DE19613626A1 - Linearführungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Linearführungseinrichtung, umfas­ send eine Führungsschiene mit einer Längsachse und einen auf dieser Führungsschiene längs dieser Achse durch Wälzkörper­ umläufe geführten Führungswagen, wobei ein Wälzkörperumlauf durch ein Führungskanalsystem geführt ist, dieses Führungs­ kanalsystem ausgeführt mit einem im wesentlichen geradlinigen Abschnitt für kraftübertragende Wälzkörper, einem im wesentli­ chen geradlinigen Abschnitt für rücklaufende Wälzkörper und zwei im wesentlichen bogenförmig ausgeführten Umkehrabschnit­ ten zwischen den beiden geradlinigen Abschnitten, wobei weiter durch die Mittelpunkte der Wälzkörper des Wälzkörperumlaufs eine Umlauffläche definiert ist, wobei weiter durch die Schei­ tel der Umkehrabschnitte eine Scheitelebene definiert ist und wobei Mittel vorgesehen sind, um die Wälzkörper in das Füh­ rungskanalsystem einzubringen.

Bei einer solchen Linearführungseinrichtung besteht das Pro­ blem, die Wälzkörper in das Führungskanalsystem einzufüllen.

In der EP 0 211 243 A2 sowie der korrespondierenden US-PS 4 743 124 ist eine gattungsgemäße Linearführungseinrichtung be­ schrieben, bei welcher der Führungswagen aus einem Hauptkörper und zwei an den Enden des Hauptkörpers angebrachten Endplatten besteht. An den Endplatten sind Haltestege angeformt, deren endplattenferne Enden in der Mitte des Hauptkörpers aneinan­ derstoßen. Durch die Haltestege werden die Wälzkörper der kraftübertragenden Umlaufabschnitte unverlierbar am Führungs­ wagen in Eingriff mit dessen Laufbahnen gehalten. Indem die beiden Endplatten auseinandergezogen werden, entsteht zwischen den aneinanderstoßenden Enden der Haltestege ein Spalt, durch welchen die Wälzkörper eingefüllt werden können. Nach voll­ ständiger Befüllung der Umläufe werden die Endplatten wieder zusammengeschoben, bis die Enden der Haltestege wieder anein­ anderstoßen. Der zuvor vorübergehend geschaffene Spalt wird auf diese Weise wieder geschlossen.

Diese Art der Befüllung des Führungswagens hat einige Nachtei­ le. Der Führungswagen kann vor dem Einfüllen der Wälzkörper nicht in einen betriebsfertigen Zustand gebracht werden, da die Endplatten erst nach der Befüllung am Hauptkörper festge­ schraubt werden können. Zur Befüllung müssen die beiden End­ platten um ein definiertes Maß auseinandergezogen werden, das weder zu klein noch zu groß sein darf. Die zwischen den an­ einanderstoßenden Enden der Haltestege entstehende Öffnung muß namlich einerseits groß genug sein, um den Durchgang der Wälz­ körper zu gestatten, darf andererseits aber nicht zu groß sein, da sonst die Gefahr besteht, daß einzelne Wälzkörper wieder herausfallen. Zudem hat es sich gezeigt, daß die übli­ cherweise aus Kunststoff gefertigten Haltestege der Endplatten durch die Einfüllung Beschädigungen erleiden können, die zu dauerhaften plastischen Verformungen der Haltestege und damit zu einer Beeinträchtigung des ruhigen Laufs der Wälzkörper führen können. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Wälzkör­ per maschinell mit Hilfe von Druckluft eingeblasen werden. Die Einfüllung der Wälzkörper im Bereich der kraftübertragenden Umlaufabschnitte erweist sich schließlich auch noch im Zusam­ menhang mit der U-förmigen Querschnittsgestalt des Führungs­ wagens als nachteilig. Die Wälzkörpereinfüllung muß nämlich dann von der für ein Einfüllrohr relativ schwer zugänglichen Innenseite der einander gegenüberliegenden Schenkel des Füh­ rungswagens her erfolgen.

Als weiterer relevanter Stand der Technik im Hinblick auf die Einfüllung von Wälzkörpern in einen Führungswagen sind noch die DE 39 10 456 C1, die DE 40 41 269 A1 und die DE-AS 11 94 649 zu nennen.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, bei einer Linearführungseinrichtung der eingangs bezeichneten Art das Einfüllen der Wälzkörper in das Führungskanalsystem des Füh­ rungswagens zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Problemstellung vor­ geschlagen, daß der Führungswagen mindestens einen den Durch­ gang einzelner Wälzkörper nacheinander gestattenden Füllkanal aufweist, welcher von einer für die Wälzkörpereingabe zugäng­ lichen Wälzkörper-Einfüllstelle zu einer Einmündung in das Führungskanalsystem verläuft, und daß diese Einmündung in das Führungskanalsystem durch einen Verschlußstopfen zumindest teilweise verschließbar ist, welcher das Führungskanalsystem im Einmündungsbereich ergänzt.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ist ein permanenter Füll­ kanal definierten Einfüllquerschnitts vorhanden. Damit ent­ fällt die Notwendigkeit, wie bei der Lösung nach der EP 0 211 243 A2 einen vorübergehenden Füllzugang zu schaffen, dessen Einfüllquerschnitt nur relativ mühsam zu justieren ist. Der Führungswagen kann bei der Einfüllung der Wälzkörper bereits in einem nahezu betriebsfertigen Zustand vorliegen, wobei anschließend im wesentlichen nur noch der Verschlußstopfen in den Füllkanal eingesetzt werden muß. Dies erleichtert den Füllvorgang an sich sowie den Herstellungsablauf der Linear­ führungseinrichtung. Zwar kann der Füllkanal gegenüber der Lösung nach der EP 0 211 243 A2 einen wenn auch nur geringfü­ gig erhöhten Herstellungsaufwand mit sich bringen. Dieser wird jedoch durch die sich ergebende Vereinfachung des Füllvorgangs mehr als kompensiert.

Es empfiehlt sich, die Einmündung derart zu lokalisieren, daß sie entweder dem geradlinigen Abschnitt für die rücklaufenden Wälzkörper oder einem der bogenförmigen Umkehrabschnitte zu­ geordnet ist. Der für das Führungsverhalten des Führungswagens besonders sensible, die kraftübertragenden Wälzkörper führende Abschnitt des Führungskanalsystems ist in diesem Fall vor Beschädigungen oder Verformungen geschützt, die beim Einfüllen der Wälzkörper auftreten können. Zudem sind die Umkehrab­ schnitte und der die rücklaufenden Wälzkörper führende Umlauf­ abschnitt in der Regel einfacher als der die kraftübertragen­ den Wälzkörper führende Abschnitt von außerhalb des Führungs­ wagens zugänglich, was das Einfüllen der Wälzkörper weiter erleichtert.

Es wurde bereits angesprochen, daß der Füllkanal permanent ist, d. h. ständig vorhanden ist. Sein Ort gegenüber dem Füh­ rungskanalsystem wird während des Einfüllvorgangs und im Be­ triebszustand der Linearführungseinrichtung zweckmäßigerweise der gleiche sein. Dies bedeutet, daß sich das Führungskanalsy­ stem bereits vor der Befüllung mit Wälzkörpern in einem füh­ rungsgerechten, betriebsfertigen Zustand befinden kann. Eine nach dem Einfüllen der Wälzkörper erforderliche, montagebe­ dingte Verlagerung von Teilen des Führungskanalsystem relativ zu dem Füllkanal (wie beispielsweise bei der DE 39 10 456 C1), die sich bei bereits eingefüllten Wälzkörpern ohnehin deutlich schwieriger als bei noch nicht eingefüllten Wälzkörpern ge­ staltet, ist nicht erforderlich. Vielmehr wird das Führungs­ kanalsystem vor dem Einfüllen der Wälzkörper soweit führungs­ gerecht positioniert, daß nach dem Einfüllen der Wälzkörper lediglich noch der Verschlußstopfen eingesetzt werden muß.

Bei der Einfüllung der Wälzkörper ist dafür Sorge zu tragen, daß stets die geforderte Anzahl von Wälzkörpern in den jewei­ ligen Umlauf eingebracht wird. Dabei ist es zum einen wichtig, den Querschnitt des Füllkanals und der Einmündung so gering zu bemessen, daß sich nicht zwei Wälzkörper übereinander schieben und dadurch gegenseitig verklemmen können. Zum anderen muß sichergestellt werden, daß die Wälzkörper leichtgängig in den jeweiligen Umlauf einlaufen, so daß sie sich nicht gegenüber dem Führungskanalsystem verklemmen und von den jeweils nach­ folgenden Wälzkörpern mühelos weitergeschoben werden können.

Es wird deshalb vorgeschlagen, daß die Einmündung derart loka­ lisiert ist, daß die Wälzkörper bei der Einfüllung in defi­ nierter Zielrichtung in den Wälzkörperumlauf einlaufen. So wird sichergestellt, daß nicht einige Wälzkörper in entgegen­ gesetzten Richtungen in den Wälzkörperumlauf einlaufen und die vollständige Befüllung des Umlaufs unter Umständen erschweren.

Bevorzugt ist die Einmündung in einem der Umkehrabschnitte derart lokalisiert, daß die Wälzkörper in den geradlinigen Abschnitt für die rücklaufenden Wälzkörper einlaufen. Auf diese Weise steht die gesamte Länge des die rücklaufenden Wälzkörper führenden Umlaufabschnitts zur Verfügung, damit sich die Wälzkörper ordnungsgemäß einordnen können, bevor sie den gegenüberliegenden Umkehrabschnitt erreichen. Darüber hinaus können die Wälzkörper in dem vergleichsweise langen Abschnitt für die rücklaufenden Wälzkörper gut aufgefangen werden, wenn sie maschinell mittels Druckluft mit hoher Ge­ schwindigkeit eingeblasen werden, ohne daß dabei die Gefahr von Beschädigungen oder Deformationen des Führungskanalsystems besteht. Zweckmäßigerweise wird man dabei die Einmündung bei Betrachtung des Wälzkörperumlaufs in einer zur Umlauffläche im wesentlichen orthogonalen Betrachtungsrichtung gegenüber der Scheitelebene in Richtung auf den geradlinigen Abschnitt für die rücklaufenden Wälzkörper hin versetzt lokalisieren.

Wenn die Wälzkörper im Bereich-der Umkehrabschnitte mit konvex gekrümmten Oberflächenbereichen an einer konkav gekrümmten Abwälzfläche des Führungskanalsystems abwälzen, wobei diese konkav gekrümmte Abwälzfläche im Bereich der Verschneidung des Führungskanalsystems mit der Umlauffläche liegt, ist das Zen­ trum der Einmündung bevorzugt gegenüber der Umlauffläche ver­ setzt. Bei dieser Ausbildung wird der Lauf der Wälzkörper in den Umkehrabschnitten durch die Einmündung nicht oder nur un­ wesentlich gestört. Dabei liegen die durch den Verschlußstop­ fen sich im Führungskanalsystem ergebenden Stoßstellen größ­ tenteils oder sogar vollständig außerhalb der Abwälzflächen der Umkehrabschnitte, so daß das Abwälzverhalten der Wälzkör­ per nicht beeinträchtigt wird. Zudem ist zu bedenken, daß auf die Wälzkörper in den Umkehrabschnitten beachtliche Zentrifu­ galkräfte wirken können. Wenn die Einmündung dann im Zentrum der Abwälzfläche liegen würde, könnte die Befestigung des Verschlußstopfens Probleme bereiten, da damit gerechnet werden müßte, daß der Verschlußstopfen durch die von den Wälzkörpern ausgeübten Kräfte herausgedrückt wird. Dies kann durch die gegenüber der Umlauffläche versetzte Lokalisierung der Ein­ mündung vermieden werden.

Um ein sanftes Einlaufen der Wälzkörper ohne starke Kollisio­ nen mit dem Führungskanalsystem zu ermöglichen, verläuft der Führungskanal im Einmündungsbereich vorteilhafterweise annä­ hernd tangential, zumindest jedoch spitzwinklig zu dem Wälz­ körperumlauf. Bevorzugt mündet der Füllkanal dabei nahe des geradlinigen Abschnitts für die rücklaufenden Wälzkörper in einen der Umkehrabschnitte ein, wobei er zumindest auf einem Großteil seiner Länge annähernd parallel zu dem geradlinigen Abschnitt für die rücklaufenden Wälzkörper verläuft.

Zweckmäßigerweise wird der Verschlußstopfen an seinem dem Führungskanalsystem zugekehrten Ende eine vorgeformte Ergän­ zungsfläche besitzen, welche dem durch die Einmündung elimi­ nierten Flächenbereich des Führungskanalsystems entspricht. Beim Einsetzen des Verschlußstopfens in den Füllkanal muß man dann darauf achten, daß die-Ergänzungsfläche innerhalb des Führungskanalsystems führungsgerecht zu liegen kommt, d. h. sich bündig in das Führungskanalsystem einfügt. Um dies zu gewährleisten, kann man an dem Verschlußstopfen und an dem Füllkanal zusammenwirkende Positionierungsmittel vorsehen, welche das Einführen des Verschlußstopfens in den Füllkanal nur in solcher Relativlage von Verschlußstopfen und Füllkanal zulassen, daß die dem Führungskanalsystem zugekehrte Ergän­ zungsfläche des Verschlußstopfens die Ergänzung des Führungs­ kanalsystems übernimmt.

Damit der Verschlußstopfen nach seinem Einsetzen in den Füll­ kanal sicher am Führungswagen gehalten bleibt und nicht durch an seiner Ergänzungsfläche entlanglaufende Wälzkörper wieder herausgedrückt wird, können an dem Verschlußstopfen und an dem Führungswagen im Bereich des Füllkanals Verrastungsmittel vorgesehen sein, welche ineinander verrasten, wenn die Ergän­ zungsfläche des Verschlußstopfens ihre Ergänzungsstellung ein­ nimmt. Zweckmäßigerweise werden die Verrastungsmittel durch äußeren Eingriff lösbar sein, so daß es möglich ist, die Wälz­ körper später auszutauschen oder eine ursprünglich unbemerkte, fehlerhafte Befüllung mit zu wenig Wälzkörpern nachträglich zu korrigieren.

Der Füllkanal kann als ein Verzweigungskanal ausgebildet sein, dessen Zweigkanäle zu Einmündungen in Führungskanalsysteme benachbarter Wälzkörperumläufe führen. Zweckmäßigerweise wird der Verzweigungskanal dann durch einen den Einmündungen be­ nachbarter Führungskanalsysteme gemeinsamen Verschlußstopfen verschließbar sein, d. h. einen Verschlußstopfen, welcher mit Ergänzungsflächen für jedes der von dem Verzweigungskanal angeschnittenen Führungskanalsysteme ausgeführt ist. Im Falle eines solchen Verzweigungskanals wird man jedoch besondere Sorgfalt darauflegen müssen, daß alle über den einen Verzwei­ gungskanal zugänglichen Wälzkörperumläufe mit der erforderli­ chen Anzahl von Wälzkörpern befüllt werden.

Wenn der Führungswagen mehrere Wälzkörperumläufe aufweist, können entsprechend auch mehrere Füllkanäle vorgesehen sein, deren Verteilung über den Führungswagen an sich beliebig ist. Insbesondere kann jedem Wälzkörperumlauf ein eigener Füllkanal zugeordnet sein. Eine besondere Situation ergibt sich, wenn der Führungswagen in symmetrischer Anordnung zu einer die Längsachse enthaltenden Längsmittelebene beidseits dieser Längsmittelebene je eine Gruppe von Wälzkörperumläufen auf­ weist. Es besteht dann zum einen die Möglichkeit, die Füll­ kanäle für jede Gruppe von Wälzkörperumläufen auf beide in Längsrichtung beabstandeten Endbereiche des Führungswagens zu verteilen, und zwar so, daß die beiden Endbereiche des Füh­ rungswagens bei Betrachtung jeweils orthogonal zu einer zu­ gehörigen Endfläche des Führungswagens miteinander im wesent­ lichen identisch sind. Fehlorientierungen des Führungswagens bei der Befüllung, können so vermieden und eine automatische Montage des Führungswagens erleichtert werden. Zum anderen besteht die Möglichkeit, die Füllkanäle für beide Gruppen von Wälzkörperumläufen an ein und demselben der in Längsrichtung beabstandeten Endbereiche des Führungswagens vorzusehen. In diesem Fall können alle Wälzkörperumläufe von einer Seite des Führungswagens her befüllt werden, was für den Montageablauf günstig ist.

Wie an sich bereits aus der EP 0 211 243 A2 bekannt, kann auch bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Führungswagen von einem mittleren Hauptkörper und zwei Endplatten gebildet sein, welche mit Anlageflächen an in Längsrichtung beabstandeten Stirnflächen des Hauptkörpers anliegen, wobei die bogenförmig ausgeführten Umkehrabschnitte des Führungskanalsystems radial äußere Führungsflächen besitzen, welche durch rinnenartige Vertiefungen in den Anlageflächen der Endplatten gebildet sind. Von herstellungstechnischem Vorteil kann es dann sein, wenn die Einmündung im Bereich einer der rinnenartigen Ver­ tiefungen liegt. Dies gilt insbesondere dann, wenn die End­ platten aus Kunststoff gespritzt oder gegossen werden, der Hauptkörper dagegen aus Metall gefertigt wird, wie es häufig der Fall ist. Zum einen muß für die Anbringung des Füllkanals dann lediglich die Spritz- oder Gießform für die Endplatte entsprechend modifiziert werden, zum anderen kann ein einfach herstellbares Kunststofformteil für den Verschlußstopfen ver­ wendet werden.

Die Umkehrabschnitte des Führungskanalsystems können weiterhin radial innere Führungsflächen aufweisen, welche von halbzylin­ drischen Umlenkstücken gebildet sind, wobei diese Umlenkstücke in Umlenkstück-Aufnahmerinnen eingelegt sind, welche in den Anlageflächen der Endplatten ausgeformt sind.

Als Wälzkörper kommen bevorzugt Kugeln in Frage. Es ist jedoch genauso denkbar, zylindrische oder leicht konvex gekrümmte Rollen oder Nadeln zu verwenden. Für den Fall der Verwendung von Kugeln als Wälzkörper empfiehlt es sich, daß in einem die Umlauffläche enthaltenden Schnitt betrachtet die Umkehrab­ schnitte des Führungskanalsystems wenigstens auf einem Teil ihrer Länge annähernd kreisbogenförmig verlaufen. Analog kön­ nen die Umkehrabschnitte des Führungskanalsystems in einem die Scheitelebene enthaltenden Schnitt betrachtet, ebenfalls eine annähernd halbkreisförmige Krümmung besitzen, wobei der Krüm­ mungsradius der Umkehrabschnitte in diesem Bereich gleich oder geringfügig größer als der Kugelradius sein wird.

Es soll nicht ausgeschlossen sein, daß der Füllkanal durch spanabhebende Bearbeitung in einen aus Metall, insbesondere Stahl, gefertigten Grundkörper des Führungswagens eingeformt wird. Bevorzugt ist allerdings vorgesehen, daß der Füllkanal wenigstens teilweise in einem Kunststoffkörper ausgebildet ist, welcher einen Teil des Führungswagens bildet. Dieser Kunststoffkörper kann an solcher Stelle des Führungswagens liegen, daß er an der Bildung eines Umkehrabschnitts teil­ nimmt. Er kann aber auch an solcher Stelle gelegen sein, daß er an der Bildung eines im wesentlichen geradlinigen Ab­ schnitts des Führungskanalsystems teilnimmt, in welchem die rücklaufenden Wälzkörper laufen. Die Ausbildung des Füllkanals in einem solchen Kunststoffkörper hat besondere herstellungs­ technische Vorteile, da sich die spanabhebende Bearbeitung des Füllkanals insbesondere durch Bohren erübrigt. Die Vermeidung des Bohrens zur Herstellung des Füllkanals ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Füllkanal im Hinblick auf das leichte Einfüllen der Wälzkörper an seiner Einmündungsstelle in das Führungskanalsystem zu letzterem tangential oder spitz­ winklig verläuft.

Eine besonders einfache Herstellungstechnik für die Herstel­ lung des Füllkanals läßt sich dann anwenden, wenn der Füll­ kanal rundum von dem Material des Kunststoffkörpers begrenzt ist. Die Begrenzungsflächen des Füllkanals lassen sich dann wenigstens zum Teil gießtechnisch oder spritztechnisch her­ stellen, ohne daß es einer Nachbearbeitung bedarf.

Auch der Verschlußstopfen kann aus Kunststoff hergestellt sein, z. B. aus einem Polyamid- oder Polyethylen-Werkstoff. Dabei lassen sich die das Führungskanalsystem ergänzenden Ergänzungsflächen bei der Herstellung des Verschlußstopfens gießtechnisch oder spritztechnisch gewinnen, ohne daß eine Nachbearbeitung notwendig ist.

Die Führungsschiene kann als eine Profilschiene ausgebildet sein, beispielsweise als eine Profilschiene, welche einem U-förmigen Führungswagen angepaßt ist. Der Erfindungsvorschlag läßt sich aber auch dann anwenden, wenn die Führungsschiene als eine im wesentlichen zylindrische Welle ausgebildet ist. Der Führungswagen kann dann als eine im wesentlichen zylind­ rische Kugelbüchse ausgebildet sein, insbesondere als eine "Radial-Kugelbüchse". Von einer Radial-Kugelbüchse spricht man dann, wenn der die rücklaufenden Wälzkörper führende Ab­ schnitt des Führungskanalsystems radial außerhalb des die tragenden Wälzkörper führenden Abschnitts angeordnet ist und dabei insbesondere in der gleichen Radialebene wie der die tragenden Wälzkörper führende Abschnitt liegt. Wenn der Füh­ rungswagen als eine Kugelbüchse ausgeführt ist, so kann diese Kugelbüchse geschlossen sein, d. h. die als Welle ausgebildete Führungsschiene vollständig umschließen. Die Kugelbüchse kann aber auch eine sogenannte offene Kugelbüchse sein, d. h. eine Kugelbüchse, welche einen Schlitz frei läßt, durch welchen hindurch die als Welle ausgebildete Führungsschiene über Stützglieder mit einem Träger verbunden ist.

Im übrigen soll auch ein für eine Linearführungseinrichtung der vorstehend beschriebenen Art geeigneter Führungswagen gesondert unter Schutz gestellt werden.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Einfüllen von Wälzkörpern in einen Führungswagen, welcher mit Wälzkörper­ umläufen zur rollenden Führung auf einer Führungsschiene aus­ geführt ist, wobei ein Wälzkörperumlauf durch ein Führungs­ kanalsystem geführt ist, wobei weiter dieses Führungskanalsys­ tem ausgeführt ist mit einem im wesentlichen geradlinigen Ab­ schnitt für kraftübertragende Wälzkörper, einem im wesentli­ chen geradlinigen Abschnitt für rücklaufende Wälzkörper und zwei im wesentlichen bogenförmig ausgeführten Umkehrabschnit­ ten zwischen den beiden geradlinigen Abschnitten.

Zur Befüllung der Wälzkörperumläufe wird dabei in der Weise vorgegangen, daß man die Wälzkörper für mindestens einen Wälz­ körperumlauf durch einen Füllkanal in das Führungskanalsystem einführt und daß man nach vollständiger Befüllung des Füh­ rungskanalsystems die Einmündung des Füllkanals in das Füh­ rungskanalsystem durch einen Verschlußstopfen wenigstens teil­ weise verschließt, welcher das Führungskanalsystem im Bereich der Einmündung ergänzt.

Wie bereits angesprochen, kann man die Einfüllung der Wälzkör­ per in das Führungskanalsystem dann vornehmen, nachdem der Führungswagen - mit Ausnahme des Einfüllens der Wälzkörper und des Einbringens des Verschlußstopfens - in einen im we­ sentlichen betriebsfertigen Zustand gebracht worden ist. Be­ triebsfertig heißt dabei, daß der Führungswagen sofort nach Einfüllung der Wälzkörper und Einsetzen des Verschlußstopfens und gewünschtenfalls noch nach Anbringung von äußeren Dicht­ elementen oder sonstigen Abdeckteilen auf eine Führungsschiene aufgeschoben werden und in Betrieb gehen kann.

Für eine automatische Befüllung können die Wälzkörper maschi­ nell, insbesondere pneumatisch, durch den Füllkanal in das Führungskanalsystem eingeführt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeich­ nungen näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Linearführungseinrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 in einer Schnittansicht gemäß Fig. 2 die Eingriffs­ verhältnisse zwischen einer Führungsschiene und ei­ nem Lagerhauptkörper,

Fig. 4 eine Ansicht auf eine Anlagefläche einer Endplatte längs der Linie IV-IV der Fig. 1,

Fig. 5 schematisch einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 4, um den Zusammenhang einer Endplatte mit einem Haltesteg für die Wälzkörper zu zeigen, wobei in eine Umlenkstück-Aufnahmerinne der Endplatte ein Umlenkstück eingelegt ist,

Fig. 6 einen längs der Linie VI-VI der Fig. 4 genommenen Schnitt durch eine Endplatte und einen angrenzenden Teilbereich des Lagerhauptkörpers, wobei ein Wälz­ körperumlauf bereits mit Wälzkörpern gefüllt und durch einen Verschlußstopfen verschlossen ist,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 6

Fig. 8 eine Schnittdarstellung entsprechend Fig. 6, die das Einfüllen der Wälzkörper in einen Wälzkörperum­ lauf zeigt,

Fig. 9 eine Schnittdaistellung, die den in Fig. 8 darge­ stellten Einfüllvorgang in einer Ansicht entspre­ chend Fig. 7 zeigt,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer teilweise aufge­ schnittenen Endplatte bei einem abgewandelten Aus­ führungsbeispiel,

Fig. 11 eine Schnittdarstellung entsprechend Fig. 6, die das gleichzeitige Einfüllen von Wälzkörpern in zwei Wälzkörperumläufe bei dem abgewandelten Ausführungs­ beispiel der Fig. 10 zeigt,

Fig. 12 eine Schnittdarstellung, die den Einfüllvorgang der Fig. 11 in einer Ansicht entsprechend Fig. 7 zeigt,

Fig. 13 eine Ansicht auf den von außen sichtbaren Teil eines Verschlußstopfens,

Fig. 14 einen Schnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Linearführungseinrichtung, bei welcher die Führungs­ schiene als eine Welle und der Führungswagen als eine "Kugelbüchse" ausgeführt ist,

Fig. 15 einen Schnitt nach Linie XV-XV der Fig. 14 und

Fig. 16 eine Abwandlung der Linearführungseinrichtung nach den Fig. 14 und 15.

In Fig. 1 ist eine Führungsschiene mit 10 bezeichnet. Diese Führungsschiene 10 weist eine Achse 11 auf. Auf der Führungs­ schiene 10 ist ein Lagerhauptkörper 12 geführt, der an seinen beiden Enden mit je einer Endplatte 13 versehen ist. Bohrungen 15 in dem Lagerhauptköper 12 sind dazu bestimmt, auf diesem Lagerhauptkörper 12 ein Objekt, beispielsweise einen Werk­ stückträgerschlitten oder einen Werkzeugträgerschlitten einer Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Werkzeugmaschine, zu führen. In Fig. 2 erkennt man, daß der Lagerhauptkörper 12 auf der Führungsschiene 10 im Bereich der Seitenflächen der Führungsschiene 10 jeweils durch zwei Kugelumläufe 14, 16 geführt ist. Der im Querschnitt annähernd U-förmige Lager­ hauptkörper 12 weist zwei Schenkel 18, 22 auf, die durch einen Steg 20 miteinander verbunden sind. In Fig. 2 sind nur die beiden Kugelumläufe des in dieser Zeichnung rechten Schenkels 18 gezeigt. Man erkennt, daß die Kugeln der Kugelumläufe 14, 16 durch einen Haltesteg 24 in Eingriff mit den Laufbahnen des Lagerhauptkörpers 12 gehalten werden. Dies ist im einzelnen in Fig. 3 dargestellt. In Abweichung von Fig. 2 ist in Fig. 3 der linke Schenkel 22 in rollendem Eingriff mit der Führungs­ schiene 10 dargestellt. Die Kugeln des Kugelumlaufs 14 werden durch den Haltesteg 24 in Eingriff mit einer Lauffläche 26 des linken Schenkels 22 gehalten, während die Kugeln des Kugel­ umlaufs 16 durch den gleichen Haltesteg 24 in Eingriff mit einer Lauffläche 28 gehalten werden.

Fig. 5 zeigt, daß der Haltesteg 24 von einer Endplatte 13 ausgeht. Er trifft sich an seinem in Fig. 5 endplattenfernen Ende mit dem Ende eines weiteren Haltestegs, der von der ge­ genüberliegenden Endplatte 13 ausgeht. Die beiden Haltestege 24 sind an ihren zusammenstoßenden Enden miteinander durch eine Zapfenverbindung verbunden (in Fig. 4 bei 30 angedeu­ tet). Im übrigen sind die Haltestege 24 durch Halteleisten 32 in Haltenuten der jeweiligen Schenkel 18, 22 des Lagerhaupt­ körpers 12 gesichert, wobei diese Haltenuten mit 34 (siehe Fig. 3) bezeichnet sind. Die Kugeln der Kugelumläufe 14 und 16 liegen an Laufflächen 36 bzw. 38 der Führungsschiene 10 an. Durch Dichtleisten 40 und 42 zu beiden Seiten der Füh­ rungsschiene 10 ist der die Kugelumläufe 14 und 16 jeweils aufnehmende Raum zwischen der Führungsschiene 10 und den Schenkeln 18, 22 des Lagerhauptkörpers 12 abgedichtet.

In Fig. 4 erkennt man Einzelheiten der Endplatte 13, und zwar mit Blick auf eine Anlagefläche 44 dieser Endplatte 13, die gemäß Fig. 1 an einer Stirnfläche 46 des Lagerhauptkörpers 12 anliegend befestigt ist.

Man erkennt in Fig. 4 zunächst in einem linken Schenkelteil 48 der entsprechend dem Lagerhauptkörper 12 ebenfalls U-förmig ausgeführten Endplatte 13 zwei Umlenkrinnen 50 und 52, welche in die Anlagefläche 44 eingeformt sind und äußere Umlenkflä­ chen 54 bzw. 56 für Umlenkbogenabschnitte der Kugelumläufe 14, 16 bilden. Die beiden Umlenkrinnen 50, 52 werden von einer Umlenkstück-Aufnahmerinne 58 gekreuzt (siehe auch Fig. 5). In dieser Umlenkstück-Aufnahmerinne 58 liegt ein Umlenkstück 60, welches gemäß Fig. 5 eine plane Brustfläche 62 und eine kon­ vex gekrümmte, insbesondere halbkreiszylindrische Rückenfläche 64 aufweist. Die Rückenfläche 64 bildet eine radial innere Umlenkfläche für die Kugeln der Umlenkbogenabschnitte beider Kugelumläufe 14, 16. In einem rechten Schenkelteil 49 der Endplatte 13 sind analog zum Schenkelteil 48 ebenfalls zwei Umlenkrinnen sowie eine diese Umlenkrinnen kreuzende Umlenk­ stück-Aufnahmerinne ausgebildet, in welche ein weiteres Um­ lenkstück für die Kugelumläufe 14, 16 des Schenkelteils 49 eingelegt ist.

Die Endplatte 13 wird mit Spannbolzen 65 (siehe Fig. 6) an der Stirnfläche 46 des Lagerhauptkörpers 12 befestigt. Die Spannbolzen 65 durchsetzen dabei zugeordnete Spannbolzendurch­ gänge 66 in den Schenkelteilen 48, 49 der Endplatte 13. An den Schenkelteilen 48, 49 erkennt man in Fig. 4 wieder den Halte­ steg 24 mit dem einen Teil einer Zapfenverbindung 30 und mit der Befestigungsleiste 32. Darüber hinaus erkennt man Schlitze 70 und 72, die zur Aufnahme der Dichtleisten 40, 42 gemäß Fig. 3 dienen.

Das Umlenkstück 60 ist, wie aus den Fig. 6 und 7 zu erse­ hen, mit Positionierungsringen 78 versehen. Diese Positionie­ rungsringe 78 bilden einen Teil des Umlaufwegs des jeweiligen Kugelumlaufs 14, 16 und werden jeweils mit einem Ende 78′ in einer Ausnehmung 82 der Endplatte 13 versenkt, während sie mit ihrem jeweils anderen Ende 78′′ in eine Erweiterung einer Ku­ gelrückführbohrung 79 des Lagerhauptkörpers 12 eingesteckt werden.

Auf der dem Lagerhauptkörper 12 fernen Seite 84 der Endplatte 13 kann, wie aus Fig. 1 ersichtlich, eine U-förmige Dicht­ platte 81 in eine Dichtplattenausnehmung 83 der Endplatte 13 eingelegt werden, deren Innenkontur der Außenkontur der Füh­ rungsschiene 10 angepaßt ist. Diese U-förmige Dichtplatte 81 kann zusammen mit den Dichtleisten 40, 42 beidseits der Füh­ rungsschiene 10 eine Schmiermittelkammer bilden, innerhalb welcher die Kugelumläufe 14, 16 im wesentlichen dicht einge­ schlossen sind.

Innerhalb der Endplatte 13 ist ein Schmiermittel-Versorgungs­ system untergebracht, von dem ein in Fig. 4 dargestellter Teil mit 86 bezeichnet ist. Dieser Teil 86 des Schmiermittel-Versorgungssystems schließt an Kanäle innerhalb des Umlenk­ stücks 60 an, welche durch die Rückenfläche 64 in die Umlenk­ rinnen 50, 52 ausmünden.

Zur Ergänzung der Offenbarung bezüglich des Schmiermittel-Versorgungssystems innerhalb der Endplatte 13 wird auf die DE 43 30 772 A1 verwiesen, insbesondere auf die dortige Gestal­ tung des Umlenkstücks, der Schmiermittelkanäle innerhalb des Umlenkstücks sowie der in diesen Schmiermittelkanälen angeord­ neten Ventile.

Die beiden Paare von Kugelumläufen 14, 16 in den Schenkeln des aus dem Lagerhauptkörper 12 und den beiden Endplatten 13 ge­ bildeten Führungswagens sind in einem Führungskanalsystem rollend geführt, das in den Figuren allgemein mit 88 bezeich­ net ist. Dieses Führungskanalsystem 88 umfaßt für jeden Kugel­ umlauf die zur Führungsschienenachse 11 parallele Kugelrück­ führbohrung 79 im Lagerhauptkörper 12, weiter zwei in den Endplatten 13 durch die Umlenkrinnen 50 bzw. 52 und das Um­ lenkstück 60 gebildete Umkehrabschnitte, die in den Zeichnun­ gen mit 90 bezeichnet sind, und schließlich einen achsparalle­ len, geradlinigen Abschnitt 92 für die tragenden Kugeln jedes Kugelumlaufs, welcher von der Lauffläche 26 bzw. 28 des La­ gerhauptkörpers 12 und dem Haltesteg 24 der Endplatten 13 gebildet ist. Dies ist gut in Fig. 7 zu erkennen. Zur Erläu­ terung, wie die Kugeln der Kugelumläufe 14, 16 in das Füh­ rungskanalsystem 88 eingefüllt werden, wird nun auf die Fig. 4 und 6 bis 9 verwiesen.

Das Einfüllen der Kugeln in das Führungskanalsystem 88 erfolgt über Füllkanäle 94 (siehe insbesondere die Fig. 4 und 8) in den Endplatten 13. Jedem der vier vorhandenen Kugelumläufe 14, 16 ist ein eigener Füllkanal 94 zugeordnet. Jede Endplatte 13 weist jeweils zwei Füllkanäle 94 auf. Innerhalb jeder End­ platte 13 sind die beiden Füllkanäle 94 auf die beiden Schen­ kelteile 48, 49 verteilt, und zwar so, daß ein Füllkanal 94 die Befüllung eines Kugelumlaufs 14 und der andere Füllkanal 94 die Befüllung eines Kugelumlaufs 16 ermöglicht. Diese Ver­ teilung der Füllkanäle 94 ist gut in Fig. 4 zu erkennen. Sie erlaubt es, baugleiche Endplatten 13 zu verwenden.

Die Fig. 6 bis 9 zeigen einen Ausschnitt des Führungswa­ gens, der den bei Betrachtung der Fig. 4 im Schenkelteil 48 ausgebildeten und dem dortigen Kugelumlauf 14 zugeordneten Füllkanal 94 enthält, wobei die Fig. 6 und 7 die Situation nach der Befüllung des Kugelumlaufs 14 zeigen, während die Fig. 8 und 9 die Situation während der Kugeleinfüllung zeigen. Der Füllkanal 94 verläuft zwischen einer von der Seite der Endfläche 84 der Endplatte 13 her zugänglichen Kugelein­ füllstelle 96 zu einer Einmündung 98, in welcher der Füllkanal 94 die Umlenkrinne 50 anschneidet. Wie besonders gut aus Fig. 8 zu ersehen ist, verläuft der Füllkanal von der Kugeleinfüll­ stelle 96 ausgehend zunächst im wesentlichen parallel zu der dem Kugelumlauf 14 zugeordneten Rücklaufbohrung 79 des Lager­ hauptkörpers 12. In einem Annäherungsbereich an die Einmündung 98 ist er leicht zu dem Umkehrabschnitt 90 hin gekrümmt, so daß er dort spitzwinklig zu der Rücklaufbohrung 79 verläuft. Der Querschnitt des Füllkanals entspricht im wesentlichen auf seiner gesamten Länge annähernd dem Kugelquerschnitt, so daß sichergestellt ist, daß die Kugeln einzeln nacheinander ein­ laufen.

Die Fig. 7 und 9 zeigen, daß die Einmündung 98 gegenüber einer durch die Scheitel der Umkehrabschnitte 90 des Kugel­ umlaufs 14 definierten Scheitelebene SE zur Rücklaufbohrung 79 hin versetzt liegt. Durch diese Versetzung der Einmündung und den spitzen Winkel, unter dem der Füllkanal 94 das Führungs­ kanalsystem 88 anschneidet, wird sichergestellt, daß die Ku­ geln verklemmungsfrei und mit definierter Zielrichtung, näm­ lich in die Rücklaufbohrung 79, einlaufen. Dies gewährleistet einen raschen und problemlosen Ablauf des Einfüllvorgangs.

Wie aus den Fig. 6 und 8 zu erkennen ist, ist die Einmün­ dung 98 darüber hinaus auch gegenüber einer durch die Kugel­ mittelpunkte definierten Umlaufebene UE versetzt. Mit diesem Versatz gegenüber der Umlaufebene UE hat es folgende Bewandt­ nis: Im Betrieb der Linearführungseinrichtung wälzen die Ku­ geln, deren Radius annähernd gleich oder etwas kleiner als der Krümmungsradius der Umlenkfläche 54 ist (bei Betrachtung in der Schnittdarstellung der Fig. 6 und 8), vorrangig an einer Abwälzfläche 100 des Umkehrabschnitts 90 ab, welche im Bereich der Umlaufebene UE liegt. Auf diese Abwälzfläche 100 wirken damit die größten Kräfte. Die gegenüber der Umlaufebene UE versetzten Bereiche der Umlenkfläche 54 werden dagegen schwächer durch die Kugeln belastet, so daß sich die durch die Einmündung 98 ergebenden Störungen des Kugellaufs hier weniger stark auswirken.

Das Einfüllen der Kugeln erfolgt durch ein von außen an den Füllkanal 94 angesetztes Füllrohr 102 (siehe Fig. 8 und 9), wobei die Kugeln maschinell eingeschoben oder mit Hilfe von Druckluft eingeblasen werden. Nach vollständiger Befüllung des Kugelumlaufs 14 wird von außen her ein Verschlußstopfen 104 in den Füllkanal 94 eingesetzt, der an seinem einmündungsnahen Ende mit einer Ergänzungsfläche 106 ausgeführt ist, die dem durch die Einmündung 98 ausgesparten Flächenbereich der Um­ lenkfläche 54 entspricht und sich bei ordnungsgemäß eingesetz­ tem Verschlußstopfen 104 bündig in die Umlenkfläche 54 ein­ fügt. Diese Situation ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt.

Der als einstückiges Kunststofformteil ausgeführte Verschluß­ stopfen 104 weist ein federelastisches Verrastungsglied 108 (siehe Fig. 9) auf, welches beim Einsetzen des Verschlußstop­ fens 104 in den Füllkanal 94 dann, wenn die Ergänzungsfläche 106 die Einmündung 98 verschließt, hinter einer nicht näher dargestellten Verrastungsfläche an der Endplatte 13 ein­ schnappt und so den Verschlußstopfen 104 unverlierbar an der Endplatte 13 hält. Das Verrastungsglied 108 kann bei einge­ setztem Verschlußstopfen 104 von außen zugänglich sein, um den Verschlußstopfen 104 aus dem Füllkanal 94 wieder herausnehmen zu können, beispielsweise um die Kugeln der Kugelumläufe aus­ zutauschen.

Es ist denkbar, daß die Kugeleinfüllstelle 96 durch die Dicht­ leiste 81 verdeckt wird, so daß der Verschlußstopfen 104 vor unbeabsichtigter Beschädigung oder Verlust geschützt ist.

Die Fig. 10 bis 13 zeigen ein abgewandeltes Ausführungs­ beispiel der erfindungsgemäßen Linearführungseinrichtung, bei dem gleiche oder gleichwirkende Komponenten wie bei dem Aus­ führungsbeispiel der Fig. 1 bis 9 mit gleichen Bezugszif­ fern versehen sind, zur Unterscheidung jedoch einen zusätzli­ chen Kleinbuchstaben aufweisen. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird zur Erläuterung dieser Komponenten auf die vorangehende Beschreibung der Fig. 1 bis 9 verwiesen.

Im Unterschied zum vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Endplatte 13a in den Fig. 10 bis 12 einen Füllkanal 94a, welcher die beiden Umlenkrinnen 50a und 52a des Schenkel­ teils 48a der Endplatte 13a anschneidet. Dies bedeutet, daß durch ein und denselben Füllkanal 94a gleichzeitig die beiden Kugelumläufe 14a, 16a dieses Schenkelteils 48a befüllt werden können. Der Füllkanal 94a ist danach als Verzweigungskanal ausgeführt, dessen beide Zweigkanäle jeweils zu einer Einmün­ dung 98a in die Umkehrabschnitte 90a der beiden Kugelumläufe 14a, 16a führen. Die beiden Einmündungen 98a werden durch einen gemeinsamen Verschlußstopfen 104a verschlossen, der in den Verzweigungskanal 94a eingesetzt wird und mit zwei Ergän­ zungsflächen 106a ausgeführt ist, die die Umlenkflächen 54a und 56a der Umkehrabschnitte 90a im Bereich der jeweiligen Einmündung 98a bündig ergänzen.

Die Fig. 11 und 12 veranschaulichen den Füllvorgang bei diesem Ausführungsbeispiel. Die Einmündungen 98a sind weiter­ hin sowohl gegenüber der Umlaufebene UE als auch gegenüber der Scheitelebene SE des jeweiligen Kugelumlaufs 14a, 16a ver­ setzt, so daß die eingefüllten Kugeln zielgerichtet in die Rücklaufbohrungen 79a einlaufen. Da allerdings bei der darge­ stellten Füllmethode mit einem Füllrohr 102a nicht in jedem Fall vorausgesagt werden kann, in welche der beiden Rücklauf­ bohrungen 79a die Kugeln einlaufen werden, muß besondere Sorg­ falt darauf gelegt werden, daß beide Kugelumläufe 14a, 16a mit der erforderlichen Anzahl von Kugeln befüllt werden.

In dem in Fig. 10 linken Schenkelteil 49a der Endplatte 13a ist gestrichelt ein weiterer Füllkanal 94a angedeutet. Wenn dieser Füllkanal 94a ebenfalls als Verzweigungskanal ausgebil­ det ist, der die gemeinsame Befüllung der im linken Schenkel­ teil 49a der Endplatte 13a umgelenkten Kugelumläufe erlaubt, können sämtliche Kugelumläufe des Führungswagens von einer Endplatte her befüllt werden.

Schließlich ist aus den Fig. 10 und 13 noch zu erkennen, daß der Verschlußstopfen 104a an seinem einmündungsfernen Ende eine Randleiste 110a aufweist, welche sich beim Einsetzen des Verschlußstopfens 104a in den Füllkanal 94a in eine um den Öffnungsrand des Füllkanals 94a herum verlaufende Aussparung 112a in der Endplatte 13a formschlüssig einlegt. Die Rand­ leiste 110a weist einen Indexiervorsprung 114a auf, der si­ cherstellt, daß der Verschlußstopfen 104a nur in einer be­ stimmten Relativstellung zum Füllkanal 94a in diesen einge­ setzt werden kann, nämlich so, daß seine Ergänzungsflächen 106a führungsgerecht im Bereich der Einmündungen 98a zu liegen kommen. So ist es ausgeschlossen, daß der Verschlußstopfen 104a unbeabsichtigterweise in falscher Orientierung in den Füllkanal 94a eingesetzt wird. Im übrigen weist auch der Ver­ schlußstopfen 104 des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 bis 9 eine solcherart gestaltete Indexierung auf. Diese ist jedoch in den dortigen Figuren nicht erkennbar, weshalb sie erst im Zusammenhang mit dem Verschlußstopfen 104a der Fig. 10 bis 13 beschrieben wurde.

In den Fig. 14 und 15 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Gemäß Fig. 14 und 15 ist eine Führungs­ schiene 10b als eine zylindrische Welle ausgebildet, welche durch Haltestege 120b an einem Träger 122b angeflanscht ist. Auf der Welle 10b ist eine Kugelbüchse 124b axial verschiebbar geführt.

Die Linearkugelbüchse 124b umfaßt einen Lagerhauptkörper 126b, in welchem Kugelumläufe 128b aufgenommen sind. Jeder Kugel­ umlauf 128b umfaßt eine tragende Kugelreihe 130b, eine rück­ laufende Kugelreihe 132b und Bogenkugelreihen 134b.

Die tragenden Kugelreihen 130b sind in einem Käfig 136b durch Käfigschlitze 138b geführt. Diese tragenden Kugelreihen 130b liegen dabei einerseits an der Außenumfangsfläche der Welle 10b an, andererseits an der Innenumfangsfläche des Lagerhaupt­ körpers 126b. Die rücklaufenden Kugelreihen 132b sind in Rück­ laufkanälen 140b im Lagerhauptkörper 126b geführt. Die Bogen­ kugelreihen 134b sind durch Bogenkanäle 142b geführt, welche einerseits von halbkreisbogenförmigen Rinnen 144b in ringför­ migen Endplatten 146b und andererseits von Rundungen 148b an dem Lagerhauptkörper 126b begrenzt sind. Die ringförmigen Endplatten 146b sind aus Kunststoff gespritzt oder gegossen, beispielsweise aus einem Polyamid oder aus Polyethylen. Sie sind an dem Lagerhauptkörper 126b durch Befestigungsringe 150b axial festgelegt.

Die in Fig. 15 linke Endplatte 146b weist einen Füllkanal 94b auf, welcher bei der Herstellung der aus Kunststoff gespritz­ ten Endplatte 146b im Zuge des Spritzvorgangs mithergestellt worden ist. Jedem der Kugelumläufe 128b ist ein solcher Füll­ kanal 94b zugeordnet. Es kann auch wie bei dem Ausführungs­ beispiel der Fig. 10-13 zwei Kugelumläufen 128b ein gemein­ samer Füllkanal 94b zugeordnet sein. Man erkennt aus Fig. 15, daß der Füllkanal 94b gegenüber der Scheitelebene SE des je­ weils zugehörigen Kugelumlaufs 128b so versetzt ist, daß er nahe der rücklaufenden Kugelreihe 132b liegt. Überdies kann der Füllkanal 94b auch gegenüber der in Fig. 14 eingezeichne­ ten Umlauffläche UE versetzt sein, so wie in Fig. 6 darge­ stellt.

Beim Füllvorgang ist der Füllkanal 94b noch offen. Die übrigen Teile der in den Fig. 14 und 15 dargestellten Linearführungs­ einrichtung nehmen dagegen bereits die in den Fig. 14 und 15 dargestellte Stellung ein, also ihre betriebsfertige Stellung. Die Kugeln werden durch den Füllkanal pneumatisch oder mecha­ nisch eingeführt und füllen nach und nach das ganze Führungs­ kanalsystem 88b. Dabei ist zu beachten, daß die Einführungsr­ ichtung des Füllkanals 94b an der Einmündungsstelle in das Führungskanalsystem 88b im wesentlichen tangential zu dem Bogenkanal 142b des Führungskanalsystems 88b ist und mit die­ sem einen spitzen Winkel einschließt. Zufolge dieser Anordnung ist sichergestellt, daß die durch den Füllkanal 94b in das Führungskanalsystem 88b eintretenden Kugeln in einer vorbe­ stimmten Richtung in das Führungskanalsystem 88b eintreten, nämlich in den die rücklaufende Kugelreihe 132b führenden Abschnitt des Führungskanalsystems 88b. Wenn das Führungska­ nalsystem 88b vollständig gefüllt ist, wird der Verschlußstop­ fen 104b in den Füllkanal 94b eingesetzt. Dabei ist die Ein­ führung des Verschlußstopfens 104b nur in einer bestimmten Winkellage des Verschlußstopfens 104b gegenüber dem Füllkanal 94b möglich, wobei diese Winkellage u. a. durch eine Verra­ stungsfeder 108b des Verschlußstopfens 104b und eine diese Verrastungsfeder 108b aufnehmende (nicht dargestellte) Nut in der Umfangsfläche des Füllkanals 94b bestimmt ist. Bei der Einführung des Verschlußstopfens 104b in den Füllkanal 94b gelangt die Verrastungsfeder 108b in eine (nicht dargestellte) Erweiterung der Nut, so daß der Verschlußstopfen 104b schließ­ lich in einer definierten Lage längs des Füllkanals 94b zu liegen kommt, in welcher die einmündungsnahe Ergänzungsfläche 106b des Verschlußstopfens 104b den Bogenkanal 142b formange­ paßt ergänzt.

In Fig. 16 sind analoge Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den Fig. 14 und 15, wobei jedoch der Index b jeweils durch den Index c ersetzt ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 16 ist die ringförmige End­ platte 146c mit einer Zunge 154c versehen, welche in einen Schlitz 156c im Lagerhauptkörper 126c bündig eingreift. Jedem einzelnen der Kugelumläufe 128c oder auch zwei Kugelumläufen 128c gemeinsam ist eine solche Zunge 154c in einem entspre­ chenden Schlitz 156c zugeordnet. Die Zungen 154c begrenzen die die rücklaufenden Kugelreihen 132c führenden Abschnitte des Führungskanalsystems 88c auf einem Teil von deren Länge. In den Zungen 154c sind die Füllkanäle 94c gebildet, wobei auch hier die Füllkanäle 94c im Zuge der Herstellung der ringförmi­ gen Endplatten 146c und der mit diesen einstückigen Zungen 154c durch Spritzen oder Gießen mithergestellt werden können. Wiederum erfolgt die Einfüllung der Kugeln durch die Füllka­ näle 94c. Dabei ist vorgesehen, daß die Füllkanäle 94c, d. h. ihre Kanalachsen 158c, mit den rücklaufenden Kugelreihen 132c einen spitzen Winkel α einschließen, so daß sich die Kugeln beim Einfüllen leicht in die Abschnitte für die rücklaufenden Kugelreihen 132c einschieben oder einblasen lassen.

Sobald ein Kugelumlauf 128c vollständig gefüllt ist, wird der Verschlußstopfen 104c in den jeweiligen Füllkanal 94c einge­ setzt, wobei der Verschlußstopfen 104c wiederum durch eine Verrastungsfeder 108c in die richtige Relativlage zum Füll­ kanal 94c gezwungen wird. Nach ordnungsgemäßem Einsetzen des Verschlußstopfens 104c greift dessen Verrastungsfeder 108c in eine Verrastungsaussparung (nicht dargestellt) in der Umfangs­ fläche des Füllkanals 94c ein, so daß der Verschlußstopfen 104c sicher im Füllkanal 94c gehalten ist und seine Ergän­ zungsfläche 106c den durch den Füllkanal 94c ausgesparten Teil des die rücklaufenden Kugeln führenden Abschnitts des Füh­ rungskanalsystems 88c formgerecht ergänzt.

Wie insbesondere aus Fig. 8 zu erkennen, können die Verschluß­ stopfen 104 an ihren von der jeweiligen Kugelreihe abgelegenen Enden hohl ausgebildet sein. Aufgrund dieser hohlen Ausbildung lassen sich die jeweiligen Verrastungsglieder 108 elastisch auslenkbar durch Schlitzbildung gewinnen. Die hohle Ausbildung ist ferner spritzgußtechnisch insofern von Vorteil, als sie ein unbeabsichtigtes Deformieren der Verschlußstopfen verhin­ dert, welches zu einer Deformation der Ergänzungsfläche 106 führen könnte. Schließlich hat die hohle Ausbildung den Vor­ teil, daß der Verschlußstopfen mit seinem Hohlraum leicht auf ein Einführwerkzeug aufgesteckt werden kann, so daß das Ein­ bringen des Verschlußstopfens in den Füllkanal erleichtert wird.

Claims (36)

1. Linearführungseinrichtung, umfassend eine Führungsschiene (10) mit einer Längsachse (11) und einen auf dieser Füh­ rungsschiene (10) längs dieser Achse (11) durch Wälzkör­ perumläufe (14, 16) geführten Führungswagen (12, 13), wobei ein Wälzkörperumlauf (14, 16) durch ein Führungs­ kanalsystem (88) geführt ist, dieses Führungskanalsystem (88) ausgeführt mit einem im wesentlichen geradlinigen Abschnitt (92) für kraftübertragende Wälzkörper, einem im wesentlichen geradlinigen Abschnitt (79) für rücklaufende Wälzkörper und zwei im wesentlichen bogenförmig ausge­ führten Umkehrabschnitten (90) zwischen den beiden gerad­ linigen Abschnitten (79, 92), wobei weiter durch die Mittelpunkte der Wälzkörper des Wälzkörperumlaufs (14, 16) eine Umlauffläche (UE) definiert ist, wobei weiter durch die Scheitel der Umkehrabschnitte (90) eine Schei­ telebene (SE) definiert ist und wobei Mittel (94) vor­ gesehen sind, um die Wälzkörper in das Führungskanalsy­ stem einzubringen, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungswagen (12, 13) mindestens einen den Durchgang einzelner Wälzkörper nacheinander gestattenden Füllkanal (94) aufweist, welcher von einer für die Wälz­ körpereingabe zugänglichen Wälzkörper-Einfüllstelle (96) zu einer Einmündung (98) in das Führungskanalsystem (88) verläuft, und daß diese Einmündung (98) in das Führungs­ kanalsystem (88) durch einen Verschlußstopfen (104) zu­ mindest teilweise verschließbar ist, welcher das Füh­ rungskanalsystem (88) im Einmündungsbereich ergänzt.

2. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung (98) dem geradlinigen Abschnitt (79) für die rücklaufenden Wälzkörper zugeordnet ist.

3. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung (98) einem der bogenförmigen Umkehr­ abschnitte (90) zugeordnet ist.

4. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ort des Füllkanals (94) gegenüber dem Führungs­ kanalsystem (88) während des Einfüllvorgangs und im Be­ triebszustand der Linearführungseinrichtung der gleiche ist.

5. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung (98) derart lokalisiert ist, daß die Wälzkörper bei der Einfüllung in definierter Zielrichtung in den Wälzkörperumlauf (14, 16) einlaufen.

6. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung (98) in einem der Umkehrabschnitte (90) derart lokalisiert ist, daß die Wälzkörper in den geradlinigen Abschnitt (79) für die rücklaufenden Wälz­ körper einlaufen.

7. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung (98) bei Betrachtung des Wälzkörper­ umlaufs (14, 16) in einer zur Umlauffläche (UE) im we­ sentlichen orthogonalen Betrachtungsrichtung gegenüber der Scheitelebene (SE) in Richtung auf den geradlinigen Abschnitt (79) für die rücklaufenden Wälzkörper hin ver­ setzt ist.

8. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper im Bereich der Umkehrabschnitte (90) mit konvex gekrümmten Oberflächenbereichen an einer kon­ kav gekrümmten Abwälzfläche (100) des Führungskanalsy­ stems (88) abwälzen, wobei diese konkav gekrümmte Abwälz­ fläche (100) im Bereich der Verschneidung des Führungs­ kanalsystems (88) mit der Umlauffläche (UE) liegt, und daß das Zentrum der Einmündung (98) gegenüber der Umlauf­ fläche (UE) versetzt ist.

9. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkanal (94) im Einmündungsbereich annähernd tangential, zumindest jedoch spitzwinklig zu dem Wälzkör­ perumlauf (14, 16) verläuft.

10. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkanal (94) nahe des geradlinigen Abschnitts (79) für die rücklaufenden Wälzkörper in einen der Um­ kehrabschnitte (90) einmündet und zumindest auf einem Großteil seiner Länge annähernd parallel zu dem geradli­ nigen Abschnitt (79) für die rücklaufenden Wälzkörper verläuft.

11. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußstopfen (104) an seinem dem Führungs­ kanalsystem (88) zugekehrten Ende eine vorgeformte Ergän­ zungsfläche (106) besitzt, welche dem durch die Einmün­ dung (98) eliminierten Flächenbereich des Führungskanal­ systems (88) entspricht.

12. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Verschlußstopfen (104a) und an dem Füllkanal (94a) zusammenwirkende Positionierungsmittel (112a, 114a) vorgesehen sind, welche das Einführen des Verschlußstop­ fens (104a) in den Füllkanal (94a) nur in solcher Rela­ tivlage von Verschlußstopfen (104a) und Füllkanal (94a) zulassen, daß die dem Führungskanalsystem (88a) zuge­ kehrte Ergänzungsfläche (106a) des Verschlußstopfens (104a) die Ergänzung des Führungskanalsystems (88a) über­ nimmt.

13. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Verschlußstopfen (104) und an dem Führungs­ wagen (12, 13) im Bereich des Füllkanals (94) Verra­ stungsmittel (108) vorgesehen sind, welche ineinander verrasten, wenn die Ergänzungsfläche (106) des Verschluß­ stopfens (104) ihre Ergänzungsstellung einnimmt.

14. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verrastungsmittel (108) durch äußeren Eingriff lösbar sind.

15. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkanal (94a) als ein Verzweigungskanal ausge­ bildet ist, dessen Zweigkanäle zu Einmündungen (98a) in Führungskanalsysteme (88a) benachbarter Wälzkörperumläufe (14a, 16a) führen.

16. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzweigungskanal (94a) durch einen den Einmün­ dungen (98a) benachbarter Führungskanalsysteme (88a) gemeinsamen Verschlußstopfen (104a) verschließbar ist.

17. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungswagen (12, 13) in symmetrischer Anordnung zu einer die Längsachse (11) enthaltenden Längsmittel­ ebene beidseits dieser Längsmittelebene je eine Gruppe von Wälzkörperumläufen (14, 16) aufweist und daß die Füllkanäle (94) für jede Gruppe von Wälzkörperumläufen (14, 16) auf beide in Längsrichtung beabstandeten Endbe­ reiche (13) des Führungswagens (12, 13) verteilt sind, und zwar so, daß die beiden Endbereiche (13) des Füh­ rungswagens (12, 13) bei Betrachtung jeweils orthogonal zu einer zugehörigen Endfläche (84) des Führungswagens (12, 13) miteinander im wesentlichen identisch sind.

18. Linearführungseinheit nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungswagen (12a, 13a) in symmetrischer Anord­ nung zu einer die Längsachse enthaltenden Längsmittel­ ebene beidseits dieser Längsmittelebene je eine Gruppe von Wälzkörperumläufen (14a, 16a) aufweist und daß die Füllkanäle (94a) für beide Gruppen von Wälzkörperumläufen (14a, 16a) an ein und demselben der in Längsrichtung beabstandeten Endbereiche (13a) des Führungswagens (12a, 13a) vorgesehen sind.

19. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungswagen (12, 13) von einem mittleren Haupt­ körper (12) und zwei Endplatten (13) gebildet ist, welche mit Anlageflächen (44) an Stirnflächen (46) des Hauptkör­ pers (12) anliegen, und daß die bogenförmig ausgeführten Umkehrabschnitte (90) des Führungskanalsystems (88) ra­ dial äußere Führungsflächen (54, 56) besitzen, welche durch rinnenartige Vertiefungen (50, 52) in den Anlage­ flächen (44) der Endplatten (13) gebildet sind.

20. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung (98) im Bereich einer der rinnenarti­ gen Vertiefungen (50, 52) liegt.

21. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrabschnitte (90) des Führungskanalsystems (88) radial innere Führungsflächen (64) aufweisen, welche von halbzylindrischen Umlenkstücken (60) gebildet sind, und daß diese Umlenkstücke (60) in Umlenkstück-Aufnahme­ rinnen (58) eingelegt sind, welche in den Anlageflächen (44) der Endplatten (13) ausgeformt sind.

22. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-21, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper als Kugeln ausgebildet sind.

23. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß in einem die Umlauffläche (UE) enthaltenden Schnitt betrachtet die Umkehrabschnitte (90) des Führungskanalsy­ stems (88) wenigstens auf einem Teil ihrer Länge annä­ hernd kreisbogenförmig verlaufen.

24. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrabschnitte (90) des Führungskanalsystems (88) in einem die Scheitelebene (SE) enthaltenden Schnitt betrachtet eine annähernd halbkreisförmige Krümmung be­ sitzen, deren Krümmungsradius gleich oder geringfügig größer als der Kugelradius ist.

25. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1- 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkanal (94) wenigstens teilweise in einem Kunststoffkörper (13) ausgebildet ist, welcher einen Teil des Führungswagens (12, 13) bildet.

26. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkanal (94) rundum von dem Material des Kunst­ stoffkörpers (13) begrenzt ist.

27. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-26, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Begrenzungsflächen des Füll­ kanals (94) gießtechnisch oder spritztechnisch herge­ stellt ist.

28. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-27, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußstopfen (104) aus Kunststoff hergestellt ist.

29. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-28, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußstopfen (104) mit einer das Führungs­ kanalsystem (88) ergänzenden Ergänzungsfläche (106) gieß­ technisch oder spritztechnisch hergestellt ist.

30. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-29, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (10) als Profilschiene ausgebil­ det ist.

31. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-30, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (10b) als im wesentlichen zylin­ drische Welle ausgebildet ist.

32. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungswagen (124b) als eine Kugelbüchse, ins­ besondere eine Radial-Kugelbüchse, ausgebildet ist.

33. Führungswagen für eine Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-32.

34. Verfahren zum Einfüllen von Wälzkörpern in einen Füh­ rungswagen (12, 13), insbesondere einen Führungswagen nach Anspruch 33, welcher mit Wälzkörperumläufen (14, 16) zur rollenden Führung auf einer Führungsschiene (10) ausgeführt ist, wobei ein Wälzkörperumlauf (14, 16) durch ein Führungskanalsystem (88) geführt ist, wobei weiter dieses Führungskanalsystem (88) ausgeführt ist mit einem im wesentlichen geradlinigen Abschnitt (92) für kraft­ übertragende Wälzkörper, einem im wesentlichen geradlini­ gen Abschnitt (79) für rücklaufende Wälzkörper und zwei im wesentlichen bogenförmig ausgeführten Umkehrabschnit­ ten (90) zwischen den beiden geradlinigen Abschnitten (79, 92), dadurch gekennzeichnet, daß man die Wälzkörper für mindestens einen Wälzkörper­ umlauf (14, 16) durch einen Füllkanal (94) in das Füh­ rungskanalsystem (88) einführt und daß man nach vollstän­ diger Befüllung des Führungskanalsystems (88) die Ein­ mündung (98) des Füllkanals (94) in das Führungskanalsy­ stem (88) durch einen Verschlußstopfen (104) wenigstens teilweise verschließt, welcher das Führungskanalsystem (88) im Bereich der Einmündung (98) ergänzt.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einfüllung der Wälzkörper in das Führungs­ kanalsystem (88) vornimmt, nachdem der Führungswagen (12, 13) - mit Ausnahme des Einfüllens der Wälzkörper und des Einbringens des Verschlußstopfens (104) - in einen im wesentlichen betriebsfertigen Zustand gebracht worden ist.

36. Verfahren nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper maschinell, insbesondere pneumatisch, durch den Füllkanal (94) in das Führungskanalsystem (88) eingeführt werden.