DE4424795C2

DE4424795C2 - Wälzlager für die geradlinige Bewegung eines Tragkörpers längs einer Führungsschiene

Info

Publication number: DE4424795C2
Application number: DE4424795A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Winkelmann; Juergen Osterlaenger
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1994-03-24
Filing date: 1994-07-14
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2014-07-15
Also published as: DE4424795A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager für die geradlinige Bewegung eines Tragkörpers längs einer Führungsschiene, bestehend aus mehreren Paaren von Umlaufbahnen mit Wälzkörpern, die sich an Laufbahnen des Tragkörpers und der Führungsschiene abstützen, wobei der Tragkörper an seinen beiden Stirnseiten je ein Kopfstück mit Wälzkörper-Umlenkberei chen aufweist und wenigstens ein Kopfstück mit einer Nut für die Zuführung von Schmierstoff zu den Wälzkörpern versehen ist, in die ein Schmierstoff-Leitungskörper mit seitlichen Öffnungen zum Austritt des Schmierstoffs eingesetzt ist.

Aus der DE-OS 42 10 299 ist ein solches Wälzlager mit einer integrier ten Verteileinrichtung für Schmierstoff bekannt. Dort kann der Lei tungskörper, der die Schmierstoffzuführung zu den Umlaufbahnen und Umlenkbereichen für die Wälzkörper übernimmt, aus einem polymeren Werkstoff bestehen. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß die Funktion des Leitungskörpers der mit elastischen, als Ventile wirken den Dichtungen versehen ist, stark von der Vorspannung der Dichtlippen sowie von deren Reibungsverhalten abhängig ist. In der Praxis hat sich gezeigt, daß damit eine lageunabhängige Minimalmengenschmierung nicht sicher möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an dem Wälzlager die inte grierte Schmiervorrichtung ohne den Bedarf an zusätzlichem Bauraum so weiter zu entwickeln, daß eine sichere Nachschmierung der Lagerstellen sowohl mit Fett als auch mit Öl als Schmierstoff gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Lei tungskörper auf dem Weg von einem Schmierstoff-Zuführkanal zu den Austrittsöffnungen eine den Schmierstoff aufnehmende Drosselkammer angeordnet ist. In dem Leitungskörper können als Austrittsöffnungen mehrere auf die Umlenkbahnen gerichtete Durchtrittskanäle angeordnet sein. Der Leitungskörper kann für jeden Durchtrittskanal einen in dessen Längsrichtung angeordneten Drosselkanal aufweisen, über welchen der Zuführkanal mit der Drosselkammer verbunden ist. In dem Leitungs körper kann im Bereich der Drosselkammer eine dem Zuführkanal zugeord nete Vorkammer zur Aufnahme von Schmierstoff angeordnet sein.

Infolge der kleinen Querschnitte der Drosselkanäle wird der aus dem Zuführkanal kommende Schmierstoff in der Vorkammer gestaut. Das hat zur Folge, daß vor den Drosselkanälen ein annähernd gleicher Schmier stoffdruck anliegt. Bei Verwendung von Fett als Schmierstoff ist diese Maßnahme bereits ausreichend, um den Schmierstoff über die Drosselkam mer und die Durchtrittskanäle gleichmäßig in die Umlaufbahnen und Umlenkbereiche der Wälzkörper weiterzuleiten.

Bei der Verwendung von Öl als Schmierstoff wird in die Drosselkammer ein offenzelliger Schaumstoffstreifen mit leichter Vorspannung einge steckt. Wird bei der Minimalmengenschmierung Öl in Form eines Schmier impulses aus der Zentralschmieranlage zugeführt, so durchdringt das Öl den offenzelligen Schaumstoff, der als Drossel wirkt. Dadurch gelangt das Öl gleichmäßig verteilt über die Durchtrittskanäle in die Wälz lagerbahn. Der eingelegte offenzellige Schaumstoffstreifen verhindert außerdem ein Absinken des flüssigen, durch Kapillarwirkung gehaltenen Schmierstoffes, denn durch die mit Öl gefüllten Schaumstoffporen kann keine Luft hindurchdringen. Ein Zurückfließen von Schmierstoff wird auf diese Weise verhindert. Es braucht nur soviel Öl zugeführt zu werden, wie das Wälzlager aufgrund der Betriebsverhältnisse benötigt.

Der Schmierstoff-Leitungskörper ist also so gestaltet, daß er sich sowohl für die Schmierung mit Fett als auch für die Schmierung mit Öl eignet. Dies wird mit der Erfindung dadurch erreicht, daß die äußere Dichtlippe der Vorkammer elastisch ist, so daß bei einem Ölzufuhr impuls eine sichere Abdichtung gegen Leckage besteht. Bei der Schmierung mit Fett ist der in die Drosselkammer eingelegte Schaumstoff streifen aufgrund seiner feinporigen Struktur für Fett nahezu undurch lässig. Der bei der Zufuhr von Fett entstehende Staudruck bewirkt, daß die äußere Dichtlippe der Vorkammer elastisch ausfedert und dem Fett den Durchtritt ermöglicht, so daß dieses in die Wälzkörperbereiche gelangt. Für eine gleichmäßige Schmierstoffverteilung kann die äußere Dichtung der Vorkammer zusätzlich geschwächte Dichtlippenabschnitte aufweisen, die die elastische Beweglichkeit erleichtern.

Das erfindungsgemäße Wälzlager bietet den Vorteil, daß die Schmier stoffmenge entsprechend den aktuellen Betriebsverhältnissen auf die erforderliche Mindestmenge reduziert werden kann. Durch das im Um lenkbereich der Wälzkörper integrierte Minimalmengenschmiersystem wird bei dem Wälzlager eine optimale Bauraumausnutzung erreicht. Bei be reits gebauten gattungsgemäßen Wälzlagern kann der in der Nut befind liche vorbekannte Schmierstoff-Leitungskörper in einfacher Weise gegen den Leitungskörper nach dieser Erfindung ausgetauscht werden.

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

Fig. 1 die Unteransicht mit einem Teilschnitt des Trag körperendbereichs eines erfindungsgemäßen Wälzla gers;

Fig. 2 den an einer Führungsschiene gelagerten Tragkörper im Schnitt gemäß Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 die Unteransicht eines Schmierstoff-Leitungskör pers mit einem Teilschnitt;

Fig. 4 die dem Tragkörper zugewandte Seite des Leitungs körpers;

Fig. 5 teilweise die von dem Tragkörper abgewandte Seite des Leitungskörpers;

Fig. 6 einen Schnitt durch den Leitungskörper gemäß Linie VI-VI der Fig. 4;

Fig. 7 eine Vergrößerung des in Fig. 3 dargestellten Schnittbereichs des Leitungskörpers;

Fig. 8 einen gegenüber Fig. 7 abgewandelten Leitungskör per;

Fig. 9 eine stirnseitige Teilansicht des Kopfstücks eines abgewandelten Wälzlagers mit einem direkt einge formten Ringsegment;

Fig. 10 einen Schnitt durch das Kopfstück gemäß Linie X-X der Fig. 9;

Fig. 11 eine vergrößerte Darstellung des als Leitungskör per wirkenden Segments der Fig. 10.

Ein erfindungsgemäßes Wälzlager 1 besteht aus einer Führungsschiene 2, an der als Führungswagen ein Tragkörper 3 über Wälzkörper 4 längsver schieblich gelagert ist. Die Wälzkörper 4 sind in mehreren geschlosse nen Umlaufbahnen 5 des Tragkörpers 3 angeordnet, von denen jede eine Tragreihe und eine dazu parallele Rücklaufreihe aufweist. Im Bereich der Tragreihe stützen sich die Wälzkörper 4 sowohl an Laufbahnen der Führungsschiene 2 als auch an Laufbahnen des Tragkörpers 3 ab, während sie im Bereich der Rücklaufreihe innerhalb des Tragkörpers 3 lose zurücklaufen können. An den Enden der Tragreihe und der Rücklaufreihe sind diese jeweils durch einen Umlenkbereich 6 miteinander verbunden. Jeder Umlenkbereich 6 befindet sich in einem Kopfstück 7, das an der benachbarten Stirnseite 8 des Tragkörpers 3 anliegend befestigt ist.

Für die Zufuhr von Schmierstoff zu den Wälzkörpern 4 über einen Schmiernippel 9 ist an dem Wälzlager 1 gemäß den Fig. 1 bis 7 jeweils in dem Kopfstück 7 eine U-förmige Nut angeordnet, die zur Stirnseite 8 des Tragkörpers 3 geöffnet ist. In diese Nut ist ein Schmierstoff-Leitungskörper 10 passend eingesetzt.

Im Querschnitt sind die Nut und der Leitungskörper 10 halbkreisförmig, wobei der Durchmesser sich in der Trennebene zwischen dem Kopfstück 7 und dem Tragkörper 3 befindet. Der Schmierstoff strömt von dem Schmiernippel 9 aus durch einen Zuführkanal 11 zu jeder Seite des Tragkörpers 3, in der sich die Umlaufbahnen 5 mit den Wälzkörpern 4 befinden. Hier weist der Leitungskörper 10 eine Drosselkammer 12 auf, in die der Schmierstoff von dem Zuführkanal 11 aus über Drosselkanäle 13 einströmt. An ihrer von den Drosselkanälen 13 abgewandten Seite ist die Drosselkammer 12 über Durchtrittskanäle 14 nach außen geöffnet. Jeder Durchtrittskanal 14 mündet in eine mit Wälzkörpern 4 gefüllte Umlaufbahn 5 ein, um den Schmierstoff in den Bereich der Wälzkörper einfördern zu können.

Dem Zuführkanal 11 ist zur Aufnahme von Schmierstoff eine Vorkammer 15 zugeordnet. Die Abdichtung der Räume des Leitungskörpers 10 ist mit Hilfe von Dichtlippen 16 durchgeführt, die an dem Leitungskörper 10 ausgebildet sind und an der Stirnseite 8 des Tragkörpers 3 anliegen.

Diese Schmiereinrichtung des Wälzlagers eignet sich sowohl für Öl als auch für Fett als Schmierstoff. Für die Verwendung von Öl ist in die Drosselkammer 12 jeweils ein offenzelliger Schaumstoffstreifen 17 mit Vorspannung eingesteckt. Durch diesen kann das Öl hindurchströmen, während er infolge der Kapillarwirkung für Fett undurchdringlich ist.

Ein weiterer Vorschlag sieht gemäß Fig. 8 der Zeichnung vor, die zur Stirnseite 8 des Tragkörpers 3 weisenden offenen Bereiche des Lei tungskörpers 10 einschließlich der Drosselkammer 12 mittels einer Ölleitkapsel 18 zu verschließen. Die Abdichtung des Anschlußbereichs für den Schmiernippel 9 kann durch einstückig angeformte Dichtlippen oder durch einen separaten Dichtring erfolgen. Bei dieser Variante grenzen die Durchtrittskanäle 19 nicht wie in Fig. 4 an der Trenn ebene zwischen dem Tragkörper 3 und dem Leitungskörper 10 an, sondern sie sind als radiale Durchtrittsbohrungen des Leitungskörpers 10 ausgeführt, welche die Drosselkammer 12 an ihrer von der Ölleitkapsel 18 abgewandten Seite zu den Wälzkörpern 4 hin öffnen. In den Leitungs körper 10 formschlüssig eingreifende Stegwände 20 der Ölleitkapsel 18 können durch Kleben, Ultraschallschweißen oder dgl. mit dem Leitungs körper 10 dicht verbunden sein.

In weiterer Ausgestaltung des Wälzlagers sind gemäß den Fig. 9 bis 11 die Zufuhrkanäle 11, die Vorkammern 15, die Drosselkanäle 13, die Drosselkammern 12 und die Durchtrittskanäle 14 in das Kopfstück 7 bzw. in mit dem Kopfstück einstückig ausgeführte Ringsegmente 21 einge formt, wobei die Ringsegmente als Leitungskörper für den Schmierstoff wirken und die Umlenkbereiche 6 begrenzen. Die Abdichtung erfolgt auch hier über Dichtlippen 16, die an den Rändern des Kopfstücks 7 und der aus Kunststoff bestehenden Ringsegmente 21 angespritzt sind. Es ist aber auch möglich, die Abdichtung mit separat eingelegten Dichtungs elementen durchzuführen.

Bezugszahlenliste

1

Wälzlager

2

Führungsschiene

3

Tragkörper

4

Wälzkörper

5

Umlaufbahn

6

Umlenkbereich

7

Kopfstück

8

Stirnseite

9

Schmiernippel

10

Leitungskörper

11

Zuführkanal

12

Drosselkammer

13

Drosselkanal

14

Durchtrittskanal

15

Vorkammer

16

Dichtlippe

17

Schaumstoffstreifen

18

Ölleitkapsel

19

Durchtrittskanal

20

Stegwand

21

Ringsegment

Claims

1. Wälzlager für die geradlinige Bewegung eines Tragkörpers längs einer Führungsschiene, bestehend aus mehreren Paaren von Umlaufbahnen mit Wälzkörpern, die sich an Laufbahnen des Tragkörpers und der Füh rungsschiene abstützen, wobei der Tragkörper an seinen beiden Stirn seiten je ein Kopfstück mit Wälzkörper-Umlenkbereichen aufweist und wenigstens ein Kopfstück mit einer Nut für die Zuführung von Schmier stoff zu den Wälzkörpern versehen ist, in die ein Schmierstoff-Lei tungskörper mit seitlichen Öffnungen zum Austritt des Schmierstoffs eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Leitungskörper (10) auf dem Weg von einem Schmierstoff-Zuführkanal (11) zu den Austritts öffnungen eine den Schmierstoff aufnehmende Drosselkammer (12) an geordnet ist.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Leitungskörper (10) als Austrittsöffnungen mehrere auf die Umlenkbah nen (5) gerichtete Durchtrittskanäle (14) angeordnet sind.

3. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lei tungskörper (10) für jeden Durchtrittskanal (14) einen in dessen Längsrichtung angeordneten Drosselkanal (13) aufweist, über welchen der Zuführkanal (11) mit der Drosselkammer (12) verbunden ist.

4. Wälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Leitungskörper (10) im Bereich der Drosselkammer (12) eine dem Zuführ kanal (11) zugeordnete Vorkammer (15) zur Aufnahme von Schmierstoff angeordnet ist.

5. Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Nut des Kopfstücks (7) angeordnete Leitungskörper (10) mit Dichtlippen (16) an der ebenen Stirnseite (8) des Tragkörpers (3) anliegt, welche die Hohlräume der Vorkammer (15), des Zuführkanals (11), der Drossel kammer (12) und der Durchtrittskanäle (14) begrenzen.

6. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel kammer (12) mit einem Schaumstoffstreifen (17) aus einem offenzelligen Schaumstoff vollständig ausgefüllt ist.

7. Wälzlager für die geradlinige Bewegung eines Führungswagens längs einer Führungsschiene, bestehend aus einem Tragkörper mit mehreren Paaren von Umlaufbahnen mit Wälzkörpern, die sich an Laufbahnen des Tragkörpers und der Führungsschiene abstützen, wobei an den beiden Stirnseiten des Tragkörpers je ein Kopfstück mit Wälzkörper-Umlenkbe reichen angeordnet ist und wenigstens ein Kopfstück mit einer Schmier stoffleitung für die Zuführung von Schmierstoff zu den Wälzkörpern versehen ist, von welcher seitliche Öffnungen zum Austritt des Schmierstoffs ausgehen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schmier stoffleitung auf dem Weg von einem Schmierstoff-Zuführkanal (11) zu den Austrittsöffnungen eine den Schmierstoff aufnehmende Drosselkammer (12) angeordnet ist.

8. Wälzlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel kammer mit einem Schaumstoffstreifen aus einem offenzelligen Schaum stoff vollständig ausgefüllt ist.

9. Wälzlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanal ränder einstückig angeformte Dichtlippen aufweisen.

10. Wälzlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zuführkanal separate Dichtungselemente eingelegt sind.