DE1192462B - Fuehrung fuer ein hin- und herbewegtes Maschinenteil - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 47 b-31

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1192462
H38176XII/47b
18. Dezember 1959
6. Mai 1965

Die Erfindung betrifft eine Führung für ein hin- und herbewegtes Maschinenteil, vorzugsweise eines Längsschlittens bei Werkzeugmaschinen, bestehend aus wenigstens einem Paar mit dem hin- und herbewegten Maschinenteil bzw. dem Maschinenbett verbundenen Führungsbahnen und einem Satz von sich zwischen den Führungsbahnen abwälzenden Wälzkörpern, insbesondere Kugeln, wobei Mittel für eine schlupffreie Mitnahme der Lagerkugeln vorgesehen sind. ίο

Bei einer derartigen bekannten Führung bestehen die Mittel zur schlupffreien Mitnahme der Lagerkugeln aus einem geradlinigen Kugellagerkäfig, der über ein Zahnstangengetriebe so angetrieben wird, daß er sich gegenüber dem Maschinenbett halb so schnell bewegt wie das bewegte Maschinenteil. Das Zahnstangengetriebe besteht im wesentlichen aus einer an dem Maschinenbett angeordneten Zahnstange, welches mit einem auf dem bewegten Maschinenteil drehbar gelagerten Zahnrad im Eingriff steht, das seinerseits mit einem halb so großen Ritzel verbunden ist, und einer mit dem Kugellagerkäfig verbundenen Zahnstange, die ihrerseits mit dem Ritzel kämmt. Die Mitnahme der Kugeln durch den Kugellagerkäfig hat vor allem den Nachteil, daß hierdurch die Anzahl der auf einer gegebenen Länge anzuordnenden Kugeln geringer ist, als wenn ein solcher Kugellagerkäfig weggelassen wird und sich die Kugeln gegenseitig berühren können. Eine verringerte Kugelzahl bedeutet jedoch eine Verringerung der zulässigen Traglast. Außerdem können sich an dem Kugellagerkäfig Schmutz und Staub festsetzen, wodurch das freie Abrollen der Kugeln beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben aufgeführten Nachteile zu beseitigen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die zur schlupffreien Mitnahme der käfiglos geführten Lagerkugeln vorgesehenen Mittel aus zwangsweise durch das hin- und herbewegte Maschinenteil bewegten, zu beiden Enden einer jeden Kugelreihe angeordneten Mitnehmer bestehen, deren Entfernung voneinander bis auf das erforderliche Laufspiel nicht wesentlich größer als die Summe der Durchmesser aller Lagerkugeln und deren Geschwindigkeiten, wie an sich bekannt, gleich der halben Geschwindigkeit des hin- und herbewegten Maschinenteils sind. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß auf einer gegebenen Führungsbahnenlänge des hin- und herbewegten Maschinenteils eine größtmögliche Anzahl von Wälzkörpern, insbesondere Kugeln untergebracht werden kann. Die höchstzulässige Traglast Führung für ein hin- und herbewegtes
Maschinenteil

Anmelder:

Hammond Machinery Builders, Inc.,
Kalamazoo, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Liebau, Patentanwalt,
Göggingen über Augsburg,
Von-Eichendorff-Str. 10

Als Erfinder benannt:

Edward C. Krueger, Otsego, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 24. August 1959 (835 759)

ist also größer als bei einer Anordnung, bei der die Mitnahme der Kugeln durch einen Kugellagerkäfig erfolgt. Die größere Anzahl der auf einer gegebenen Länge unterzubringenden Kugeln hat weiterhin den Vorteil, daß jede Kugel geringer belastet ist und infolgedessen ein geringerer Verschleiß der Führungsbahnen bzw. der Kugeln eintritt. Dieser Verschleiß wird noch dadurch weiterhin verringert, daß der Kugellagerkäfig entfällt und damit auch die Möglichkeit, daß sich an einem solchen Kugellagerkäfig Schmutz und Staub festsetzen können, die zu einem raschen Verschleiß der Lagerteile und der Kugeln führen. Der Wegfall des Kugellagerkäfigs hat weiterhin den Vorteil, daß die Reibung der einzelnen Kugeln an dem Kugellagerkäfig entfällt, so daß in noch höherem Maß eine schlupffreie Mitnahme der Kugeln und damit ein geringerer Verschleiß gewährleistet ist.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen hin- und hergehenden, auf Kugelführungen gelagerten und mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ausgerüsteten Längsschlitten einer Werkzeugmaschine,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Darstellung nach

Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie III-III der Fig. 2,

509 568/217

F i g. 4 eine gebrochene Schnittansicht gemäß der SchnittlinieIV-IV der Fig. 1,

Fig.5 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie V-V der Fig. 1.

In der Zeichnung ist ein hin- und hergehender Längsschlitten 1 dargestellt, der von einem Paar am Maschinenbett 4 angeordneter Führungen 2 und 3 getragen wird. Da die beiden Führungen sich vollständig gleichen, wird hier nur eine davon ausführlich beschrieben, wobei die zweite lediglich der Vollständigkeit halber dargestellt ist.

Die rechte Führungsbahn (F i g. 3) der Führung 3 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel an einer Führungsschiene 5 angeordnet, die im wesentlichen eine rechteckige äußere Querschnittsform aufweist und in einem Längsfalz 6 des Maschinenbettes 4 gehalten ist. Die Führungsbahn 7 weist einen gleichartigen Querschnitt über die ganze Schienenlänge auf und besitzt einen Querschnittsradius, der wenig größer ist als der Radius der später beschriebenen, in die Führungsbahn 7 einzusetzenden Lagerkugeln 12. Die Größenordnung dieses Unterschiedes ist allerdings sehr gering. Bei Kugeln mit 12,7 mm Durchmesser ist der Radius der Nut normalerweise nur ungefähr V₁₀₀₀ mm größer als der Kugelradius.

Eine gleiche Führungsschiene 8 mit einer Führungsnut 9 ist parallel zur Schiene 5 angeordnet und in beliebig geeigneter Art am Längsschlitten 1 befestigt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist diese Schiene 8 in beliebig geeigneter Art, z.B. durch mehrere Schrauben 10, an einem vom Längsschlitten 1 herabhängenden Bauteil 11 befestigt. Die Schrauben, mit denen die Schienen am Längsschlitten bzw. am Maschinenbett befestigt sind, sind Stellschrauben, die eine genaue Paralleleinstellung der Schienen 5, 8 in an sich bekannter Art ermöglichen.

Die Lagerkugeln 12 liegen in den Führungsbahnen 7 und 9, und die Führungsschienen 5, 8 sind gegenüber den Lagerkugeln 12 so fein eingestellt, daß sich die Kugeln und die Schienen gerade nur berühren und kein meßbares Spiel vorhanden ist. Da der Unterschied zwischen einer Schienenposition, bei der die Kugeln unzulässig fest, und einer Position, bei der sie übermäßig lose sitzen, nur ungefähr V₁₀₀₀ nun beträgt, ist es klar, daß eine überaus genaue Justierung notwendig ist.

Zur schlupffreien Mitnahme der Lagerkugeln 12 ist eine Zahnstange 16 vorgesehen, die durch mehrere Schrauben 17 am Längsschlitten befestigt und genau über den Mitten der Lagerkugeln 12 angeordnet ist. Eine gleiche Zahnstange ist durch beliebig geeignete Mittel, wie z.B. die Schrauben21, am Maschinenbett in einer Lage unmittelbar unter den Mitten der Lagerkugeln befestigt. Ein an einem Ende des Kugelsatzes angeordnetes Zahnrad 23 steht mit der oberen und unteren Zahnstange im Eingriff. Das Zahnrad kann mit einer geeigneten Achse, wie z.B. einer Kugel 12α (Fig. 5), versehen sein, um eine Seitenbewegung gegenüber den Schienen zu verhindern, oder es kann selbst eine Breite haben (F i g. 5), die nur um wenig kleiner ist als der Zwischenraum zwischen den Schienen, es von diesen also eng umschlossen wird. In diesem Fall wird es gegenüber den Schienen durch eine besondere Kugel 12 a gehalten, die in denselben Führungsnuten läuft wie die übrigen Lagerkugeln 12. Ein Mitnehmer 24 ist zwischen dem Zahnrad 23 und der zunächst gelegenen Lagerkugel 26 angeordnet, um das Anstoßen des Zahnrades 9 an die benachbarte Lagerkugel zu verhindern. Dieser Mitnehmer hat zwecks bündiger, jedoch gut gleitbarer Lagerung in den sich gegenüberliegenden Führungsbahnen eines gegebenen Schienenpaares zylindrische Form, ferner an einer Seite einen Schlitz 27 für die Aufnahme eines Teiles des Zahnrades und ist an der anderen Seite 28, die mit der Lagerkugel 26 in Berührung steht, vorwiegend glatt.

ίο Ein Begrenzungsglied 29 ist normalerweise auf das Ende eines der Führungsbahnenpaare aufgesetzt, um die Führungsbahnen abzuschließen und ein Ausfahren des Längsschlittens über das vorgeschriebene Maß zu verhindern.

Ein gleiches Zahnrad 30 ist am anderen Ende des Lagerkugelsatzes angeordnet und in gleicher Weise mit einem Mitnehmer 31 sowie einer Endbegrenzung 32 versehen. Da das Zahnrad 30, die Mitnehmer 31 und die Endbegrenzung 32 dem Zahnrad 23 der

ao Mitnehmer 24 und der Endbegrenzung 29 vollkommen gleich sind, kann eine nähere Beschreibung dieser Teile entfallen. Die Entfernung der beiden Mitnehmer 24, 31 voneinander ist bis auf das erforderliche Laufspiel nicht wesentlich größer als die Summe der Durchmesser aller Lagerkugeln 12, 26.

Ein Staubfänger 33 kann, falls gewünscht, an

einer der Schienen befestigt sein und die andere Schiene überdecken, um das Eindringen von Staub, Schmutz und anderen Fremdkörpern, wie z.B.

Schleifstaub bei Schleifmaschinen, nach unten und zwischen die Lagerkugeln 12 und die Führungsbahnen zu verhindern.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist wie folgt: Bei der Bewegung des Längsschlittens 1 gegenüber dem Maschinenbett 4 in einer durch die Kugelführungsbahnen bestimmten Richtung drehen sich sowohl die Lagerkugeln als auch die Zahnräder in der gleichen Richtung und mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit. Die Zahnräder drehen sich dabei zwangläufig und bewegen sich über eine genau erfaßbare Strecke. Die Entfernung zwischen den gegenüberliegenden Stirnseiten 28 und 34 der Mitnehmer 24 bzw. 31 wird daher, unabhängig von der Stellung des Längsschlittens 1, immer die gleiche bleiben. Auf diese Weise werden die Lagerkugeln stets zwangläufig zwischen den zwei durch die Stirnseiten 28 und 34 der Mitnehmer bestimmten Ebenen gehalten und schlupffrei mitgenommen. Hierdurch wird der Verschleiß auf ein Minimum beschränkt.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Führung für ein hin- und herbewegtes Maschinenteil, vorzugsweise eines Längsschlittens bei Werkzeugmaschinen, bestehend aus wenigstens einem Paar mit dem hin- und herbewegten Maschinenteil bzw. dem Maschinenbett verbundenen Führungsbahnen und einem Satz von sich zwischen den Führungsbahnen abwälzenden Wälzkörpern, insbesondere Kugeln, wobei Mittel für eine schlupffreie Mitnahme der Lagerkugeln vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zur schlupf freien Mitnahme der käfiglos geführten Lagerkugeln (12, 20) vorgesehenen Mittel aus zwangsweise durch das hin- und herbewegte Maschinenteil (1) bewegten, zu beiden Enden einer jeden Kugelreihe angeordneten Mitnehmern (24, 31) bestehen, deren Entfernung voneinander, bis auf

das erforderliche Laufspiel, nicht wesentlich größer als die Summe der Durchmesser aller Lagerkugeln (12, 26) und deren Geschwindigkeiten, wie an sich bekannt, gleich der halben Geschwindigkeit des hin- und herbewegten Maschinenteils sind.

2. Führung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (24, 31) je mit einem Rad (23, 30) versehen sind, die entlang der Führungsbahnen abrollen.

3. Führung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Räder Zahnräder verwendet sind, die, wie an sich bekannt, mit je einer zwischen den Führungsbahnen (7, 9) befestigten Zahnstange (16, 19) im Eingriff stehen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleitbacke (31, 24) zwischen jedes Zahnrad und die ihm benachbarte Lagerkugel eingesetzt ist, wobei die Gleitbacken zwischen den Führungsnuten (7, 9) gehalten und ao zwecks Mitbewegung mit den Lagerkugeln (12) und den Zahnrädern (23, 30) an den Führungsnuten (7, 9) enggeführt sind.

5. Führung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Achsen für die Zahnräder (23, 30) in sie eingesetzte Lagerkugeln (12 a) dienen, die zwischen den Führungsbahnen (7, 9) gehalten und geführt sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Führungsbahnen (7, 9) enthaltenden Führungsschienen (5, 8) im Abstand voneinander horizontal angeordnet sind und die Zahnräder (23, 30) sich um eine horizontale, quer zu den Schienen (5, 8) angeordnete Achse drehen.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Zahnstange (16, 19) um einen Betrag, der mindestens so groß ist wie der Rollweg der Kugeln (12, 26), größer ist als die Länge des Kugellagersatzes, so daß die Kugeln sich immer zwischen den Zahnstangen befinden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 959 604;
USA.-Patentschrift Nr. 2863 705.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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