Linearwälzlager mit Rücklaufrohr
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Linearwälzlager, wie sie beispielsweise im Werkzeugmaschinenbau zum Einsatz kommen.
Aus US 5,800,064 beispielsweise ist ein Linearwälzlager mit einem an einer Führungsschiene über Wälzkörper wälzlagerbaren Führungswagen bekannt, der mit wenigstens einem endlosen Wälzkörperkanal für einen endlosen Umlauf der Wälzkörper versehen ist. Der Wälzkörperkanal umfasst einen Tragka- nal für tragende Wälzkörper, einen Rücklaufkanal für rücklaufende Wälzkörper und zwei Umlenkkanäle. Die beiden Umlenkkanäle verbinden die jeweiligen Enden des Tragkanals und des Rücklaufkanals miteinander. Der Führungswagen weist einen mit dem Rücklaufkanal und dem Tragkanal versehenen Tragkörper und an beiden Stirnseiten des Tragkörpers angeordnete, die Umlenkka- näle aufweisende Kopfstücke auf. Der Rücklaufkanal umfasst ein Rücklaufrohr, dass in einer Durchgangsbohrung des Tragkörpers angeordnet ist. Das Kopfstück ist an seiner dem Tragkörper zugewandten Seite mit ringförmigen Vorsprüngen versehen, in die Rohrenden der Rücklaufrohre eingreifen. Der Innendurchmesser der ringförmigen Vorsprünge und der Außendurchmesser der Rohrenden sind so aufeinander abgestimmt, dass die Rücklaufrohre an den Kopfstücken befestigt sind. Derartige Fixierungen der Rücklaufrohre an den Kopfstücken sind beispielsweise dann günstig, wenn die Befestigungsschrauben, die die Kopfstücke an dem Tragkörper befestigen, gelöst und entfernt
werden, beispielsweise um einen Schmiervorsatz zu erneuern. Nach dem Entfernen der Befestigungsschrauben ist es nicht erforderlich, die Kopfstücke durch anderweitige Mittel an dem Tragkörper zu fixieren. Es besteht somit keine Gefahr, dass Wälzkörper aus dem endlosen Wälzkörperkanal herausfallen können. Nachteilig bei der vorgeschlagenen Fixierung ist jedoch, dass in Folge des Einpressens der Rohrenden in die ringförmigen Vorsprünge überhöhte axiale Druckkräfte auftreten können, die unter Umständen zu einem Knicken oder anderer Beschädigung an dem Rücklaufrohr führen können. Ferner kann bei einer ungünstigen Toleranzlage die Situation eintreten, dass das Rohrende des Rücklaufrohres nicht auf die vorbestimmte Tiefe in den ringförmigen Vorsprung eindringen kann, da es möglicherweise zuvor bereits zu einem Klemmsitz kommt. Das bedeutet, dass das Kopfstück nicht zur Anlage an die Stirnseite des Tragkörpers kommen kann, sondern vielmehr ein Spalt zwischen Tragkörper und Kopfstück bleibt. Demzufolge können die Kopfstücke nicht ein- wandfrei an dem Tragkörper befestigt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Fixierung der Rohrenden an den Kopfstücken zu verbessern. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Rohrenden über Rastelemente mit den Kopfstücken verbunden sind. Die Rohrenden können somit auf einfache Art und Weise mit den Kopfstücken verbunden werden, ohne das axiale Einschiebekräfte erforderlich sind. Es ist auch sichergestellt, dass die Rücklaufrohre bzw. die Rohrenden axial einwandfrei gegenüber dem Kopfstücken positioniert sind: Denn die Rastelemente sind so angeordnet, dass ein Einrasten der Rastelemente erst dann er- folgt, wenn die Rücklaufrohre einwandfrei zu den Kopfstücken ausgerichtet sind.
Vorzugsweise greifen die Rohrenden und die Kopfstücke ineinander und sind jeweils mit wenigstens einer Richtfläche füreinander versehen, um den Rück- laufkanal und die Umlenkkanäle paßgerecht zueinander auszurichten. Die Lage der Rastelemente bezogen auf die Richtflächen ist dann derart, dass eine vorbestimmte Überdeckung der Richtflächen des Rohrendes und des Kopfstückes erreicht sein muss, damit die Rastelemente einrasten.
Vorzugsweise ist das Rastelement durch eine Raste und eine Rastenaufnahme gebildet, wobei die Raste einstückig an das Rohrende angeformt ist, und wobei die Rastenaufnahme einstückig an das Kopfstück angeformt ist. Derartige er- findungsgemäße Linearwälzlager eignen sich insbesondere für Kopfstücke und Rücklaufrohre, die im Spritzverfahren aus Kunststoff hergestellt sind. Nach dem Spritzen dieser Teile sind keine weiteren Bearbeitungsschritte erforderlich, um ein einwandfreies Zusammenfügen der Rücklaufrohre und der Kopfstücke miteinander zu ermöglichen. Eine umgekehrte Anordnung ist ebenfalls möglich, wobei die Raste einstückig an das Kopfstück angeformt ist, und wobei die Rastenaufnahme einstückig an das Rohrende angeformt ist. Die Rasten können beispielsweise Schnapphaken oder Wulste sein und die Rastenaufnahmen können beispielsweise Ausnehmungen, Bohrungen, Kanäle oder Nuten sein.
Um das Einschnappen der Rasten in die Rastenaufnahmen auf einfache Art und Weise zu ermöglichen können das Rohrende oder das Kopfstück wenigstens einen mit einer Raste oder einer Rastenaufnahme versehenen federelastisch auslenkbaren Schenkel aufweisen. Der Schenkel spielt dann mit einer Gegenfläche zusammen, wobei sich der Schenkel während des Zusammenfü- gens der Rücklaufrohre mit den Kopfstücken zunächst unter elastischer Verformung ausweicht und schließlich rückfedernd zurückschnappt, wobei dann die Raste in die Rastenaufnahme einschnappt.
Bei den erfindungsgemäßen Linearwälzlagern können die Rastelemente derart ausgebildet sein, dass ein Schnappgeräusch den einwandfreien Sitz der Rücklaufrohre an den Kopfstücken akustisch anzeigt.
Der federelastisch auslenkbare Schenkel kann einstückig an dem Kopfstück oder an dem Rohrende ausgebildet sein, wobei sich hier ebenfalls anbietet, das Kopfstück und/oder das Rücklaufrohr aus Kunststoff im Spritzverfahren herzustellen, so dass der Schenkel im Spritzwerkzeug berücksichtigt werden kann.
Das Kopfstück kann mit einer Aufnahme für das Rohrende versehen sein, wobei die Aufnahme an ihrem Innenumfang eine als Rastenaufnahme ausgebildete Nut zum Einrasten einer an dem Rohrende vorgesehen Raste aufweist. Die Raste kann beispielsweise durch einen Wulst gebildet sein, der in der Nut einrastet. Wenn das Kopfstück im Spritzverfahren aus Kunststoff hergestellt ist, kann die Nut für eine Zwangsentformung des Kopfstückes ausgebildet sein. Das bedeutet, dass beispielsweise die Nuttiefe ein bestimmtes Maß nicht über- schreiten darf, damit das fertig gespritzte Teil aus dem Spritzwerkzeug noch herausgezogen werden kann. Wenn tiefere Nuten erforderlich sein sollten, ist gegebenenfalls ein Schieberwerkzeug zu verwenden.
Die weiter oben erwähnten Richtflächen können an dem Rohrende beispielsweise dadurch ausgebildet sein, dass dieses Rohrende an seinem Außenum- fang im Wesentlichen als Zweiflach ausgeführt ist, wobei beide Abflachungen mit einer Raste oder einer Rastenaufnahme des Rastelementes versehen sind. Auf diese Art und Weise können sowohl Richtfläche als auch Teile des Rastelementes problemlos an dem Zweiflach ausgebildet sein, wobei auch bei dieser Ausführung die Herstellung im Spritzverfahren aus Kunststoff ohne weitere Bearbeitungsschritte gewährleistet ist.
Während bei den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Linearwälzlagern eine Schnappverbindung eingesetzt wird um das eingangs geschilderte Problem zu lösen, bietet sich eine weitere, nachstehend erläuterte erfindungsge- mäße Lösung dieses Problems an: Anstelle der Rastelemente ist vorgesehen, dass das an seinem Umfang mit wenigstens einer Quetschrippe versehene Rohrende in einer Aufnahme des Kopfstückes unter Quetschung der Quetschrippe zwischen dem Rohrende und der Aufnahme angeordnet ist. Die Quetschrippe kann problemlos so dimensioniert werden, dass die Eindrückkraft des Rücklaufrohres in die Aufnahme eine bestimmte Kraft nicht überschreitet. Gleichzeitig sorgt die Quetschung für einen einwandfreien Halt des Rücklaufrohres in der Aufnahme. Vorzugsweise sind die Quetschrippen symmetrisch über den Umfang des Rohrendes verteilt. Es sind aber auch unsymmetrische
Anordnungen möglich. Bei sämtlichen erfindungsgemäßen Linearwälzlagern mag es zweckmäßig sein, wenn die Rohrenden aus den Stirnseiten des Tragkörpers hervorstehen, so dass eine Verbindung mit dem Kopfstücken problemlos möglich ist.
Ebenso können die Rücklaufrohre entlang der Rohrmittellinie in zwei Rohrhälften unterteilt sein, wobei Enden der Rohrhälften über die Rastelemente bzw. die Quetschrippen mit den Kopfstücken verbunden sind. Die Trennung in zwei Rohrhälften ermöglicht eine problemlose Ausbildung der Rücklaufrohrboh- rung.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von vier in insgesamt neun Figuren abgebildeten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Linearwälzalger,
Figur 2 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Linearwälzlager aus
Figur 1 entlang der Linie ll-ll,
Figur 3 in perspektivischer Darstellung ein modifiziertes Teil eines erfindungsgemäßen Rastelementes an dem Kopfstück aus Figur 1 ,
Figur 4 in perspektivischer Darstellung ein modifiziertes Teil eines Rastelementes an dem Rohrende des Rücklaufrohres aus Figur 1 ,
Figur 5 das Zusammenspiel des in den Figuren 3 und 4 abgebildeten erfindungsgemäßen Rastelementes in perspektivischer Darstellung,
Figur 6 in perspektivischer Darstellung ein modifiziertes Teil eines erfindungsgemäßen Rastelementes an dem Rohrende,
Figur 7 in perspektivischer Darstellung ein weiteres modifiziertes Teil eines erfindungsgemäßen Rastelementes an dem Rohrende,
Figur 8 in perspektivischer Darstellung ein weiteres modifiziertes Teil eines erfindungsgemäßen Rastelementes an dem Kopfstück und
Figur 9 Rohrenden des Rücklaufrohres mit erfindungsgemäßen Quetschrippen in perspektivischer Darstellung.
Figuren 1 und 2 zeigen ein erfindungsgemäßes Linearwälzlager. Ein Führungswagen 1 ist an einer Führungsschiene 2 über Wälzkörper 3 wälzgelagert. Die Wälzkörper 3 sind hier durch Rollen 4 gebildet. Der Führungswagen 1 weist einen endlosen Wälzkörperkanal 5 für einen endlosen Umlauf der Wälzkörper 3 auf. Der Wälzkörperkanal 5 umfasst einen Tragkanal 6 für tragende Wälzkörper 3 auf, einen Rücklaufkanal 7 für rücklaufende Wälzkörper 3 und zwei Umlenkkanäle 8, von denen der eine Umlenkkanal 8 das eine Ende des Tragkanals 6 mit dem einen Ende des Rücklaufkanals 7 und von denen der andere Umlenkkanal 8 das andere Ende des Tragkanals 6 mit dem anderen Ende des Rücklaufkanals 7 verbindet. Der Führungswagen 1 weist einen Trag- körper 9 auf, der mit dem Rücklaufkanal 7 und dem Tragkanal 6 versehen ist. Der Führungswagen 1 umfasst ferner an seinen Stirnseiten je ein Kopfstück 10, dass an den Tragkörper 9 angeflanscht ist. Der Rücklaufkanal 7 umfasst ein Rücklaufrohr 11 , dass in einer Bohrung 12 des Tragkörpers 9 eingesetzt ist. Das Kopfstück 10 ist mit Befestigungsschrauben 13 an dem Tragkörper 9 befe- stigt. Das Rücklaufrohr 11 weist an seinem in Figur 2 abgebildeten Rohrende mehrere über den Umfang verteilt angeordnete federelastische Schenkel 14 auf, deren freies Ende am Innenumfang mit einer Raste 15 versehen ist, wobei die Raste 15 in der Abbildung durch einen Wulst 16 gebildet ist. Das Rohrende des Rücklaufrohres 11 ist mit seinen federelastischen Schenkeln 14 auf eine Aufnahme 17 des Kopfstückes 10 aufgeführt. Das Kopfstück 10 weist an seiner Aufnahme 17 eine Rastenaufnahme 18 auf, die hier durch eine Nut 19 gebildet ist. Wenn das Rücklaufrohr 11 in seiner vorgeschriebenen Position gegenüber dem Kopfstück 10 angeordnet ist, schnappt der Wulst 16 unter federelastischer
Ruckverformung des Schenkels 14 in die Nut 19 der Aufnahme 17 ein Das Kopfstuck 10 und das Rucklaufrohr 11 sind dann ver ersicher miteinander verbunden
Figur 3 zeigt einen Teil des modifizierten Kopfstuckes 10 eines erfindungsge- maßen Linearwalzlagers Bei dieser erfindungsgemaßen Variante sind an der dem Tragkorper zugewandten Stirnseite des Kopfstuckes 10 zwei federelastisch auslenkbare Schenkel 20 vorgesehen Diese Schenkel 20 sind im Wesentlichen senkrecht auf der Stirnflache des Kopfstuckes 10 angeordnet Zwi- sehen den beiden Schenkeln 20 ist eine Öffnung für den Eintritt der Walzkorper in den Umlenkkanal 8 vorgesehen An ihren freien Enden weisen die Schenkel 20 an einander zugewandten Seiten je eine Nut 21 auf, die hier ebenfalls eine Rastenaufnahme 22 bilden Passend zu dem in Figur 3 abgebildeten Kopfstuck 10 ist das Rohrende des in Figur 4 abgebildeten Rucklaufroh- res 11 ausgebildet Das Rucklaufrohr 11 ist an seinen freien Enden mit einem Zweiflach 23 versehen, wobei die Abflachungen sowohl Richtflachen 24 als auch jeweils einen aus der Ebene der Aufflachung vorspringenden Wulst 25 aufweisen Die Richtflachen 24 korrespondieren mit an den Schenkeln 20 des Kopfstuckes 10 ausgebildeten Richtflachen 26
Figur 5 zeigt, wie das Rucklaufrohr 11 aus Figur 4 mit dem Kopfstuck 10 aus Figur 3 verbunden wird Zu diesem Zweck wird das Rucklaufrohr 11 zunächst mit seinem Zweiflach 23 zwischen die beiden Schenkel 20 des Kopfstuckes 10 positioniert, und so dann zwischen diese beiden Schenkel 20 eingeführt Wenn das Rucklaufrohr 11 seine vorgeschriebene Position in Bezug auf das Kopfstuck 10 eingenommen hat, rasten die Wulste 25 des Zweiflachs 23 unter fede- relastischer Ruckverformung der Schenkel 20 des Kopfstuckes 10 in die Nuten 21 dieser Schenkel 20 ein Das Rucklaufrohr 11 ist dann verhersicher mit dem Kopfstuck 10 verbunden
Figur 6 zeigt das Rucklaufrohr 11 mit einem weiteren, gegenüber Figur 4 modifizierten Rohrende, wobei zwei diametral gegenüberliegende, federelastisch auslenkbare Schenkel 27 emstuckig an das Rucklaufrohr 11 angeformt sind
Die Schenkel 27 greifen in eine hier nicht abgebildete Aufnahme eines Kopfstückes ein. Zum Verrasten sind an den beiden Schenkeln 27 an deren äußeren Umfangsflächen jeweils eine halbkugelige Erhebung 28 einstückig angeformt. In der nicht dargestellten Aufnahme des Kopfstücks sind korrespondie- rende Ausnehmungen zur Aufnahme dieser Erhebungen 28 eingeformt. Wenn das Rücklaufrohr 11 mit seinem Schenkeln 27 in diese Aufnahme eingeführt wird, rasten die Erhebungen 28 unter elastischer Rückverformung der Schenkel 27 in die Ausnehmungen der Aufnahme des Kopfstücks ein. Als Kopfstück eignet sich beispielsweise das weiter unten beschriebene Kopfstück gemäß Figur 8, wobei jedoch anstelle der dort vorgesehenen Nut am Innenumfang der Aufnahme Kugelkalotten vorgesehen sein können, in die die Erhebungen 28 einrasten.
Anstelle der in Figur 6 abgebildeten halbkugeligen Erhebung 28 kann am Um- fang der Schenkel 27 jeweils ein Wulst 29 einstückig an die Schenkel 27 angeformt sein. Figur 8 zeigt ein mit dem Rücklaufrohr gemäß Figur 7 korrespondierendes Kopfstück 10, dessen Aufnahme 30 an ihrem Innenumfang eine Nut 31 aufweist, in die der Wulst 29 des Rücklaufrohres 11 einrastet, wenn das Rücklaufrohr 11 einwandfrei in Bezug auf das Kopfstück 10 positioniert ist.
Während bei den zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Linearwälzlagern eine Rastverbindung zwischen dem Rücklaufrohr und dem Kopfstück 10 vorgesehen ist, sieht ein alternatives erfindungsgemäßes Linearwälzlager gemäß Figur 9 vor, dass am Umfang des Rohrendes eines Rücklaufrohres 32 über den Umfang verteilt angeordnete Quetschrippen 33 einstückig angeformt sind. Die Quetschrippen sind axial ausgerichtet und verjüngen sich keilförmig in Richtung auf das freie Ende des Rücklaufrohres 32. An dem Rohrende des Rücklaufrohres 32 ist ein Zweiflach 34 ausgebildet, dessen Abflachungen Richtflächen 35 mit an dem nicht dargestellten Kopfstück ausgebildeten Richtflächen korrespondieren, um das Rücklaufrohr 32 einwandfrei gegenüber dem Kopfstück zu positionieren. Das Kopfstück dessen Aufnahme kann beispielsweise wie das gemäß Figur 8 gestaltet sein, mit oder ohne die dort ausgebildete Nut am Innenumfang der Aufnahme, denn diese Nut ist nicht unbedingt erforder-
lieh, wenn Quetschrippen eingesetzt werden. In axialer Richtung erstreckt sich der Zweiflach von seinem freien Ende aus etwa bis zu einer Schulter 36 des Rücklaufrohres 32. Wenn das Rücklaufrohr 32 mit dem nicht dargestellten Kopfstück verbunden wird, schlägt die Schulter 36 an dem Kopfstück an. Wenn das Rücklaufrohr 32 axial in die Aufnahme des Kopfstückes eingeführt wird, wird das Material der Quetschrippe 33 zwischen dem Rohrende und der Aufnahme gequetscht und weggedrängt, wobei eine verliersichere Verbindung zwischen dem Rücklaufrohr 32 und dem Kopfstück hergestellt ist. Bei diesem erfindungsgemäßen Linearwälzlager bietet sich an, das Rücklaufrohr im Spritz- verfahren aus Kunststoff herzustellen, wobei im Spritzwerkzeug bereits die Quetschrippen vorgesehen werden können. Die aus Kunststoff hergestellten Quetschrippen lassen sich gut plastisch verformen.
Für alle hier beschriebenen Ausführungsbeispiele gilt, dass die Rücklaufrohre in günstiger Weise aus Kunststoff im Spritzverfahren herstellbar sind. Ebenso ist es in allen Fällen möglich und bei langen Rücklaufrohren sinnvoll, diese zweiteilig auszuführen, wobei die Mittellinie des Rücklaufrohres in der Teilungsebene liegt. Im Spritzwerkzeug kann so problemlos der Rücklaufkanal ausgebildet werden.
Positionszahlenliste
Führungswagen 32 Rücklaufrohr
Führungsschiene 33 Quetschrippe
Wälzkörper 34 Zweiflach
Rolle 35 Richtfläche
Wälzkörperkanal
Tragkanal
Rücklaufkanal
Umlenkkanal
Tragkörper
Kopfstück
Rücklaufrohr
Bohrung
Befestigungsschraube
Schenkel
Raste
Wulst
Aufnahme
Rastenaufnahme
Nut
Schenkel
Nut
Rastenaufnahme
Zweiflach
Richtfläche
Wulst
Richtfläche
Schenkel
Erhebung
Wulst
Aufnahme
Nut