagen angeordnet oder fest mit dem Führungswagen verbunden sein.

1: Schlittengehäuse
2: Führungsschiene
3: Wälzkörperlaufbahn
4: Reibungselement
5: Tellerfeder
6: Schraube
7: Gewindebohrung
8: Stützring
9: Abstützplatte
10: Ausnehmung
11: Sprengring
12: Schlittengehäuse
13: Bohrung
14: Schraube
15: Stahlgewindeeinsatz
16: Reibungselement
17: Tellerfeder
18: Stützring
19: Abstützplatte
20: Innensechskant
21: Schlitten
22: Schlitten

Claims

Linearführungseinheit mit einer Führungsschiene (2) mit Wälzkörperlaufbahnen (3), einem auf der Führungsschiene (2) längsverschieblich gelagerten Führungswagen und einem Dämpfungselement, das als die Führungsschiene (2) umgreifender, in Längsrichtung vor oder hinter dem Führungswagen angeordneter Schlitten (21, 22) ausgebildet ist, wobei sich in dem Schlitten (21, 22) Reibungselemente (4, 16) befinden, die jeweils an der Führungsschiene (2) gleitend anliegen und dort von einer in das Schlittengehäuse (1, 12) eingesetzten und von einer Schraube (6, 14) gehaltenen Druckfeder quer zur Schienenlängsrichtung angedrückt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder eine mit einem Ende an dem Reibungselement (4, 16) axial abgestützte Tellerfeder (5,17) ist, wobei das Reibungselement (4, 16) an seiner von der Führungsschiene (2) abgewandten Seite mit einer Abstützplatte (9, 19) belegt ist, an welcher sich die Tellerfeder (5, 17) abstützt.
Führungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schraube (6) ein Stützring (8) axial abgestützt ist, an welchem die Tellerfeder (5) mit dem Bereich ihres kleinsten Durchmessers anliegt, während sie mit dem Bereich ihres größten Durchmessers an der Abstützplatte (9) anliegt.
Führungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützplatte (9) kreisringförmig ausgebildet ist.
Führungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibungselement (4) als massiver Bremsklotz ausgeführt ist, der an den Wälzkörperlaufbahnen (3) der Führungsschiene (2) gleitend anliegt.
Führungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (6) in eine Gewindebohrung (7) des Schlittengehäuses (1) eingeschraubt ist und in eine von der Abstützplatte (9) teilweise abgedeckte Ausnehmung (10) des Reibungselements (4) hineinragt, wobei sich ein Sprengring (11) in einer Nut am Ende der Schraube (6) befindet.
Führungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibungselement (4) aus einem polymeren Werkstoff hergestellt ist.
Führungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibungselement (4) an seiner der Führungsschiene (2) zugewandten Seite ein der Schienenform entsprechendes Profil aufweist.
Führungsseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (17), welche mit einem Ende an dem Reibungselement (16) axial abgestützt ist, mit dem anderen Ende an dem Schlittengehäuse (12) axial abgestützt ist.
Führungseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (17) auf eine Schraube (14) aufgesteckt ist, die durch eine Bohrung (13) des Schlittengehäuses (12) hindurch verläuft und in einen in dem Reibungselement (16) befestigten Stahlgewindeeinsatz (15) eingeschraubt ist.