DE10005719A1

DE10005719A1 - Linearwälzlager

Info

Publication number: DE10005719A1
Application number: DE10005719A
Authority: DE
Inventors: Heinz Greiner
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2001-08-16
Also published as: ES2246938T3; US20010012416A1; DE50107456D1; TW461940B; US20040213486A1; JP4488148B2; US6808309B2; EP1124067B1; JP2001248636A; US6904679B2; EP1124067A2; EP1124067A3

Abstract

Ein Linearwälzlager weist einen im Querschnitt U-förmigen Führungswagen (1) mit zwei U-Schenkeln (6) auf, der über Kugeln (3) an zwei Längsseiten einer Führungsschiene (2) abgestützt und längs dieser verfahrbar ist. Jeder U-Schenkel (6) ist an seiner der Führungsschiene (2) zugewandten Innenseite mit einer geschliffenen Laufbahn (10) für die Kugeln (3) versehen. Die Laufbahn (10) ist mit einer Schleifscheibe hergestellt, deren Durchmesser das Diagonalmaß des Wagenhohlraums (7) übersteigt. Erfindungsgemäß ist an dem Führungswagen (1) an der von der Führungsschiene (2) abgewandten Außenseite jedes U-Schenkels (6) eine Anschlagfläche (12) mit einer Haltekontur für ein die Kugeln (3) enthaltendes Führungsteil (4) ausgebildet, wobei die Laufbahn (10) eines der beiden U-Schenkel (6) sowie die Anschlagfläche (12) mit der Haltekontur des anderen U-Schenkels (6) gemeinsam in einem Arbeitsgang mit der Schleifscheibe hergestellt sind.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Linearwälzlager mit einem im Querschnitt U-förmigen Führungswagen, der mit einem U-Steg und zwei U-Schenkeln einen Wagen hohlraum bildet und eine Führungsschiene teilweise umgibt sowie über Kugeln an zwei Längsseiten der Führungsschiene abgestützt und längs dieser ver fahrbar ist, wobei jeder U-Schenkel des Führungswagens an seiner der Füh rungsschiene zugewandten Innenseite eine geschliffene Laufbahn mit einem etwa viertelkreisförmigen Querschnitt für die Kugeln aufweist und die Laufbahn mit einer Schleifscheibe hergestellt ist, deren Durchmesser das Diagonalmaß des Wagenhohlraums übersteigt und deren außerhalb des Führungswagens verlaufende Drehachse gegenüber einer Symmetrieebene des Führungswa gens in einem spitzen Winkel angeordnet ist.

Hintergrund der Erfindung

Die Herstellung der Laufbahnen von Wagen für Profilschienenführungen erfolgt entweder durch senkrechte kleine Schleifscheiben oder durch mehrere schräg hintereinander angeordnete Schleifscheiben. Kleine Schleifscheiben führen zu ungünstigen Schliffwerten, geringen Standzeiten und geringen Oberflächen güten. Bei mehreren schräg angeordneten Scheiben begrenzt der Innenraum des Führungswagens, also der Wagenhohlraum, ebenfalls die Scheibengröße. Der Vorteil liegt hier in der Schiefstellung der Schleifscheibe. Es wird also eine begrenzte, jedoch etwas größere Scheibe benutzt.

Bei gleicher Drehzahl ist mit einer Schleifscheibe mit großem Durchmesser eine höhere Umfangsgeschwindigkeit zu erzielen, als mit einer Scheibe mit kleinem Durchmesser. Mit großem Durchmesser erhält man eine höhere Schleifleistung und erreicht eine Erhöhung der Standzeit der Scheibe. Die Drehzahl der Schleifspindel kann nicht unbegrenzt erhöht werden, weil an dernfalls ihre Lager zerstört würden.

Aus der Druckschrift EP 0 318 980 B1 ist ein Linearkugellager mit einem als Lagerkörper bezeichneten Führungswagen bekannt, der einen Schenkelab schnitt mit einer oberen Nut für belastete Kugeln mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt und mit einer unteren Nut für belastete Kugeln mit etwa viertel kreisförmigem Querschnitt aufweist. Nachteilig dabei ist die Fortführung des Radius der oberen Nut bis zur senkrechten Innenwand des Schenkelab schnitts. Das bedingt zwangsläufig, dass bei der Herstellung der oberen Nut durch Schleifen mit einer kleinen Schleifscheibe geschliffen werden muss.

Aus der Druckschrift DE 33 31 287 C2 ist ein Verfahren zum Schleifen des La gerkörpers für ein Linearkugellager bekannt. Dort werden mit einer Schleif scheibe großen Durchmessers, die gegenüber dem zu schleifenden Führungs wagen schräg gestellt ist, jeweils zwei Laufbahnen für tragende Kugeln an der Innenseite eines U-Steges des Führungswagens geschliffen. Die Rücklaufka näle für die in Umläufen angeordneten Kugeln sind als Bohrungen des Füh rungswagens ausgeführt und müssen zusätzlich zu den Laufbahnen für die tragenden Kugeln in besonderen Arbeitsgängen hergestellt werden.

Die Druckschrift DE 33 04 895 C2 zeigt ein Linearwälzlager mit Lagerkörpern, bei welchem ein Kugelumlaufschuh oder Lagerkörper jeweils angesetzte Blechteile aufweist, und zwar einen W-förmigen Kugelhalter für die tragenden Kugeln und eine Abdeckung mit U-förmigem Querschnitt, welche Kugelfüh rungsrillen für die nicht belasteten, rücklaufenden Kugeln nach außen verschließt. Infolge dieser zusätzlichen Blechteile ergibt sich eine aufwendige Bauweise und Montage des Kugelumlaufschuhs.

Aus der Druckschrift DE 30 19 131 A1 ist ein Linearwälzlager bekannt, bei wel chem an als Halteplatten ausgebildeten Führungsteilen in den Tragbereichen und in den Rücklaufbereichen für die Kugeln längsgerichtete durchgehende Öffnungen ausgebildet sind. Daher ist hier jedes Führungsteil in dem jeweiligen Kugelbereich nicht nur mit einer nach außen weisenden verengten Öffnung versehen, sondern auch zu dem als Führungswagen wirkenden Maschi nenelement hin offen. Durch diese Öffnungen ragen die Kugeln hindurch und werden von längsgerichteten Laufbahnen geführt, die als Rillen in dem Ma schinenelement eingearbeitet werden müssen, so dass sich zusätzliche Bear beitungs- und Werkzeugkosten ergeben.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Linearwälzlager zu schaffen, welches sich mit geringem Bearbeitungsaufwand herstellen lässt, wobei infolge guter Schleifbedingungen sehr hohe Oberflächengüten der Laufbahnen erziel bar sind.

Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an dem Führungswagen an der von der Führungsschiene abgewandten Außenseite jedes U-Schenkels eine Anschlag fläche mit einer Haltekontur für ein die Kugeln enthaltendes Führungsteil aus gebildet ist und die Laufbahn eines der beiden U-Schenkel sowie die An schlagfläche mit der Haltekontur des anderen U-Schenkels gemeinsam in ei nem Arbeitsgang mit der Schleifscheibe hergestellt sind. Durch das gleichzeiti ge Schleifen einer Laufbahn und einer Anschlagfläche ergibt sich eine erheb lich verkürzte Bearbeitung des Führungswagens des Linearlagers. Vorteilhafte Weiterbildungen des Lagers sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Linearlager, teilweise im Querschnitt und teilweise in einer stirnseitigen Ansicht;

Fig. 2 einen Führungswagen des Linearlagers im Querschnitt mit einer an den zu schleifenden Oberflächen anliegenden Schleifscheibe.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Das in Fig. 1 dargestellte Linearwälzlager enthält einen Führungswagen 1, der an einer Führungsschiene 2 über Kugeln 3 abgestützt und in Schienen längsrichtung verfahrbar ist. Das Linearwälzlager ist mit zwei Führungsteilen 4 als vierreihiges Lager ausgebildet. Jedes Führungsteil 4 enthält zwei Kanäle, welche die Umlenkung und Rückführung der in endlosen Umläufen angeord neten Kugeln 3 bewirken. Der Führungswagen 1 ist im Querschnitt U-förmig ausgeführt und enthält einen U-Steg 5 und zwei an diesem sich anschließende U-Schenkel 6. Auf diese Weise bildet der Führungswagen 1 einen Wagenhohl raum 7. Er umfasst teilweise die Führungsschiene 2, so dass diese in den Wa genhohlraum 7 hineinragt.

An beiden Längsseiten der Führungsschiene 2 sind jeweils zwei Laufbahnen für Kugeln 3 ausgebildet, und zwar an jeder Seite der Führungsschiene 2 eine obere Laufbahn 8 und eine untere Laufbahn 9. Diese erstrecken sich parallel in Führungsschienenlängsrichtung. An diesen Laufbahnen stützt sich der Füh rungswagen 1 über die Kugeln 3 ab. Zu diesem Zweck weist er an jedem U- Schenkel 6 an der der Führungsschiene 2 benachbarten Innenseite eine obere, dem U-Steg 5 benachbarte Laufbahn 10 und eine untere, von dem U-Steg 5 entfernte Laufbahn 11 auf.

Zwischen den Laufbahnen 8 bzw. 9 der Führungsschiene 2 und den Laufbah nen 10 bzw. 11 des Führungswagens 1 sind an jeder Längsseite der Füh rungsschiene 2 die tragenden Kugeln 3 angeordnet. Von den vier endlosen Umläufen der Kugeln 3 sind an jeder Längsseite der Führungsschiene 2 zwei Umläufe vorgesehen. Das Führungsteil 4, welches einen U-Schenkel 6 umgibt, wird jeweils an einer Anschlagfläche 12 des zugehörigen U-Schenkels 6 ge halten. Diese Anschlagfläche 12 weist eine Haltekontur auf und befindet sich jeweils an der von der Führungsschiene 2 abgewandten Außenseite des U-Schenkels 6. In dem Führungsteil 4 sind zwei zu den Laufbahnen 10 und 11 des U-Schenkels 6 parallele Rücklaufkanäle für Kugeln 3 ausgebildet, und zwar ein oberer Rücklaufkanal 13 und ein unterer Rücklaufkanal 14. An den Enden dieser Kanäle schließen sich jeweils Umlenkkanäle an, die die Rück laufkanäle 13 und 14 mit den zugehörigen Bereichen tragender Kugeln 3 zwi schen den Laufbahnen 8 und 10 einerseits und den Laufbahnen 9 und 11 an dererseits verbinden. Auf diese Weise wird der obere Rücklaufkanal 13 mit der Laufbahn 10 und der untere Rücklaufkanal 14 mit der Laufbahn 11 verbunden.

Jeder Rücklaufkanal 13 bzw. 14 hat einen dem Durchmesser der Kugeln 3 ent sprechenden inneren Durchmesser und eine radiale Öffnung 15, die sich in Führungsschienenlängsrichtung erstreckt und mit gegenüber dem Kugel durchmesser geringerer Breite ausgeführt ist. Die Rücklaufkanäle 13 und 14 weisen an ihren von der Öffnung 15 abgewandten Längsseiten eine an der Führung der Kugeln 3 mitwirkende gemeinsame Bodenwand 16 auf, so dass die Kugeln 3 auch dann in dem jeweiligen Rücklaufkanal 13 bzw. 14 des Füh rungsteils 4 gehalten werden, wenn dieses von dem Führungswagen 1 abge nommen wird. Das Führungsteil 4 kann als elastisches Bauteil aus einem Kunststoff oder Metall bestehen. Der U-Schenkel 6 weist zwischen den beiden Laufbahnen 10 und 11 für die tragenden Kugeln 3 eine vorstehende Nase 17 auf, die zu der eindeutigen Fixierung und Halterung des Führungsteils 4 in dem Lager beiträgt.

Fig. 2 zeigt, wie der Führungswagen 1 mit einer Schleifscheibe 18 bearbeitet wird. Die Drehachse 19 der Schleifscheibe 18 verläuft außerhalb des Füh rungswagens 1 und ist zu der Symmetrieebene 20 des Führungswagens 1 in einem spitzen Winkel α angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, mit einem Teil der Schleifscheibe 18 sowohl die dem U-Steg 5 benachbarte Laufbahn 10 und die von dem U-Steg 5 entfernte Laufbahn 11 an der Innenseite des einen U-Schenkels 6 als auch gleichzeitig mit einem weiteren Teil der Schleifscheibe 18 die Anschlagfläche 12 an der Außenseite des anderen U-Schenkels 6 zu schleifen. Damit ein Teil der Schleifscheibe 18 in den Wagenhohlraum 7 hin einragen und dort die Laufbahnen 10 und 11 schleifen kann, enden die beiden von dem U-Steg 5 entfernten Laufbahnen 11 des Führungswagens 1 an einer gedachten Verbindungsebene 21, welche durch die Mittelpunkte der an den Laufbahnen 11 abrollenden tragenden Kugeln 3 verläuft und die beiden U-Schenkel 6 an den Unterseiten begrenzen.

Bezugszahlenliste

1

Führungswagen

2

Führungsschiene

3

Kugel

4

Führungsteil

5

U-Steg

6

U-Schenkel

7

Wagenhohlraum

8

obere Laufbahn

9

untere Laufbahn

10

Laufbahn, dem U-Steg benachbart

11

Laufbahn, von dem U-Steg entfernt

12

Anschlagfläche

13

oberer Rücklaufkanal

14

unterer Rücklaufkanal

15

Öffnung

16

Bodenwand

17

Nase

18

Schleifscheibe

19

Drehachse

20

Symmetrieebene

21

Verbindungsebene
α spitzer Winkel

Claims

1. Linearwälzlager mit einem im Querschnitt U-förmigen Führungswagen (1), der mit einem U-Steg (5) und zwei U-Schenkeln (6) einen Wagenhohlraum (7) bildet und eine Führungsschiene (2) teilweise umgibt sowie über Kugeln (3) an zwei Längsseiten der Führungsschiene (2) abgestützt und längs die ser verfahrbar ist, wobei jeder U-Schenkel (6) des Führungswagens (1) an seiner der Führungsschiene (2) zugewandten Innenseite eine geschliffene Laufbahn (10) mit einem etwa viertelkreisförmigen Querschnitt für die Ku geln (3) aufweist und die Laufbahn (10) mit einer Schleifscheibe (18) herge stellt ist, deren Durchmesser das Diagonalmaß des Wagenhohlraums (7) übersteigt und deren außerhalb des Führungswagens (1) verlaufende Drehachse (19) gegenüber einer Symmetrieebene (20) des Führungswa gens (1) in einem spitzen Winkel (α) angeordnet ist, dadurch gekenn zeichnet, dass an dem Führungswagen (1) an der von der Führungs schiene (2) abgewandten Außenseite jedes U-Schenkels (6) eine An schlagfläche (12) mit einer Haltekontur für ein die Kugeln (3) enthaltendes Führungsteil (4) ausgebildet ist und die Laufbahn (10) eines der beiden U- Schenkel (6) sowie die Anschlagfläche (12) mit der Haltekontur des ande ren U-Schenkels (6) gemeinsam in einem Arbeitsgang mit der Schleifschei be (18) hergestellt sind.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der spitze Winkel (α), den die Drehachse (19) der Schleifscheibe (18) und die Symmetrie ebene (20) des Führungswagens (1) bilden, etwa 15° beträgt.

3. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Füh rungswagen (1) die geschliffene Laufbahn (10) jedes U-Schenkels (6) dem U-Steg (5) benachbart ist und jedem U-Schenkel (6) an dessen Innenseite eine weitere, jedoch von dem U-Steg (5) entfernte Laufbahn (11) mit etwa viertelkreisförmigem Querschnitt für die Kugeln (3) zugeordnet ist, wobei die beiden von dem U-Steg (5) entfernten Laufbahnen (11) an einer gedachten Verbindungsebene (21) der Mittelpunkte einander entsprechender tragen der Kugeln (3) beider Längsseiten der Führungsschiene (2) enden.

4. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsteile (4), welche die Kugeln (3) enthalten, an dem Führungswagen (1) lösbar befestigt sind und sich in Längsrichtung von Laufbahnen (8, 9) der Füh rungsschiene (2) erstrecken, wobei die Kugeln (3) endlose Kugelumläufe bilden und die Führungsteile (4) für jeden Kugelumlauf einen Bereich für tragende Kugeln (3), einen Rücklaufkanal (13, 14) für rücklaufende Kugeln (3) und zwei den Bereich der tragenden Kugeln (3) und den Rücklaufkanal (13, 14) jeweils an deren Enden miteinander verbindende Umlenkkanäle enthalten.

5. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder in einem Führungsteil (4) eingearbeitete Rücklaufkanal (13, 14) eine auf seiner ge samten Länge sich erstreckende Öffnung (15) aufweist, die sich auch über die Länge des jeweiligen Umlenkkanals erstreckt.

6. Lager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Breitenmaß der Öffnung (15) des Rücklaufkanals (13, 14) kleiner als der Durchmesser der in den Rücklaufkanal (13, 14) eingesetzten Kugeln (3) ist.

7. Lager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dem U-Steg (5) benachbarte Laufbahn (10) eines der beiden U-Schenkel (6) und die von dem U-Steg (5) entfernte Laufbahn (11) dieses U-Schenkels (6) sowie die Anschlagfläche (12) mit der Haltekontur des anderen U-Schenkels (6) ge meinsam in einem Arbeitsgang mit der Schleifscheibe (18) hergestellt sind.