DE3146330C2

DE3146330C2 - Wälzlager zum Führen einer Linearbewegung

Info

Publication number: DE3146330C2
Application number: DE3146330A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokio/Tokyo Teramachi
Original assignee: Individual
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1980-12-12
Filing date: 1981-11-23
Publication date: 1985-10-17
Also published as: JPS634043B2; US4396235A; GB2089443B; DE3146330A1; JPS57101121A; FR2496200B1; FR2496200A1; GB2089443A

Abstract

Mit der Erfindung wird eine neue und einheitliche Rollenlagereinheit zur Verfügung gestellt, die eine hohe Belastungsaufnahmefähigkeit hat und im wesentlichen einen Lagereinheitskörper umfaßt, der einen flachen Teil in seinem oberen Teil und zwei vorspringende Teile in seinem unteren Teil aufweist, wobei eine beträchtlich große Nut zwischen denselben bzw. letzteren ausgebildet ist; der flache Teil hat eine obere Nut für nichtbelastete Walzen und eine untere Nut für belastete Walzen, und die vorstehenden Teile haben einen äußeren, nichtbelasteten, abgestuften Teil bzw. Bereich und einen inneren, belasteten, abgestuften Teil bzw. Bereich; weiter umfaßt die Rollenlagereinheit eine Spurstange, die verschiebbar in die beträchtlich große Nut einfügbar bzw. einpaßbar ist, sowie einen oberen Käfig, der zum Abdecken der nichtbelasteten Walzen fest auf dem flachen Teil montiert ist, Seitenkäfige, die zum Halten der umlaufenden Walzen entlang den abgestuften Teilen fest auf den vorstehenden Teilen montiert sind, und eine Anzahl von Walzen, die durch die obere und untere Walzennut wie auch entlang den äußeren und inneren abgestuften Teilen umlaufen können. Weiterhin wird gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Montieren der Rollenlagereinheit auf einem Maschinen tisch od.dgl., mit einem auf der Rollenlagereinheit montierten, sich bewegenden Teil vorgeschlagen, wozu eine Mehrzahl von Gewindelöchern auf der Außenseite der oberen Walzennut auf dem flachen Teil des .......

Description

stellt ist, welche durch die Deformation des Ugerkörpers verursacht wird.

Mit 10 ist ein Lagerkörper des dargestellten Wälzla-

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager zum Führen ei- gers bezeichnet. Der Ugerkörper 10 ist gewöhnlich aus ner Linearbewegung gemäß dem Oberbegriff des An- 60 einem Präzisionsgußmaterial, einem geschmiedeten spruehs 1 sowie ein Verfahren zum Montieren dieses Material oder aus Profilstahl hergestellt und enthält Wälzlagers. zwei vorstehende Teile 12 und 13, die unter einem Nei-

Ein Wälzlager dieser Art, das Kugeln als Wälzkörper gungswinkel von etwa 60° relativ zu einem flachen, hoaufweist, ist aus der DE-OS 30 05 579 bekannt und hat, rizontalten Teil 11 symmetrisch im unteren Teil des U-zumindest wenn als Wälzkörper Rollen verwendet wer- 65 gerkörpers 10 nach einwärts vorstehen: diese vorsteden, wie es bei Linearlagern aus der FFL-PS 10 73 668 henden. Teile 12 und 13 werden in der Praxis durch bekannt ist, den Nachteil, daß die vorstehenden Teile Herausarbeiten einer umgekehrt abgestumpften dreiekdes Lagerkörpers dann, wenn auf das Wälzlager eine kigen Nut bzw. einer Schwalbenschwanznut längs der

31 46 33Ό

Mittellinie des Lagerkörpers 10 im unteren Teil desselben hergestelit Sowohl in der oberen, nicht belasteten Seite als auch in der unteren, belasteten Seite des flachen Teils 11 des Lagerkörpers 10 sind U-förmige Nuten 15 und 16 vorgesehen, die sich parallel zueinander in der Längsrichtung erstrecken, wobei die U-förmige Nut 15 so bemessen ist, daß sie eine Tiefe hat, die merklich größer als der Durchmesser der als Wälzkörper vorgesehenen Rollen 14 ist während die U-förmige Nut 16 so bemessen ist, äaß sie eine Tiefe hat, welche merklich kleiner als der Durchmesser der Rollen 14 ist Weiter hat der flache Teil 11 des Lagerkörpers 10 halbkreisförmig gekrümmte Endteile 17 und 18 sowohl an den vorderen als auch an den rückwärtigen Enden der U-förmigen Nuten 15 und 16.

Sowohl an der inneren, belasteten Seite als auch an der äußeren, nichtbelasteten Seite der symmetrisch geneigten, vorstehenden Teile 12 und 13 sind L-förmige und umgekehrt L-förmige abgestufte Teile 19, 20, 21 und 22 vorgesehen, die sich in der Längsrichtung paral-IeI zueinander erstrecken, wobei die nichtbelasteten äußeren abgestuften Teile 20 und 22 so bemessen sind, daß sie eine Tiefe haben, die merklich größer als <icr Durchmesser der Rollen 14 ist während die belasteten inneren abgestuften Teile 19 und 21 so bemessen sind, daß sie eine Tiefe haben, die merklich kleiner als der Durchmesser der Rollen 14 ist Außerdem sei darauf hingewiesen, daß die äußeren abgestuften Teile 20 und 22 wie auch die inneren abgestuften Teile 19 und 21 halbkreisförmig gekrümmte Endteile 23, 24, 25 und 26 sowohl an ihren vorderen als auch an ihren rückwärtigen Enden haben (siehe F i g. 2).

Mit dem Bezugszeichen 27 sind Gewindelöcher bezeichnet, mittels derer der Lagerkörper 10 an einem zu lagernden Teil 90 (siehe F i g. 3) oder an einer stationären Einrichtung befestigt werden kann, während mit 28 Gewindeiöchei' bezeichnet sind, mittels derer Käfige 30 und 40 am Lagerkörper 10 befestigt sind.

Mit 30 ist ein oberer Käfig bezeichnet, der durch Preßbearbei»ung aus einer Stahlplatte hergestellt ist und eine obere Abdeckungsplatte 31 zum Abdecken der in der U-förmigen Nut 15 auf der nichtbelasteten Seite des Lagerkörpers 10 aufgenommenen Rollen 14 aufweist, sowie halbkreisförmige Führungsteile 32 und 33 an beiden Enden der oberen Abdeckungsplatte 31 (siehe F ig. 4).

Mit 40 sind Käfige für die geneigten Teile 12 und 13 des Lagerkörpers 10 bezeichnet und die Käfige 40 sind durch Preßbearbeitung aus einem Stahlblech hergestellt Diese Käfige 40 umfassen je eine Seitenabdekkungsplatte 41 zum drehoaren Halten der nichtbelasteten Rollen 14 und je eine L-förmige Endplatte 42 zum Halten der Stirnseiten 43 der jeweiligen Rollen 14; diese L-förmige Endplatte 42 erstreckt sich unter einem rechten Winkel relativ zu der Abdeckungsplatte 41 nach der belasteten Seite des geneigten Teils 13 zu. Weiter besitzt die Seitenabdeckungsplatte 41 sowohl an ihrem vorderen als auch an ihrem rückwärtigen Ende ein halbkreisförmiges Führungsteil 44 bzw. 45. Darüber hinaus haben die halbkreisförmigen Führungsteile 44 und 45 sowohl eine obere als auch eine untere Seitenplatte 46, die integral daran befestigt bzw. einstückig damit ausgebildet sind, wobei die oberen Seitenplatten mit je einem kreisförmigen Ausschnitt versehen sind, und diese Ausschnitte haben Konfigurationen, welche den halbkreisförmigen Endteilen 23 des geneigten Teils !3 (siehe Fig. I)entsprechen.

Mit 60.61 und 62 sind Schrauben zum Befestigen der Käfige 30 und 40 bezeichnet

Mit 70 ist eine Führungsschiene bezeichnet die einen im wesentlichen X-förmigen Querschnitt hat dessen obere und untere Oberfläche sich in Längsrichtung parallel zueinander erstrecken. Die obere Oberfläche 71 dient als Rollfläche für die Rollen 14, während sich die oberen, nach abwärts geneigten Oberflächen 72 und 73 parallel zu den geneigten Teilen 12 und 13 des Lagerkörpers 10 in Längsrichtung erstrecken (F i g. 3).

Infolgedessen ist der zwischen der oberen Oberfläche 71 und der geneigten Oberfläche 72 eingeschlossene Winkel #(F i g. 1) etwa 60°, d. h. er ist identisch mit dem eingeschlossenen Winkel ödes Lagerkörpers 10.

Außerdem ist mit 74 eine Bodenfläche bzw. im wesentlichen die untere Oberfläche der Führungsschiene 70 bezeichnet während mit 75 und 76 je eine untere, nach abwärts geneigte Oberfläche der Führungsschiene 70 bezeichnet ist (F i g. 1). Es sei darauf hingewiesen, daß die Führungsschiene 70 in eine Schwalbenschwanznut 81 eingesetzt bzw. -gepaßt wird, die auf einem Maschinentisch 80 vorgesehen ist und zw?/· geschieht das in der Weise, daß die Führungsschiene ϊΌ- in der vorgesehenen Position in der Schwalbenschwanznut 81 stationär angeordnet wird, indem ein Feststellteil bzw. eine verschiebbare Seitenwand 83 der Schwalbenschwanznut mittels Anziehen einer Schraube 82 in der seitlichen Richtung als Klemmelement benutzt wird (siehe F i g. 1 und 3).

In dem so aufgebauten Wälzlager dienen die Rollen 14 zwischen dem flachen Teil 11 des 1 agerkörpers 10 und der oberen Oberfläche 71 der Führungsschiene 70 dazu, jede vertikale Belastung mit einer wesentlich erhöhten Kapazität bzw. Aufnahmefähigkeit abzustützen. Andererseits sind, soweit es sich um eine aufwärts gerichtete Belastung (schwimmende Belastung), eine seitliche Belastung und eine Momentbelastung handelt, die anderen Rollen, die zwischen den geneigten Teilen 12, 13 des Lagerkörpers 10 und den oberen geneigten Oberflächen 72 und 73 der Führungsschiene 70, welche einen Neigungswinkel von etwa 60° haben, angeordnet sind, dahingehend wirksam, daß sie die vorstehenden Belastungen zufriedenstellend aufnehmen. Infolgedessen hat man ein brauchbares, schwere Belastungen aufnehmendes Wälzlager.

Da die Rolloberflächen des Lagerkörpers i0 und der Führungsschiene 70 eine einfache Konfiguration haben, die leicht bearbeitbar und schleifbar ist, und da außerdem die Käfige 30, 40 durch Preßbearbeitung ohne Schwierigkeiten aus Stahlblech herstellbar sind, wird sichergestellt daß das Wälzlager, das eine gleichgerichtete bzw. allseitig gerichtete Belastungsaufnahmefähigkeit hat, in einer Massenproduktionslinie bzw. -straße oder in einer sonstigen Massenproduktionsweise kos'enc'instig ohne irgendwelche wesentliche Schwierigkeiten herstellbar ist.

Da die Führungtschiene 70 außerdem in einen) >m wesentlichen quadratischen Querschnitt ausgebildet ist wobei sie eine seitliche wie auch eine vertikale Symmetrie hat besitzt sie eine hohe Steifigkeit gegenüber Verdrehen, einem Biegemoment und Deformation nach der Fertigstellung und kann leicht Beanspruchungen, Spannungen o. dgl- die durch Wärmebehandlung verursacht worden sind, auflösen bzw. freigeben.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Führungsschiene 70 vorzugsweise kein gebohrtes Loch oder Gewindeloch zum festen Anbi ingen derselben auf einem Maschinentisch o. dgl. haben sollte, damit sichergestellt wird, daß sie eine glatte obere Rollfläche besitzt. Um dieses

Erfordernis zu erfüllen, ist es am empfehlenswertesten, daß der Maschinentisch 80 eine Schwalbenschwanznut 81 enthält, welche im wesentlichen die gleiche Querschnittskonfiguration hat, wie sie der untere Teil der Führungsschiene 70 besitzt, und letztere wird in der seitlichen Richtung oder von oben oder von unten mit Hilfe von Schraubeneinrichtungen fest eingeklemmt.

Wie man aus F i g. 3 ersieht, ist ein Spiel C zwischen dem Boden bzw. der Unterseite eines sich bewegenden, zu lagernden Teils 90 einer Maschine, wie beispielsweise einer Werkzeugmaschine, einer industriellen Maschine, einer Transportausrüstung o. dgl., und dem flachen Teil

11 des Lagerkörpers 10 vorgesehen, wenn das Teil 90 auf dem Wälzkörper angebracht ist.

Wsnn eine nach aufwärts gerichtete Belastung (schwimmende Belastung) oder eine Vorbelastung auf den Lagerkörper 10 ausgeübt wird, haben die vorstehenden Teile 12 und 13 die Tendenz, sich nach auswärts zu dehnen, wodurch eine Randbeiastung c aufgrund m starken Kontakts zwischen dem oberen Teil a der RoI-len 14 und den oberen geneigten Oberflächen 72 und 73 verursacht wird (siehe F i g. 5), was zur Folge hat, daß die Oberflächen 72 und 73, auf denen sich die Rollen 14 abwälzen, und/oder die Rollen 14 beschädigt oder beeinträchtigt werden können.

Um ein Auftreten der Randbelastung ezu verhindern, ist der Lagerkörper 10 mit Hilfe einer Mehrzahl von Schrauben 91 und 92 (vier Stück Befestigungs- bzw. Spannschrauben in dem Fall der dargestellten Ausführungsform), die durch das Teil 90 von oben in den Lagerkörper 10 eingeschraubt werden, vorgespannt bzw. vorbelastet. Zur Sicherstellung eines Vorspannens oder Vorbelastens ist eine Mehrzahl von Gewindelöchern 93 in Positionen vorgesehen, die einwärts von den Gewindelöchern 27 sind, sowie in der Nähe der mittigen Rollen 14, und zwar in einem gleichmäßigen Abstand (siehe

I lg.«/ UIIXl T f.

Die Schrauben 91 und 92 werden mittels der folgenden Schritte angezogen. Zunächst werden, um das Teil 90 fest auf dem Lagerkörper 10 zu montieren, die äußeren Schrauben 91 in einer normalen bzw. üblichen Weise angezogen. Dann werden die inneren Schrauben 92 fest in die Gewindelöcher 93 des Lagerkörpers 10 eingeschraubt.

Wie man ohne weiteres aus der F i g. 3 ersieht, wird der mittlere Teil des flachen Teils des Lagerkörpers 10 nach dem bewegbaren Teil 90 zu nach aufwärts angehoben, wenn die inneren Schrauben 92 fester als die äußeren Schrauben 91 in den Lagerkörper 10 eingeschraubt werden. Infolgedessen wird der obere Teil des Lagerkörpers 10 konvex deformiert, wodurch die Rollen 14, die sich auf der belasteten Seite der vorstehenden Teile

12 und 13 befinden, in gleichförmigen Kontakt mit den oberen geneigten Oberflächen 72 und 73 der Führungsschiene 70 gebracht werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß das Wälzlager jeder schwimmenden Belastung in zufriedenstellender Weise standhält, während eine erhöhte Steifigkeit und Lauflebensdauer erzielt werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß natürlich die Anzahl der Schrauben 91 und 92 von den Abmessungen des Lagerkörpers 10 und des bewegbaren Teils 90, der Belastungskapazität und anderen Faktoren abhängt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

nach aufwärts gerichtete bzw. sogenannte schwimmen-

Patentansprüche: de Belastung ausgeübt wird, die Tendenz, sich nach aus

wärts zu dehnen, wodurch eine Randbelastung aufgrund

1 Wälzlager zum Führen einer Linearbewegung, zu starken Kontakts zwischen dem oberen Teil der RoI-umfassend einen Lagerkörper, der einen flachen Teil ₅ len und den oberen geneigten Walzoberflächen des im oberen Bereich und zwei nach einwärts geneigte Lagerkörpers verursacht wird Das hat zur Folge,,daß vorstehende TeUe hat, die symmetrisch und einander diese Wälzoberflächen und/oder die Rollen beschad.gt gegenüberliegend im unteren Bereich des Lagerkör- oder beeinträchtigt werden können, pers angeordnet sind, wobei zwischen ihnen eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Walzlager

sich in Längsrichtung erstreckende Ausnehmung io zum Führen einer Linearbewegung der im Ooerbegnlf vorgesehen ist, wobei der flache Teil eine obere Nut des Anspruchs 1 angegebenen und im Prinzip aus der für nichtbelastete Wälzkörper und eine untere Nut DE-OS 30 05 579 bekannten Art unter Verwendung von für belastete Wälzkörper zum Führen der Bewe- Rollen als Wälzkörper so auszubilden, daß eine Beschägung der Wälzkörper hat und wobei an dem flachen digung oder Beeinträchtigung der Wälzoberflächen an Teil gekrümmte Endteile sowohl an den vorderen als 15 den vorstehenden Teilen des Lagerkörpers und/oder auch an den rückwärtigen Enden der oberen und der der Rollen durch eine Randbelastung aufgrund zu starunteren Nut vorgesehen sind, um das Umlaufen der ken Kontakts zwischen dem oberen Teil der Rollen und Wälzkörper sicherzustellen und wobei ferner die den oberen geneigten Wälzoberflächen ausgeschaltet einwärts geneigten vorstehenden Teile eine äußere, wird.

nichtbetestete Aussparung und eine innere, belastete 20 Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß durch die im AusspaiiMg haben und wobei an diesen vorstehen- Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmaie den feilen gekrümmte Endteile sowohl an ihren vor- gelöst

deren als auch an ihren rückwärtigen Enden vorge- Das erfindungsgemäße Verfahren zum Montieren

sehen sind; eine Führungsschiene, die verschiebbar dieses Wälzlagers zeichnet sich durch die im Kennzeiin der Ausnehmung des Ugerkörpers angeordnet 25 chen des Anspruchs 2 angegebenen Merkmale aus. ist; Käfige, die zum Halten der Wälzkörper an dem Durch dieses Wälzlager nach der Erfindung und das

Lagerkörper fest angebracht sind; eine Anzahl von erfindungsgemäße Verfahren wird eine Beschädigung Wälzkörpern, die durch die Nuten des oberen fla- oder Beeinträchtigung der oberen geneigten Wälzoberchen Teils sowie durch die Aussparungen der ein- flächen und/oder der Rollen vermieden und damit die wärts geneigten Teile umlaufen und eine Mehrzahl 30 Betriebszuverlässigkeit und Lebensdauer des Wälzlavon Gewindelöchern, die in dem flachen Teil des gers erhöht.

Lagerkörpers symmetrisch zu den Nuten angeord- Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme

a. net sind, sowie ejie eni< prechende Anzahl von auf die F i g. 1 bis 5 der Zeichnung anhand eines bevor-

J Schrauben, mit Hilfe derer der Lagerkörper an ei- zugten Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigt

f> nem zu lagernden TeH bei vtigt wird, dadurch 35 Fig. 1 eine Querschnitts-Seitenansicht eines Wälzla-

gekennzeichnet, daß die Wälzkörper Rollen gers zum Führen einer linearen Verschiebebewegung.

p (14) sind und die oberen Nuten (i5,16) einen recht- bei dem die erst in F i g. 3 und 4 gezeigten inneren Ge-

, ■ eckigen Querschnitt besitzen sowie die: Ausnehmun- windelöcher und das Spiel S auf der Oberseite des La-

gen an den einwärts geneigten vorstehenden Teilen gerkörpers weggelassen sind, wobei dieses Wälzlager

M (12, 13) abgestufte Teile (19 bis 22) sind und daß 40 auf einem Teil einer Maschine montiert ist;

einwärts von den zur Befestigung des Lagerkörpers F i g. 2 eine perspektivische Ansicht des Lagerkörpers

P (10) vorgesehenen Gewindelöchern (27) nach der des Wälzlagers der F i g. 1;

jfj oberen Nut (15) zu weitere innere Gewindelöcher Fig.3 eine Querschnitts-Seitenansicht einer Ausfüh-

;!: (93) symmetrisch angeordnet sind, in welche v/eitere rungsform eines Wälzlagers nach der Erfindung, die aus

% innere Schrauben (92) geschraubt sind, wobei im Be- 45 dem Wälzlager nach F i g. t und 2 dadurch hervorge-

reich der inneren Gswindelöcher (93]i ein Spiel (C) gangen ist, daß auf der Oberseite des Ugerkörpers zu-

t zwischen der oberen Oberfläche des flachen Teils sätzliche innere Gewindelöcher und ein Spiel 5 vorgese-

^ (H) des Ugerkörpers (10) und der unteren Oberflä- hen sind, und der Ugerkörper dieses Wälzlagers ist an

Π; ehe des zu lagernden Teils (90) zum Erzeugen einer einem zu lagernden Teil befestigt;

i, Vorspannung in dem Wälzlager vorgesehen ist. 50 F i g. 4 eine Aufsicht auf das Wälzlager der Fig. 1,
2. Verfahren zum Montieren einer Wälzlagerein- wobei das Wälzlager in dem Zustand gezeigt ist, in dem heit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene und die zugehörigen bewegbaren .'-·■ die inneren Schrauben (92) stärker als die äußeren Bauteile davon entfernt worden sind; und

Schrauben (91) angezogen werden. F i g. 5 eine Seitenansicht der Führungsschiene, in der

55 schematisch eine Rand- bzw. Kantenbelastung darge-