Schlitten einer Linearwälzführung

Die Erfindung betrifft einen einstellbaren Schlitten einer Linearwälzfiihrung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie er aus der US 2,983,553 A bekannt ist.

Diese Druckschrift offenbart einen zweireihigen Schlitten mit einem Außenrohr, in das die beiden eigentlichen Schlittenteile eingeschraubt werden. Die Aufnahmen des Außenrohres sind dabei an ihrem inneren Endbereich konisch ausgebildet und die Schlittenteile weisen korrespondierende konische Endabschnitte und einen passenden Einschnitt auf, um eine elastische Deformation und damit eine jeweils gewünschte Vorspannung zu erlauben. Nachteilig ist, dass die gesamte Vorrichtung nur zweireihig und nur über die Verschrau- bung nach Art einer Wellenmutter ausbildbar ist.

Die DE 706 518 A betrifft ein Führungslager für Steuergestänge in Flugzeugen und hat das Ziel, das Lager in allseitiger Richtung auf den Verlauf des Gestänges einstellen zu können. Dies wird durch eine kugelige Ausnehmung eines axial anziehbaren Spannringes erreicht, in dessen Ausnehmung der eigentliche Lagerkäfig sitzt. An das Aufbringen einer Vorspannung ist in dieser Druckschrift nicht gedacht.

Die JP 58099517 A betrifft eine mehrreihige Linearwälzführung für polygonale Wellen, bei denen die Käfige, radial gesehen, konische Stirnflächen aufweisen, die mit entsprechend komplementär ausgebildeten Stellringen zusammenwirken. Die Stellringe können mittels achsparallel angeordneter Schrauben axial im Gehäuse verstellt und damit die Käfige vorgespannt werden. Die Anordnung ist komplex und aufwändig, durch die gemeinsame Betätigung der Vorspannung für mehrere Reihen von Wälzlagern treten durch die Reibung der Zwischenglieder unvermeidliche Unterschiede in der Vorspannung auf.

Die DE 21 42 082 A offenbart ein einreihiges Lager, bei dem die Rollen auf radialen, abgewinkelten Fortsätzen im axialen Abstand vom Lagerring sitzen und durch achsparallele Stellschrauben im Lagerring um ihren Anlenkpunkt am Lagerring elastisch deformiert werden. Dieses Lager ist zwar einfach aufgebaut, verliert aber beim Vorspannen zwangläufig seine vorgegebene Positionierung, da seine Geometrie empfindlich geändert wird.

Die JP 1210613 A offenbart ein einreihiges Lager für kreisförmige oder polygonale Wellen, wobei die Führungsrollen in einem axial geschlitzten Ring angeordnet sind, der durch eine vom Gehäuse her den Schlitz zusammendrückende Stellschraube die Rollen vorspannt.

Die US 3,551,983 A betrifft eine Rohrführung für Pipelines, somit ein Gebiet, auf dem es mehr auf Robustheit als auf Genauigkeit ankommt, und schlägt eine axial geteilte Manschette vor, die an ihrer Außenseite über Rollen verfügt, die durch Ausnehmungen ein Kleines nach innen ragen, um so das Rohr mit geringer Reibung zu führen. Da der Verschlussmechanismus für die Manschette aus einer normal zur Rohrachse verlaufenden Schraube besteht, kann so auch der Anpressdruck der Rollen eingestellt werden.

Prinzipiell gibt es zahlreiche unterschiedlich aufgebaute Linearwälzführungen: - „Wellen"führungen,

- Profilschienenführungen,

- Käfigschienenführungen,

- Teleskopschienenführungen,

- Rohrführungen, etc.

Sämtliche erhältlichen Industriestandard-Linearwälzführungen sind so gefertigt, dass sie, aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser/Toleranz der Wälzkörper, in verschiedene Vorspannklassen mit unterschiedlichem Führungsspiel bzw unterschiedlich hoher Steifigkeit eingeteilt werden. Industriestandard-Schlitten von „Wellen"führungen mit einstellbarem Führungsspiel sind nur bei kleinen „Wellen"durchmessern erhältlich. Besonders bei großen Führungsquerschnitten und großen bewegten Massen, die hohe Tragzahlen erfordern, ist die Einstellung des Führungsspiels bzw der Vorspannung zwischen Schlitten und Schiene bzw „Welle" sinnvoll.

Ein Beispiel stellt die groß dimensionierte Säulenführung für kombinierte Dreh- (Schwenk-) Hub- Bewegungen dar. Die eingangs abgehandelten Druckschriften betreffen sämtlich andere Aufgabengebiete, die für die Erfindung nur Randgebiete darstellen.

Die Erfindung bezweckt Abhilfe zu schaffen und drei auf gleichem Prinzip beruhende, untereinander ähnlich aufgebaute Linearwälzführungen anzugeben, bei denen das Führungsspiel sehr einfach mittels eines Ringes zu verändern ist.

Erfindungsgemäß werden diese Ziele durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 bzw. die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 3 angegebenen Maßnahmen erreicht.

Die Erfindung wird wie folgt an Hand der Zeichnungen näher erläutert: Dabei zeigt die Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung in perspektivischer Ansicht, die Fig. 2 den Schlitten der Fig. 1 in Draufsicht, die Fig. 3 einen Schnitt der Fig. 2, die Fig. 4 bis 6 Ansichten eines zweiten Ausführungsbeispieles in Darstellungen analog zu den Fig. 1 bis 3 und die Fig. 7 bis 9 Ansichten eines dritten Ausfiihrungsbeispieles in Darstellungen analog zu den Fig. 1 bis 3.

Der erfindungsgemäße Führungsschlitten, wie in den Fig. 1 - 6 dargestellt, weist einen Lagerring 1 bzw 6, einen Klemmring 2, am Umfang verteilt angeordnete Rollenkäfige 4 mit darin bzw direkt in einer Ringnut 6c des Lagerringes 6 gelagerten Rollen 3 und am Umfang verteilt angeordnete, parallel zur Lagerachse 11 verlaufende, Klemmschrauben 5 auf. Der Lagerring 1 ist als Innenring eines Radiallagers 10 ausgeführt, das schematisch in Fig. 3 angegeben ist.

Der erfindungsgemäße Führungsschlitten, wie in den Fig. 7 - 9 dargestellt, weist einen Lagerring 7 mit darin gelagerten Rollen 3, einen radial geschlitzten Klemmring 8 und eine darin tangential angeordnete Klemmschraube 9 auf.

Den Führungsschlitten gemeinsam sind die Stege Ia, 6a, 7a. Diese sind aufgrund ihrer länglichen Form geometrisch ideal zur Anpassung an die gewünschte Vorspannung geeignet, wobei durch die erfindungsgemäße Ausführung mit dem weiter unten detailliert beschriebenen Konus an ihrer Außenseite im Bereich ihrer freien Enden eine besonders genaue Einstellung möglich ist.

- A -

Die Lagerringe 6, 7 weisen einen Zentrieransatz mit Befestigungs-Bohrungen und die Lagerringe 1, 6, 1 weisen am Umfang verteilt die in axialer Richtung verlaufenden Stege Ia, 6a, 7a auf. Die Stege weisen entweder tangential angeordnete Bohrungen Ic, 7c oder eine Ringnut 6c zur Aufnahme der Rollen 3 bzw von Rollenkäfigen 4 auf. An dem dem Klemmring zugewandten, radial äußeren Ende der Lagerringe 1, 6 und im Klemmring 2 innen, sind kegelförmige Flächen Ib, 6b mit gleichem Neigungswinkel vorgesehen.

Durch Verdrehen der Klemmschrauben 5 in den im Lagerring 1, 6 vorgesehenen Gewinden wird der Klemmring 2 axial über die kegelförmige Fläche Ib, 6b geschoben und bewirkt im Bereich der kegelförmigen Fläche Ib, 6b eine Radialbewegung der Stege Ia, 6a nach innen. Durch diese Radialbewegung wird das Spiel zwischen Schlitten und „Welle" verringert bzw die Vorspannung erhöht. Durch den unterschiedlichen axialen Abstand zwischen den Bohrungen 1 c, 7c, bzw. der Ringnut 6c einerseits und der Angriffsstelle der kegeligen Klemmflächen andererseits (immer bezogen auf die „Fuß fläche" der Stege 1 a, 6a, 7a, entsprechend dem Boden der zwischen den Stegen vorgesehenen Nuten) wird ein günstiges Hebelverhältnis erreicht.

Der Schlitten, wie in den Fig. 1 - 3 dargestellt, ist für kombinierte Hub-, Dreh-/Schwenk- bewegungen geeignet, da er zusätzlich mit einem Radiallager 10 ausgestattet ist und da die fluchtenden Rollen der beiden Reihen in einem gemeinsamen, schwenkbaren Käfig angeordnet sind.

Um zu verhindern, dass die Klemmschrauben 5 der Radialbewegung der Stege Ia, 6a im Weg stehen, sind die Klemmschrauben sehr lange und die Stege sind mit Bohrungen Id, 6d mit grossen Durchmessern ausgeführt, sodass ein Ringraum zwischen der Innenwand der Bohrung und der Klemmschraube entsteht. Die Bohrungen sind nur in ihrem unteren Bereich mit dem Gewinde für die Klemmschrauben versehen. So wird die elastische Deformation der Stege beim Aufbringen der gewünschten Vorspannung nicht behindert.

Um ein Verkanten des Klemmringes 2 gegenüber der Wellenachse 11 zu verhindern, ist dieser bevorzugt als langer Hohlzylinder ausgeführt, wobei die gesamte zylindrische Fläche als Führung dient.

Beim Führungsschlitten, wie in den Fig. 7 - 9 dargestellt, wird die Verringerung des Spieles bzw eine Erhöhung der Vorspannung zwischen Schlitten und „Welle" erreicht, indem eine in einem radial geschlitzten Klemmring 8 tangential angeordnete Klemmschraube 9 in diesen eingedreht und somit der Umfang und der Radius des Klemmringes 8 verringert werden, wobei die Kräfte des Klemmringes 8 über die zylindrische Fläche 7b auf die Stege 7a des Lagerringes 7 übertragen werden, was eine Radialbewegung der Stege 7a im Bereich der zylindrischen Fläche 7b nach innen bewirkt. Zur axialen Sicherung des Klemmringes 8 ist sowohl an der Fläche 7b als auch außen an den Stegen 7a eine Stufe bzw ein Absatz vorgesehen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Stege und des Klemmringes, vor allem dem Zusammenwirken im Bereich der freien Enden der Stege „außerhalb" der tangentialen Bohrungen für die Lagerung der Rollen ergibt sich bei beiden Varianten der Erfindung eine im Stand der Technik bisher nicht erreichbare einfache, zuverlässige und rasche Einstellbarkeit der gewünschten Vorspannung.