DE4438948A1 - Linear roller bearing with slidable support body - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager für Linearbewegungen mit einem längs einer Führungsschiene verschiebbaren Tragkörper, der sich über eine Vielzahl von lastübertragenden, auf mehrere geradlinige Reihen aufgeteilten Wälzkörpern an Laufbahnen der Führungsschiene abstützt.The invention relates to a rolling bearing for linear movements with a Carrier body which can be displaced along a guide rail and which extends over a variety of load-transferring, on several straight rows divided rolling elements supported on raceways of the guide rail.
Ein solches Wälzlager ist aus der DE-OS 42 09 824 bekannt. Zur Erzie lung hoher Tragzahlen und Quersteifigkeiten, die eine große Lastüber tragung ermöglichen, sind die Wälzkörper dort an dem Tragkörper in mindestens sechs Wälzkörperumläufen paarweise angeordnet. Damit ergibt sich auch eine hohe Leichtgängigkeit des Lagers.Such a rolling bearing is known from DE-OS 42 09 824. To educate high load capacities and lateral stiffness, which can withstand large loads Allow wear, the rolling elements are there on the support body at least six roller circulations arranged in pairs. So that results the bearing also runs smoothly.
Die Anwendung derartiger Lager erfolgt beispielsweise bei Werkzeug maschinen. Beim Einbau in Schleifmaschinen hat sich jedoch das Problem ergeben, daß infolge der Leichtgängigkeit dieses Lagers Mikroschwin gungen in Verfahrrichtung aufgetreten sind, die zumindest das optische Schliffbild negativ beeinflußt haben.Such bearings are used, for example, for tools machinery. The problem has arisen when installing in grinding machines show that due to the smooth running of this camp micro swine conditions occurred in the direction of travel, at least the optical Have a negative influence on the micrograph.
Aus der DE-OS 43 34 611 sind Gleitführungslager für eine Linearbewe gung bekannt, bei welchen jeweils zwischen einer Führungsschiene und einem Tragkörper keine Wälzkörper, sondern mehrere als zylindrische Rollen ausgebildete Gleitelemente angeordnet sind. Infolge dieser Rollen, die ausschließlich die Belastung von dem Tragkörper auf die Führungsschiene übertragen müssen, ergibt sich hier ein Lager mit hohem Reibungskoeffizienten und großem Verschiebewiderstand. Daher wird, um die Rollen ausreichend zu schmieren, bei einer vorbekannten Ausführung vorgeschlagen, die Rollen in Form von Hohlzylindern auszu führen, deren Zylinderwände jeweils eine Anzahl von Löchern besitzen, so daß Schmiermittel durch die zentrale Achse und die Löcher der äußeren Zylinderfläche zugeführt wird. Damit ist aber der Nachteil verbunden, daß diese Gleitelemente infolge der Schmierlöcher in ihrem Aufbau kompliziert und daher in der Herstellung aufwendig sind.From DE-OS 43 34 611 are sliding guide bearings for a linear movement supply known, in each case between a guide rail and not one rolling element, but several as cylindrical ones Roll trained sliding elements are arranged. As a result of this Rollers that only the load from the support body on the Need to transfer the guide rail, there is a bearing here high coefficient of friction and high displacement resistance. Therefore is used to lubricate the rollers sufficiently, at a previously known Execution proposed to roll out the rollers in the form of hollow cylinders lead, the cylinder walls each have a number of holes, so that lubricant through the central axis and the holes of the outer cylinder surface is supplied. But that is the disadvantage connected that these sliding elements due to the lubrication holes in their Structure complicated and therefore are expensive to manufacture.
Die anmeldungsgemäßen Gleitelemente der DE-OS 43 34 611 sind massive Zylinder, die von den Mittelpunkten der beiden Endflächen ausgehende kleine zylindrische Ausstülpungen aufweisen, welche einstückig mit den Gleitelementen ausgeführt sein können. Für diese Gleitelemente wird der Vorteil geltend gemacht, daß ihre Herstellung einfach sei, da es nicht notwendig sei, schwierige Bearbeitungsvorgänge, also das Formen eines Hohlzylinders mit einer Anzahl von kleinen Schmierlöchern in dessen Wand, durchzuführen. Das Gleitelement könne einfach durch Abschrägen von zwei Endbereichen des Zylinders hergestellt werden. Die abgeschrägten Endbereiche sind als Kegel in Fig. 3 dargestellt.The sliding elements according to the application of DE-OS 43 34 611 are solid cylinders which have small cylindrical protuberances starting from the centers of the two end faces, which can be made in one piece with the sliding elements. The advantage of these sliding elements is that their manufacture is simple, since it is not necessary to carry out difficult machining operations, that is to say the forming of a hollow cylinder with a number of small lubrication holes in its wall. The sliding element can be produced simply by chamfering two end areas of the cylinder. The tapered end regions are shown as a cone in Fig. 3.
Diese aus Vollmaterial hergestellten zylindrischen Gleitelemente haben jedoch den Nachteil, daß sie nicht verformbar, insbesondere radial nicht zusammendrückbar und daher nicht elastisch sind. Die Folge davon sind eine große Reibungskraft und ein hoher Verschleiß, welche mit solchen Gleitelementen ausgerüstete Linearlager aufweisen. Um zu verhindern, daß die zylindrischen Gleitelemente lokal ungleichmäßig abgenutzt werden, wird für das vorbekannte Gleitführungslager vor geschlagen, die Gleitelemente leicht zu drehen. Auf diese Weise könne deren gesamte Gleitoberfläche wirkungsvoll genutzt werden.These have cylindrical sliding elements made of solid material however, the disadvantage that they are not deformable, especially radially are not compressible and are therefore not elastic. The consequence of this are a great friction force and a high wear, which with linear bearings equipped with such sliding elements. In order to prevent the cylindrical sliding elements from locally uneven will be worn out for the known slide bearing beaten, the sliding elements turn easily. That way whose entire sliding surface can be used effectively.
Mit der großen Reibungskraft ist außerdem als weiterer Nachteil die ruckartige Bewegung des Tragkörpers verbunden, wofür sich als Fachaus druck die Bezeichnung "Stick-Slip" eingebürgert hat. Außerdem ist infolge der Ausführung des Gleitelementes als massiver, nicht verform barer Körper eine wahlweise Einstellung des Spiels oder der Vorspan nung der Lagerung ausgeschlossen.With the large friction force is also another disadvantage jerky movement of the supporting body connected, what for as a specialist print has naturalized the name "stick-slip". Besides, is due to the execution of the sliding element as a solid, not deformed Bare body an optional setting of the game or the preload Storage excluded.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager für Linearbewegungen der eingangs genannten Art ohne großen konstruktiven Aufwand so weiterzuentwickeln, daß es ein dem jeweiligen Anwendungs fall entsprechendes geringes erforderliches Dämpfungsverhalten auf weist. The invention is therefore based on the object of a rolling bearing Linear movements of the type mentioned at the outset without great constructive To develop effort so that it is a particular application if there is a correspondingly low required damping behavior points.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Tragkör per mindestens ein mit einer Laufbahn der Führungsschiene in Berührung stehendes und sich an diese elastisch anpassendes Reibelement angeord net ist, welches als langgestreckter, nur an seinen Enden offener zylindrischer Hohlkörper ausgebildet ist. Ein solches hohles Reib element kann durch eine geeignete Wahl seiner Abmessungen in seinem Reibungsverhalten eingestellt, also auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt werden. Es verhält sich während der Bewegung des Tragkör pers längs der Führungsschiene radial elastisch, wobei seine Zylin derform beispielsweise von einem Kreisquerschnitt in einen ellip tischen Querschnitt oder umgekehrt übergehen kann. Bei der reibenden Bewegung des Reibelements längs der Führungsschiene entsteht eine der Bewegung des Tragkörpers entgegengerichtete geringe Bremskraft. Diese wird mit wachsender Länge des Reibelements größer, so daß sich eine definierte Bremskraft durch Wahl der geeigneten Länge des Reibelements in Verfahrrichtung einstellen läßt. Da die Amplituden der Schwingungen in Verfahrrichtung nur sehr gering sind, kann schon eine relativ kleine Bremskraft für die erforderliche Dämpfung ausreichen.This object is achieved in that in the supporting body by at least one in contact with a track of the guide rail standing and arranged on this elastically adapting friction element is net, which is elongated, only open at its ends cylindrical hollow body is formed. Such a hollow rub element can be chosen by a suitable choice of its dimensions in its Friction behavior set, i.e. to the respective application be coordinated. It behaves during the movement of the supporting body pers radially elastic along the guide rail, its cylin for example from a circular cross-section into an ellip cross section or vice versa. When rubbing Movement of the friction element along the guide rail creates one of the Movement of the support body opposing low braking force. These becomes larger with increasing length of the friction element, so that a Defined braking force by choosing the appropriate length of the friction element can be adjusted in the direction of travel. Because the amplitudes of the vibrations are very small in the direction of travel, can be a relative small braking force is sufficient for the required damping.
Das Reibelement kann eine der Form der Laufbahn entsprechende äußere Oberfläche aufweisen. Dabei können die Wälzkörper Kugeln oder Rollen sein. Jedes Reibelement kann als Profilkörper ausgebildet sein, dessen äußere Oberfläche jeweils teilweise an die Laufbahnflächen von Füh rungsschiene und Tragkörper angepaßt ist. Wenn als Wälzkörper Kugeln verwendet werden, kann das Reibelement ein Röhrchen sein, das im Durchmesser exakt auf die Laufbahn- bzw. Kugelverhältnisse abgestimmt ist.The friction element can have an outer shape corresponding to the shape of the raceway Have surface. The rolling elements can be balls or rollers his. Each friction element can be designed as a profile body, the outer surface partly on the raceway surfaces of Füh tion rail and support body is adapted. If balls as rolling elements can be used, the friction element can be a tube that in the Diameter precisely matched to the raceway or ball conditions is.
Die Führungsschiene kann mehrere auf ihre beiden Längsseiten aufge teilte Paare von Laufbahnen für lastübertragende Wälzkörperreihen bzw. Reibelemente des Tragkörpers aufweisen. Beispielsweise kann der Trag körper mittels der Wälzkörperreihen an unteren Laufbahnen und mitt leren Laufbahnen der Führungsschiene abgestützt sein, während zwei in dem Tragkörper angeordnete Reibelemente mit oberen Laufbahnen der Führungsschiene in Berührung stehen können. Auf diese Weise ergeben sich in bezug auf die Führungsschiene symmetrische Dämpfungskräfte an dem Tragkörper, die von den beiden symmetrisch angeordneten Reibele menten herrühren.The guide rail can have several on its two long sides divided pairs of raceways for load-transmitting rows of rolling elements or Have friction elements of the support body. For example, the trag body by means of the rows of rolling elements on lower raceways and mitt lere raceways of the guide rail are supported, while two in the support body arranged friction elements with upper raceways Guide rail can be in contact. Surrender this way symmetrical damping forces with respect to the guide rail the support body, the two symmetrically arranged Reibele mentions.
Entsprechend der gewünschten Paarung der Reibungspartner kann jedes Reibelement aus einem nichtmetallischen Werkstoff, wie Kunststoff, Gummi oder Holz, oder aus einem metallischen Werkstoff, wie Stahl oder Messing bestehen.According to the desired pairing of the friction partners, each can Friction element made of a non-metallic material, such as plastic, Rubber or wood, or from a metallic material such as steel or Brass.
Ein erfindungsgemäßes Linearlager besteht also aus einem Tragkörper als Führungswagen und einer Führungsschiene, die mehrere geradlinige Laufbahnen zur Abstützung des längs der Führungsschiene verschiebbaren Tragkörpers aufweist, wobei der Tragkörper den Laufbahnen der Füh rungsschiene entsprechende, von diesen in einem Abstand angeordnete Laufbahnen enthält. In dem Tragkörper sind jeweils zwischen einer Laufbahn der Führungsschiene und der entsprechenden Laufbahn des Tragkörpers Reibelemente angeordnet, welche mit den Laufbahnen in Berührung stehen. Auf diese Weise ergibt sich eine in dem Tragkörper integrierte Dämpfungsvorrichtung.A linear bearing according to the invention therefore consists of a support body as a guide carriage and a guide rail that has several straight lines Raceways to support the sliding along the guide rail Has support body, the support body the raceways of the Füh corresponding rail, spaced from them Contains careers. In the support body are each one Career of the guide rail and the corresponding career of the Support body arranged friction elements, which with the raceways in To be in touch. This results in one in the support body integrated damping device.
Die Erfindung beinhaltet auch die Möglichkeit, bei einem solchen mit Wälzkörpern arbeitenden Lager nicht nur einzelne, sondern alle Wälz körperreihen durch Reibelemente zu ersetzen, um ein bestimmtes ge wünschtes Dämpfungsverhalten zu erzielen. Die als Ersatz für die Wälzkörper vorgeschlagenen Reibelemente, die als Kunststoff- oder Metallprofile ausgebildet sein können, sind zusätzlich zu ihrer Wir kung in Verfahrrichtung auch geeignet, eine Dämpfung sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Richtung rechtwinkelig zur Führungsschienenachse zu erzeugen. Je nach ihrem Werkstoff können sie die Steifigkeit und die Crash-Sicherheit (Sicherheit gegen Bruch) des Linearlagers deutlich verbessern.The invention also includes the possibility of having such Bearing working bearings not only individual, but all rolling to replace rows of bodies with friction elements to a certain ge to achieve the desired damping behavior. The as a replacement for the Rolling elements proposed friction elements, which as plastic or Metal profiles can be formed in addition to theirs kung in the direction of travel also suitable, damping both in the vertical as well as in the horizontal direction at right angles to Generate guide rail axis. Depending on their material, they can the rigidity and crash safety (safety against breakage) of the Improve the linear bearing significantly.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. Show it:
Fig. 1 ein vorbekanntes Wälzlager mit sechs Wälzkörperumläu fen, die in drei Paaren angeordnet sind, in einer stirnseitigen Ansicht der Führungsschiene und einem teilweise durch den Tragkörper und teilweise durch dessen eines Kopfstück gelegten Schnitt; Figure 1 is a known roller bearing with six Wälzkörperumläu fen, which are arranged in three pairs, in an end view of the guide rail and a partially through the support body and partially through its head section cut.
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen, teilweise aufgeschnittenen Wälzlagers, bei dem das oberste Paar von Wälzkörperumläufen durch zwei Reib elemente ersetzt ist. Fig. 2 is a perspective view of a partially cut roller bearing according to the invention, in which the top pair of rolling element rotations is replaced by two friction elements.
Beiden Wälzlagern gemeinsam ist, daß sie jeweils einen Tragkörper 1 aufweisen, der längs einer waagerechten Führungsschiene 2 verschiebbar gelagert ist. Hierzu dienen mehrere Paare von Wälzkörperumläufen mit als Kugeln 3 ausgebildeten Wälzkörpern, die sich einerseits an Lauf bahnen des Tragkörpers 1 und andererseits an unteren Laufbahnen 4, mittleren Laufbahnen 5 und in Fig. 1 auch an oberen Laufbahnen 6 der Führungsschiene 2 abstützen, wobei von jedem Wälzkörperumlaufpaar ein Wälzkörperumlauf an einer Längsseite der Führungsschiene 2 und der andere Wälzkörperumlauf an der anderen Längsseite der Führungsschiene angeordnet ist. Die Wälzkörperumlaufpaare jeder Seite sind senkrecht übereinander angeordnet.Both roller bearings have in common that they each have a support body 1 which is mounted displaceably along a horizontal guide rail 2 . For this purpose, several pairs of rolling element revolutions with rolling elements designed as balls 3 , which are supported on the one hand on raceways of the supporting body 1 and on the other hand on lower raceways 4 , middle raceways 5 and in FIG. 1 also on upper raceways 6 of the guide rail 2 , each of which One pair of rolling elements is arranged on one long side of the guide rail 2 and the other rolling element is arranged on the other long side of the guide rail. The pairs of rolling elements on each side are arranged vertically one above the other.
Jeder Wälzkörperumlauf besteht aus einer lastübertragenden Wälzkörper reihe, einer dazu parallelen rücklaufenden Wälzkörperreihe und zwei Wälzkörper-Umlenkbögen, die an den Enden der Wälzkörperreihen angren zen und diese Reihen miteinander verbinden. Bei der Bewegung durch läuft die rücklaufende Wälzkörperreihe jeweils einen Rücklaufkanal 7, der für den Wälzkörperumlauf in dem Tragkörper 1 angeordnet ist. Die lastübertragenden Wälzkörperreihen aller Wälzkörperumläufe einer Seite der Führungsschiene 2 werden von einem gemeinsamen Käfig 8 geführt, der in dem Tragkörper 1 für jede Seite der Führungsschiene angeordnet ist und in Bewegungsrichtung des Tragkörpers 1 an beiden Enden aus diesem herausragt, wo seine Wälzkörperreihe in den Wälzkörper-Umlenk bogen übergeht. An jeder Stirnseite des Tragkörpers 1 sind die beiden aus dem Tragkörper herausragenden Enden der Käfige 8 von einem Kopf stück 9 umgeben, in welchem der weitere Teil der Wälzkörper-Umlenk bogen angeordnet ist. Each rolling element circulation consists of a load-transmitting rolling element row, a parallel returning rolling element row and two rolling element deflection bends, which border on the ends of the rolling element rows and connect these rows to one another. When moving through, the returning row of rolling elements each runs a return channel 7 , which is arranged for the rolling element circulation in the support body 1 . The load-transmitting rows of rolling elements of all rolling element revolutions on one side of the guide rail 2 are guided by a common cage 8 , which is arranged in the support body 1 for each side of the guide rail and protrudes at both ends in the direction of movement of the support body 1 , where its row of rolling elements in the rolling element Deflection curve passes. On each end face of the support body 1 , the two ends of the cages 8 projecting from the support body are surrounded by a head piece 9 , in which the further part of the rolling element deflection arc is arranged.
Erfindungsgemäß sind in Fig. 2 die Wälzkörper der beiden obersten Wälzkörperumläufe entfernt worden und in den dortigen Tragzonen sind röhrchenförmige Reibelemente 10 in den Tragkörper 1 eingesetzt. Diese Röhrchen sind im Durchmesser exakt auf die Krümmung der für die Kugeln 3 ausgelegten oberen Laufbahn 6 der Führungsschiene 2 abgestimmt.According to the invention, the rolling elements of the two uppermost rolling element revolutions have been removed in FIG. 2, and tubular friction elements 10 are inserted into the supporting body 1 in the supporting zones there. The diameter of these tubes is precisely matched to the curvature of the upper race 6 of the guide rail 2 designed for the balls 3 .
Bei diesem Ausführungsbeispiel bietet die Erfindung also den Vorteil, ein vorhandenes Wälzlager, das hier sechs Kugelumläufe aufweist, zum Zwecke der Einstellung einer vorgegebenen Dämpfung in einfacher Weise abzuwandeln, indem das Wälzkörperumlaufpaar einer Ebene durch zwei Reibelemente ersetzt wird.In this embodiment, the invention offers the advantage an existing rolling bearing, which has six ball revolutions here, for Purposes of setting a predetermined damping in a simple manner modify by the pair of rolling elements one level by two Friction elements is replaced.
BezugszeichenlisteReference list
1 Tragkörper
2 Führungsschiene
3 Kugel
4 untere Laufbahn
5 mittlere Laufbahn
6 obere Laufbahn
7 Rücklaufkanal
8 Käfig
9 Kopfstück
10 Reibelement 1 supporting body
2 guide rails
3 bullet
4 lower career
5 medium career
6 upper career
7 return channel
8 cage
9 head piece
10 friction element
Claims (9)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: INA WAELZLAGER SCHAEFFLER OHG, 91074 HERZOGENAURAC |
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| 8141 | Disposal/no request for examination |