DE4439804A1

DE4439804A1 - Spieleinstellbares Linearlager

Info

Publication number: DE4439804A1
Application number: DE19944439804
Authority: DE
Inventors: Horst Friedrich
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1994-11-08
Filing date: 1994-11-08
Publication date: 1996-05-09
Also published as: WO1996014518A1; DE19581261C1

Description

Die Erfindung betrifft ein spieleinstellbares Linearlager mit einer profilierten Führungsschiene, an deren beiden parallelen Längsseiten Laufbahnen ausgebildet sind, und mit zwei parallelen, an den beiden Längsseiten der Führungsschiene angeordneten und miteinander verbunde nen Führungskassetten, die sich an den Laufbahnen der Führungsschiene längsverschieblich abstützen.

Aus der DE-OS 39 31 397 ist ein Linearwälzlager mit einer Führungs schiene und einem die Schiene umgreifenden Führungswagen bekannt, der einstückig aus zwei an den Seiten der Führungsschiene befindlichen Schenkeln und einem oberhalb der Schiene verlaufenden, die Schenkel miteinander verbindenden Steg besteht. Innerhalb des Steges sind quer zur Führungsschienenlängsrichtung verlaufende Bohrungen angebracht, in welchen Kopfschrauben eingeschraubt sind. Durch Anziehen der Schrauben erfolgt eine Spieleinstellung der in Umläufen angeordneten Wälzkörper zwischen der Führungsschiene und dem Führungswagen. Dabei muß jedoch der plattenförmige Steg gestaucht werden, so daß für die Spielein stellung hohe Verformungskräfte aufzubringen sind.

Aus dem Prospekt "Linear-Gleitführungen, Baureihe GFK", Technische Produktinformation TPI 81 der Firma INA Lineartechnik OHG, Homburg (Saar), Ausgabe April 1993, ist ein spieleinstellbares Linearlager der eingangs genannten Art bekannt, welches als Gleitlager ausgebildet ist. Hier sind die beiden Führungskassetten als Gleitführungskassetten in einem die Führungsschiene umgebenden Gleitführungswagen befestigt, wobei in eine Gewindebohrung des Führungswagens quer zur Längsrichtung der Führungsschiene eine Einstellschraube für die Einstellung des Lagerspiels eingeschraubt ist, die auf die Rückseite einer der beiden Gleitführungskassetten drückt. Da hier die Gleitführungskassetten in den Führungswagen eingesetzt und dort verschraubt werden müssen, ergibt sich ein hoher Fertigungs- und Montageaufwand. Außerdem ist diese Ausführung nur für größere Lagerabmessungen geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das spieleinstellbare Linearlager zu vereinfachen und so weiterzuentwickeln, daß auch kleine und kleinste Ausführungen möglich sind. Dabei soll sich der konstruk tive Aufwand für das Lager verringern, wobei dieses eine leicht durch führbare Spieleinstellung ermöglichen soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den beiden Führungskassetten zwei federnde Verbindungsstege in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Bei Ausführung als Gleitlager ist infolge dieser federnden Verbindungsstege allein schon gewährleistet, daß die Gleitführungskassetten, die sich mit Kunststoffschichten an den Laufbahnen der Führungsschiene abstützen können, mit dem richtigen Lagerspiel angeordnet sind. Ein besonders gutes Federungsverhalten erhält man dadurch, daß jeder Verbindungssteg mit zwei Schenkeln V-förmig ausgebildet ist. Die Verbindungsstege können in den Bereichen der in die Bewegungsrichtungen weisenden Stirnseiten der beiden Gleit führungskassetten angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, daß die Verbindungsstege sich in der zur Führungsschiene parallelen Länge der beiden Gleitführungskassetten erstrecken, wobei sie die beiden ein ander zugewandten inneren Längsseiten der Gleitführungskassetten miteinander verbinden.

Die Verbindungsstege und die Gleitführungskassetten können Teile eines einstückigen metallischen Tragkörpers sein. Als ein solcher Tragkörper bietet sich ein Körper aus einer Leichtmetallegierung an. In diesem Fall brauchen nur die Kunststoffschichten an den Tragkörper ange spritzt zu werden. Die Verbindungsstege können aber auch Kunststoff teile sein, die gemeinsam mit den als Gleitlagermaterial wirkenden Kunststoffschichten zusammenhängend in einem Spritzvorgang an den Gleitführungskassetten angebracht sind. Durch die Verwendung von Kunststoff für die Verbindungsstege ergibt sich ein anderes Federungs verhalten, als wenn die Stege Metallteile wären. Eine gute Verankerung des Kunststoffs an den Gleitführungskassetten kann dadurch erreicht werden, daß die als Gleitlagermaterial wirkenden Kunststoffschichten mit Fortsätzen in schwalbenschwanzförmigen Ausnehmungen der Gleitfüh rungskassetten eingebettet werden. Es können auch mit den Verbindungs stegen zusammenhängende Kunststoff-Frontplatten an den Gleitführungs kassetten stirnseitig angespritzt werden.

Wenn für die Spieleinstellung Schrauben verwendet werden, die in quer zur Führungsschienenlängsrichtung verlaufende Bohrungen der Gleitfüh rungskassetten eingeschraubt werden, können zwischen den einander zugewandten inneren Längsseiten der Gleitführungskassetten Abstands halter für die Spieleinstellung angeordnet sein, die von einer Kasset te ausgehen und auf die gegenüberliegende Kassette gerichtet sind. Derartige Abstandshalter, die mit den Schrauben zusammenwirken, er möglichen eine Begrenzung des einzustellenden Spiels. Die Abstands halter können Kunststoffteile sein, die gemeinsam mit den Verbindungs stegen in einem Spritzvorgang an den Gleitführungskassetten angebracht werden.

Es ist möglich, daß die Abstandshalter entweder auf die gegenüber liegende Gleitführungskassette gerichtete Stützflächen für in Gewinde bohrungen dieser Kassette eingeschraubte Spieleinstellschrauben auf weisen. Oder die Abstandshalter können zu der gegenüberliegenden Gleitführungskassette hin offene Nuten aufweisen, in welche in Bohrun gen dieser Kassette eingesteckte Spieleinstellschrauben eingeschraubt werden. Dabei können die Spieleinstellschrauben in Muttern einge schraubt werden, welche in den Abstandshaltern verankert sind, oder sie können selbstschneidend in die Nuten der Abstandshalter einge schraubt werden.

Neben Ausführungen als Gleitlager sind für das erfindungsgemäße spiel einstellbare Linearlager auch Ausführungen als Wälzlager möglich. In diesem Fall sind die Führungskassetten an der Führungsschiene über Wälzkörper abgestützt, die sich zwischen den Laufbahnen der Führungs schiene und dazu parallelen Laufbahnen der Führungskassetten befinden.

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

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zweier über Verbindungs stege miteinander verbundener Gleitführungskassetten;

Fig. 2 die Anordnung der Gleitführungskassetten nach Fig. 1 an einer Führungsschiene;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Gleitführungskassetten und die Führungsschiene nach Fig. 2;

Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht zweier Gleitfüh rungskassetten, die durch abgewandelte Verbindungsstege miteinander verbunden sind;

Fig. 5 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht der abgewandel ten Ausführung;

Fig. 6 einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt durch die abgewandelte Ausführung;

Fig. 7 eine weitere Ausführung zweier Gleitführungskassetten, die gemeinsam mit den beiden Verbindungsstegen ein stückig aus einem metallischen Werkstoff gebildet sind;

Fig. 8 eine Ausführung, bei der zwischen den beiden Gleitfüh rungskassetten angespritzte Abstandshalter ausgebildet sind;

Fig. 9 eine Draufsicht auf zwei Gleitführungskassetten, die mit Spieleinstellschrauben einstellbar sind, welche sich an Stützflächen der Abstandshalter abstützen;

Fig. 10 eine Draufsicht auf zwei Gleitführungskassetten, die mit Hilfe von Spieleinstellschrauben und in den Ab standshaltern verankerten Muttern eingestellt werden;

Fig. 11 eine Draufsicht auf zwei Gleitführungskassetten, die mit selbstschneidenden Spieleinstellschrauben einge stellt werden, welche sich in Nuten von Abstandshaltern befinden;

Fig. 12 zwei über Wälzkörper an einer Führungsschiene abge stützte Führungskassetten, teilweise in einer stirnsei tigen Ansicht und teilweise im Querschnitt;

Fig. 13 eine Draufsicht auf das Lager nach Fig. 12.

Ein erfindungsgemäßes Lineargleitlager ist in den Fig. 1 bis 3 dargestellt. Es weist zwei Gleitführungskassetten 1 auf, die sich über Kunststoffschichten 2 an Laufbahnen 3 einer profilierten Führungs schiene 4 abstützen. Die Kunststoffschichten 2 wirken als Gleitlager material und sind mit Fortsätzen 5 in Ausnehmungen 6 der Gleitfüh rungskassetten 1 eingebettet. Die beiden Gleitführungskassetten 1 sind über zwei Verbindungsstege 7 miteinander verbunden und können sich daher gemeinsam längs der Führungsschiene 4 verschieben. Die Verbin dungsstege 7 sind in den beiden stirnseitigen Endbereichen der Gleit führungskassetten 1 V-förmig angebracht, wobei jeweils ein Schenkel eines Verbindungssteges 7 von einer Gleitführungskassette 1 in den Hohlraum zwischen den beiden Gleitführungskassetten 1 hineinragt. Gemeinsam mit den Kunststoffschichten 2 und den Verbindungsstegen 7 sind Frontplatten 8 aus Kunststoff gebildet, die sich jeweils an den Stirnseiten der Gleitführungskassetten 1 befinden.

Das Lineargleitlager nach den Fig. 4 bis 6 unterscheidet sich von dem beschriebenen Lineargleitlager nur dadurch, daß dessen Verbin dungsstege 9, die im Querschnitt ebenfalls V-förmig ausgeführt sind, sich mit ihren Schenkeln über die gesamte Länge der Gleitführungs kassetten 1 erstrecken. Dabei verlaufen jeweils die beiden Schenkel eines Verbindungssteges 9 von einer Gleitführungskassette 1 aus in die Mitte des Hohlraums, der sich zwischen den beiden Gleitführungskasset ten 1 befindet.

Die Anbringung des als Gleitlagerwerkstoff wirkenden Kunststoffs, also der Kunststoffschichten 2, der Verbindungsstege 7 und 9 und der Front platten 8, erfolgt bei diesen Ausführungen nach den Fig. 1 bis 6 durch Spritzguß. Dabei werden auch Freistellungen 10 in den Kunst stoffschichten 2 ausgebildet, die eine vollflächige Auflage des Kunst stoffs auf den Laufbahnen 3 der Führungsschiene 4 ermöglichen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 sind die mit den Kunststoff schichten 2 belegten Gleitführungskassetten 11 und die Verbindungs stege 12 einstückig aus einem einzigen, beispielsweise einem metalli schen Werkstoff ausgeführt.

Fig. 8 zeigt zwei Gleitführungskassetten 1 mit Verbindungsstegen 7, Frontplatten 8 und Kunststoffschichten 2, wobei zwischen den beiden Gleitführungskassetten Abstandshalter 13 angeordnet sind, die eben falls aus dem Kunststoff bestehen. Dabei ragen die Abstandshalter 13 von einer Gleitführungskassette 1 ab und sind auf die andere Gleitfüh rungskassette 1 gerichtet. Diese weist quer zur Längsrichtung der Führungsschiene 4 verlaufende Bohrungen 14 auf, durch welche Schrauben hindurch gesteckt und in Nuten 15 der Abstandshalter 13 eingeschraubt werden können, um das Spiel einzustellen.

Die Fig. 9 bis 11 zeigen verschiedene Spieleinstellmöglichkeiten. In Fig. 9 sind Abstandshalter 16 gemeinsam mit den Verbindungsstegen 7 und den Frontplatten 8 angespritzt, die Stützflächen 17 für in Gewindebohrungen 18 einer der Gleitführungskassetten 1 eingeschraubte Spieleinstellschrauben 19 aufweisen. Durch weiteres Einschrauben der Schrauben 19 werden hier die beiden Gleitführungskassetten 1 vonein ander abgedrückt, was gegen die Wirkung der federnden Verbindungsstege 7 erfolgen kann.

Fig. 10 zeigt eine Ausführung mit Abstandshaltern 20, die nicht nur die Nuten 15 für Spieleinstellschrauben 21 aufweisen, sondern in die auch Muttern 22 eingebettet sind, in welche die Spieleinstellschrauben 21 eingeschraubt werden. Hier sind keine Gewindebohrungen in der einen Gleitführungskassette 1 erforderlich, es genügt eine einfache Bohrung 23 zur Aufnahme der Spieleinstellschraube 21.

Fig. 11 zeigt schließlich eine Ausführung, bei der eine selbstschnei dende Spieleinstellschraube 24 in die Bohrung 23 der einen Gleitfüh rungskassette 1 eingesteckt und anschließend in die Nut 15 des Ab standshalters 13 eingeschraubt ist, der von der anderen Gleitführungs kassette 1 ausgeht.

Bei den Ausführungen nach den Fig. 1 bis 6 wird die Führungsschiene 4 vorzugsweise spanlos als Aluminiumstrangpreßprofil hergestellt. Eine Ausführung aus Stahl oder Kunststoff ist ebenfalls denkbar. Die Gleit führungskassetten 1 können Metallträger sein. Sie werden beispiels weise als Aluminiumstrangpreßprofile hergestellt und auf Länge abge sägt. Hierfür sind auch Spritzgußteile oder Sinterpreßteile möglich. Die schwalbenschwanzförmigen Ausnehmungen 6 für die Kunststoffschicht 2 schaffen eine formschlüssige Verbindung zwischen den Gleitführungs kassetten 1 und dem Gleitlagermaterial. Die beiden Gleitführungs kassetten 1 werden nach dem Gewindeschneiden und Ablängen in ein Spritzgußwerkzeug eingelegt. Bei dem nun folgenden Abspritzvorgang können alle Kunststoffteile, wie die Kunststoffschichten 2, die fe dernden Verbindungsstege 7 und 9, die stirnseitigen Frontplatten 8 und die schwalbenschwanzförmigen Fortsätze 5 zusammenhängend abgespritzt werden, wobei auch die Freistellungen 10 ausgebildet werden. Die Freistellungen 10 gewährleisten eine vollflächige Auflage der Kunst stoffschichten 2 auf der Führungsschiene 4.

Die Verbindungsstege 7, 9 erfüllen zwei Funktionen, erstens die Ver bindung der beiden Gleitführungskassetten 1 mit den gespritzten Kunst stoffschichten 2 und den Frontplatten 8 und zweitens die Spielein stellbarkeit. Um diese letztgenannte Funktion erfüllen zu können, müssen die Verbindungsstege 7, 9 als Federn ausgebildet sein. Dieses wird in den Ausführungsbeispielen dadurch erreicht, daß die Verbin dungsstege 7, 9 winkelig angeordnet sind, also eine V-Form haben. Bei der Herstellung muß darauf geachtet werden, daß der von den Gleitfüh rungskassetten 1 und den Verbindungsstegen 7, 9 gebildete Führungs wagen innen im Gleitbereich ein größeres Maß aufweist, als die Füh rungsschiene 4. Durch ein Zusammendrücken der Gleitführungskassetten 1 kann dann bei der Montage das Spiel eingestellt werden.

Es besteht gemäß Fig. 7 auch die Möglichkeit, den Führungswagen einstückig herzustellen. Hierbei bestehen die federnden Verbindungs stege 12 ebenfalls aus Metall. Als Kunststoffteil wird bei dieser Ausführung nur die Kunststoffschicht 2 für den Gleitbereich gespritzt.

In den Fig. 12 und 13 ist ein als Wälzlager ausgebildetes Linear lager mit zwei Führungskassetten 25 und zwei Verbindungsstegen 12 dargestellt. Die Führungskassetten 25 sind an der Führungsschiene 26 über Wälzkörper 27 abgestützt, die als Kugeln ausgebildet und in jeder Führungskassette 25 in zwei endlosen Umläufen angeordnet sind. An den Führungskassetten 25 stirnseitig angebrachte Abstreiferplatten 28 verschließen jeweils den Spalt zwischen den Laufbahnen der Führungs schiene 26 und den Laufbahnen der Führungskassetten 25 für die Wälz körper 27.

Eine solche Ausführung kann beispielsweise für ein Lager verwendet werden, dessen aus den Führungskassetten 25 und den Verbindungsstegen 12 bestehender Tragkörper nach dem mit "Metal Injection Moulding" (MIM) bezeichneten Spritzgußverfahren hergestellt ist.

Bezugszeichenliste

1 Gleitführungskassette
2 Kunststoffschicht
3 Laufbahn
4 Führungsschiene
5 Fortsatz
6 Ausnehmung
7 Verbindungssteg
8 Frontplatte
9 Verbindungssteg
10 Freistellung
11 Gleitführungskassette
12 Verbindungssteg
13 Abstandshalter
14 Bohrung
15 Nut
16 Abstandshalter
17 Stützfläche
18 Gewindebohrung
19 Spieleinstellschraube
20 Abstandshalter
21 Spieleinstellschraube
22 Mutter
23 Bohrung
24 Spieleinstellschraube
25 Führungskassette
26 Führungsschiene
27 Wälzkörper
28 Abstreiferplatte

Claims

1. Spieleinstellbares Linearlager mit einer profilierten Führungs schiene, an deren beiden parallelen Längsseiten Laufbahnen ausgebildet sind, und mit zwei parallelen, an den beiden Längsseiten der Führungs schiene angeordneten und miteinander verbundenen Führungskassetten, die sich an den Laufbahnen der Führungsschiene längsverschieblich abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Führungs kassetten (1, 11, 25) zwei federnde Verbindungsstege (7, 9, 12) in einem Abstand voneinander angeordnet sind.

2. Linearlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verbindungssteg (7, 9, 12) mit zwei Schenkeln V-förmig ausgebildet ist.

3. Linearlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver bindungsstege (7, 12) in den Bereichen der in die Bewegungsrichtungen weisenden Stirnseiten der beiden Führungskassetten (1, 11, 25) an geordnet sind.

4. Linearlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver bindungsstege (9) sich in der zur Führungsschiene (4) parallelen Länge der Führungskassetten (1) erstrecken, wobei sie die beiden einander zugewandten inneren Längsseiten der Führungskassetten (1) miteinander verbinden.

5. Linearlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver bindungsstege (12) und die Führungskassetten (11) Teile eines ein stückigen metallischen Tragkörpers sind.

6. Linearlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Führungskassetten (1, 11) als Gleitlagermaterial wirkende Kunststoff schichten (2) befestigt und die Verbindungsstege (7, 9) Kunststoff teile sind, die gemeinsam mit den Kunststoffschichten (2) zusammen hängend in einem Spritzvorgang an den Gleitführungskassetten (1) angebracht sind.

7. Linearlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die als Gleitlagermaterial wirkenden Kunststoffschichten (2) mit Fortsätzen (5) in schwalbenschwanzförmigen Ausnehmungen (6) der Gleitführungs kassetten (1, 11) eingebettet sind.

8. Linearlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Verbindungsstegen (7, 9) zusammenhängende Kunststoff-Frontplatten (8) an den Gleitführungskassetten (1) stirnseitig angespritzt sind.

9. Linearlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einander zugewandten inneren Längsseiten der Gleitführungskasset ten (1) Abstandshalter (13, 16, 20) für die Spieleinstellung angeord net sind, die von einer Kassette ausgehen und auf die gegenüberliegen de Kassette gerichtet sind.

10. Linearlager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (13, 16, 20) Kunststoffteile sind, die gemeinsam mit den Verbindungsstegen (7) in einem Spritzvorgang an den Gleitführungs kassetten (1) angebracht sind.

11. Linearlager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (16) auf die gegenüberliegende Gleitführungskassette (1) gerichtete Stützflächen (17) für in Gewindebohrungen (18) dieser Kassette eingeschraubte Spieleinstellschrauben (19) aufweist.

12. Linearlager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (13, 20) zu der gegenüberliegenden Gleitführungskas sette (1) hin offene Nuten (15) aufweisen, in welche in Bohrungen (14, 23) dieser Kassette eingesteckte Spieleinstellschrauben (21, 24) eingeschraubt sind.

13. Linearlager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spieleinstellschrauben (21) in Muttern (22) eingeschraubt sind, welche in den Abstandshaltern (20) verankert sind.

14. Linearlager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spieleinstellschrauben (24) selbstschneidend in die Nuten (15) der Abstandshalter (13) eingeschraubt sind.

15. Linearlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskassetten (25) an der Führungsschiene (26) über Wälzkörper (27) abgestützt sind, die sich zwischen den Laufbahnen der Führungs schiene (26) und dazu parallelen Laufbahnen der Führungskassetten (25) befinden.