DE4435759C2

DE4435759C2 - Linear-Wälzführung mit umlaufenden Wälzkörpern

Info

Publication number: DE4435759C2
Application number: DE4435759A
Authority: DE
Inventors: Toru Tsukada
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1993-10-07
Filing date: 1994-10-06
Publication date: 1998-04-16
Anticipated expiration: 2014-10-07
Also published as: DE4447709C2; US5694811A; DE4435759A1; US5749266A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Linear-Wälzführung mit umlaufenden Wälzkör pern, mit einem Bewegungsteil mit Wälzkörper-Wälznuten, einem Führungsteil, das ebenfalls Wälzkörper-Wälznuten aufweist, zur Führung des Bewegungsteiles, wobei die Wälzkörper zwischen dem Bewegungsteil und dem Führungsteil in den Wälzkör per-Wälznuten aufgenommen sind und bei einer Bewegung des Bewegungsteils rela tiv zu dem Führungsteil umlaufen, und einem ein Schmiermittel abgebendes Teil zur Abgabe eines Schmiermittels.

Aus DE 34 35 593 A1 ist eine kombinierte Wälz- und Gleitführungsvorrichtung be kannt, die als weitgehend geschlossene Baueinheit in eine entsprechende Maschine integriert werden kann. Diese Führungsvorrichtung umfaßt ein profiliertes Führungsteil und ein darauf aufgesetztes, über Wälzkörper abgestütztes Bewegungsteil. Um die Belastbarkeit dieser Linear-Führungsvorrichtung zu erhöhen, und um ein verbesser tes Dämpfungsverhalten zu erreichen, bildet das Führungsteil eine, eine Haupt-Be lastung aufnehmende Gleitfläche, auf welcher das Bewegungsteil über ein aus ei nem Gleitwerkstoff gebildetes Gleitführungsteil zusätzlich abgestützt ist.

Aus DE 30 12 018 A1 ist ein Wälzlager für Längsbewegungen bekannt, welches ein Führungsteil und ein in dessen Längsrichtung bewegbares, über eine Anzahl Wälzkör per abgestütztes Linearbewegungsteil aufweist. Sowohl an dem Linearbewegungsteil als auch an dem Führungsteil sind mehrere Führungsnuten derart ausgebildet, daß jeweils eine an dem Linearbewegungsteil ausgebildete Führungsnut einer an dem Führungsteil ausgebildeten Führungsnut zugewandt ist. Ein Teil der in dem Linearbewegungsteil aus gebildeten Führungsnut bildet eine tragende Lauffläche, an der sich eine Anzahl zwi schen dem Linearbewegungsteil und dem Führungsteil aufgenommener Wälzkörper abstützen. Die Wälzkörper bewegen sich bei Relativbewegung des Linearbewegungs teils relativ zu dem Führungsteil mit einer der halben Relativgeschwindigkeit entspre chenden Geschwindigkeit entlang der tragenden Fläche des Linearbewegungsteils. So bald die bei entsprechender Relativbewegung des Linearbewegungsteils relativ zu dem Führungsteil auf der tragenden Fläche laufenden Wälzkörper die tragende Fläche ver lassen, werden diese über eine Rückführeinrichtung, die im wesentlichen aus einem parallel zu den Rollnuten verlaufenden Wegstück sowie durch zwei im wesentlichen kreisförmig gekrümmte Umlenkwegstücke besteht, zu der abgewandten Seite der Lauf fläche zurückgeführt. Die einzelnen Wälzkörper werden durch eine elastische Führungs leiste unter leichter Vorspannung gegen ihre Anlauffläche gedrängt. Die elastische Füh rungsleiste ist aus einem offenzellig geschäumten, mit Schmieröl gefüllten Kunststoff gefertigt.

Aus DE 42 37 408 A1 ist eine Linearführungseinheit mit einem Antivibrationsmechanis mus sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung bekannt. Diese Linearführungseinheit um faßt eine Führungsschiene und ein darauf bewegbar angeordnetes Linearbewegungsteil. Zwischen der Führungsschiene und dem Linearbewegungsteil ist ein dünnes Plat tenelement zur Bildung eines relativ Spaltes mit einem vorbestimmten Spaltmaß ange ordnet. In diesem Spalt wird ein Ölfilm gebildet, der eine Vibration von Führungsschiene und Linearbewegungsteils dämpft.

Aus JP 1-98 752 ist eine Trapezgewindespindel mit darauf aufgesetzter Spindelmutter bekannt. Zwischen den Innenflanken der Spindelmutter und den Gewindeflanken des Spindelelementes ist ein Zwischenraum gebildet, der mit einem im wesentlichen ver schleißfesten Kunststoffmaterial mit selbstschmierenden Eigenschaften ausgefüllt ist. Dadurch wird es möglich, auf die üblicherweise erforderliche Zufuhr eines Schmierfluides zu der Trapezgewindespindel zu verzichten.

Eine herkömmliche Linear-Wälzführung ist in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt. Diese herkömmliche Linear-Wälzführung umfaßt ein sich axial erstreckendes Führungsteil 1 mit Wälzkörper-Wälznuten 3 an den Außenseiten sowie ein Bewegungsteil 2, das be wegbar auf dem Führungsteil 1, wie dies in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, angeordnet ist. Das Bewegungsteil 2 umfaßt einen Gleitteilhauptkörper 2A und Endkappen 2B, die an beiden Enden des Gleitteilhauptkörpers angebracht sind. Wälzkörper-Wälznuten 5 sind an den Innenseiten von Schenkeln 4 des Gleitteilhauptkörpers 2A an den, zu den Nuten 3 des Führungsteiles 1 hin gerichteten Seitenwandungen ausgebildet. Weiter hin führen Wälzkörperrückführwege 6 durch vergleichsweise dicke Bereiche der Schenkel 4 hindurch. Jede der Kappen 2B umfaßt gekrümmte Durchgangswege 7, die jeweils die Wälzkörper-Wälznuten 5 des Gleitteilhauptkörpers 2A mit den Rück führdurchgangswegen 6, die sich parallel zu den Wälzkörper-Wälznuten 5 erstrecken, verbinden. Die Wälzkörper-Wälznuten 5, die Wälzkörperrückführwege 6, und die ge krümmten Durchgangswege 7, die an beiden Enden des Gleitteilhauptkörpers vorge sehen sind, bilden gemeinsam Zirkulationsdurchgangswege. Diese Durchgangszirku lationswege sind mit einer Anzahl Wälzkörpern 8 (Kugeln) aufgefüllt. Innerhalb der Wälzkörper-Wälznuten 5 des Bewegungsteiles 2 werden die Wälzkörper 8 durch Drahtrückhalteteile H gehalten, so daß sie nicht aus den Nuten herausgeschoben werden.

Das Bewegungsteil 2, das mit den Wälzkörpern 8 beladen ist, ist auf das Führungsteil 1 aufgesetzt, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist. In der zusammengebauten Struktur ist ein Spalt 15 zwischen der äußeren Oberfläche des Führungsteiles 1 und der inneren Oberfläche des Bewegungsteiles 2 gebildet. Das Bewegungsteil 2, das derart auf das Führungsteil 1 aufgesetzt ist, bewegt sich leichtgängig entlang des Führungsteiles 1 aufgrund der Wälzlagerung durch die Wälzkörper 8, die im Inneren des Zwischen raumes der durch die komplementär angeordneten, sich gegenüberliegenden Nuten 3 und 5 gebildet ist, aufgenommen sind.

Seitendichtungen 9 sind an beiden Enden des Bewegungsteils 2 befestigt und Unter dichtungen 12 sind an den Unterseiten des Bewegungsteils 2 zum Zweck des Abhal tens von Staub bzw. Verunreinigungen, die in das Bewegungsteil 2 gelangen könnten, befestigt (nur eine Dichtung ist für diese Seiten- und Unterdichtungen dargestellt).

Schmiermittel, wie beispielsweise Fett oder Schmieröl, wird zu dem Bewegungsteil 2 über einen Schmiernippel G zugeführt, der an einem Schmiermittelzuführanschluß 11 der Endkappe 2B befestigt ist. Schmiermittel L gelangt durch einen Öldurchgangsweg 12, der an der Rückseite der Kappe 2B gebildet ist, und durch eine Öffnung einer Rückführung 13 hindurch in die gekrümmten Durchgangswege 7 und gelangt dabei ferner zu den Wälzkörpern 8, die sich entlang der Durchgangswege abwälzen. Das Schmiermittel L, das an den Wälzkörpern 8 an haftet, gelangt in die Wälzkörper-Wälz nuten 5 durch die Bewegung der Wälzkörper 8. Danach tritt das Schmiermittel aus dem Bewegungsteil 2 durch im Bereich der Seitendichtungen 9 und den Unter dichtungen 10 gebildete Spalte heraus. Diese herkömmliche Schmiermittelversor gung, bei welcher Schmiermittel, beispielsweise Öl oder Fett, direkt über den Schmiermittelnippel G zugeführt wird, hat sich insbesondere in Fällen, in welchen zur Vermeidung von Verunreinigungen durch etwaig von dem Führungsteil ablaufendem Fett oder Öl eine sparsame Schmiermittelversorgung erfolgt, im Hinblick auf eine aus reichende und zuverlässige Schmiermittelversorgung als problematisch erwiesen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine weitgehend wartungsfrei be treibbare langlebige Linear-Wälzführung zu schaffen, die selbsttätig und zuverlässig eine optimale Schmiermittelversorgung der Wälzkörper in dem Bewegungsteil ge währleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils durch eine Linear-Wälzführung mit den in den Patentansprüchen 1, 8 bzw. 13 angegebenen Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Linear-Wälzführung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit einem solchen Aufbau wird in vorteilhafter Weise ein Schmiermittel aus einem schmiermittelenthaltenden Polymer durch den Temperaturanstieg und den Druck, der durch das Abwälzen der Wälzkörper verursacht wird, aus dem Schmiermittelzuführteil herausgedrückt bzw. herausgequetscht. Das herausgedrückte Schmiermittel gelangt mit den Wälzkörpern in Berührung und haftet daran und erreicht die Oberfläche der Wälzkörper-Wälznuten. Demzufolge wird ein Ölfilm gebildet. Es besteht nunmehr kein Erfordernis, einen externen Schmiermittelversorgungskreis zu schaffen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei bung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht, teilweise aufgeschnitten, einer Linear-Wälzführung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Bewegungsteiles der Line ar-Wälzführung nach Fig. 1, wobei das Bewegungsteil mit der Oberseite nach unten dargestellt ist;

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Gesamtansicht einer herkömmlichen Li near-Wälzführung;

Fig. 4 zeigt eine Explosionsansicht der Linear-Wälzführung nach Fig. 3, wobei das Bewegungsteil mit der Oberseite nach unten dargestellt ist;

Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht, teilweise aufgeschnitten, der Linear-Wälzführung nach Fig. 3;

Fig. 6 zeigt eine Vorderansicht, teilweise aufgeschnitten, einer Linear-Wälzführung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht, die ein Bewegungsteil der Li near-Wälzführung nach Fig. 6 darstellt, wobei das Bewegungsteil mit der Oberseite nach unten dargestellt ist;

Fig. 8 zeigt eine Vorderansicht, teilweise aufgeschnitten, einer Linear-Wälzführung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht, die ein Bewegungsteil der Linear-Wälz führung nach Fig. 8 darstellt, wobei das Bewegungsteil mit der Oberseite nach unten dargestellt ist;

Fig. 10 zeigt eine Vorderansicht, teilweise aufgeschnitten, einer Linear-Wälzführung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 11 zeigt eine perspektivische Ansicht, die ein Bewegungsteil der Li near-Wälzführung nach Fig. 10 darstellt, wobei das Bewegungsteil mit der Oberseite nach unten dargestellt ist;

Fig. 12 zeigt eine Vorderansicht, teilweise aufgeschnitten, einer Linear-Wälzführung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 13 zeigt eine perspektivische Ansicht, die ein Bewegungsteil der Linear-Wälz führung nach Fig. 12 darstellt, wobei das Bewegungsteil bzw. der Schlitten mit der Oberseite nach unten dargestellt ist;

Fig. 14 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht, die eine Wälzkörper-Wälznut des Be wegungsteiles, das in der Linear-Wälzführung nach Fig. 12 verwendet wird, darstellt;

Fig. 15 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht, die eine Wälzkörper-Wälznut eines Be wegungsteiles darstellt, das in der Linear-Wälzführung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Anwendung findet;

Fig. 16 zeigt eine vergrößerte Querschnittansicht, die eine Wälzkörper-Wälznut eines Bewegungsteils darstellt, das in der Linear-Wälzführung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Anwendung findet.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 1 beschrieben. In diesen Figuren sind entsprechende oder äquivalente Bereiche zu den Fig. 3 und 4 mit entsprechenden Bezugszeichen be zeichnet, die zur Beschreibung der herkömmlichen Maschine verwendet sind.

In den Fig. 1 und 2, die die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstel len, ist ein Schmiermittelreservoir 20 in einem Spalt zwischen der oberen Oberfläche des Führungsteiles 1 und der inneren Oberfläche des Bewegungsteiles 2 angeordnet. Das Schmiermittelreservoir 20 besteht aus einem schmiermittelenthaltenden Polymer teil. Um das schmiermittelenthaltende Polymerteil zu bilden, wird ein Parafinkohlen wasserstofföl mit 80 Gew.-% als Schmiermittel in Polyethylen enthaltendes, niedrigmo lekulargewichtiges Polyethylen mit 14 Gew.-% (Molekulargewicht: 1×10³ bis 5×10⁵) und ultrahochmolekulargewichtigem Polyethylen mit 6 Gew.-% (Molekulargewicht: 1×10⁶ bis 5×10⁶) gemischt. Die sich ergebende Mischung wird erhitzt und geschmol zen. Die geschmolzene Mischung wird in eine Gießform eingespritzt und gekühlt und unter Druck verfestigt. Das schmiermittelenthaltende Polymerteil, das so gebildet ist, besitzt dieselbe Größe wie die Oberseitenoberfläche des Hohlraums der Gleitteilpas sung 2A.

Das schmiermittelenthaltende Polymerteil als Schmiermittelreservoir 20 ist, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, an der gesamten inneren Oberseitenoberfläche des Gleitteil hauptkörpers 2A befestigt. Schweißen, Verschrauben oder dergleichen können als die Befestigungsmaßnahmen Anwendung finden.

Die Betriebsweise der Linear-Wälzführung, die so aufgebaut ist, wird nachfolgend be schrieben.

Wenn sich das Bewegungsteil 2 entlang des Führungsteils 1, das fest an einem Ma schinentisch befestigt ist, bewegt, bewegen sich die Wälzkörper 8 in der Bewegungs richtung des Bewegungsteiles 2 unter einer niedrigeren Geschwindigkeit als das Be wegungsteil, während sie in den tragenden Wälzkörper-Wälznuten 3 und 5 rollen. Die Wälzkörper 8 werden durch den gekrümmten Durchgangsweg 7 an einem Ende des Gleitteilhauptkörpers 2A zurückgeführt und laufen in der umgekehrten Richtung ent lang der Rückführdurchgangswelle 6. Die Wälzkörper 8 werden wiederum durch die gekrümmten Durchgangswege 7 zu dem anderen Ende des Gleitteilhauptkörpers rückgeführt und laufen wiederum in den tragenden Nutabschnitten 3, 5. Auf diese Weise zirkulieren die Wälzkörper 8.

Wenn die lineare Führungsmaschine so betrieben wird, nimmt das Schmiermittelre servoir 20, das an dem Gleitteil 2 befestigt ist, den Druck von der oberen Oberfläche des Führungsteils 1 auf und reibt an der Schienenoberfläche, die aufgeheizt wird. Das Schmiermittel, das in dem schmiermittelenthaltenden Polymerteil enthalten ist, wird fluidisiert und sickert nach und nach aus dem Schmiermittelreservoir 20 heraus und strömt in die Richtung eines Pfeils L (Fig. 1) und entlang der Seitenwände des Füh rungsteiles 1. Als Ergebnis wird das Schmiermittel automatisch zu den Wälzkörpern 8, die in den Nuten 3 rollen, zugeführt. Demzufolge wird das Schmiermittel stabil zu den Wälzkörpern 8 für eine lange Zeit zugeführt. Dementsprechend arbeitet die Linear-Wälz führung gut unter einer niedrigen Antriebskraft ohne periodische Zuführung des Schmiermittels zu dem Bewegungsteil 2 von der Außenseite her.

Das schmiermittelenthaltende Polymerteil, das als Schmiermittelreservoir 20 fungiert, berührt nicht notwendigerweise die obere Oberfläche des Führungsteiles 1. Wenn das Schmiermittelreservoir nicht mit der oberen Oberfläche des Führungsteiles in Berüh rung steht, wird Wärme erzeugt, wenn die Wälzkörper 8 in den tragenden Nutab schnitt, der durch die Nuten 3 und 5 festgelegt wird, rollen und wird Wärme auf das Bewegungsteil 2 übertragen. Durch diese Wärme steigt die Temperatur des Schmiermittelreservoirs 20 an. Das Schmiermittel wird fluidisiert und sickert dort her aus. Dementsprechend wird die Schmiermittelfunktion, wie es vorstehend erwähnt ist, gesichert.

Das Schmiermittelreservoir 20 ist in enger Nachbarschaft zu den Wälzkörpern 8 in dem Belastungselementenrolldurchgangsweg angeordnet. Deshalb strömt das Schmiermittel auf natürliche Weise so, um die Wälzkörper 8 in dem tragenden Wälz nutbereich zu erreichen, wenn der Schmiermittelzuführkreis nicht in dem Bewegungs teil gebildet wird. Aus diesem Grund besteht dort kein Erfordernis nach einer aufwen digen Schmiermittelversorgungseinrichtung. Demzufolge wird der Maschinenaufbau vereinfacht.

Die Menge des Öls, das in dem Schmiermittelreservoir 20 enthalten ist, kann durch geeignete Auswahl des Inhalts des Schmiermittels in dem schmiermittelenthaltenden Polymerteil bestimmt werden. Hierdurch kann die minimale Menge des Schmiermittels zu den Wälzkörpern 8, die in den tragenden Nutabschnitten abwälzen, zugeführt wer den. Demgemäß werden die Probleme bei herkömmlichen Linear-Wälzführungen, die aus der Zuführung einer ungeeigneten Menge des Schmiermittels zu dem Gleitteil entstehen, z. B. die Verunreinigungserzeugung, die durch übermäßige Schmiermittel zuführung und die normale Abnutzung durch unzureichende Schmiermittelzuführung verursacht wird, erfolgreich gelöst. Die Linear-Wälzführung der ersten Ausführungs form kann in einem Reinraum verwendet werden.

Weiterhin wird eine wartungsfreie Anordnung realisiert. Das automatische Ölzuführ system für die periodische Zuführung von Öl wird unnötig und die Kosten einer Vor sehung und eines Betriebs des Ölzuführsystems entstehen nicht. Das Produktivitäts herabsetzungsproblem, das dann verursacht wird, wenn die Maschine für die periodi sche Zuführung von Öl angehalten wird, entsteht nicht.

Eine zweite Ausführungsform einer Linear-Wälzführung gemäß der vorliegenden Er findung ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt.

In der zweiten Ausführungsform sind flache Nuten 21, die sich axial erstrecken, an beiden Seiten der Oberseitenoberfläche des Hohlraums des Gleitteilhauptkörpers 2A gebildet. Schmiermittelreservoire 22, die aus schmiermittelenthaltenden Polymerteilen bestehen, sind plattenartig geformt und in den flachen Nuten 21 jeweils angeordnet. Die Betriebsweise und die nützlichen Effekte der zweiten Ausführungsform sind mit denjenigen der ersten Ausführungsform vergleichbar.

Eine dritte Ausführungsform einer Linear-Wälzführung gemäß der vorliegenden Erfin dung ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt.

In der dritten Ausführungsform sind Schmiermittelreservoire 23, die aus schmiermit telenthaltenden Polymerteilen bestehen, die ähnlich schmalen Streifen geformt sind, an den Oberseitenkanten der Wälzkörper-Wälznuten 5 an beiden Seiten des Hohl raums des Gleitteilhauptkörpers 2A befestigt. Die Schmiermittelreservoire 23 stehen reibungsmäßig mit den Seitenflächen des Führungsteiles 1 in Berührung und die Wälzkörper 8 werden ebenso aufgeheizt. Durch die Wärme wird das Schmiermittel fluidisiert und aus den schmiermittelenthaltenden Polymerteilen ausgeschieden. Zu sätzlich zu den nützlichen Effekten ähnlich denjenigen der ersten Ausführungsform besitzt die dritte Ausführungsform den nachfolgenden nützlichen Effekt. Wenn die Li near-Wälzführung in einem Zustand verwendet wird, in welchem, wie in Fig. 1 darge stellt ist, die Oberseite nach unten weist, erreicht das Schmiermittel, das aus den Schmiermittelreservoiren 23 ausgeschieden wird, auf natürliche Weise die heran kommenden Elemente ohne irgendeinen aktiv aufgebrachten Druck. Deshalb kann die Linear-Wälzführung an einer Hauptmaschine in irgendeiner Richtung ohne ir gendeine Berücksichtigung der Strömung des Schmiermittels befestigt werden.

Auch berühren in der dritten Ausführungsform die Schmiermittelreservoire 23 nicht notwendigerweise die Seitenflächen des Führungsteiles 1 und der Wälzkörper 8.

Eine vierte Ausführungsform einer linearen Führungsmaschine gemäß der vorliegen den Erfindung ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt.

In der vierten Ausführungsform sind Schmiermittelreservoire 24, die aus schmiermit telenthaltenden Polymerteilen bestehen, an den flachen Flächenbereichen der Kap pen 2B, die an beiden Enden des Gleitteilhauptkörpers 2A befestigt sind, wo sie zu dem Führungsteil 1 hin gerichtet sind, befestigt. Die Betriebsweise und die nützlichen Effekte der vierten Ausführungsform sind mit denjenigen der dritten Ausführungsform vergleichbar.

Die lineare Führungsmaschine jeder der ersten bis vierten Ausführungsformen, die die schmiermittelenthaltenden Polymerteile für die Schmiermittelzuführung einsetzen, können wie folgt modifiziert werden. Ein Schmiernippel G ist an dem Schmiermittelzu führanschluß 11, der in dem Bewegungsteil 2 gebildet ist, befestigt. Schmiermittel wird von dem Schmiermittelnippel G in den inneren Zwischenraum zwischen dem Füh rungsteil 1 und dem Bewegungsteil 2 zugeführt. Die Modifikation, die beide Schmiermittelzuführverfahren unter Verwendung des Schmiermittelreservoirs und des direkten Schmiermittelzuführverfahrens für die Schmiermittelversorgung verwendet besitzt den nachfolgenden, betriebssicheren Effekt. Wenn die Schmiermittelzuführlei tung verstopft ist, wird die Schmiermittelzuführung fortgeführt, da das Schmiermittelre servoir 20 normalerweise dahingehend arbeitet, Schmiermittel zuzuführen. Demge mäß ist die so modifizierte Linear-Wälzführung frei hinsichtlich des Problems des Verstopfens der Ölleitung, die üblicherweise eine abnormale Abnutzung und die Ver kürzung der Lebensdauer der Maschine zur Folge hätte.

Das Schmiermittel enthaltende Polymerteil für das Schmiermittelreservoir, das für die Linear-Wälzführung verwendet wird, ist aus synthetischem Kunststoff, der zuvor mit dem Schmiermittel imprägniert ist, hergestellt. Die Zusammensetzung und das Her stellverfahren für eine bevorzugte Ausführungsform des das schmiermittelenthalten den Polymerteils wird nun beschrieben.

Schmiermittel, das aus Paraffinkohlenwasserstofföl, Mineralöl, wie beispielsweise Poly-α-Olefinpolymer, Naphthenkohlenwasserstofföl, Mineralöl, Ätheröl, wie beispielsweise Dialkyldiphenylätheröl, Esteröl, wie beispielsweise Phthalatestertrimetallithsäureester, wird in ein Polymer eingemischt, das aus einer Gruppe von Poly-α-Olefinpolymeren einer im wesentlichen gleichen, chemischen Basisstruktur, wie beispielsweise Polye thylen, Polypropylen, Polybuthylen und Polymetylpenthen, gemischt. Die sich erge bende Mischung wird durch Wärme geschmolzen und in eine vorgegebene Gießform unter Druck eingespritzt und gekühlt und verfestigt. Falls es erforderlich ist, werden Additive, wie beispielsweise ein Antioxidiermittel, ein Rostschutzmittel, ein Abnut zungsvorbeugungsmittel, ein Aufschäumungsmittel und ein Hochdruckmittel, zuvor zugefügt.

Die Gruppe der Polymere besitzt dieselben chemischen Basisstrukturen, allerdings liegen die mittleren Molekulargewichte davon in dem Bereich von 1×10³ bis 5×10⁶. Von diesen Polymeren wird das Polymer eines relativ niedrigen Molekulargewichts von 1×10³ bis 1×10⁶ und/oder das Polymer mit ultrahohem Molekulargewicht von 1×10⁶ bis 5×10⁶ als bedarfsmäßige Forderung verwendet.

Um eine mechanische Festigkeit des schmiermittelenthaltenden Polymerteils zu erhö hen, können ein thermoplastischer Kunststoff oder ein wärmeaushärtender Kunststoff, wie dies nachfolgend aufgelistet ist, zu dem Poly-α-Olefinpolymer hinzugefügt werden.

Die thermoplastischen Kunststoffe, die für das schmiermittelenthaltende Polymerteil der Erfindung verfügbar sind, sind die folgenden: Polyamid, Polycarbonat, Polybuthy len, Terephtalat, Polyphenylsulfid, Polyethersulfon, Polyetherketon, Polyamid, Poly steren, ABS-Kunstharz und dergleichen.

Die wärmehärtenden Kunststoffe, die für das schmiermittelenthaltende Polymerteil zur Verfügung stehen, sind ungesättigte Polyesterkunstharze, Harnstoffharze, Melamin harz, Phenolharz, Polyimidharz, Epoxydharz und dergleichen.

Diese Harze können für sich oder auch in Kombination verwendet werden. Falls not wendig, kann eine geeignete Menge eines kompatiblen Mittels hinzugefügt werden, um die Poly-α-Olefinpolymere oder andere Kunstharze gleichförmiger zu dispergieren.

Eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Be zugnahme auf die Fig. 12 bis 14 beschrieben werden. In diesen Figuren sind ähnliche oder äquivalente Bereiche durch den Fig. 3 und 4 entsprechende Bezugszeichen, die zur Beschreibung des Stands der Technik verwendet sind, bezeichnet.

Die fünfte Ausführungsform der Erfindung ist eine Linear-Wälzführung. Fig. 12 zeigt eine Vorderansicht, teilweise geschnitten, dieser Linear-Wälzführung.

Die Linear-Wälzführung der vorliegenden Ausführungsform kann derart aufgebaut sein, daß ein Schmiernippel G an dem Schmiermittelzuführanschluß 11, der in dem Bewegungsteil 2 gebildet ist, befestigt ist, und Schmiermittel wird von dem Schmier nippel G in den inneren Zwischenraum zwischen dem Führungsteil 1 und dem Bewe gungsteil 2 zugeführt. Allerdings ist es nicht immer notwendig, die Maschine für die Schmiermittelzuführung aufzubauen, da die vorliegende Ausführungsform einen au tomatischen Schmiermittelzuführmechanismus, der nachfolgend beschrieben wird, verwendet.

Die Oberfläche jeder der Wälzkörper-Wälznuten 5, wie in Fig. 14 dargestellt ist, umfaßt einen Flächenteil P, der eine Belastung aufnimmt, wenn er mit den Wälzkörpern 8 in Berührung steht, und einen anderen Flächenteil NP, der keine Belastung aufnimmt, wenn er mit den Wälzkörpern in Berührung tritt. In dieser Ausführungsform ist eine kleine Nut 13 in dem Boden der Nut 5 gebildet. Die Nut 13 ist kleiner als die Elemen tenrollnut 5. Ein Schmiermittelzuführteil 14, wie ein schmiermittelenthaltendes Poly mer, ist an der kleinen Nut 13 befestigt. Schweißen, Befestigen oder dergleichen kann zur Befestigung der Einrichtung verwendet werden.

Das schmiermittelenthaltende Polymer des Schmiermittelzuführteils, das für die Linear-Wälzführung verwendet wird, kann aus Materialien hergestellt werden, die schon beschrieben sind.

Die Betriebsweise dieser Linear-Wälzführung wird nachfolgend beschrieben.

Wenn sich das Bewegungsteil 2 entlang des Führungsteiles 1 bewegt, das fest an dem Maschinentisch befestigt ist, bewegen sich die Wälzkörper 8 in der Bewegungs richtung des Bewegungsteils 2 unter einer niedrigeren Geschwindigkeit als das Bewe gungsteil, während sie in dem tragenden Nutabschnitt, der durch die Elementenrollnu ten 3 und die Belastungselementenrollnuten 5 festgelegt wird, abwälzen. Die Wälz körper 8 werden durch die gekrümmten Durchgangswege zu einem Ende des Gleit teilhauptkörpers zurückgeführt und laufen in der umgekehrten Richtung entlang der Rückführdurchgangswege 6. Die Wälzkörper 8 werden wiederum durch die gekrümm ten Durchgangswege zu dem anderen Ende des Gleitteilhauptkörpers zurückgeführt und laufen wiederum in dem tragenden Nutabschnitt. Auf diese Weise zirkulieren die Wälzkörper 8.

Wenn die Linear-Wälzführung so betrieben wird, rollen die Wälzkörper 8 in den Wälz körper-Wälznuten 5 des Bewegungsteils 2, während sie mit dem Schmiermittelzuführ teil 14, das an der kleinen Nut 13 befestigt ist, in Berührung treten. Das Schmiermittel zuführteil 14 nimmt einen Druck auf, und die Temperatur davon steigt durch seine Kontaktwärme an. Das Schmiermittel, das in dem schmiermittelenthaltenden Polymer enthalten ist, wird fluidisiert, und das Schmiermittel wird nach und nach aus dem Schmiermittelteil 14 herausgedrückt und haftet an der Oberfläche der Wälzkörper 8 an. Demzufolge wird eine geeignete Menge des Schmiermittels gleichförmig den Ele menten zugeführt. Die Trägheitskraft des Bewegungsteils 2 wird auf das Schmiermit telzuführteil 14 aufgebracht, wenn das Bewegungsteil 2 beschleunigt oder verzögert wird. In diesem Fall tendiert das Schmiermittel dazu, aus dem schmiermittelenthalten den Polymerteil herausgedrückt zu werden.

Demzufolge wird das Schmiermittel automatisch zu dem die Belastung aufnehmen den Flächenteil P zugeführt, wo die Wälzkörper 8 mit der Elementenrollnut 5 in Berüh rung stehen. Demgemäß ergibt sich eine leichtgängige Bewegung ohne die periodi sche Zuführung des Schmiermittels zu dem Bewegungsteil 2 von der Außenseite aus.

Das Schmiermittelreservoir 20 befindet sich mit den Wälzkörpern 8 in dem Bela stungselementenrolldurchgangsweg in Berührung. Deshalb strömt das Schmiermittel natürlich so, um die Wälzkörper 8 in dem Belastungselementenrolldurchgangsweg zu erreichen, wenn der Schmiermittelzuführkreis nicht in dem Bewegungsteil gebildet ist. Aus diesem Grund besteht dort nicht das Erfordernis für den komplizierten Schmier mittelzuführkreis, der in den Kappen des herkömmlichen Bewegungsteils vorgesehen ist. Demzufolge wird der Maschinenaufbau vereinfacht.

Wenn die Linear-Wälzführung in einem Zustand verwendet wird, in welchem die Oberseite nach unten weist, wird das Schmiermittel, das aus dem Schmiermittelzu führteil 14 herausgedrückt wird, zu den Wälzkörpern 8 in einer einfachen Weise ohne irgendeinen Druck zugeführt. Deshalb kann die Linear-Wälzführung an eine Haupt maschine in irgendeiner Richtung ohne irgendein Achten auf die Strömung des Schmiermittels befestigt werden. Die Menge des Öls, das in dem Schmiermittelzuführ teil 14 enthalten ist, kann durch eine geeignete Auswahl des Inhalts des Schmiermit tels in dem schmiermittelenthaltenden Polymerteil festgelegt werden. Hierdurch kann die minimale Menge des Schmiermittels zu den Wälzkörpern 8, die in dem tragenden Nutabschnitt abwälzen, zugeführt werden. Demgemäß werden die Probleme der her kömmlichen Linear-Wälzführungen, die aus der Zuführung einer ungeeigneten Menge des Schmiermittels zu dem Bewegungsteil entstehen, z. B. die Verunreinigungserzeu gung, die durch die übermäßige Schmiermittelzuführung und die abnormale Abnut zung, die durch unzureichende Schmiermittelzuführung verursacht wird, erfolgreich gelöst werden. Die Linear-Wälzführung nach dieser Ausführungsform kann in einem Reinraum verwendet werden.

Weiterhin wird eine wartungsfreie Anordnung realisiert. Das automatische Ölzuführ system für die periodische Zuführung von Öl wird unnötig, und die Kosten für die Vor sehung und den Betrieb des Ölzuführsystems werden nicht verursacht. Das Produk tivitätsherabsetzungsproblem, das dann verursacht wird, wenn die Maschine für die periodische Zuführung des Öls angehalten wird, entsteht nicht.

Fig. 15 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine Wälzkörper-Wälznut eines Bewegungsteils darstellt, das in der Linear-Wälzführung gemäß einer sechsten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

In einer Linear-Wälzführung, die so aufgebaut ist, um einen vorbereiteten Druck durch geringe Positionsabweichungen der oberen und unteren Elementenrollnuten 3 und 3 des Führungsteiles gegenüber derjenigen der oberen und unteren Elementenrollnu ten 5 und 5 aufzubringen, gelangt eine der Flankenflächen jeder Elementenrollnut mit den Wälzkörpern 8 in Kontakt (diese berühren sich zum Beispiel gegenseitig in der Richtung der Belastungswirkungslinie S). In dieser Ausführungsform ist eine Nut 16A über den gesamten, keine Belastung aufnehmenden Flächenteil NP der Elementen rollnut 5 gebildet, während eine kleine Nut 13 in dem Boden der Wälzkörper-Wälznut 5 in der fünften Ausführungsform gebildet ist. Ein Schmiermittelzuführteil 16, das aus einem schmiermittelenthaltenden Polymer besteht, das so dimensioniert ist, daß es die Nut 16A auffüllt, ist an der Nut 16A befestigt. In dieser Ausführungsform kann der Flächenbereich zur Aufnahme des Schmiermittelzuführteils groß sein. Demgemäß kann eine erhöhte Menge eines Schmiermittels zu dem Schmiermittelzuführteil 16 zu geführt werden. Die Betriebsweise dieser Ausführungsform ist im wesentlichen diesel be wie diejenige der fünften Ausführungsform. Allerdings wird eine längere Lebens dauer der Maschine sichergestellt.

Fig. 16 zeigt eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die als eine Modifikation der sechsten Ausführungsform angesehen werden kann.

In dieser Ausführungsform ist eine Nut 17 in jeder der Wälzkörper-Wälznuten 5 gebil det. Die Größe der Nut 17 entspricht im wesentlichen der Hälfte des keine Belastung aufnehmenden Flächenteils NP. Ein Schmiermittelzuführteil 18, das aus einem schmiermittelenthaltenden Polymer besteht, das so dimensioniert ist, daß es die Nut 17 auffüllt, ist an der Nut 17 befestigt. Das Schmiermittelzuführteil kann die Menge des Schmiermittels zwischen den Mengen des Schmiermittels, das in dem Schmier mittelzuführteil 14 der fünften Ausführungsform und des Schmiermittelzuführteils 16 der sechsten Ausführungsform enthalten ist, zurückhalten bzw. aufnehmen. Die Be triebsweise und die nützlichen Effekte dieser Ausführungsform sind mit denjenigen der sechsten Ausführungsform vergleichbar.

Es ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung bei anderen Linear-Wälzführungen wie vorstehend beschrieben, Anwendung finden kann. Zum Beispiel können, statt zwei Belastungselementenrollnuten in jeder Seite des Bewegungsteiles, wie dies bei den beschriebenen Ausführungsformen der Fall ist, drei oder mehr Nuten verwendet werden. Die Kugeln als Rollelemente können durch Rollen bzw. Walzen ersetzt wer den. Weiterhin ist die vorliegende Erfindung auch bei Kugelumlaufspindelmaschinen anwendbar.

Um das schmiermittelenthaltende Polymerteil als das Schmiermittelzuführteil auszu bilden, wird Paraffinkohlenwasserstofföl mit 80 Gew.-% als Schmiermittel in Polyethy len enthaltendem niedermolekulargewichtigen Polyethylen mit 14 Gew.-% (Molekulargewicht: 1×10³ bis 1×10⁵) und ultrahochmolekurlargewichtigem Polyethy len mit 6 Gew.-% (Molekulargewicht: 1×10⁶ bis 5×10⁶) gemischt. Die sich ergeben de Mischung wird erhitzt und geschmolzen. Die geschmolzene Mischung wird in eine Gießform eingespritzt und gekühlt und unter Druck verfestigt.

In einer Linear-Wälzführung der vorliegenden Erfindung wird ein Schmiermittelreser voir, das aus einem schmiermittelenthaltenden Polymer hergestellt ist, in einem Spalt zwischen dem Führungsteil und dem Bewegungsteil angeordnet. Mit dieser Struktur wird das Schmiermittel aus dem Reservoir herausgedrückt und automatisch und gleichförmig zu den Wälzkörpern den tragenden Nutabschnitten zugeführt. Eine opti male Menge eines Schmiermittels kann für eine lange Zeit automatisch und stabil zu geführt werden. Deshalb werden eine lange Lebensdauer und eine wartungsfreie, Li near-Wälzführung realisiert.

Claims

1. Linear-Wälzführung mit umlaufenden Wälzkörpern (8) mit:
einem Bewegungsteil (2) mit Wälzkörper-Wälznuten (5),
einem Führungsteil (1), das ebenfalls Wälzkörper-Wälznuten (3) aufweist, zur Füh rung des Bewegungsteiles (2),
wobei die Wälzkörper (8) zwischen dem Bewegungsteil (2) und dem Führungsteil (1) in den Wälzkörper-Wälznuten (3, 5) aufgenommen sind und bei einer Bewegung des Bewegungsteiles (2) relativ zu dem Führungsteil (1) umlaufen, und
einem ein Schmiermittel abgebendes Teil (14, 16, 18) zur Abgabe eines Schmiermit tels,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Wälzkörper-Wälznuten (3, 5) mit einer Ausnehmung (13, 16A, 17) versehen ist, die sich nahe einem, durch die Innenfläche der Wälzkörper-Wälznuten (3, 5) definierten, eine Last aufnehmenden Berührungspfad (P), der durch eine innere Fläche der Wälzkörper-Wälznuten (3, 5) gebildet ist, erstreckt, und daß das das Schmiermittel abgebende Teil (14, 16, 18) aus einem schmiermittelhaltigen Polymer gebildet ist und in dieser Ausnehmung (13, 16A, 17) aufgenommen ist.

2. Linear-Wälzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus nehmung als Nut (13) ausgebildet ist, die kleiner ist als die Wälzkörper-Wälznut (3, 5) und in einem Bodenbereich der Wälzkörper-Wälznut (3, 5) verläuft, wobei das das Schmiermittel abgebende Teil (14) in der Nut (13) befestigt ist.

3. Linear-Wälzführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (16A, 17) an einem, keine Belastung aufnehmenden Flächenabschnitt der Wälzkörper-Wälznuten (3, 5) ausgebildet ist und mit dem, das Schmiermittel ab gebenden Polymerteil aufgefüllt ist.

4. Linear-Wälzführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus nehmung (16A) im wesentlichen die Hälfte des keine Belastung aufnehmenden Flä chenabschnittes der entsprechenden Wälzkörper-Wälznut (3, 5) einnimmt.

5. Linear-Wälzführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das das Schmiermittel abgebende Teil die Wälzkörper (8) berührt.

6. Linear-Wälzführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (1) mit einer oberen und einer unteren Wälzkörper-Wälznut (3) versehen ist, und daß in dem Bewegungsteil (2) ebenfalls eine obere und eine untere Wälzkörper-Wälznut (5) ausgebildet ist.

7. Linear-Wälzführung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Führungsteil (1) ausgebildeten oberen und unteren Wälzkörper-Wälznuten (3) bezüg lich den in dem Bewegungsteil (2) ausgebildeten Wälzkörper-Wälznuten (5) unter ge ringem Versatz zueinander derart angeordnet sind, daß die Wälzkörper (8) unter ei nem Vorspannungsdruck an eine Flankenfläche der Wälzkörper-Wälznuten (3, 5) ge drängt sind.

8. Linear-Wälzführung mit umlaufenden Wälzkörpern (8) mit:
einem Bewegungsteil (2) mit Wälzkörper-Wälznuten (5),
einem Führungsteil (1), das ebenfalls Wälzkörper-Wälznuten (3) aufweist, zur Füh rung des Bewegungsteiles (2),
wobei die Wälzkörper (8) zwischen dem Bewegungsteil (2) und dem Führungsteil (1) in den Wälzkörper-Wälznuten (3, 5) aufgenommen sind und bei einer Bewegung des Bewegungsteils (2) relativ zu dem Führungsteil (1) umlaufen, und
einem ein Schmiermittel abgebendes Teil zur Abgabe eines Schmiermittels, dadurch gekennzeichnet, daß das das Schmiermittel abgebende Teil (20, 22, 23, 24) aus ei nem schmiermittelhaltigen Polymer gebildet ist und an einer dem Führungsteil (1) zu gewandten Innenfläche des Bewegungsteiles (2) angebracht ist.

9. Linear-Wälzführung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das das Schmiermittel abgebende Polymerteil (20, 22, 23, 24) blatt- oder plattenförmig aus gebildet ist.

10. Linear-Wälzführung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das das Schmiermittel abgebende Polymerteil (20, 22, 23, 24) in einem zwischen dem Füh rungsteil (1) und dem Bewegungsteil (2) gebildeten Spalt angeordnet ist.

11. Linear-Wälzführung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeich net, daß das Bewegungsteil (2) einen Innenraum begrenzt, welcher eine Oberseiten-Ober fläche aufweist, in deren seitlichen Bereich axiale flache Nuten (21) ausgebildet sind, und daß das das Schmiermittel abgebende Teil (22) in den jeweiligen flachen Nuten (21) angeordnet ist.

12. Linear-Wälzführung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeich net, daß das das Schmiermittel abgebende Teil (23) an einer Oberseitenkante der je weiligen Wälzkörper-Wälznut (5) an beiden Seiten des von dem Bewegungsteil (2) begrenzten Innenraumes befestigt ist.

13. Linear-Wälzführung mit umlaufenden Wälzkörpern (8) mit:
einem Bewegungsteil (2) mit Wälzkörper-Wälznuten (5),
einem Führungsteil (1), das ebenfalls Wälzkörper-Wälznuten (3) aufweist, zur Füh rung des Bewegungsteiles (2),
wobei die Wälzkörper (8) in den Wälzkörper-Wälznuten (3, 5) zwischen dem Bewe gungsteil (2) und dem Führungsteil (1) aufgenommen sind und bei einer Bewegung des Bewegungsteils (2) relativ zu dem Führungsteil (1) umlaufen, und
einem ein Schmiermittel abgebendes Teil zur Abgabe eines Schmiermittels, dadurch gekennzeichnet, daß an einem stirnseitigen Ende des Bewegungsteiles (2) eine Kappe (2B) vorgesehen ist, und daß das das Schmiermittel abgebende Teil aus ei nem schmiermittelhaltigen Polymer gebildet ist und an einer dem Führungsteil (1) zu gewandten Innenfläche der Kappe (2B) angebracht ist.

14. Linear-Wälzführung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das das Schmiermittel abgebende Polymerteil durch Mischen von Paraffinkoh lenwasserstofföl mit 80 Gew.-% als Schmiermittel in Polyethylen, das niedrigmolekular gewichtiges Polyethylen von 14 Gew.-% (Molekulargewicht: 1×10³ bis 5×10⁵) und ultrahochmolekulargewichtiges Polyethylen mit 6 Gew.-% (Molekulargewicht: 1×10⁶ bis 5×10⁶) enthält, gebildet ist.