Spieleinstellbares Linearlager

Die Erfindung betrifft ein spieleinstellbares Linearlager mit einer profilierten Führungsschiene, an deren beiden parallelen Längsseiten Laufbahnen ausgebil- det sind, und mit zwei parallelen, an den beiden Längsseiten der Führungs¬ schiene angeordneten und miteinander verbundenen Führungskassetten, die sich an den Laufbahnen der Führungsschiene längsverschieblich abstützen.

Aus der DE-OS 39 31 397 ist ein Linearwälzlager mit einer Führungsschiene und einem die Schiene umgreifenden Führungswagen bekannt, der einstückig aus zwei an den Seiten der Führungsschiene befindlichen Schenkeln und einem oberhalb der Schiene verlaufenden, die Schenkel miteinander verbindenden Steg besteht. Innerhalb des Steges sind quer zur Führungsschienenlängsrichtung verlaufende Bohrungen angebracht, in welchen Kopfschrauben eingeschraubt sind. Durch Anziehen der Schrauben erfolgt eine Spieleinstellung der in Um¬ läufen angeordneten Wälzkörper zwischen der Führungsschiene und dem Führungswagen. Dabei muß jedoch der plattenförmige Steg gestaucht werden, so daß für die Spieleinstellung hohe Verformungskräfte aufzubringen sind.

Aus dem Prospekt "Linear-Gleitführungen, Baureihe GFK", Technische Produkt¬ information TPI 81 der Firma INA Lineartechnik OHG, Homburg (Saar), Aus¬ gabe April 1993, ist ein spieleinstellbares Linearlager der eingangs genannten Art bekannt, welches als Gleitlager ausgebildet ist. Hier sind die beiden Füh¬ rungskassetten als Gleitführungskassetten in einem die Führungsschiene umge- benden Gleitführungswagen befestigt, wobei in eine Gewindebohrung des Führungswagens quer zur Längsrichtung der Führungsschiene eine Einstell¬ schraube für die Einstellung des Lagerspiels eingeschraubt ist, die auf die

Rückseite einer der beiden Gleitführungskassetten drückt. Da hier die Gleitfüh¬ rungskassetten in den Führungswagen eingesetzt und dort verschraubt werden müssen, ergibt sich ein hoher Fertigungs- und Montageaufwand. Außerdem ist diese Ausführung nur für größere Lagerabmessungen geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das spieleinstellbare Linearlager zu vereinfachen und so weiterzuentwickeln, daß auch kleine und kleinste Aus¬ führungen möglich sind. Dabei soll sich der konstruktive Aufwand für das Lager verringern, wobei dieses eine leicht durchführbare Spieleinstellung ermöglichen soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den beiden Führungskassetten zwei federnde Verbindungsstege in einem Abstand vonein¬ ander angeordnet sind. Bei Ausführung als Gleitlager ist infolge dieser federn- den Verbindungsstege allein schon gewährleistet, daß die Gleitführungskasset¬ ten, die sich mit Kunststoffschichten an den Laufbahnen der Führungsschiene abstützen können, mit dem richtigen Lagerspiel angeordnet sind. Ein besonders gutes Federungsverhalten erhält man dadurch, daß jeder Verbindungssteg mit zwei Schenkeln V-förmig ausgebildet ist. Die Verbindungsstege können in den Bereichen der in die Bewegungsrichtungen weisenden Stirnseiten der beiden Gleitführungskassetten angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, daß die Verbindungsstege sich in der zur Führungsschiene parallelen Länge der beiden Gleitführungskassetten erstrecken, wobei sie die beiden einander zugewandten inneren Längsseiten der Gleitführungskassetten miteinander verbinden.

Die Verbindungsstege und die Gleitführungskassetten können Teile eines einstückigen metallischen Tragkörpers sein. Als ein solcher Tragkörper bietet sich ein Körper aus einer Leichtmetallegierung an. In diesem Fall brauchen nur die Kunststoffschichten an den Tragkörper angespritzt zu werden. Die Ver- bindungsstege können aber auch Kunststoffteile sein, die gemeinsam mit den als Gleitlagermaterial wirkenden Kunststoffschichten zusammenhängend in einem Spritzvorgang an den Gleitführungskassetten angebracht sind. Durch die Ver-

wendung von Kunststoff für die Verbindungsstege ergibt sich ein anderes Federungsverhalten, als wenn die Stege Metallteile wären. Eine gute Veranke¬ rung des Kunststoffs an den Gleitführungskassetten kann dadurch erreicht werden, daß die als Gleitlagermaterial wirkenden Kunststoffschichten mit Fortsätzen in schwalbenschwanzförmigen Ausnehmungen der Gleitführungs¬ kassetten eingebettet werden. Es können auch mit den Verbindungsstegen zusammenhängende Kunststoff-Frontplatten an den Gleitführungskassetten stirnseitig angespritzt werden.

Wenn für die Spieleinstellung Schrauben verwendet werden, die in quer zur Führungsschienenlängsrichtung verlaufende Bohrungen der Gleitführungskasset¬ ten eingeschraubt werden, können zwischen den einander zugewandten inne¬ ren Längsseiten der Gleitführungskassetten Abstandshalter für die Spielein¬ stellung angeordnet sein, die von einer Kassette ausgehen und auf die gegen- überliegende Kassette gerichtet sind. Derartige Abstandshalter, die mit den Schrauben zusammenwirken, ermöglichen eine Begrenzung des einzustellenden Spiels. Die Abstandshalter können Kunststoffteile sein, die gemeinsam mit den Verbindungsstegen in einem Spritzvorgang an den Gleitführungskassetten angebracht werden.

Es ist möglich, daß die Abstandshalter entweder auf die gegenüberliegende Gleitführungskassette gerichtete Stützflächen für in Gewindebohrungen dieser Kassette eingeschraubte Spieleinstellschrauben aufweisen. Oder die Abstands¬ halter können zu der gegenüberliegenden Gleitführungskassette hin offene Nuten aufweisen, in welche in Bohrungen dieser Kassette eingesteckte Spielein¬ stellschrauben eingeschraubt werden. Dabei können die Spieleinstellschrauben in Muttern eingeschraubt werden, welche in den Abstandshaltern verankert sind, oder sie können selbstschneidend in die Nuten der Abstandshalter einge¬ schraubt werden.

Neben Ausführungen als Gleitlager sind für das erfindungsgemäße spieleinstell¬ bare Linearlager auch Ausführungen als Wälzlager möglich. In diesem Fall sind

die Führungskassetten an der Führungsschiene über Wälzkörper abgestützt, die sich zwischen den Laufbahnen der Führungsschiene und dazu parallelen Lauf¬ bahnen der Führungskassetten befinden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Figur 1 eine perspektivische Ansicht zweier über Verbindungsstege miteinander verbundener Gleitführungskassetten;

Figur 2 die Anordnung der Gleitführungskassetten nach Figur 1 an einer Führungsschiene;

Figur 3 einen Querschnitt durch die Gleitführungskassetten und die Führungsschiene nach Figur 2;

Figur 4 eine der Figur 1 entsprechende Ansicht zweier Gleitführungs¬ kassetten, die durch abgewandelte Verbindungsstege mitein¬ ander verbunden sind;

Figur 5 eine der Figur 2 entsprechende Ansicht der abgewandelten Ausführung;

Figur 6 einen der Figur 3 entsprechenden Schnitt durch die abgewan- delte Ausführung;

Figur 7 eine weitere Ausführung zweier Gleitführungskassetten, die gemeinsam mit den beiden Verbindungsstegen einstückig aus einem metallischen Werkstoff gebildet sind;

Figur 8 eine Ausführung, bei der zwischen den beiden Gleitführungs¬ kassetten angespritzte Abstandshalter ausgebildet sind;

Figur 9 eine Draufsicht auf zwei Gleitführungskassetten, die mit Spiel¬ einstellschrauben einstellbar sind, welche sich an Stützflächen der Abstandshalter abstützen;

Figur 10 eine Draufsicht auf zwei Gleitführungskassetten, die mit Hilfe von Spieleinstellschrauben und in den Abstandshaltern ver¬ ankerten Muttern eingestellt werden;

Figur 11 eine Draufsicht auf zwei Gleitführungskassetten, die mit selbst- schneidenden Spieleinstellschrauben eingestellt werden, welche sich in Nuten von Abstandshaltern befinden;

Figur 12 zwei über Wälzkörper an einer Führungsschiene abgestützte Führungskassetten, teilweise in einer stirnseitigen Ansicht und teilweise im Querschnitt;

Figur 13 eine Draufsicht auf das Lager nach Figur 12.

Ein erfindungsgemäßes Lineargleitlager ist in den Figuren 1 bis 3 dargestellt. Es weist zwei Gleitführungskassetten 1 auf, die sich über Kunststoffschichten 2 an Laufbahnen 3 einer profilierten Führungsschiene 4 abstützen. Die Kunststoff¬ schichten 2 wirken als Gleitlagermaterial und sind mit Fortsätzen 5 in Aus¬ nehmungen 6 der Gleitführungskassetten 1 eingebettet. Die beiden Gleitfüh¬ rungskassetten 1 sind über zwei Verbindungsstege 7 miteinander verbunden und können sich daher gemeinsam längs der Führungsschiene 4 verschieben. Die Verbindungsstege 7 sind in den beiden stirnseitigen Endbereichen der Gleit¬ führungskassetten 1 V-förmig angebracht, wobei jeweils ein Schenkel eines Verbindungssteges 7 von einer Gleitführungskassette 1 in den Hohlraum zwi¬ schen den beiden Gleitführungskassetten 1 hineinragt. Gemeinsam mit den Kunststoffschichten 2 und den Verbindungsstegen 7 sind Frontplatten 8 aus Kunststoff gebildet, die sich jeweils an den Stirnseiten der Gleitführungskasset¬ ten 1 befinden.

Das Lineargleitlager nach den Figuren 4 bis 6 unterscheidet sich von dem beschriebenen Lineargleitlager nur dadurch, daß dessen Verbindungsstege 9, die im Querschnitt ebenfalls V-förmig ausgeführt sind, sich mit ihren Schenkeln über die gesamte Länge der Gleitführungskassetten 1 erstrecken. Dabei ver- laufen jeweils die beiden Schenkel eines Verbindungssteges 9 von einer Gleit¬ führungskassette 1 aus in die Mitte des Hohlraums, der sich zwischen den beiden Gleitführungskassetten 1 befindet.

Die Anbringung des als Gleitlagerwerkstoff wirkenden Kunststoffs, also der Kunststoffschichten 2, der Verbindungsstege 7 und 9 und der Frontplatten 8, erfolgt bei diesen Ausführungen nach den Figuren 1 bis 6 durch Spritzguß. Dabei werden auch Freistellungen 10 in den Kunststoffschichten 2 ausgebildet, die eine vollflächige Auflage des Kunststoffs auf den Laufbahnen 3 der Füh¬ rungsschiene 4 ermöglichen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 sind die mit den Kunststoffschich¬ ten 2 belegten Gleitführungskassetten 1 1 und die Verbindungsstege 12 ein¬ stückig aus einem einzigen, beispielsweise einem metallischen Werkstoff ausgeführt.

Figur 8 zeigt zwei Gleitführungskassetten 1 mit Verbindungsstegen 7, Front- platten 8 und Kunststoff schichten 2, wobei zwischen den beiden Gleitführungs¬ kassetten Abstandshalter 1 3 angeordnet sind, die ebenfalls aus dem Kunststoff bestehen. Dabei ragen die Abstandshalter 13 von einer Gleitführungskassette 1 ab und sind auf die andere Gleitführungskassette 1 gerichtet. Diese weist quer zur Längsrichtung der Führungsschiene 4 verlaufende Bohrungen 14 auf, durch welche Schrauben hindurch gesteckt und in Nuten 15 der Abstandshalter 13 eingeschraubt werden können, um das Spiel einzustellen.

Die Figuren 9 bis 1 1 zeigen verschiedene Spieleinstellmöglichkeiten. In Figur 9 sind Abstandshalter 16 gemeinsam mit den Verbindungsstegen 7 und den Frontplatten 8 angespritzt, die Stützflächen 17 für in Gewindebohrungen 18

einer der Gleitführungskassetten 1 eingeschraubte Spieleinstellschrauben 19 aufweisen. Durch weiteres Einschrauben der Schrauben 19 werden hier die beiden Gleitführungskassetten 1 voneinander abgedrückt, was gegen die Wir¬ kung der federnden Verbindungsstege 7 erfolgen kann.

Figur 10 zeigt eine Ausführung mit Abstandshaltern 20, die nicht nur die Nuten 15 für Spieleinstellschrauben 21 aufweisen, sondern in die auch Muttern 22 eingebettet sind, in welche die Spieleinstellschrauben 21 eingeschraubt werden. Hier sind keine Gewindebohrungen in der einen Gleitführungskassette 1 erfor- derlich, es genügt eine einfache Bohrung 23 zur Aufnahme der Spieleinstell¬ schraube 21.

Figur 1 1 zeigt schließlich eine Ausführung, bei der eine selbstschneidende Spieleinstellschraube 24 in die Bohrung 23 der einen Gleitführungskassette 1 eingesteckt und anschließend in die Nut 15 des Abstandshalters 13 einge¬ schraubt ist, der von der anderen Gleitführungskassette 1 ausgeht.

Bei den Ausführungen nach den Figuren 1 bis 6 wird die Führungsschiene 4 vorzugsweise spanlos als Aluminiumstrangpreßprofil hergestellt. Eine Ausfüh- rung aus Stahl oder Kunststoff ist ebenfalls denkbar. Die Gleitführungskassetten 1 können Metallträger sein. Sie werden beispielsweise als Aluminiumstrangpreß- profile hergestellt und auf Länge abgesägt. Hierfür sind auch Spritzgußteile oder Sinterpreßteile möglich. Die schwalbenschwanzförmigen Ausnehmungen 6 für die Kunststoffschicht 2 schaffen eine formschlüssige Verbindung zwischen den Gleitführungskassetten 1 und dem Gleitlagermaterial. Die beiden Gleitfüh¬ rungskassetten 1 werden nach dem Gewindeschneiden und Ablängen in ein Spritzgußwerkzeug eingelegt. Bei dem nun folgenden Abspritzvorgang können alle Kunststoffteile, wie die Kunststoffschichten 2, die federnden Verbindungs¬ stege 7 und 9, die stirnseitigen Frontplatten 8 und die schwalbenschwanzförmi- gen Fortsätze 5 zusammenhängend abgespritzt werden, wobei auch die Frei¬ stellungen 10 ausgebildet werden. Die Freistellungen 10 gewährleisten eine vollflächige Auflage der Kunststoffschichten 2 auf der Führungsschiene 4.

Die Verbindungsstege 7, 9 erfüllen zwei Funktionen, erstens die Verbindung der beiden Gleitführungskassetten 1 mit den gespritzten Kunststoffschichten 2 und den Frontplatten 8 und zweitens die Spieleinstellbarkeit. Um diese letzt¬ genannte Funktion erfüllen zu können, müssen die Verbindungsstege 7, 9 als Federn ausgebildet sein. Dieses wird in den Ausführungsbeispielen dadurch erreicht, daß die Verbindungsstege 7, 9 winkelig angeordnet sind, also eine V- Form haben. Bei der Herstellung muß darauf geachtet werden, daß der von den Gleitführungskassetten 1 und den Verbindungsstegen 7, 9 gebildete Führungs¬ wagen innen im Gleitbereich ein größeres Maß aufweist, als die Führungs- schiene 4. Durch ein Zusammendrücken der Gleitführungskassetten 1 kann dann bei der Montage das Spiel eingestellt werden.

Es besteht gemäß Figur 7 auch die Möglichkeit, den Führungswagen einstückig herzustellen. Hierbei bestehen die federnden Verbindungsstege 12 ebenfalls aus Metall. Als Kunststoffteil wird bei dieser Ausführung nur die Kunststoffschicht 2 für den Gleitbereich gespritzt.

In den Figuren 12 und 13 ist ein als Wälzlager ausgebildetes Linearlager mit zwei Führungskassetten 25 und zwei Verbindungsstegen 12 dargestellt. Die Führungskassetten 25 sind an der Führungsschiene 26 über Wälzkörper 27 abgestützt, die als Kugeln ausgebildet und in jeder Führungskassette 25 in zwei endlosen Umläufen angeordnet sind. An den Führungskassetten 25 stirnseitig angebrachte Abstreiferplatten 28 verschließen jeweils den Spalt zwischen den Laufbahnen der Führungsschiene 26 und den Laufbahnen der Führungskassetten 25 für die Wälzkörper 27.

Eine solche Ausführung kann beispielsweise für ein Lager verwendet werden, dessen aus den Führungskassetten 25 und den Verbindungsstegen 12 bestehen¬ der Tragkörper nach dem mit "Metal Injection Moulding" (MIM) bezeichneten Spritzgußverfahren hergestellt ist.

Bezugszahlenliste

1 Gleitführungskassette 1 5 Nut

2 Kunststoffschicht 16 Abstandshalter

3 Laufbahn 1 7 Stützfläche

4 Führungsschiene 18 Gewindebohrung

5 Fortsatz 19 Spieleinstellschraube

6 Ausnehmung 20 Abstandshalter

7 Verbindungssteg 21 Spieleinstellschraube

8 Frontplatte 22 Mutter

9 Verbindungssteg 23 Bohrung

10 Freistellung 24 Spieleinstellschraube

1 1 Gleitführungskassette 25 Führungskassette

12 Verbindungssteg 26 Führungsschiene

13 Abstandshalter 27 Wälzkörper

14 Bohrung 28 Abstreiferplatte