DE3153257C2

DE3153257C2 - Schlitteneinheit eines Kugellagers für lineare Bewegung

Info

Publication number: DE3153257C2
Application number: DE3153257A
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Yokohama Kanagawa Mottate
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 1981-04-10
Filing date: 1981-09-30
Publication date: 1987-05-14
Also published as: DE3138970A1; DE3153330C2; DE3138970C2; US4390215A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlitteneinheit eines Kugellagers für lineare Bewegung, die mit einer an beiden senkrechten Seitenflächen symmetrisch mit linearen Führungsflächen versehenen Führungsschiene von rechteckigem Querschnitt zusammenwirkt und diesen Führungsflächen der Führungsschiene gegenüberliegende, in Laufbahneinsätzen ausgebildete Führungsflächen sowie lineare, parallel zu diesen Führungsflächen verlaufende Rückkehrbohrungen und Umlenkbögen aufweist, welche die beiden Enden der die Belastungszone bildenden Führungsflächen bzw. der die Nichtbelastungszone darstellenden Rückkehrbohrungen miteinander verbinden und Kreislaufpfade bilden, auf denen Gruppen von Kugeln endlos zirkulieren, und wobei die Schlitteneinheit an den Stirnflächen des Kugellagers je eine zwischen zwei Metallplatten angeordnete Kunststoffstirnplatte und je einen Kugelhalter trägt.

Bei bekannten Schlitteneinheiten eines Kugellagers dieser Art ist das Aufbringen der Schlitteneinheit auf die Führungsschiene und das Entfernen der Schlitteneinheit von der Führungsschiene insofern nicht einfach, als die zwischen den Führungsflächen der Führungsschiene und den in den Laufbahneinsätzen der Schlitteneinheit ausgebildeten Führungsflächen abrollenden Kugeln erst während des Aufbringens eingesetzt werden können. Es ist zwar von einem Wälzlager für Längsbewegungen (DE-OS 20 17 989), dessen Lagerkörper zwei gegenüberliegende Wälzkörperlaufbahnen aufweist, bekannt, die Wälzkörper durch ein flaches Band aus Metall oder Kunststoff zu sichern, das die beiden, die Umlenkbögen bildenden Kopfstücke des bekannten Wälzlagers verbindet. Da bei diesem bekannten Wälzlager die Wälzkörper mit kegligen Enden versehen sind, sind die auf der die Belastungszone bildenden Wälzkörperlaufbahn abrollenden Wälzkörper durch Drähte gesichert, die wiederum die beiden die Umlenkbögen bildenden Kopfstücke verbinden. Die Sicherung der Kugeln bei einer Schlitteneinheit der vorbeschriebenen Art ist jedoch durch solche Kugellager nicht möglich, da die Führungsflächen der Schlitteneinheit in Laufbahneinsätzen ausgebildet sind, die nicht fest mit dem Kugellager verbunden sind. Bei einer Schlitteneinheit der vorbeschriebenen Art ist einer der Laufbahneinsätze sogar zur Einstellung des Kugellagers durch Spannbolzen relativ zum Kugellager verstellbar.

Es sind zwar schon Wälzlager bekannt, bei denen separate Laufbahneinsätze und Wälzkörper gegen Herausfallen gesichert sind, die jedoch aufgrund ihrer Konstruktion für ein Kugellager der genannten Art nicht verwendet werden können. Bei einem Rollenlager mit einem Hohlkörper als Schlitteneinheit und drei Rollenumläufen (DE-OS 19 07 856) sind drei Laufbahneinsätze jeweils im gleichen Winkel zueinander an der Innenseite des Hohlkörpers angeordnet, so daß sie im Querschnitt die Seiten eines gleichseitigen Dreiecks bilden. Da jeder Laufeinsatz seitlich nahe an die benachbarten Laufeinsätze heranreicht, ist er durch Formschluß gegenüber dem Herausfallen gesichert. Die an den Enden abgerundeten Rollen werden ebenfalls durch Formschluß in den Laufbahneinsätzen festgehalten. Diese Konstruktion läßt sich jedoch zur Sicherung zweier gegenüberliegender Laufbahneinsätze, von denen die vorliegende Erfindung ausgeht, nicht verwenden. Ebenso läßt sich die bekannte formschlüssige Sicherung der Rollen nicht auf den vorliegenden Fall übertragen, da sie zumindest annähernd ebene Führungsflächen der Führungsschiene voraussetzen würde.

Des weiteren ist bekannt, Kugeln in der Laufrinne eines Schlittenkörpers durch einen Sicherungsdraht zu halten, der an den Enden der Umlenkstücke unter konstanter Spannung angebracht ist (DE-OS 20 27 338). Wie jedoch der Sicherungsdraht ausgebildet und an den Enden der Umlenkstücke befestigt ist, geht aus dieser Druckschrift nicht hervor. Insbesondere ist darin nirgends angesprochen, den Sicherungsdraht U-förmig und mit hakenförmigen Enden, wie beim Anmeldungsgegenstand, auszubilden. Da Laufbahneinsätze nicht vorgesehen sind, ist deren Sicherung im nicht eingebauten Zustand der Schlitteneinheit in keiner Weise angesprochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schlitteneinheit eines Kugellagers der vorbeschriebenen Art den Einbau, d. h. das Aufbringen der Schlitteneinheit auf die Führungsschiene, wie auch das Entfernen der Schlitteneinheit von der Führungsschiene dadurch zu vereinfachen, daß die Schlitteneinheit während der Lagerung, des Transportes und des Einbaus sowie des Ausbaus mit all ihren Einzelteilen eine geschlossene Einheit bildet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die den Stirnflächen des Kugellagers benachbarten Metallplatten einwärts gerichtete und die Laufbahneinsätze elastisch gegen das Kugellager drückende, federnde Klauenteile aufweisen und daß die Kugelhalter je durch ein im Querschnitt etwa rechteckiges, aus stabförmigem Material gefertigtes Element von U-förmiger Gestalt gebildet sind, dessen gerader Mittelteil sich, den an den Führungsflächen abrollenden Kugeln gegenüberliegend, von der Außenfläche einer Kunststoffstirnplatte bis zur Außenfläche der anderen Kunststoffstirnplatte hin erstreckt und von dessen U-Schenkel gegeneinander gerichtete hakenförmige Enden vorspringen. Durch das Festlegen der Laufbahneinsätze am Kugellager selbst und die Sicherung der an den in den Laufbahneinsätzen ausgebildeten Führungsflächen abrollenden Kugeln durch speziell geformte Kugelhalter sind die sonst lose mit dem Kugellager verbundenen Einzelteile der Schlitteneinheit zu einer Einheit zusammengehalten.

Vorzugsweise weisen die Kunststoffstirnplatten an ihren Außenflächen eine Nut zur Aufnahme der U-Schenkel der Kugelhalter auf, so daß die U-Schenkel der aus federelastischem Material gefertigten Kugelhalter nur leicht auseinandergebogen, mit ihren hakenförmigen Enden hinter die Kunststoffstirnplatten geführt und dann in die Nut eingelegt werden müssen, um die an den Führungsflächen anliegenden Kugeln vor einem Herausfallen zu sichern.

Da die Kugelhalter auch während des Betriebes, also nach dem Aufbringen der Schlitteneinheit auf die Führungsschiene, an Ort und Stelle bleiben, ist es besonders vorteilhaft, daß in Weiterbildung der Erfindung die Querschnittshöhe des Kugelhalters das Zweifache der Querschnittsbreite beträgt, wobei den Kugeln die größere Fläche des Mittelteils des Kugelhalters zugewandt ist. Um ein Herausspringen der U-Schenkel aus den Nuten in den Kunststoffstirnplatten bei zu rauher Behandlung während des Transportes zu verhindern, sind erfindungsgemäß die U-Schenkel der Kugelhalter durch die an den Außenflächen der Kunststoffstirnplatten angeordneten Metallplatten in den Nuten festgelegt.

Die federnden Klauenteile der Metallplatte greifen oberhalb der Führungsflächen an den Laufbahneinsätzen an und drücken diese elastisch in die Ausnehmungen für die Laufbahneinsätze im Kugellager. Die federnden Klauenteile weisen gemäß der Erfindung an ihren freien Enden eine parallel zu den Laufbahneinsätzen ausgebildete und an diesen anliegende Kontaktfläche auf, so daß die Berührungsfläche zwischen den Klauenteilen und den Laufbahneinsätzen so groß ist, daß die Klauenteile eine Anpreßkraft auf die Laufbahneinsätze ausüben, die der Kraft entgegenwirkt, die durch den Spannbolzen auf die Rückseite eines Laufbahneinsatzes ausgeübt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schlitteneinheit eines Kugellagers für lineare Bewegung ist in der Zeichnung dargestellt. In dieser zeigt
Fig. 1 eine Ansicht auf die Stirnfläche eines Kugellagers für lineare Bewegung, deren in der Zeichnung rechts dargestellte Hälfte geschnitten dargestellt ist,
Fig. 2 einen Mittellängsschnitt durch die Schlitteneinheit des Kugellagers,
Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht eines in eine Kunststoffstirnplatte eingebetteten Stahlstreifens, aus der die Anlage des Kugelhalters an diesem Stahlstreifen ersichtlich ist,
Fig. 4 eine Ansicht einer Kunststoffstirnplatte, und zwar in der linken Hälfte der Darstellung eine Ansicht der Rückseite und in der rechten Hälfte eine Ansicht der Vorderseite,
Fig. 5 eine Draufsicht auf den Kugelhalter,
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5,
Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VI-VI durch eine andere Ausführungsform des Kugelhalters,
Fig. 8 eine Seitenansicht einer an der in der Zeichnung links dargestellten Seite des Kugellagers anliegenden Metallplatte und
Fig. 9 einen Teilschnitt durch einen federnden Klauenteil in einem größeren Maßstab.
In Fig. 1 der Zeichnung ist eine Ausführungsform des gesamten Kugellagers für lineare Bewegung dargestellt. Es umfaßt eine lineare Führungsschiene 1 und eine Schlitteneinheit 2, die auf der Führungsschiene 1 montiert und längs dieser linear bewegbar ist. Die Führungsschiene 1 hat einen rechteckigen Querschnitt und ist mit Führungsflächen 4 von halbzylindrischer Gestalt an beiden senkrechten Seitenflächen 6 in Längsrichtung symmetrisch zueinander versehen, in denen Kugeln 3 abrollen. An der Schlitteneinheit 2 sind Laufbahneinsätze 16 symmetrisch an den inneren, sich gegenüberliegenden Flächen 7, 7 in einem Kanal des Körpers 15 der Schlitteneinheit 2, den Führungsflächen 4, 4 gegenüberliegend angeordnet, wobei diese Laufbahneinsätze 16 mit Führungsflächen 5 versehen sind, die einen parallelen, linearen Pfad von halbzylindrischer Gestalt bilden, auf dem Kugeln 3 abrollen.
Der Körper 15 des Kugellagers umfaßt, wie Fig. 1 zeigt, Rückkehrbohrungen 8, die Nicht-Belastungszonen darstellen und parallel zu den Führungsflächen 5 verlaufen.
An den Stirnflächen des Kugellagers sind an den beiden Enden der Laufbahneinsätze 16 und der Rückkehrbohrung 8 Metallplatten 14 als Halter für die Laufbahneinsätze, Kunststoffstirnplatten 13 und eine weitere Metallplatte 12 in dieser Reihenfolge vorgesehen, die aneinander anliegen und durch Schrauben 17 am Körper 15 des Kugellagers befestigt sind. Die Kugeln 3 sind durch Kugelhalter 9 in ihrer Lage gegen ein Herausfallen gesichert, wenn die Schlitteneinheit 2 von der Führungsschiene abgezogen worden ist. Die Kugelhalter 9 verlaufen nahe der Außenseite der Kugeln 3, die auf der Führungsfläche 5 der Schlitteneinheit 2 abrollen und sind praktisch in der Mittellage der Kugel 3 angeordnet. Jeder Kugelhalter 9 besteht, wie Fig. 5 und 6 zeigen, aus einem metallischen, dünnen, aus stabförmigem Material gefertigten Element von U-förmiger Gestalt. Der Kugelhalter ist im Querschnitt rechteckig ausgebildet, wobei die Querschnittshöhe H das Zweifache der Querschnittsbreite W beträgt. Der Kugelhalter kann jedoch auch, wie in Fig. 7 veranschaulicht ist, aus einem stabförmigen Material mit annähernd halbkreisförmigem Querschnitt gebildet sein. In jedem Fall ist er zu einer in einer Ebene annähernd flachen, U-förmigen Gestalt geformt, wobei die beiden Enden des geraden, stabförmigen Mittelabschnitts 20 rechtwinklig zur Bildung von U-Schenkeln 24, 24 abgebogen sind. Ferner sind die freien Enden der U-Schenkel 24 etwa senkrecht, also etwa parallel zum Mittelabschnitt 20 nach innen umgebogen, so daß sie einander gegenüberstehen und je ein hakenförmiges Ende 25 bilden. Der Mittelabschnitt 20 ist so angeordnet, daß er sich von der Außenseite der auf der Führungsfläche 5 abrollenden Kugeln, wie vorbeschrieben, in Richtung auf den Mittelpunkt jeder Kugel 3 diesen annähert. Die Fläche des Mittelabschnittes 20, die an der Kugel anliegt, ist flach ausgebildet.
Dieser Kugelhalter 9 ist an der Schlitteneinheit 2, wie nachstehend beschrieben wird, angeordnet. Beim Zusammenbau der Schlitteneinheit 2, wie er in Fig. 1 veranschaulicht ist, werden die Metallplatte 14 und die Kunststoffstirnplatte 13 in eine in den Stirnseiten des Körpers 15 des Kugellagers ausgebildete Aussparung eingesetzt. Dann wird die Gruppe der Kugeln 3 in die Rückkehrbohrung 8 und auf die Führungsflächen 5 eingefüllt. Weiterhin wird, wie in Fig. 2 und in Fig. 5 im rechten Teil gezeigt ist, der Kugelhalter 9 in die Nut 26 der Kunststoffstirnplatte 13 eingesetzt und das hakenförmige Ende 25 hinter die Kunststoffstirnplatte 13 eingehakt. Der Mittelbereich 20 des Kugelhalters 9 berührt die Gruppe der Kugeln 3, die an der Führungsfläche 5 anliegen, so daß ein Herausfallen der Kugeln aus der Führungsfläche 5 vermieden wird. Dann wird die Metallplatte 12 eingesetzt und an die Außenfläche der Kunststoffstirnplatte 13 angelegt. Durch Schrauben 17, die in den Körper 15 eingeschraubt werden, wird der Zusammenbau abgeschlossen.
Von den Metallplatten 14 springen an den oberen Enden der der Aufnahme der Führungsschiene 1 dienenden Aussparung Klauenteile 32 vor, die beim Aufbringen der Metallplatte 14 auf die Stirnseite des Körpers 15 die Innenseiten der Laufbahneinsätze 16 unmittelbar oberhalb der Führungsflächen 5 berühren. Diese Klauenteile sind im wesentlichen senkrecht zu der Metallplatte 14 derart gebogen, daß sie zu den Laufbahneinsätzen 16 hin vorstehen. Diese Klauenteile sind derart federnd gestaltet, daß sie dem Druck entgegenwirken können, der durch Spannbolzen 23 von der Außenseite des Körpers 15 her auf die Laufbahneinsätze ausgeübt werden kann, wie dies in Fig. 1 veranschaulicht ist. Aus diesem Grunde sind, wie Fig. 9 veranschaulicht, die freien Enden der hakenförmigen Enden 25 mit einer Kontaktfläche 33 versehen, die so geneigt ist, daß sie dicht an dem Laufbahneinsatz 16 anliegt.
Wie bereits erläutert wurde, sind bei der Schlitteneinheit 2 die Führungsflächen 5 in Laufbahneinsätzen 16 ausgebildet und zwischen diesen Führungsflächen 5 und den denjenigen 4 der Führungsschiene rollen Kugeln ab. Daher ist es erforderlich, die Belastung durch Halten der Kugeln zwischen diesen Führungsflächen 4 und 5 abzufangen. Dies wird, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, dadurch erreicht, daß der im rechten Teil der Fig. 1 dargestellte Laufbahneinsatz 16 durch einen Spannbolzen 23 zur Führungsschiene 1 hin verschiebbar ist. Da jedoch der Laufbahneinsatz 16 durch die Klauenteile 32 der Metallplatte 14 zu den Führungsbolzen 23 hin vorgespannt ist, tritt kein Spiel zwischen dem Laufbahneinsatz 16 und dem Bolzen auf, gleichgültig, ob der Bolzen vorwärts oder rückwärts bewegt wird. Daher bleibt dieser Laufbahneinsatz 16, wie auch der gegenüberliegende Laufbahneinsatz 16, sicher gegen den Körper 15 des Kugellagers gehalten.
Die Klauenteile 32 der Metallplatte 14 sichern in Verbindung mit dem Kugelhalter 9 die Einzelteile der Schlitteneinheit 2 des Kugellagers, nämlich den Körper 15 des Kugellagers, die Laufbahneinsätze 16 und die Kugeln 3 gegen ein Trennen voneinander, so daß die Schlitteneinheit nach dem Zusammenbau, während der Lagerung, des Transportes und dem Aufbringen auf eine Führungsschiene, eine Einheit bildet.

Claims

1. Schlitteneinheit eines Kugellagers für lineare Bewegung, die mit einer an beiden senkrechten Seitenflächen symmetrisch mit linearen Führungsflächen versehenen Führungsschiene von rechteckigem Querschnitt zusammenwirkt und diesen Führungsflächen der Führungsschiene gegenüberliegende, in Laufbahneinsätzen ausgebildete Führungsflächen sowie lineare, parallel zu diesen Führungsflächen verlaufende Rückkehrbohrungen und Umlenkbögen aufweist, welche die beiden Enden der die Belastungszone bildenden Führungsflächen bzw. der die Nichtbelastungszone darstellenden Rückkehrbohrungen miteinander verbinden und Kreislaufpfade bilden, auf denen Gruppen von Kugeln endlos zirkulieren, wobei die Schlitteneinheit an den Stirnflächen des Kugellagers je eine zwischen zwei Metallplatten angeordnete Kunststoffstirnplatte und je einen Kugelhalter trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die den Stirnflächen des Kugellagers (2) benachbarten Metallplatten (14) einwärts gerichtete und die Laufbahneinsätze (16) elastisch gegen das Kugellager (2) drückende, federnde Klauenteile (32) aufweisen und daß die Kugelhalter (9) je durch ein im Querschnitt etwa rechteckiges, aus stabförmigem Material gefertigtes Element von U-förmiger Gestalt gebildet sind, dessen gerader Mittelteil (20) sich, den an der Führungsfläche (5) abrollenden Kugeln (3) gegenüberliegend, von der Außenseite einer Kunststoffstirnplatte (13) bis zur Außenseite der anderen Kunststoffstirnplatte (13) hin erstreckt und von dessen U-Schenkeln (24) gegeneinandergerichtete hakenförmige Enden (25) vorspringen.

2. Schlitteneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffstirnplatten (13) in ihren Außenflächen je eine Nut (26) zur Aufnahme der U-Schenkel (24) des Kugelhalters (9) aufweisen.

3. Schlitteneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittshöhe (H) des Kugelhalters (9) das Zweifache der Querschnittsbreite (W) beträgt.

4. Schlitteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die U-Schenkel (24) des Kugelhalters durch die auf den Außenflächen der Kunststoffstirnplatten (13) aufliegenden Metallplatten (12 ) in den Nuten (26) festgelegt sind.

5. Schlitteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Klauenteile (32) der Metallplatten (14) oberhalb der Führungsflächen (5) an den Laufbahneinsätzen (16) angreifen.

6. Schlitteneinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Klauenteile (32) an ihren freien Enden eine parallel zu den Laufbahneinsätzen (16) ausgebildete und an diesen anliegende Kontaktfläche (33) aufweisen.