DE2620864A1

DE2620864A1 - Waelzelement fuer linearbewegungen

Info

Publication number: DE2620864A1
Application number: DE19762620864
Authority: DE
Inventors: Guenter Goebel; Juergen Heupel
Original assignee: T I P TECH IND und PRODUKTBERA
Current assignee: T I P TECH IND und PRODUKTBERA
Priority date: 1976-05-11
Filing date: 1976-05-11
Publication date: 1977-11-24

Description

Wälzelement für Linearbewegungen
Die Erfindung betrifft ein Wälzelement für Linearbewegun gen mit endseitig an einem Lagerkörper angebrachten UmleistÜcken zur endlosen Umlenkung von in Laufbahnen des Lagerkörpers geführten Wälzkörpern.
Wälzelemente für Linearbewegungen dienen zum Füliren von Maschinenschlitten aller Art. Wenn Einrichtungen zur endlosen Umlenkung der Wälzkörper vorgesehen sind, so ermöglicht dies praktisch unbegrenzte Verfahrwege. Derartige Wälzelemente, bei denen die Wälzkörper kugelförmig oder rollenförmig ausgebildet sein können, ersetzen die bei FUhrungselementen anderer Bauarten übliche Gleitreibung durch eine rollende Reibung. Der dadurch erzielte sehr kleine Reibungsbeiwert führt dazu, daß die für ein Verschieben erforderliche Antriebsleistung klein ist, Die zur Umlenkung der Wälzkörper erforderlichen Umlenkstükke sind solchermaßen am Lagerkörper befestigt, daß sie die aus der Lastzone austretenden Wälzkörper aulgreifen und durch einen Rückführkanal einer Rdckführlaufbahn des Legerkörpers zufUhren3 an die sich ein weiteres Umlenkstück anschließt, welches für die Wälzkörper eine Verbindung zwischen der Rückführlaufbahn und dem 3eginn der Lastlaufbahn darstellt.
Es ist bekannt, die Umlenkstücke mit dem Lagerkörper zu verschrauben. Der Erfindung liegt in erster Linie die zugabe zugrunde, die damit verbundenen Nachteile zu beseitigen unQ ein Wälzelement zu schaffen, bei dem die Umlenkstücke unverlierbar und in allen Richtungen toleranzgenau ohne Schraubensicherung am Lagerkörper befestigbar sind. Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, g-leichzeitig den Lagerkörper so zu gestalten, daß eine produktionstechnische Vereinfachung gegenüber dem Stand der Technik erzielt wird.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, aaß die Umlenkstücke zangenartig in an gegenüberliegenden Seiten des Lagerkörpers und außerhalb der Laufbahnen vorgesehenen Nuten einfassende, fingerartig ausgebildete Zentrierklemmen aufweisen, und in den Nuten Zentrierbohrungen vorgesehen sind, in die an den Zentrierklemmen vorgesehene Zentrierbolzen einfassen. Die Lunge und der Querschnitt der fingerartig ausgebildeten Zentrier- klemmen weist erfindungsgemäßen solche geometrische Abmessungen auf, daß z1jiu Zwecke des Einrastens der Zentrierbolzen in die Zentrierbohrungen der Innenabstand der Zentrierklemmen durch rückfederndes Aufbiegen vergrößerbar ist. Damit wird erreicht, daß die Umlenkstücke ohne Schraubensicherung lediglich durch eine Einrestverbindung unverrückbar am Lagerkörper befestigbar sind Nash einem oberen Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Umlenkkappen aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen. Es wurde festgestellt daß sich gerade dieser Werkstoff für die erfindungsgemäße Ausbildung der Umenkstücke besonders gut eignet.
Nach eines weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein. daß in den Umlenkkappen Aufnahmeöffnungen zur Aufnahme vor Enden von In Längsrichtung seitlich in den Laufbahnen des Lagerkörpers angeordneten, ein Herausfallen der Wälzkörper verdindernden Umgriffelementen vorgesehen sind. Durch diese Gestaltung kann somit gleichzeitig init dem anbringen der Umlenkstücke eine Befestigung der Umgriffelemente in Längsrichtung des Lagerkörpers und quer zur Längsrichtung des Lagerkörpers erfolgen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein daß die Umgriffelemente als bandförmig gestaltete, mit ihren Außenseiten jeweils gegen die Seitenwande der Laufbahnen anliegende Leisten ausgebildet sind, und die un- teren Enden der Leisten abgewinkelt sind und mit den abgewinkelten Bereichen in seitlich der eigentlichen Laufbahn vorgesehene Freistichnuten einfassen, und die oberen Enden der Leisten die Wälzkörper übergreifende abgebogene Bereiche aufweisen. tit den Umgriffelementen wird erreicht, daß die Wälzkörper in einfacher Weise gegen ein Herausfallen gesichert werden, wobei die Gestaltung derart erfolgen kann, daß die abgebogenen, die Wälzkörper übergreifenden Bereiche der Umgriffelemente so gestaltet sind, daß sie im Normalfall die Wälzkörper nicht berühren.
Um bei einem seitlichen Anlaufen der Wälzkörper gegen die Umgriffelemente den Verschleiß möglichst gering zu halten, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß die die Umgriffelemente bildenden Leisten aus gehärterem Werkstoff bestehen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß bei als Rollen ausgebildeten Wälzkörpern die Rollenenden kugelabschnittförmig ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung ist insbesondere im Hinblick auf die abgebogenen, die Wälzkörper übergreifenden Bereiche der Umgriffelemente zweckmäßig. Weiterhin wird durch diese Gestaltung in vorteilhafter Weise erreicht, daß selbst bei einem Schieflaufen der Rollen kein Verkanten auftreten kann. Dies führt zu geringeren Vers chleiß erscheinungen.
tizch-einem weiteren I-erk,ma7 der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der sich at die Umlenkstücke anschließende Bereich der Laufbahn des Lagerkörpers bei als Rollen ausgebildeten Wälzkörpern eine sich bis zu der Lastzone der Lastlaufbahn des Lagerkörpers erstreckende Anlaufschräge aufweist.
Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß in Laufrichtung vor der Anlaufschrä.ge eine der Rundung der Rollen entsprechend ausgebildete Querrinne vorgesehen ist. Durch die Querrinne wird erreicht, daß sich die in die Lastlaufbahn des Lagerkörpers eintretenden Rollen zunächst parallel zueinander in die gewünschte Richtung stellen und sich dadurch der in der Lastzone stattfindenden Verformung "weich" und ruckfrei anpassen können. Dies führt zu einer gleichmässigen Bewegung des Wälzelementes in Verfahrrichtung. Die Anlaufschräge wirkt bei entsprechender Wahl des Anstellwinkels derart, daß die Bewegung der Rollen auf der Anlaufschräge etwas verzögert wird, wodurch erreicht wird, daß die in der Lastlaufbahn befindlichen Rollen untereinander keine Berührung haben und somit nicht gegeziläufig rollen können. Dies führt zu geringem Verschleiß und zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades gegenüber bekannten Vorrichtungen.
Das erfindungsgemäße Wälzelement für Linearbewegungen arbeitet sehr funktionssicher und ist gegenüber bekannten Wälzelementen herstellungstechnisch vereinfacht. Die Lagerkörper können in verschiedenen Längen hergestellt werden. Sie sind somit an unterschiedliche Belastungsverhältnisse ohne Anderung des Lagerkörperquerschnittes anpaßbar. Dies führt zu einer geringen Typenvielfalt und damit zu einer Verkleinerung der Lagerhaltung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten schematischen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Endes eines Wälzelementes gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 eine Darstellung entsprechend Fig. 1, wobei jedoch das Wälzelement um einen Winkel von 90° in seiner Längsrichtung verdreht dargestellt ist; Fig. 4 einen Schnitt entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 3; Fig. 5 eine schematische Darstellung der Rollenführung in dem Ubergangsbereich zwischen dem Umlenkbereich und Lastzone.
Ein Wälzelement weist einen I.agerkörper 1 auf, in welchem in gegentiberliegenden Längsseiten nutförmig ausgebildete Laufbahnen 2 und 3 vorgesehen sind, die zur Aufnahme von als Rollen ausgebildeten W>lzkorpern 6 bzw. 7 dienen. An den Enden sind Umlenkstücke 8 vorgesehen, in denen eine sich an die Laufbahnen 2 und 3 anschließende Umlenkbahn 9 vorgesehen ist, durch deren Wirkung die Mälskörper 6 bzw. 7 endlos umlaufend nach dem Verlassen der Laufbahn 2 in die Laufbahn 3 und umgekehrt geführt werder. Zu Zwecken der Erlautarung sei angenonmen, daß die Laufbahn 2 die sogenannte bastlaufbahn ist, in deren Bereich die Wälzkörper das Wälzele- ment in Richtung des Doppelpfeils A (Fig. 5) linear verschiebbar gegen ein ortsfestes Teil 10 abstützen.
Die Umlenkstücke 8 sind aus glasfaserverstärktem Kunststoff ausgebildet und weisen fingerartig ausgebildete, gegenüberliegend angeordnete Zentrierklemmen 11 und 12 auf. Diese Zentrierklemmen weisen an ihren einander zugewandten Seiten Zentrierbolzen 13 bzw. 14 auf, die in entsprechend ausgebildete Zentrierbohrungen 15 bzw. 16 im Lagerkörper 1 einfassen.
Die Zentrierbohrungen sind in Nuten 17 bzw. 18 des Lagerkörpers angebracht, die sich in Längsrichtung vom Stirnende ausgehend an den Seiten erstrecken, in denen keine Laufbahnen 2 und 3 vorgesehen sind. Die Länge und der Querschnitt der fingerartig ausgebildeten Zentrierklemmen 11 und 12 ist derart gehlt, daß Sie zum Zwecke der Befestigung von den Stirnenden des Lagerkörpers 1 her auf diesen aufgeschoben werden körnern, wobei sich die Zentrierklemmen aufweiten und dann federnd mii den Zentrierstiften 13 bzw. 14 in die Zentrierbohrungen 15 bzw. 16 einrasten. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind in den Umlenkkappen 8 außerdem Aufnahmeöffnungen 19 vorgesehen, die zur Aufnahme der Enden 20a von in Längsrichtung seitlich in den Laufbahnen 2 und 3 des Lagerkörpers 1 angeordneten Umgriffelementen 20 dienen. Auf diese Weise werden die Umlenkstücke 20 in Längsrichtung und auch quer zur Längsrichtung befestigt. Die Umgriffelemente 20 sind als mit ihren Außenseiten jeweils gegen die Seitenwände der Laufbahnen 2 und 3 anliegende Leisten ausgebildet. Die unteren Enden 21 dieser Leisten sind abgewinkelt 2usgebildet und fassen mit ihren atCelfi.Ake1ten Bereichen 21 in seitlich der eigentlichen Laufbahn 3 vorgesehene Freistichnuten 22 ein (Fig. 4). Die oberen Enden der Leisten weisen abgebogene Bereiche 23 auf, die die Wälzkörper 6 bzw. 7 Ubergreifen und dadurch gegen ein Herausfallen sichern, aber im Normalfall nicht berühren. Die Umgriffelemente 20 sind aus gehärtetem Werkstoff gefertigt. Die Rollenenden 24 der als Rollen ausgebildeten Wälzkörper 6 bzw. 7 sind kugelabschnittförmig ausgebildet. Weiterhin ist vorgesehen, daß der sich an die Umlenkstücke 8 anschließende Bereich der Laufbahn 2 des Lagerkörpers 1 eine sich bis zu der Last zone 25 erstrekkende Anlaufschräge B (Fig. 3 und Fig. 5) aufweist. Vor der Anlaufschräge B ist eine der Rundg bzw. dem Radius R der Rollen 6 bzw. 7 entsprechend ausgebildete Querrinne 26 vorgesehen. Der Anstellwinkel t der Einnaufschräge ist derart gewählt, daß die Rollenbewegung bis zum Eintritt der auf der Anlaufschräge B befindlichen Rollen etwas verzögert wird, so daß die in der Lastzone 25 befindlichen Rollen 7 sich gegenseitig nicht berühren und somit keine gegenläufige Rollbewegung auftreten kann. Durch die Querrinne 26 werden die bereits in der Einleitung erwährren Vorteile erreicht. Der Krümmungsradius der Querrille ist zweckmäßigerweise gleich dem Radius der Rollen oder größer als dieser.
L e e r s e i t e

Claims

Wälzelement für Linearbewegungen AnsprUche einem Lagerkörper angebrachten Umlenkstücken zur endlosen Umlenkung von in Laufbahnen des Lagerkörpers geführten Wälzkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkstücke (8) zangenartig in gegenUberliegenden Seiten des Lagerkörpers (1) außerhalb der Laufbahnen (2, 3) vorgesehene Nuten (17, 18) einfassende, fingerartig ausgebildete Zentrierklemmlen (11, 12) aufweisen, und in den Nuten Zentrierbohrungen (15, 16) vorgesehen sind, in die an den Zentrierklemmen (11, 12) vorgesehene Zentrierbolzen (13, 14) einfassen.
2. Wälzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge und der Querschnitt der fingerartig ausgebildeten Zentrierklemmen (11, 12) solche geometrischen Abmessungen aufweist, daß zum Zwecke des Einrastens der Zentrierbolzen (13, 14) in die Zentrierbohrungen (i5, 16) der Innenabstand der Zentrierklemmen (11, 12) durch rückfederndes Aufbiegen vergrößerbar ist.
3. Wälzelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkstücke (8) aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen.
4. Wälzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Umlenkstücken (8) Aufnahmeöffnungen t19) zur Aufnahme der Enden (20a) Von in Längsrichtung seitlich in den Laufbahnen (2, 3) des Lagerkörpers (1) angeordneten, ein Herausfallen der Mfalækerper (6, 7) verhindernden Umgriffelementen (20) vorgesehen sind.
5. Wälzelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgriffelemente (20) als bandförmig gestaltete, mit ihren Außenseiten jeweils gegen die Seitenwände der Laufbahnen (2, 3) anliegende Leisten ausgebildet sind, und die unteren Enden der Leisten abgewinkelt sind und mit den abgewinkelten Bereichen (21) in seitlich der eigentlichen Laufbahn vorgesehene Freistich- nuten (22) einfassen, und die oberen Enden der Leisten die Wälzkörper (6, 7) übergreifende, abgebogene Bereiche (23) aufweisen.
6. Wälzelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Umgriffelemente (20) bildenden Leisten aus gehärtetem Werkstoff bestehen.
7. Wälzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei als Rollen ausgebildeten Wälzkörpern (6, 7) die Rollenenden (24) kugelabschnittförmig ausgebildet sind.
8. Wälzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei als Rollen ausgebildeten Wälzkörpern (6, 7) der sich an die Umlenkstücke (o) anschließende Bereich der Laufbahn des Lagerkörpers eine sich bis zu der Lastzone (25) der Lastlaufbahn des Lagerkörpers (1) erstreckende Anlaufschräge (B) aufweist.
9. Wälzelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Laufrichtung vor der Anlaufschräge (B) eine der Rundung (a) der Rollen entsprechend ausgebildete Querrinne (26) vorgesehen ist.