DK159594B - Kuglefoering til soejlestyr og lignende liniaere foeringer - Google Patents

Description

DK 159594 B

- i -

Opfindelsen angår en kugleføring til søjlestyr og lignende lineære føringer og nærmere bestemt af den i indledningen til krav 1 angivne art.

5 Kugleføringer af den omhandlede art benyttes blandt andet til søjlestyr i presse- og stanseværktøjer, hvor to værktøjsparter skal udføre en nøjagtig lineær bevægelse ind mod og bort fra hinanden. Kuglerne er sædvanligvis lejret i en rørformet kugleholder og er dimensioneret med et 10 ganske lille overmål i forhold til den ringformede spalte mellem bøsningen og akslen. Kuglerne vil på denne måde være i spænd mellem akslen og bøsningen, hvilket sikrer en absolut slørfri styring af delene i forhold til hinanden.

Et eksempel på en kugleføring af den omhandlede art kendes 15 fra beskrivelsen til US patent nr. 2.422.774.

Kugleføringer af den omtalte art, hvor kuglerne er forspændt, har en relativ begrænset levetid, idet kuglerne til stadighed bevæger sig i samme retlinede baner langs 20 akslens yderside og bøsningens inderside. Sliddet bliver på denne måde koncentreret til en begrænset del af rullefladerne og optræder som slidspor langs delene. Der er gjort mange forsøg på at fordele sliddet over hele akselog bøsningsfladen, hvilket ville føre til en væsentlig 25 forlænget levetid. Eksempelvis har man forsøgt at fordele kuglerne i et spiralformet mønster i kugleholderen eller i andre mønstre, således at kuglerne alle bevæger sig i forskellige baner. På denne måde opnås en vis fordeling af sliddet, forudsat kugleantallet er tilstrækkelig stort.

30 Man har også forsøgt at udforme kugleholderen frit drejeligt såvel som aksialt forskydeligt. Drejeligheden forudsætter imidlertid, at bøsningen frigøres fra akslen eller omvendt, således at kuglernes forspænding ophæves.

Eksempler på kugleføringer med både forskydelige og dreje-35 lige kugleholdere kendes fra beskrivelserne til US

patenterne nr. 2.774.430, 2.846.278 og 3.357.755. I alle - 2 -

DK 159594 B

tilfælde er der imidlertid tale om komplicerede konstruktioner, som indebærer stærkt forøgede fremstillingsomkostninger og øgede krav til vedligeholdelse.

5 GB patent 1.193.466 angår en kugleføring med indbyrdes ak-sialt bevægelig aksel, bøsning og kugleholderkomponenter, og hvori kugleholderen kan drejeforskydes, når akslen fjernes fra bøsningen. Denne forskydning er muliggjort ved hjælp af en ringformet, omløbende rille eller boring i bøs-10 ningens indadvendte overflade, et par aksialt skrånende spiralriller i holderens ydre overflade og et par kugler anbragt mellem rillerne i bøsningen og holderen for at forbinde holderen med bøsningen for indbyrdes aksial og drejende bevægelse. Da den ringformede, rundtgående rille i 15 bøsningen imidlertid åbner indad mod holderen, vil kuglerne i omtrent halvdelen af holderen frit kunne bevæge sig ind og ud af bøsningens rille ved forskydning af holderen i bøsningen. Dette medfører kraftige vibrationer, støj og slid på kugler og kanterne af bøsningens rille.

20

Formålet med den foreliggende opfindelse er at anvise en forbedret kugleføring af den omhandlede art, hvor kugleholderen er justerbar ved drejning i forhold til den tilhørende aksel og bøsning, når kuglerne er frigjort fra deres 25 indspænding mellem rullefladerne på akslen og bøsningen.

Den tilstræbte egenskab opnås ifølge opfindelsen på en enkel og virkningsfuld måde ved at indrette kugleføringen med et føringssystem som angivet i den kendetegnende del af krav 1.. Føringssystemet omfatter en mod kugleholderen ven-30 dende aksial føringsnot i akslen eller bøsningen og en modsiddende ringformet not i kugleholderen. En låseglider er indsat forskydeligt i begge noterne og bevirker en sammen-låsning af disse på en sådan måde, at kugleholderen både kan forskydes og drejes i forhold til akslen/bøsningen.

35 Låseglideren begrænser imidlertid kugleholderens aksiale vandring i forhold til den med den aksiale not forsynede part, således at holderen med tilhørende kugler bevarer sit - 3 -

DK 159594 B

indgreb med denne part (aksel respektive bøsning) uanset parternes forskydning i forhold til hinanden. Ved at forskyde de to parter passende langt ud fra hinanden, frigøres kuglerne fra indspændingen mellem rullefladerne, hvorefter 5 kugleholderen frit kan drejes. Under drejningen forskydes låseglideren i den ringformede not. Ved sammenskydning af de to parter igen er kugleholderen korrekt styret og indekseret i forhold til delene. Drejningen af kugleholderen muliggør en jævn fordeling af sliddet over hele rullefladen 10 både på akslen og bøsningen. Kugleføringen ifølge opfindelsen er konstruktiv enkel og er samtidig billig at fremstille.

Opfindelsen skal forklares nærmere i forbindelse med teg-15 ningen, hvor fig. 1 viser et søjlestyr med kugleføringer ifølge opfindelsen, i sidebillede, fig. 2 et forstørret aksialt snit gennem en kugleføring ifølge opfindelsen, 20 fig. 3 et tværsnit langs linien 3-3 i fig. 2, fig. 4 kugleføringen i en ændret udførelsesform vist i aksialt snit, fig. 5 samme i tværsnit langs linien 5-5 i fig. 4, fig. 6 en tredje udførelsesform vist i partielt tværsnit, 25 fig. 7 samme i sidebillede, fig. 8 en fjerde udførelsesform i tværsnit, fig. 9 en femte udførelsesform vist i aksialt snit, fig. 10 en sjette udførelsesform i aksialt snit, fig. 11 et tværsnit langs linien 11-11 i fig. 10, 30 fig. 12 en syvende udførelsesform i aksialt snit, og fig. 13 samme i tværsnit langs linien 13-13 i fig. 12.

Det i fig. 1 viste søjlestyr indgår i et stanse- eller lok-keværktøj, som på sædvanlig måde består af en underste 35 værktøjsopspændingsplade 11, en øverste opspændingsplade 12 og en trykstang 13. Trykstangen 13 er anbragt centralt på oversiden af den øverste opspændingsplade 12. Den underste

DK 159594 B

- 4 - opspændingsplade 11 er beregnet til fast anbringelse på et bord eller underplade i en ikke vist presse, medens den øverste plade 12 via trykstangen 13 forbindes med en forskydelig tryksko eller trykplade i pressen. Den øverste op-5 spændingsplade er beregnet til at bevæge sig lineært op og ned i forhold til den underste faste plade under pressens operation. Selve lokkeværktøjet (ikke vist) er opspændt på de to opspændingsplader og tjener til bearbejdning af en metalplade, som føres ind mellem værktøjets to parter. Be-10 arbejdningen kan eksempelvis være en lokning, stansning, optrækning eller prægning.

De to opspændingsplader 11 og 12 styres nøjagtigt i forhold til hinanden under den reciprocerende lineære presse-15 bevægelse af to sæt forspændte kugleføringer 10, som hver består af en udvendig bøsning 14, en i denne indsat cylindrisk aksel eller tap 15 og en kugleholder 16 anbragt tele-skopagtigt mellem bøsningen og akslen. Bøsningen 14 er fastgjort til den underste plade 11, akslen er fastgjort 20 på den øverste plade 12. Kugleholderen 16 danner leje for et antal kugler 17 indsat i dertil dannede udsparinger i holderen. Kuglerne har overstørrelse i forhold til den ringformede spalte mellem akslen og bøsningen, fx af størrelsesordenen 10-12 jim i forhold til afstanden t 25 mellem akslens 15 udvendige flade og bøsningens 14 indvendige flade. De to flader benævnes i det følgende rulleflader.

Når kugleholderen 16 med tilhørende kugler 17 er indsat på 30 plads mellem akslen og bøsningen, vil kuglerne være indspændt meliem de to rulleflader, dvs. at kuglerne i nogen grad sammenklemmes eller komprimeres mellem rullefladerne. Komprimeringen tvinger kuglerne til at rulle mellem de to flader, når bøsningen og akslen forskydes aksialt i forhold 35 til hinanden. Samtidig opnås en absolut slørfri gang i føringen .

- 5 -

DK 159594 B

Kugleholderen 16 forskydes i samme retning som akslen 15, men vandringen vil kun være den halve af akslens vandring på grund af kuglernes rullebevægelse mellem rullefladerne.

Af denne årsag er det nødvendigt at indeksere eller positi-5 onere kugleholderen nøjagtigt i forhold til akslen og bøsningen, når disse skydes ind i hinanden, dvs. når de første kugler kommer i forspændt indgreb mellem rullefladerne. I modsat fald vil bevægelsen af kugleholderen i forhold til de øvrige maskinelementer være ubestemt og vil kunne 10 føre til anslag eller blokering mod fx overpladen 12 eller andre elementer i pressen, hvorved kuglerne tvinges til at slire mod rullefladerne. Resultatet vil være en ødelæggelse af kugleføringen.

15 For at opnå en sikker indeksering af kugleholderen i forhold til akslen ved sammenskydning af akslen og bøsningen er akslen 15 forsynet med en aksialt rettet styrenot 18.

Denne strækker sig over akslens midterste del og er åben ud mod bøsingen. Kugleholderen 16 er forsynet med en indven-20 dig ringformet not 21 i den ene ende af holderen. En i den aksiale not 18 indsat forskydelig låseglider 19 er forsynet med et udad rettet skruehoved 20, hvilket er i indgreb med den indvendige not 21 i kugleholderen. Ud for ringnoten 21 er kugleholderen forsynet med en åbning 22, som tillader 25 montering og demontering af skruehovedet 20.

Låseglideren 19 med tilhørende skruehoved 20 danner i forbindelse med de to noter 18 og 21 en låseagtig forbindelse mellem kugleholderen 16 og akslen 15, som tillader delene 30 frit at dreje i forhold til hinanden og at forskyde sig aksialt i forhold til hinanden. Den aksiale forskydelighed er imidlertid begrænset af styrenotens 18 begrænsede længde, hvorfor låseforbindelsen hindrer kugleholderen i at frigøre sig fra akslen. Samtidig opnår man, at kugleholderen vil 35 være korrekt indekseret i forhold til akslen, når delene skydes ind i bøsningen 14, dvs. at de første kugler "indfanges" i spalten mellem bøsningen og akslen, når disse be- - 6 -

DK 159594 B

finder sig i korrekt aksial position indbyrdes.

Som det fremgår af fig. 2, vil kugleholderen 16 blive hængende på akslen 15, når denne trækkes ud fra bøsningen 14, 5 på grund af låsegliderens 19 begrænsede vandring nedad (begrænset af styrenotens 18 længde). Når akslen 15 med kugleholderen 16 igen føres ned i bøsningen 14, vil kuglerne 17 blive "fanget" i spalten mellem rullefladerne. Kuglerne 17 komprimeres som beskrevet og fortsætter i en rullende 10 bevægelse mellem rullefladerne. Under denne rullende bevægelse er kugleholderens forskydning i forhold til akslen og bøsningen styret tvangsmæssigt, og vandringen vil som nævnt være den halve af akslens vandring. Under den reciproce-rende bevægelse forskydes låseglideren 19 op og ned langs 15 styrenoten 18. Når kugleholderen er trukket fri fra bøsningen (som vist i fig. 2), vil kugleholderen endvidere drejes frit i forhold til akslen, idet låsegliderens skruehoved 20 forskydes i den ringformede not 21.

20 I fig. 4 og 5 er kugleføringen vist med en modificeret form for låseglider mellem kugleholderen 16 og akslen 15. Låse-glideren udgøres af en kugle 25, hvis diameter er større end dybden i styrenoten 18a i akslen 15. Styrenoten har halvcirkulært tværsnit. Den uden for styrenoten værende 25 del af kuglen er i indgreb med den indvendige ringnot 21 i kugleholderen og bevirker derved den tilsigtede låsevirkning mellem delene. Kuglen 25 er sikret mod utilsigtet at forlade noten 18 ved hjælp af en aftagelig prop 26, som er indskruet i monteringsåbningen 22 i kugleholderen. Hvis 30 kugleholderen skal demonteres fra akslen, fjernes proppen 26, hvorefter kuglen kan udtages gennem åbningen 22.

I fig. 6 og 7 er låseglideren vist i en tredje udførelsesform. Låseglideren 19 har kileform og er forskydeligt ind-35 sat i en svalehalenot 18b i akslen 15. Låseglideren er forsynet med gevindhul, hvori en skrue 20a er indsat. Skruehovedet på denne skrue 20a stikker frem fra svalehale- - 7 -

DK 159594 B

noten og griber ind i den indvendige ringnot 21 i kugleholderen 16. Monteringsåbningen 21 i kugleholderen tillader montering og demontering af skruen 20a ved samling og adskillelse af delene 15,16. Svalehalenoten 18b er i den 5 øverste ende udformet med en udvidet indføringsåbning 18c for låseglideren 19a.

I fig. 8 er låseglideren vist i form af en kugle 25a, som er forskydeligt indlejret i en underskåret føringsnot 18d i 10 akslen. Tværsnittet i føringsnoten har form som et cirkelafsnit.

I fig. 9 er kugleføringen vist i en udførelsesform, hvor kugleholderen 16a er indekseret i forhold til den udvendige 15 bøsning 14a. Bøsningen er i dette tilfælde forskydelig, medens den tilhørende aksel 15a er fast. Bøsningen 14a er forsynet med en indvendig langsgående, dvs. aksialt rettet, styrenot 29, som er afsluttet et stykke over bøsningens nedre kantende. Kugleholderen 16a er forsynet 20 med en udvendig ringnot 21a placeret nær den øverste ende af kugleholderen. En låseglider i form af en kugle 25b er indsat i forbindende position i noterne 29 henholdsvis 21a via en indføringsåbning 31 i bøsningen. Indførings åbningen 31, som er placeret ud for styrenotens 29 nedre 25 ende, er forsynet med en lukkeprop 32.

I fig. 10 og 11 er låseglideren vist i form af en kurveformet blok 19b, som er indsat forskydeligt i den indvendige ringnot 21 i kugleholderen 16 for indeksering af denne i 30 forhold til en aksel 15. Kurveblokken 19b er forsynet med en undersænket skrue 20b, som med et cylindrisk endestykke 20c stikker radiært ind i styrenoten 18 i akslen 15. En indføringsåbning 22 i kugleholderen 16 ud for ringnoten 21 tjener til indsættelse af skruen 20b for sammenlåsning af 35 delene. Kurveblokken 19b er forskydeligt lejret i den ringformede not 21 og kan samtidig forskydes langs styrenoten 18, i hvilken skrueendestykket 20c som nævnt er i ind- - 8 -

DK 159594B

greb. På denne måde opnås den tilsigtede forskydelige og samtidig drejelige forbindelse mellem kugleholderen og akslen. Den aksiale vandring mellem de to dele er begrænset af styrenotens 18 længde.

5

Fig. 12 og 13 viser en kugleføring med en modificeret form for indekseringsforbindelse mellem en kugleholder 16b og en aksel 15. I dette tilfælde udgøres låseglideren 19 af en cirkelafsnitformet kurveblok 19c, der er indlejret forsky-10 deligt i kugleholderens 16b indvendige ringnot 21b. Kurveblokken 19c er forsynet med en fremstående, radiært indad-vendende tap 19d, som griber ind i styrenoten 18 i akslen 15. Tappen er en integreret del af kurveblokken. Den indvendige ringnot 21b i kugleholderen strækker sig helt ud 15 til kugleholderens øverste kant, dvs. at ringnoten har form som en reces og er forsynet med en indvendig not 35 for en låsering 34. Låseringen 34 tjener til aksial fiksering af kurveblokken 19c i ringnoten. Delene kan demonteres ved fjernelse af låseringen.

20 25 30 35

Claims (4)

1. Kugleføring til søjlestyr og lignende lineære føringer med en aksel (15,15a) og en denne omsluttende bøsning (14, 14a), som kan bevæges indbyrdes teleskopisk frem og tilbage i forhold til hinanden, og hvor der mellem akslen og bøs-5 ningen er indsat en teleskopisk bevægelig, rørformet cylindrisk kugleholder (16,16a,16b), hvorved en låseglider (19, 19a,19b,19c,19d,20,20a,20b,20c,25,25a,25b) forbinder kugleholderen til akslen eller bøsningen for begrænset aksial og drejende bevægelse i forhold til denne, kendeteg 10 net ved en ringformet rundtgående not (21,2la,2lb) dannet i kugleholderen (16,16a,16b) med åbningen vendende enten ind mod akslen (15,15a) eller ud mod bøsningen (14a) og en langstrakt, aksialt rettet ledenot (18,18a,18b,18d,29) dannet i den pågældende del (aksel respektive bøsning) nær 15 kugleholderen og endende et stykke inde fra en ende af den pågældende del, hvorved låseglideren er forskydeligt lejret i kugleholderen og strækker sig imellem den rundtgående not og ledenoten.

2. Kugleføring ifølge krav 1, kendetegnet ved, at ledenoten består af en kilenot (18,18a,18b,18d) i akslens (15,15a) yderside.

3. Kugleføring ifølge krav 1, kendetegnet ved, 25 at låseglideren omfatter en glideblok (19b), som er bevægelig i den rundtgående not (21,21b) i kugleholderen (16,16b), og en radial tap (19d,20c) som bæres af glide-blokken og strækker sig ind i ledenoten (18).

4. Kugleføring ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kugleholderen (16,16b) er forsynet med en indføringsåbning (22), som står i forbindelse med den ringformede not (21,21b), og som tjener til indføring og udtagning af låseglideren (20,20a,20b,20c,19b,19c). 35