DE4415704A1

DE4415704A1 - Linearwälzlager

Info

Publication number: DE4415704A1
Application number: DE19944415704
Authority: DE
Inventors: Ludwig Winkelmann; Ralf Dipl Ing Moseberg
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1994-05-04
Filing date: 1994-05-04
Publication date: 1995-11-09
Anticipated expiration: 2014-05-05
Also published as: DE4415704B4

Description

Die Erfindung betrifft ein Linearwälzlager mit einer Führungsschiene und einem Führungswagen, der über umlaufende Wälzkörper an Laufflächen der Führungsschiene längsverschieblich gelagert ist und eine Einrich tung für eine gleichmäßige Schmierstoffverteilung an die Wälzkörper mit einer Schmierstoff-Anschlußbohrung enthält, über welche Schmier stoffkanäle des Führungswagen nach außen geöffnet sind.

Um der Forderung der Werkzeugmaschinenhersteller nach einem sicheren Anschluß des Lagers an die zentrale Schmieranlage der Werkzeugmaschine nachzukommen, ist es bekannt, den Schmieranschluß in den Anschraubbe reich eines Tragkörpers des Führungswagens zu legen. Ein solches Linearwälzlager zeigt die DE-OS 41 41 038. Dort gelangt der Schmier stoff über eine stirnseitige Gewindebohrung des Führungswagens, in die eine Sonderschraube mit einer axialen Bohrung und einer Querbohrung zur Weiterleitung des Schmierstoffes eingeschraubt ist, zum Anschluß bereich im Abstreifer. Über die daran angeschlossenen Verteilerkanäle im Abstreifer gelangt dann der Schmierstoff über Durchtrittskanäle des Kopfstücks des Führungswagens in die Umlenkkanäle für die Wälzkörper.

Nachteilig ist hier die mit den vielen Dichtstellen verbundene Unsi cherheit einer einwandfreien Abdichtung. Die Dichtstellen werden vom Anzugsdrehmoment der Sonderschraube und von Abstreiferbefestigungs schrauben beeinflußt. Eine Nachschmierung über stirnseitig am Tragkör per angeordnete Kopfstücke hat den Nachteil, daß die Dichtigkeit der Trennfuge zwischen dem Kopfstück und der Anschraubfläche jeweils von der Positioniergenauigkeit des Kopfstückes zur Anschraubfläche ab hängig ist. Es kommt hinzu, daß über die Befestigungsschrauben die Kopfstücklage ebenfalls beeinflußt werden kann. Eine fehlerhafte Montage und eine Depositionierung der Kopfstücke durch äußere Kraft einwirkung bei der Handhabung des Linearwälzlagers können dazu führen, daß das Dichtungselement an die Gegenfläche in ungenügendem Maße angepreßt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Linearwälzlager zu schaffen, welches eine hohe Sicherheit gegen Leckage an der Anschluß stelle des Lagers für die Verbindung mit der Zentralschmieranlage bietet. Es soll eine gleichmäßige, leckagenfreie und lageunabhängige Zuführung auch kleinster Schmierstoffmengen für die Minimalmengen schmierung innerhalb des Tragkörpers möglich sein. Dabei soll sowohl Fett als auch Öl für die Minimalmengenschmierung verwendet werden können. Bei einem solchen Lager wirkt es sich besonders günstig aus, wenn eine Drosselung des Schmierstoffes kurz vor dem Austritt in die Last-, Rücklauf- oder Umlenkbereiche des Lagers erfolgt.

Erfindungsgemäß wird ein Lager vorgeschlagen, bei welchem die An schlußbohrung von der oberen als Anschraubfläche für ein zu verschie bendes Maschinenbauteil dienenden Außenseite des Führungswagens aus geht, die von der Führungsschiene abgewandt ist. Der Führungswagen kann aus einem Tragkörper und zwei an den in Verschiebungsrichtung weisenden Stirnseiten des Tragkörpers befestigten Kopfstücken beste hen, wobei die Anschlußbohrung sich in dem Tragkörper befindet. Es ist aber auch möglich, die Anschlußbohrung in einem der Kopfstücke an zuordnen.

Das Kopfstück kann über eine in den Tragkörper stirnseitig eingearbei tete Ausfräsung abgestützt sein. Das ermöglicht es, die am Markt bereits eingeführten Linearlager mit bestimmten Anschlußmaßen bei optimaler Ausnutzung des standardisierten Bauraums hinsichtlich der Tragfähigkeit zu verwenden. In der Ausfräsung zwischen dem Tragkörper und dem Kopfstück kann eine Ausgleichsmasse, beispielsweise eine Zweikomponenten-Knetmasse, angeordnet sein. Diese Masse überbrückt die Fertigungstoleranzen des Abstützbereichs in der Ausfräsung zwischen dem Tragkörper und dem dazu komplementär gestalteten Kopfstückbereich. Nach dem Aushärten der Knetmasse ist das Kopfstück starr fixiert und gegen Krafteinwirkungen von außen unverrückbar abgestützt. Gleichzei tig wirkt die eingelegte Ausgleichsmasse dichtend und verhindert das Eindringen von Verunreinigungen.

An der Anschlußbohrung innerhalb des Tragkörpers kann sich eine Zu führbohrung für den Schmierstoff anschließen, die über eine Gewinde bohrung und über von einer angeflächten Befestigungsschraube gebildete Kanäle mit Verteilerkanälen eines in dem Kopfstück gehaltenen Abstrei fers verbunden ist. Dann gelangt über diese Anschlußbohrung der Schmierstoff über die Zuführbohrung, die Gewindebohrung sowie über die angeflächte Befestigungsschraube in die Verteilerkanäle des Abstrei fers. Die Zuführbohrung im Kopfstück ist dabei über eine Verschlußhül se gegen Schmiermittelaustritt abgedichtet.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß nur eine geringfügige Modifizierung der vorhandenen Kopf stückwerkzeuge erforderlich ist. Die Schmierstoffzuführung kann in bekannter Weise über die Schmierstoffverteilerkanäle im Abstreifer zu den Umlenkkanälen der Wälzkörper erfolgen. Zusätzliche Abdichtungs maßnahmen zwischen dem Kopfstück und dem Tragkörper können entfallen. Außerdem entfallen aufwendige Bohrarbeiten im Tragkörper für die Erzeugung der Verteilerkanäle.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen an einer Führungsschiene längsverschieblich gelagerten Führungswagen eines Linearwälzlagers;

Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt gemäß Linie II-II durch den Führungswagen und die Führungsschiene nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch einen an einer Führungs schiene gelagerten Führungswagen mit einer abgewandel ten Schmiereinrichtung für die Wälzkörper;

Fig. 4 einen waagerechten Schnitt durch den Bereich einer Verteilerhülse für den Schmierstoff gemäß Linie A-A der Fig. 3;

Fig. 5 einen weiteren waagerechten Schnitt durch den Bereich der Verteilerhülse für den Schmierstoff gemäß Linie B-B der Fig. 3;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch den Verbindungsbereich des Tragkörpers und des Kopfstücks eines Führungswagens an einer Führungsschiene;

Fig. 7 einen Längsschnitt wie in Fig. 6 durch einen Füh rungswagen mit einer abgewandelten Schmiereinrichtung;

Fig. 8 einen Längsschnitt wie in Fig. 6 mit einer weiter abgewandelten Schmiereinrichtung;

Fig. 9 einen Längsschnitt wie in Fig. 6 mit einer nochmals abgewandelten Schmiereinrichtung.

Ein erfindungsgemäßes Linearwälzlager besteht aus einer geradlinigen Führungsschiene 1 und einem daran längsverschieblich gelagerten Füh rungswagen 2, der einen zentralen Tragkörper 3 und stirnseitig an diesem angeordnete Kopfstücke 4 enthält. Im Bereich des Tragkörpers 3 stützt sich der Führungswagen 2 über Wälzkörper 5 an Laufbahnen der Führungsschiene 1 ab. Die Wälzkörper bilden geschlossene Umläufe, wobei sie nach Verlassen des Lastzonenbereichs 6 jeweils in einen Umlenkbereich, der in dem Kopfstück 4 angeordnet ist, und anschließend in einen Rücklaufkanal 7 gelangen, der sich in dem Tragkörper 3 befin det. Anschließend stehen die Wälzkörper 5 über den Umlenkbereich des anderen Kopfstücks wieder im Lastzonenbereich 6 zur Verfügung.

In Fig. 6 der Zeichnung geht eine Anschlußbohrung 8 von der oberen Seite des Führungswagens 2 aus, die als Anschraubfläche 9 wirkt und von der Führungsschiene 1 abgewandt ist. Das Kopfstück 10 ist über eine stirnseitig im Tragkörper 11 eingearbeitete Ausfräsung 12 abge stützt. Eine bei der Montage eingelegte Ausgleichsmasse 13 überbrückt die Fertigungstoleranzen des Abstützbereichs in der Ausfräsung 12.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 ist die Anschlußbohrung 8 in dem Tragkörper 11 angeordnet. Hierüber gelangt der Schmierstoff in eine Zuführbohrung 14, eine Gewindebohrung 15a und an einer angefläch ten Befestigungsschraube 15 entlang in Verteilerkanäle eines Abstrei fers 16, der von dem Kopfstück 10 gehalten wird. Eine in dem Kopfstück 10 befindliche weitere Zuführbohrung 17 ist dabei mittels einer Ver schlußhülse 18 gegen Schmiermittelaustritt abgedichtet, die die Befe stigungsschraube 15 innerhalb des Kopfstücks 10 umgibt.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 befindet sich die Anschluß bohrung 8 in dem Tragkörper 11 und ist über eine Zuführbohrung 19 des Tragkörpers mit einer Zuführhülse 20 verbunden, in welcher sich Schmierstoffkanäle befinden, über die der Schmierstoff zu einer Zu führbohrung 21 des Kopfstücks 10 und von dort in eine Aufnahmebohrung 22 für eine Befestigungsschraube 23 gelangt. Der die Schraube umgeben de Schmierstoff strömt dann durch weitere Kanäle zu den Wälzkörpern. Die Abdichtung der Zuführhülse 20 innerhalb des Tragkörpers 11 gegen über der Zuführbohrung 19 und innerhalb des Kopfstücks 10 gegenüber der Zuführbohrung 21 erfolgt jeweils über zwei Dichtungsringe 24 in dem Tragkörper 11 und in dem Kopfstück 10. Die Zuführbohrung 21 des Kopfstücks 10 ist nach außen mit einer Kugel 25 verschlossen. Durch die Dichtungsringe 24 wird hier vermieden, daß Kräfte auf das Kopf stück 10 einwirken, die durch den Druck des Schmierstoffs während des Schmierimpulses bedingt sind. Die Dichtungsringe 24 können auch aus einem weichen polymeren Werkstoff bestehen und an der Zuführhülse 20 angespritzt sein, so daß sie mit dieser einstückig sind.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ist eine Zuführhülse 26 an dem Kopfstück 10 angespritzt und somit einstückig mit diesem ausgeführt. Sie enthält einen Teil der Zuführbohrung 21 des Kopfstücks 10.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 gelangt der Schmierstoff über die Anschlußbohrung 8 in den Tragkörper 3 und über eine Querboh rung 27 des Tragkörpers in eine senkrechte Aufnahmebohrung 28, in der eine Verteilerhülse 29 eingesetzt ist. Die Querbohrung 27 und die Aufnahmebohrung 28 sind nach außen mit Kugeln 25 verschlossen. In der Verteilerhülse 29 sind Zuführkanäle 30 und 31 angeordnet, über die der Schmierstoff in einen Drosselkanal 32 der Verteilerhülse 29 gelangt. Dieser steht über Durchtrittskanäle 33 mit dem jeweiligen Lastzonenbe reich 6 der Wälzkörper 5 in Verbindung. Die Verteilerhülse 29 ist von Dichtungsringen 34 umgeben.

Von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 dadurch, daß die Verteilerhülse 35 die Rücklaufkanäle 7 für die Wälzkörper 5 anschneidet. Dadurch ergeben sich Durchtrittskanäle 36, über die der Drosselkanal 37 der Verteil erhülse 35 mit den Wälzkörpern 5 verbunden ist. Der Schmierstoff gelangt aus der Aufnahmebohrung 28 über Zuführkanäle 38 und 39 der Verteilerhülse 35 in den Drosselkanal 37 der mit einem Schaumstoff streifen 40 aus einem offenzelligen Schaumstoff teilweise gefüllt ist. Der Schaumstoffstreifen 40 befindet sich mit leichter Vorspannung in dem Drosselkanal 37. Wird Öl als Schmierstoff mit einem Schmierimpuls aus einer Zentralschmieranlage zugeführt, so durchdringt es den offen zelligen Schaumstoff, der als Drossel wirkt. Dadurch wird das Öl gleichmäßig über die Durchtrittskanäle 36 verteilt und gelangt in die Rücklaufkanäle 7 für die Wälzkörper 5. Die Schaumstoffstreifen verhin dern ein Absinken des flüssigen, durch Kapillarwirkung gehaltenen Schmierstoffs, denn durch die mit dem Schmierstoff gefüllten Schaum stoffporen kann keine Luft hindurchdringen. Ein Zurückfließen von Schmierstoff wird auf diese Weise verhindert, so daß nur so viel Öl zugeführt zu werden braucht, wie das Lagerelement aufgrund der Be triebsverhältnisse benötigt.

Die Verteilerhülse 35 gemäß Fig. 3 der Zeichnung ist so gestaltet, daß sie universell verwendbar ist. Sie kann also sowohl für die Schmierung mit Fett als auch für die Schmierung mit Öl verwendet werden. Dies wird dadurch erreicht, daß der Schaumstoffstreifen 40 an den Rändern des Drosselkanals 37 angeschweißt ist, wofür sich das Ultraschallschweißverfahren eignet. Bei Fettschmierung ist der in den Drosselkanal 37 eingelegte Schaumstoffstreifen 40 aufgrund seiner feinporigen Struktur für den Schmierstoff nahezu undurchlässig. Der bei der Zufuhr von Fett als Schmierstoff entstehende Staudruck be wirkt, daß der von dem Zuführkanal 39 kommende Schmierstoff den Schaumstoffstreifen 40 gegen die gegenüberliegende Bohrungswandung der Aufnahmebohrung 28 preßt und sich weiter einen Weg durch den Drossel kanal 37 zu den Durchtrittskanälen 36 bahnt, um in die Rücklaufkanäle 7 für die Wälzkörper 5 zu gelangen.

Es ist auch möglich, gemäß Fig. 2 der Zeichnung die Durchtrittskanäle 33 jeweils direkt in den Lastzonenbereich 6 der zugehörigen Reihe von Wälzkörpern 5 einmünden zu lassen. Diese Anordnung eignet sich beson ders für den Einsatz der Linearführung im Kurzhubbetrieb.

Bezugszeichenliste

1 Führungsschiene
2 Führungswagen
3 Tragkörper
4 Kopfstück
5 Wälzkörper
6 Lastzonenbereich
7 Rücklaufkanal
8 Anschlußbohrung
9 Anschraubfläche
10 Kopfstück
11 Tragkörper
12 Ausfräsung
13 Ausgleichsmasse
14 Zuführbohrung
15 Befestigungsschraube
15a Gewindebohrung
16 Abstreifer
17 weitere Zuführbohrung
18 Verschlußhülse
19 Zuführbohrung des Trag körpers
20 Zuführhülse
21 Zuführbohrung des Kopf stücks
22 Aufnahmebohrung
23 Befestigungsschrauben
24 Dichtungsring
25 Kugel
26 Zuführhülse
27 Querbohrung
28 Aufnahmebohrung
29 Verteilerhülse
30 Zuführkanal
31 Zuführkanal
32 Drosselkanal
33 Durchtrittskanal
34 Dichtungsring
35 Verteilerhülse
36 Durchtrittskanal
37 Drosselkanal
38 Zuführkanal
39 Zuführkanal
40 Schaumstoffstreifen

Claims

1. Linearwälzlager mit einer Führungsschiene und einem Führungswagen, der über umlaufende Wälzkörper an Laufflächen der Führungsschiene längsverschieblich gelagert ist und eine Einrichtung für eine gleich mäßige Schmierstoffverteilung an die Wälzkörper mit einer Schmier stoff-Anschlußbohrung enthält, über welche Schmierstoffkanäle des Führungswagens nach außen geöffnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußbohrung (8) von der oberen, als Anschraubfläche (9) für ein zu verschiebendes Maschinenbauteil dienenden Außenseite des Füh rungswagens (2) ausgeht, die von der Führungsschiene (1) abgewandt ist.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füh rungswagen (2) aus einem Tragkörper (3, 11) und zwei an den in Ver schiebungsrichtung weisenden Stirnseiten des Tragkörpers (3, 11) befestigten Kopfstücken (4, 10) besteht, wobei die Anschlußbohrung (8) sich in dem Tragkörper (3, 11) befindet.

3. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füh rungswagen (2) aus einem Tragkörper (3, 11) und zwei an den in Ver schiebungsrichtung weisenden Stirnseiten des Tragkörpers (3, 11) befestigten Kopfstücken (4, 10) besteht, wobei die Anschlußbohrung (8) sich in einem der Kopfstücke (10) befindet.

4. Wälzlager nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstück (10) an dem Tragkörper (11) innerhalb einer in den Tragkör per (11) stirnseitig eingearbeiteten Ausfräsung (12) abgestützt ist.

5. Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausfräsung (12) zwischen dem Tragkörper (11) und dem Kopfstück (10) eine Ausgleichsmasse (13) angeordnet ist.

6. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der Anschlußbohrung (8) innerhalb des Tragkörpers (11) eine Zuführbohrung (14) für den Schmierstoff anschließt, die über eine Gewindebohrung (15a) und über von einer angeflächten Befestigungsschraube (15) gebil dete Kanäle mit Verteilerkanälen eines in dem Kopfstück (10) gehalte nen Abstreifers (16) verbunden ist.

7. Wälzlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine weite re, innerhalb des Kopfstücks (10) angeordnete Zuführbohrung (17) mittels einer die angeflächte Befestigungsschraube (15) umgebenden Verschlußhülse (18) abgedeckt und gegen den Austritt von Schmierstoff abgedichtet ist.

8. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der Anschlußbohrung (8) innerhalb des Tragkörpers (11) eine Zuführbohrung (19) für den Schmierstoff anschließt, die über Kanäle einer Zuführ hülse (20, 26) mit einer Aufnahmebohrung (22) des Kopfstücks (10) für eine Befestigungsschraube (23) verbunden ist, wobei die Aufnahmeboh rung (22) mit Verteilerkanälen eines in dem Kopfstück (10) gehaltenen Abstreifers in Verbindung steht.

9. Wälzlager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführ hülse (20) in fluchtende Bohrungen des Tragkörpers (11) und des Kopf stücks (10) eingesetzt ist.

10. Wälzlager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführ hülse (26) durch Anspritzen mit dem Kopfstück (10) einstückig ausge führt und mit einem Teil ihrer Länge in eine Bohrung des Tragkörpers (11) eingesteckt ist.

11. Wälzlager nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführhülse (20, 26) gegenüber einer Zuführbohrung (19) des Tragkör pers (11) bzw. gegenüber den Zuführbohrungen (19, 21) des Tragkörpers (11) und des Kopfstücks (10) jeweils mittels zweier Dichtungsringe (24) abgedichtet ist.

12. Wälzlager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Schmierstoffzufuhr durch die Anschlußbohrung (8) des Tragkörpers (11) die Zuführbohrung (21) des Kopfstücks (10) zur Verhinderung des Aus tritts von Schmierstoff mit einer Kugel (25) nach außen verschlossen ist.

13. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die An schlußbohrung (8) innerhalb des Tragkörpers (3) über eine Querbohrung (27) mit einer Aufnahmebohrung (28) für eine Verteilerhülse (29, 35) verbunden ist, welche Zuführkanäle (30, 38) und einen Drosselkanal (32, 37) zur Zuführung von Schmierstoff zu den Wälzkörpern (5) ent hält.

14. Wälzlager nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in den Drosselkanal (37) der Verteilerhülse (35) ein Schaumstoffstreifen (40) aus einem offenzelligen Schaumstoff unter leichter Vorspannung einge legt ist.

15. Wälzlager nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoffstreifen (40) an den Rändern des Drosselkanals (37) befe stigt ist.

16. Wälzlager nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoffstreifen (40) an den Rändern des Drosselkanals (37) nach dem Ultraschallschweißverfahren angeschweißt ist.