DE4206808A1 - Stabilisierte laengsfuehrungseinrichtung mit waelzlager - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Längsführungsein­ richtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen, insbesondere eine Längsführungseinrichtung mit Wälzlagern, die sich durch eine besonders hohe dynamische und statische Stabilität auszeichnet und vor allem für Werkzeugmaschinen, wie schwere spanabhebende Maschinen ge­ eignet ist.

Eine bekannte Supportanordnung, die sich besonders für Werkzeugmaschinen und dergl. eignet, ist in Fig. 4 dar­ gestellt. Die bekannte Supportanordnung enthält zwei lang­ gestreckte Schienen A und B von gegebener Länge, die mit Abstand parallel zueinander verlaufen, ferner vier Schieber C bis F, die verschiebbar auf den Schienen A und B gelagert sind und einen mit den vier Schiebern C bis F fest ver­ bundenen Tisch Y. Die Schieber C bis F sind jeweils paar­ weise mit Abstand längs der Schienen A, B auf diesen ver­ schiebbar angeordnet, so daß der Tisch längs der Schienen geradlinig hin- und herbewegt werden kann, wie durch einen Doppelpfeil G angedeutet ist.

Wie Fig. 5 zeigt, bilden die vier Schieber C bis F jeweils zusammen mit der zugehörigen Schiene A bzw. B eine Längs­ führungseinheit mit Wälzlager. Eine wälzgelagerte Längs­ führungeinheit enthält generell eine Schiene vorgegebener Länge, einen auf dieser verschiebbar gelagerten Schieber und eine Mehrzahl von rollfähigen oder Wälzlagerelementen, die zwischen der Schiene und dem Schieber so angeordnet sind, daß eine lineare Relativbewegung zwischen Schiene und Schieber möglich ist. Bei einer Längsführungseinheit mit endlosem Wälzlagerelement-Umlaufweg besteht der Schieber typischerweise aus drei Blöcken, einem mittleren Block und zwei Endblöcken, die am vorderen bzw. hinteren Ende des mittleren Blockes angeordnet sind.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt der rechten Hälfte einer wälzgelagerten Längsführungseinheit aus der Schiene A und einem der Schieber C oder D. Bei der in Fig. 5 dargestellten Konstruktion weist die Schiene zwei in entgegengesetzten Richtungen geneigte innere Führungsflächen A und I an jeder ihrer entgegengesetzten Seiten auf. Der Schieber C bzw. G enthält einen mittleren Bock L, der einen horizontalen Abschnitt und zwei vertikale Abschnitte Q aufweist und dementsprechend einen im wesentlichen U-förmigen Quer­ schnitt. Der vertikale Abschnitt A hat eine Innenfläche, welche zwei entgegengesetzt geneigte äußere Führungsflächen J und K bildet, die mit Abstand voneinander und jeweils einer der schrägen inneren Führungsflächen H bzw. J gegenüber angeordnet sind. Jedes Paar einander zugeordneter innerer und äußerer Führungsflächen H und J bzw. G und K begrenzen zwischen sich einen Lastkanal.

Der vertikale Abschnitt Q ist mit zwei endlosen Umlaufwegen versehen, die sich in Längsrichtung gesehen kreuzen, wie Fig. 5 zeigt. Der erste endlose Umlaufweg enthält den Last­ kanal (oder Laststreckenabschnitt) H-J, einen Rückweg­ abschnitt O und zwei gebogene Verbindungsabschnitte S, welche entsprechende Enden des Last- und des Rückwegab­ schnittes H-J bzw. O verbinden. In entsprechender Weise enthält der andere, zweite endlose Umlaufweg den Lastkanal (oder Laststreckenabschnitt) I-K, einen Rückwegabschnitt und zwei gebogene Verbindungsabschnitte T, welche die ent­ sprechenden Enden des Last- und des Rückwegabschnittes I-K bzw. P verbinden. Im ersten endlosen Umlaufweg ist eine Mehrzahl von Wälzlagerelementen in Form von Rollen M ange­ ordnet und in entsprechender Weise enthält der zweite end­ lose Umlaufweg eine Mehrzahl von Rollen N. Im oberen Last­ kanal H-J stehen die Rollen M in rollendem Kontakt sowohl der mit der inneren als auch der äußeren schrägen Führungs­ fläche H bzw. J, so daß zwischen diesen Flächen ein Wälz­ lager gebildet wird. In entsprechender Weise stehen die Rollen N in rollendem Kontakt sowohl mit den inneren als auch mit der geneigten äußeren Führungsfläche I bzw. K im unteren Lastkanal I-K. Der Last- und der Rückwegabschnitt befinden sich typischerweise im mittleren Block und die beiden gebogenen Verbindungsabschnitte verlaufen im vorderen bzw. hinteren Endblock.

Die in Fig. 5 dargestellte wälzgelagerte Längsführungs­ einheit hat eine hohe Tragfähigkeit und gewährleistet eine gleichmäßige Längsbewegung mit hoher Genauigkeit. Die Supportanordnung und die Längsführungseinheit gemäß Fig. 4 bzw. 5 sind außerdem in statischer Hinsicht stabil und starr, ihre dynamische Stabilität oder Starrheit läßt jedoch zu wünschen übrig. Es kann daher Probleme geben, wenn der Schieber oder Tisch, wenn er eine große Last trägt, genau an einer bestimmten Stelle angehalten werden soll. Dieses Problem wird besonders dann gravierend, wenn die Steuerung der Position des Schiebers oder Tisches mit einer Genauig­ keit in der Größenordnung von einigen µm erfolgen soll.

Eine Möglichkeit, diese Schwierigkeit zu beheben, besteht darin, Kugeln als Wälzlagerelemente zu verwenden. In diesem Falle leidet jedoch die Stabilität oder Starrheit im statischen Zustand. Ein anderer Lösungsweg ist die Kom­ bination von Rollen mit einer Kunststoff-Folie. In diesem Falle kann die Dauerhaftigkeit der Kunststoff-Folie zu einem Problem werden, so daß man also nur ein Problem durch ein neues ersetzt. Es ist weiterhin auch vorstellbar, einen zusätzlichen Schieber, der als Bremselement wirkt, in Kom­ bination mit den Schiebern C bis F zu verwenden. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Masse der Anordnung und die Herstellung schwieriger werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend in erster Linie die Aufgabe zugrunde, die oben geschilderten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine wälzgelagerte Längsführungseinheit zu schaffen, die sich sowohl durch eine hohe statische als auch eine dynamische Stabilität oder Starrheit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch die Längsführungseinheit des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der vor­ liegenden Längsführungseinheit sind Gegenstand von Unter­ ansprüchen.

Die vorliegende, wälzgelagerte Längsführungseinheit enthält eine Schiene, einen Schieber und eine Mehrzahl von roll­ fähigen oder Wälzlagerelementen, die zwischen dem Schieber und der Schiene angeordnet sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Schiene an jeder ihrer entgegengesetzten Seiten mit einer ersten inneren Führungs­ anordnung einer ersten Art, einer zweiten inneren Führungs­ anordnung der ersten Art und einer dritten inneren Führungs­ anordnung einer zweiten, von der ersten Art verschiedenen Art versehen. Der Schieber enthält einen horizontalen Abschnitt und zwei vertikale Abschnitte, welche vom horizontalen Abschnitt vorspringen, so daß sich ein im wesentlichen U-förmiger Querschnitt ergibt. Die vertikalen Abschnitte weisen jeweils eine erste äußere Führungs­ anordnung der ersten Art, die der ersten inneren Führungs­ anordnung gegenüberliegt, eine zweite äußere Führungs­ anordnung der ersten Art, die der zweiten inneren Führungs­ anordnung gegenüberliegt, und eine dritte äußere Führungs­ anordnung der zweiten Art, die der dritten inneren Führungs­ anordnung gegenüberliegt, auf. Eine Mehrzahl von rollfähigen oder Wälzlagerelementen der ersten Art sind in einem Last­ streckenabschnitt, der zwischen der ersten inneren und der ersten äußeren Führungsanordnung gebildet wird, und ferner auch in einem weiteren Laststreckenabschnitt, der zwischen der zweiten inneren und der zweiten äußeren Führungsan­ ordnung gebildet wird, angeordnet und eine Vielzahl von rollfähigen oder Wälzlagerelementen der zweiten Art sind in einem Laststreckenabschnitt angeordnet, der zwischen der dritten inneren und der dritten äußeren Führungsanordnung gebildet wird.

Die erste und die zweite innere und äußere Führungsanordnung weisen vorzugsweise jeweils eine ebene Führungsfläche auf und die Wälzlagerelemente der ersten Art sind Rollen, die auf den ebenen Führungsflächen rollen. In besonders bevorzug­ ter Weise sind die ebenen Führungsflächen schräge oder geneigte Führungsflächen und bei einer Ausführungsform der vorliegenden Längsführung ist die erste ebene Führungsfläche in einer ersten Richtung geneigt und die zweite ebene Führungsfläche ist in einer zweiten, zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung geneigt. Die erste ebene Führungs­ fläche kann beispielsweise nach oben weisen und die zweite ebene Führungsfläche kann nach unten weisen. Die dritte innere und die dritte äußere Führungsanordnung können ein Paar gekrümmter Führungsflächen enthalten und die roll­ fähigen oder Wälzlagerelemente der zweiten Art sind dann Kugeln. In diesem Falle bilden die beiden gebogenen Führungs­ flächen eine Art von gotischem Spitzbogen.

Die Längsführungseinheit gemäß der Erfindung enthält vorzugs­ weise drei endlose Umlaufwege in jedem der beiden vertikalen Abschnitte des Schiebers. Jeder der endlosen Umlaufwege enthält einen Laststreckenabschnitt, einen Rückwegabschnitt und zwei gebogene Verbindungsabschnitte, die entsprechende Enden des Laststrecken- und des Rückwegabschnittes ver­ binden. Der Laststreckenabschnitt wird durch zwei einander zugeordnete innere und äußere Führungsanordnungen begrenzt.

Die vorliegende Geradeführungseinheit zeichnet sich durch eine besonders hohe statische und gleichzeitig auch hohe dynamische Stabilität aus. Sie ist leicht, kompakt und einfach im Aufbau und daher auch einfach in der Herstellung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen vereinfachten Querschnitt der rechten Hälfte einer wälzgelagerten Längsführungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische, in größerem Maßstab gehaltene Darstellung der Verhältnisse beim rollenden Kontakt einer Kugel in einem zusätzlichen Laststreckenab­ schnitt, der in der Längsführung gemäß Fig. 1 vor­ gesehen ist;

Fig. 3 eine vereinfachte Querschnittsansicht der linken Hälfte einer wälzgelagerten Längsführungseinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 und 5, auf die bereits Bezug genommen worden ist, eine perspektivische Ansicht einer typischen bekannten Supportanordnung bzw. einen Querschnitt der rechten Hälfte einer Längsführungseinheit der Supportanordnung gemäß Fig. 4.

Die Längsführungseinheit gemäß Fig. 1 ist symmetrisch, die nicht dargestellte linke Hälfte ist also spiegelbildlich gleich der dargestellten rechten Hälfte. Die Längsführungs­ einheit gemäß Fig. 1 enthält eine gerade Schiene 1 vor­ gegebener Länge, die einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat. Dies ist jedoch nicht wesentlich, sie kann auch einen anderen Querschnitt aufweisen. Bei dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel hat die Schiene ein spezielles Seitenwandprofil mit einem Kopfteil 3, der eine geneigte obere innere Führungsfläche 5, die im wesentlichen nach oben gerichtet ist, und eine entgegengesetzt geneigte untere innere Führungsfläche 7, die im wesentlichen nach unten weist, aufweist. Diese beiden schrägen Flächen 5 und 7 sind vorzugsweise, wie es bei dem dargestellten Ausführungs­ beispiel gezeigt ist, ebene Flächen. Der Kopfteil 3 der Schiene 1 ist außerdem noch mit einer inneren Führungsnut 9 versehen, welche einen im wesentlichen V-förmigen Quer­ schnitt hat. Die innere Führungsnut 9 hat vorzugsweise einen Querschnitt in Form eines gotischen Spitzbogens, der durch zwei gebogene Flächen begrenzt ist.

Die dargestellte Längsführungseinheit enthält ferner einen Schieber 2, der im wesentlichen einen horizontalen Abschnitt 10 und zwei seitliche Abschnitte, einen rechten seitlichen Abschnitt 11 und einen linken seitlichen Abschnitt aufweist, die sich bei montiertem Schieber auf entgegengesetzten Seiten der Schiene befinden und vom horizontalen Abschnitt 10 nach unten reichen. Der Schieber 2 hat also einen Quer­ schnitt in Form eines kopfstehenden U und ist die Schiene 1 reiterartig umgreifend verschiebbar auf dieser gelagert. Der Schieber 2 enthält vorzugsweise drei Blöcke, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, d. h. einen mittleren Block sowie einen vorderen und einen hinteren Block, die an den entgegen­ gesetzten Enden des mittleren Blockes angebracht sind.

Der Schieber 2 ist bei der dargestellten Längsführungseinheit in jedem der beiden vertikalen Abschnitte 11 mit drei end­ losen Umlaufwegen versehen. Die endlosen Umlaufwege ent­ halten jeweils einen Laststreckenabschnitt, einen Rückweg­ abschnitt und zwei gebogene Verbindungsabschnitte, die entsprechende Enden des Laststrecken- und des Rückwegab­ schnittes verbinden. Bei der dargestellten Ausführungsform bildet der Schieber 2 eine schräge obere äußere Führungs­ fläche 12, die der entsprechenden schrägen inneren Führungs­ fläche 5 mit Abstand gegenüberliegt, so daß zwischen dem Paar einander zugeordneter oberer Führungsflächen, der oberen inneren und der oberen äußeren Führungsfläche 5 bzw. 15, ein erster Laststreckenabschnitt gebildet wird. Die äußere Führungsfläche 14 weist im wesentlichen nach unten und ist vorzugsweise eben. Der Schieber 2 bildet ferner eine schräge untere äußere Führungsfläche 15, die im wesentlichen nach oben weist und der entsprechenden schrägen unteren inneren Führungsfläche 7 mit Abstand gegenüberliegt. Die schräge äußere Führungsfläche 15 ist vorzugsweise ebenfalls eine ebene Fläche, wie es bei dem dargestellten Ausführungs­ beispiel gezeigt ist. Zwischen den beiden einander zuge­ ordneten inneren und äußeren Führungsflächen 7 und 15 wird daher ein zweiter Laststreckenabschnitt gebildet. Der Schieber 12 weist außerdem noch eine dritte Führungsan­ ordnung in Form einer äußeren Führungsnut 16 auf, die der entsprechenden Führungsnut 9 mit Abstand gegenüberliegt und eine entsprechende Querschnittsform wie diese aufweist, das heißt also, daß die äußere Führungsnut 16 vorzugsweise ebenfalls einen spitzbogenförmigen Querschnitt hat. Die innere und die äußere Führungsnut 9 bzw. 16 bilden zwischen sich also einen dritten Laststreckenabschnitt.

Der Schieber 2 enthält weiterhin einen ersten Rückweg­ abschnitt 18, der mit dem zwischen den geneigten Führungs­ flächen 5 und 14 gebildeten ersten Laststreckenabschnitt über zwei zugehörige gebogene Verbindungsabschnitte 21 in Verbindung steht. Durch den ersten Laststreckenabschnitt 9- 14, den ersten Rückwegabschnitt 18 und die beiden gebogenen Verbindungsabschnitte 21 wird ein erster endloser Umlaufweg gebildet. In entsprechender Weise ist der Schieber 2 mit einem zweiten Rückwegabschnitt 19 versehen, der in Ver­ bindung mit dem durch die zugeordneten geneigten Führungs­ flächen 7 und 15 gebildeten zweiten Laststreckenabschnitt über zwei zugehörige gebogene Verbindungsabschnitte 22 in Verbindung steht. Der zweite Laststreckenabschnitt 7-15, der zweite Rückwegabschnitt 19 und die beiden gebogenen Ver­ bindungsabschnitte 22 bilden also einen zweiten endlosen Umlaufweg. Der Schieber 2 weist schließlich auch noch einen dritten Rückwegabschnitt 290 auf, der mit dem durch die einander zugeordneten Führungsnuten 9 und 16 dritten Last­ streckenabschnitt über zwei zugehörige gebogene Verbindungs­ abschnitte 23 in Verbindung steht. Der dritte Laststrecken­ abschnitt 9-16, der dritte Rückwegabschnitt 20 und die beiden gebogenen Verbindungsabschnitte 23 bilden also einen dritten endlosen Umlaufweg.

Bei der bevorzugten Ausführungsform befinden sich die gebogenen Verbindungsabschnitte 21, 22 und 23 jeweils in den vorderen und hinteren Endblöcken und die Rückwegabschnitte 18, 19 und 20 mit den äußeren schrägen Flächen 14 und 15 sowie der äußeren Führungsnut 16 im mittleren Block. Eine solche Konstruktion ist insbesondere in herstellungs­ technischer Hinsicht von Vorteil. Bei der bevorzugten Aus­ führungsform haben außerdem der erste und der zweite endlose Umlaufweg jeweils einen im wesentlichen rechteckigen Quer­ schnitt, während der dritte endlose Umlaufweg einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind der erste und der zweite endlose Umlaufweg jeweils mit einer Vielzahl von rollfähigen oder Wälzlagerelementen einer ersten Art gefüllt, bei dem dargestellten Ausführungs­ beispiel zylindrischen Rollen 4 bzw. 6, und der dritte endlose Umlaufweg ist mit einer Mehrzahl von rollfähigen oder Wälzlagerelementen einer zweiten Art, bei dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel Kugeln 8, gefüllt. Wenn der Schieber 2 sich längs der Schiene 1 bewegt, rollen die Rollen 4 im endlosen Umlaufweg vom Laststreckenabschnitt 5-14 über einen der gebogenen Verbindungsabschnitte 21 in den Rückwegabschnitt 19 und durch den anderen gebogenen Ver­ bindungsabschnitt 21 wieder zurück in den Laststrecken­ abschnitt 5-14, das heißt also daß die Rollen 4, solange die Schiene 1 reicht, ununterbrochen in diesem endlosen Umlauf­ weg umlaufen können. Wenn sich die Rollen 4 im Laststrecken­ abschnitt befinden, stehen sie in rollendem Kontakt mit den beiden einander gegenüberliegenden schrägen Führungsflächen 5 und 14, der inneren und äußeren Führungsfläche, so daß ein rollender Kontakt und ein Wälzlager zwischen Schiene 1 und Schieber 2 besteht. In entsprechender Weise stellen die Rollen 6 und auch die Kugeln 8 einen rollenden Kontakt zwischen der Schiene 1 und dem Schieber 2 her, wenn sie sich in den entsprechenden Laststreckenabschnitten 7-15 und 9-16 befinden.

Fig. 2 zeigt die Verhältnisse im Wälzlager des Laststrecken­ abschnittes zwischen den einander gegenüberliegenden inneren und äußeren Führungsnuten 9 und 16 des dritten endlosen Umlaufweges der Längsführungseinheit gemäß Fig. 1. Wie ersichtlich, macht die Kugel 8 an zwei Berührungspunkten 29 und 30 mit der spitzbogenförmigen inneren Führungsnut 9 Kontakt, wobei der innere Kontaktwinkel R1 zwischen diesen beiden Berührungspunkten 29 und 30 vorzugsweise in der Nähe von 90 Grad gewählt wird. Die Kugel 8 steht ferner an zwei Punkten 25 und 26 mit der äußeren spitzbogenförmigen Führungsnut 16 in Berührung, wobei der äußere Kontaktwinkel R02 zwischen diesen beiden Berührungspunkten 25 und 26 vor­ zugsweise etwa 120° beträgt.

Bei der beschriebenen Konstruktion mit dem ersten Kontakt­ winkel R1 von etwa 90° und dem zweiten Kontaktwinkel R2 von etwa 120° dreht sich die Kugel 8 um eine durch die Mitte 24 der Kugel gehende vertikale Achse O-O während einer Bewegung des Schiebers 2 wie folgt: Die Kugel 8 ist typischerweise zwischen den Führungsnuten 9 und 16 im dritten Laststrecken­ abschnitt vorbelastet, so daß ein unterschiedlicher Schlupf oder ein unterschiedliches Gleiten zwischen der Kugel 8 und den Führungsnuten 9 und 16 eintritt, während die Kugel 8 rollt. Auf den Schieber 2 wirkt daher eine Gleitreibung infolge dieses unterschiedlichen Schlupfes als Gleitkraft.

Bei der dargestellten Konstruktion, bei der der erste Kontaktwinkel R1 zwischen der Kugel 8 und der inneren Führungsnut 9 ungefähr 90° ist und der zweite Kontaktwinkel R2 zwischen der Kugel 8 und der äußeren Führungsnut 16 etwa 120°, ist die aus dem unterschiedlichen Schlupf resultieren­ de Gleitreibung zwischen der Kugel und der äußeren Führungs­ nut 16 größer als die Gleitreibung, die aus dem unterschied­ lichen Schlupf zwischen der Kugel 8 und der inneren Führungs­ nut 9 resultiert, so daß der resultierende Effekt dieser Gleitreibungen eine auf den Schieber 2 wirkende Bremskraft erzeugt. Wenn der Kontaktwinkel zwischen der Kugel 8 und der Schiene 1 (oder der inneren Führungsnut 9) konstant gehalten wird, kann dementsprechend die auf den Schieber 2 wirkende Bremskraft einfach dadurch auf einen gewünschten Wert ein­ gestellt werden, daß man den Kontaktwinkel zwischen der Kugel 8 und dem Schieber 2 (oder der äußeren Nut 16) ent­ sprechend wählt. Wenn eine äußere Last auf die Schiene 1 und/oder den Schieber 2 einwirkt, wird sie in erster Linie von den Rollen 4 oder 6 der in Fig. 1 dargestellten Kon­ struktion aufgenommen. Da der Betrag der elastischen Ver­ formung der Rollen 4 und/oder 6 kleiner ist als der Betrag der elastischen Verformung der Kugeln 8 wird in diesem Falle die durch die vorliegende wälzgelagerte Längsführungseinheit auf zunehmende Last nur in relativ geringem Maße auf die Kugeln 8 im dritten Laststreckenabschnitt übertragen. Da der dritte Laststreckenabschnitt 9-16 für die Kugeln 8 bei der in Fig. 1 dargestellten Konstruktion zwischen dem ersten und dem zweiten Laststreckenabschnitt 5-14 bzw. 7-15 für die Rollen 4 bzw. 6 auf den beiden Seiten der Schiene 1 ange­ ordnet ist, ergibt sich eine erhebliche Erhöhung der Trag­ fähigkeit des Schiebers 2 in seitlicher Richtung.

Bei der in Fig 1 dargestellten Ausführungsform ist der Laststreckenabschnitt 9-16 für die Kugeln 8 zwar zwischen den die Rollen 4 bzw. 6 enthaltenden oberen und unteren Laststreckenabschnitten 5-14 bzw. 7-15 angeordnet, die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt und die verschiedenen Laststreckenabschnitte können auch anders angeordnet werden. Fig. 3 zeigt beispielsweise eine andere Anordnung, bei der sich der Laststreckenabschnitt für die Kugeln ganz unten befindet und die zwei übereinander liegenden Laststreckenabschnitte für die Rollen sich beide oberhalb des die Kugeln enthaltenden Laststreckenabschnittes befinden.

Das in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden wälzgelagerten Längsführungseinheit enthält eine Schiene 33 vorgegebener Länge, welche oben einen Kopf­ teil 34 aufweist. Die Konstruktion ist wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel symmetrisch, so daß nur eine Hälfte, hier die linke Hälfte der Längsführungseinheit im Schnitt dargestellt ist. Der Kopfteil 34 der Schiene 33 weist eine erste innere Führungsanordnung in Form einer oberen schrägen inneren Führungsfläche 35 auf, die generell nach oben orientiert ist, ferner eine zweite innere Führungsanordnung in Form einer unteren schrägen inneren Führungsfläche 36, die generell nach unten gerichtet ist. Vorzugsweise sind sowohl die obere als auch die untere schräge innere Führungsfläche 34 bzw. 36 eben. Die Schiene 33 dieses Ausführungsbeispiels weist wie bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ebenfalls eine innere Führungsnut 46 auf, diese ist jedoch bei dem Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 3 nicht im Kopfteil 34 oder zwischen der oberen und unteren Führungsfläche 34 bzw. 36 angeordnet, sondern unterhalb der beiden Führungsflächen 35, 36 an einem Basisteil der Schiene 33. Die innere Führungsnut 46 hat vorzugsweise ebenfalls die Form des Spitzbogens, der durch zwei gekrümmte, konkave Flächen gebildet wird.

Die Längsführungseinheit enthält ferner einen Schieber 37 mit einem horizontalen Abschnitt und zwei von diesem nach unten reichenden vertikalen Abschnitten, so daß sich ein Querschnitt ergibt, der näherungsweise einem kopfstehenden "U" entspricht. Der Schieber 37 reitet verschiebbar auf der Schiene 33, er hat eine nach unten weisende obere schräge äußere Führungsfläche 40, die der zugehörigen oberen schrägen inneren Führungsfläche 35 der Schiene 33 mit Ab­ stand gegenüberliegt und mit dieser einen ersten Last­ streckenabschnitt oder Lastkanal 35-40 bildet. Die obere äußere Führungsfläche 40 ist vorzugsweise ebenfalls eine ebene Fläche. Der Schieber 37 weist außerdem eine nach oben weisende untere schräge äußere Führungsfläche 41 auf, die der zugehörigen unteren schrägen inneren Führungsfläche 36 der Schiene 33 mit Abstand gegenüberliegt. Zwischen den einander gegenüberliegenden Führungsflächen 36 und 41 wird dementsprechend ein zweiter Laststreckenabschnitt 36-41 (oder Lastkanal) gebildet. Die Führungsfläche 41 ist vorzugsweise ebenfalls eine im wesentlichen ebene Führungs­ fläche. Der Schieber 37 hat schließlich noch eine äußere Führungsnut 47, die der inneren Führungsnut 46 der Schiene 33 mit Abstand gegenüberliegt, so daß sich zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Führungsnuten 46 und 47 ein dritter Laststreckenabschnitt oder Lastkanal ergibt. Die äußere Führungsnut 47 ist vorzugsweise wie die zugehörige innere Führungsnut 46 spitzbogenförmig.

Der Schieber 37 ist wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mit drei endlosen Umlaufwegen versehen. Der erste endlose Umlaufweg enthält den ersten Laststrecken­ abschnitt 35-40, einen Rückwegabschnitt 42 und zwei gebogene Verbindungsabschnitte 44, die entsprechende Enden des Last­ strecken- und des Rückwegabschnittes verbinden. Der zweite endlose Umlaufweg enthält den zweiten Laststreckenabschnitt 36-41, einen Rückwegabschnitt 43 und zwei gebogene Ver­ bindungsabschnitte 45, die die entsprechenden Enden des Laststrecken und des Rückwegabschnittes verbinden. Der dritte endlose Umlaufweg enthält den dritten Laststrecken­ abschnitt 46-47, einen Rückwegabschnitt und zwei gebogene Verbindungsabschnitte, die die entsprechenden Enden des Laststrecken- und des Rückwegabschnittes verbinden. Vorzugs­ weise haben der erste und der zweite endlose Umlaufweg einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und der dritte endlose Umlaufweg einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt.

Bei dem in Fig. 3 dargestellen Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl von Rollen 38 im ersten endlosen Umlaufweg vor­ gesehen und in entsprechender Weise eine Mehrzahl von Rollen 39 im zweiten endlosen Umlaufweg. Der dritte endlose Umlauf­ weg enthält eine Mehrzahl von Kugeln 48. Die Verhältnisse hinsichtlich des rollenden Kontaktes zwischen der Kugel 48 und den spitzbogenförmigen inneren und äußeren Führungsnuten 46 und 47 im dritten Laststreckenabschnitt sind vorzugsweise so, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert wurde. Der durch die beiden Berührungspunkte zwischen der Kugel 48 und der inneren Führungsnut 46 aufgespannte erste Kontaktwinkel R1 ist also wenigstens annähernd 90° und der zweite Kontakt­ winkel, der durch die beiden Berührungspunkte zwischen der Kugel 48 und der äußeren Führungsnut 47 aufgespannt wird, ist wenigstens annähernd 120°. Auch bei dieser Ausführungs­ form tritt also wie bei der in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsform eine entsprechende Bremswirkung ein. Da jedoch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 der erste und der zweite Laststreckenabschnitt 35-40 bzw. 36-41 mit den Rollen 38 bzw. 39 am Kopfteil 34 der Schiene 33 gebildet sind und der dritte Laststreckenabschnitt 46-47 mit den Kugeln 48 sich im Basisteil der Schiene 33 befindet, kann die Schiene 33 nicht nur hinsichtlich der linken und rechten Hälfte, sondern auch zwischen ihrer oberen und unteren Hälfte im wesentlichen symmetrisch ausgebildet werden, so daß etwaige wärmebedingte Verformungen erheblich verringert werden, was zu der hohen Präzision der vorliegenden Längsführungseinheit beiträgt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 liegt die innere Führungsnut 47 des Schiebers 37 etwas schräg oberhalb von der äußeren Führungsnut 46 der Schiene.

Da bei den erfindungsgemäßen Längsführungseinheiten zwei verschieden orientierte Laststreckenabschnitte für eine erste Art von Wälzlagerelementen und Wälzkörpern, ins­ besondere Rollen, an jeder Seite der Schiene vorgesehen sind, ist eine hohe statische Stabilität oder Starrheit im Betrieb gewährleistet, und da ein zusätzlicher Laststrecken­ abschnitt für eine andere Art von Wälzlagerelementen oder Wälzkörpern, insbesondere Kugeln, auf jeder Seite der Schienen vorgesehen ist, erhält man eine hohe dynamische Stabilität oder Starrheit im Betrieb, ohne daß dadurch die statische Stabilität beeinträchtigt wird. Die vorliegenden Längsführungseinheiten eignen sich daher hervorragend für Werkzeugmaschinen, wie schwere spanabhebende Maschinen.

Claims (10)

1. Wälzgelagerte Längsführungseinrichtung mit

• - einer Schiene vorgegebener Länge, welche mindestens eine erste innere Führungsanordnung (5) einer ersten Art sowie mindestens eine zweite innere Führungsanordnung (15) der ersten Art aufweist, und
• - einem Schieber (2), der verschiebbar auf der Schiene (1) gelagert ist, und mindestens eine erste äußere Führungs­ anordnung (14) der ersten Art, die die der ersten inneren Führungsanordnung (5) mit Abstand gegenüberliegt und mit dieser einen ersten Führungskanal bildet, sowie mindestens eine zweite äußere Führungsanordnung (15) der ersten Art, die der zweiten inneren Führungsanordnung (7) mit Abstand gegenüberliegt und mit dieser einen zweiten Führungskanal bildet, aufweist, wobei alle Führungsanordnungen parallel zu einer Längsachse der Schiene (1) verlaufen, und
• - einer Mehrzahl von ersten Wälzlagerelementen (4) der ersten Art im ersten und zweiten Führungskanal, die einen rollenden Kontakt zwischen der Schiene (1) und dem Schieber (2) herstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (1) ferner mindestens eine parallel zu ihrer Längsachse verlaufende dritte innere Führungsanordnung (9) einer zweiten, von der ersten verschiedenen aufweist, und daß der Schieber (2) mindestens eine dritte äußere Führungs­ anordnung (16) der zweiten Art aufweist, die der dritten inneren Führungsanordnung (9) mit Abstand gegenüberliegt und mit dieser einen dritten Führungskanal bildet, und daß im dritten Führungskanal eine Mehrzahl von zweiten Wälzlager­ elementen (8) vorgesehen ist, welche in rollendem Kontakt mit der Schiene (1) und dem Schieber (2) stehen.

2. Längsführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ersten Wälzlagerelemente (4, 6) Rollen sind und die zweiten Wälzlagerelemente (8) Kugeln sind.

3. Längsführungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste und die zweite innere sowie die erste und die zweite äußere Führungsanordnung jeweils eine im wesentlichen ebene Führungsfläche enthalten.

4. Längsführungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte innere und die dritte äußere Führungsanordnung (9, 16) jeweils zwei gekrümmte Flächen, die eine Art von gotischem Spitzbogen bilden, aufweisen.

5. Längsführungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kugeln (8) die einen gotischen Spitzbogen bildenden Flächen (16 bzw. 9) jeweils an einem Paar von Punkten (25, 26; 29, 30) berühren, wobei die Berührungs­ punkte (29, 30) des einen Paares einen ersten Kontaktwinkel (R1) bilden und die Berührungspunkte (25, 26) des anderen Paares einen zweiten Kontaktwinkel (R2) bilden.

6. Führungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Kontaktwinkel (R1, R2) verschieden sind.

7. Längsführungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Kontaktwinkel (R1) etwa 90° und der zweite Kontaktwinkel (R2) etwa 120° beträgt.

8. Längsführungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Führungs­ anordnung (9, 16) in der Höhe zwischen der ersten und der zweiten Führungsanordnung (4, 5 bzw. 6, 7) angeordnet ist.

9. Längsführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Führungsanordnung (46, 47) außerhalb des Bereiches zwischen der ersten und der zweiten Führungsanordnung (35, 40 bzw. 36, 41) angeordnet ist.

10. Längsführungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (2) mindestens einen ersten, einen zweiten und einen dritten endlosen Umlaufweg aufweist, die jeweils einen Laststrecken­ abschnitt, einen Rückwegabschnitt und zwei gebogene Ver­ bindungsabschnitte, die entsprechend Enden des Laststrecken- und des Rückwegabschnittes verbinden, enthalten; daß der Laststreckenabschnitt des ersten endlosen Umlaufweges durch den ersten Führungskanal gebildet wird und die Laststrecken­ abschnitte des zweiten und des dritten endlosen Umlaufweges durch den zweiten bzw. dritten Führungskanal gebildet werden.