Linearwälzlager Beschreibung Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Linearwälzlager mit einer im Querschnitt U-förmigen Führungsschiene, an deren Innenseite zur Schienenlängsrichtung parallele Laufbahnen angeordnet sich, und mit einem innerhalb der Führungsschiene über Wälzkörper an den Laufbahnen abgestützten, längsverschieblichen Lauf- wagen, wobei die Wälzkörper in mehreren endlosen Umläufen an einem Trag- körper des Laufwagens angeordnet sind und jeder Umlauf eine Reihe tragen- der Wälzkörper, eine Reihe rücklaufender Wälzkörper, sowie zwei diese Rei- hen miteinander verbindende Wälzkörperumlenkreihen aufweist, und wobei jeweils die Reihe der tragenden Wälzkörper an nach außen weisenden Lauf- bahnen des Laufwagens und die Reihe der rücklaufenden Wälzkörper in einem Rücklaufkanal des Tragkörpers angeordnet ist.

Linearführungen, welche als sogenannte Blechführungen ausgebildet sind, können sowohl bei der Führungsschiene als auch bei dem Laufwagen U- förmige Querschnitte aufweisen. diese sind häufig zwar kostengünstig herzu- stellen, jedoch nicht geeignet, hohe Lasten zu führen. Kugelumlaufführungen mit massiven Tragkörpern zeichnen sich zwar durch einen geringen Bauraum und eine hohe Belastbarkeit aus, sind jedoch nicht kostengünstig herzustellen, da in dem Tragkörper jeweils mehrere einzelne Bohrungen angeordnet werden müssen, durch welche die Wälzkörper zurückgeführt werden.

Ein Linearwälzlager mit einer U-förmigen Führungsschiene ist aus der Druck- schrift DE 36 27 169 C2 bekannt. Bei diesem Lager sind jedoch keine Maß- nahmen vorgesehen, um zu verhindern, dass die Wälzkörper aus dem Laufwa- gen herausfallen, wenn dieser aus der Führungsschiene herausgenommen wird.

Die Druckschrift US 4,799,806 zeigt ein Linearwälzlager, bei welchem die Wälzkörper in Rücklauf-und Umlenkkanälen aus Kunststoff geführt sind. Jeder Rücklaufkanal ist in Längsrichtung geteilt ausgeführt, wobei ein Teil in Auf- nahmeöffnungen des Tragkörpers gehalten und daran angepasst sein muss.

Daher ergibt sich hier eine komplizierte Konstruktion, für welche die Werk- zeugkosten relativ hoch sind.

Die Druckschrift US 4,917,508 zeigt ein Lager, dessen Laufwagen aus Trag- elementen mit Wälzkörperlaufbahnen und zwei Abdeckblechen besteht, welche die Wälzkörperhalterung übernehmen. Dabei sind die Tragelemente und die Abdeckbleche fest miteinander vernietet. Dadurch wird es erforderlich, die Tragplatten sehr exakt auszurichten, um sicherzustellen, dass alle Wälzkörper mit der gleichen Last belastet werden.

Ein Linearwälzlager der eingangs genannten Art ist aus der Druckschrift DE 196 14 513 A1 bekannt. Bei diesem sind zwei Wätzkörperumtäufe eines Lauf- wagens von zwei mit Laufrillen versehenen Tragelementen und einer gemein- samen Leitplatte mit zwei durchgehenden inneren Ausnehmungen gebildet, in welchen die Tragelemente und die Wälzkörper eingesetzt sind, so dass sich auch hier eine aufwendige und daher teuere Konstruktion ergibt.

Zusammenfassung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Linearführung mit U-förmigem Schienenquerschnitt zu entwickeln, welche kostengünstig hergestellt werden kann und es ermöglicht, große Lasten auf kleinstem Bauraum zu führen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Tragkörper einen zu den Laufbahnen parallelen Durchbruch aufweist und der Rücklaufka- nal jeweils von einem in dem Durchbruch angeordneten Füllkörper gebildet ist, der für jeden Wälzkörperumiauf mit einer in Längsrichtung verlaufenden durch- gehenden Ausnehmung versehen ist, in welcher die rücklaufenden Wälzkörper angeordnet sind.

Der Durchbruch kann als kreiszylindrische Bohrung und der Füllkörper als in den Durchbruch des Tragkörpers passend eingesetztes Einsteckteil mit im Wesentlichen kreiszylindrischer Mantelfläche ausgeführt sein. Es ist auch möglich, den Durchbruch und den Füllkörper mehrkanfförmig oder im Quer- schnitt oval auszuführen. An den beiden in die Verschieberichtungen weisen- den Stirnseiten des Tragkörpers können Umlenkkörper zur Führung der Wälz- körperumlenkreihen angeordnet sein. Das Einsteckteil kann die gleiche Länge wie der Tragkörper aufweisen und mit diesem bündig abschließen. Es ist aber auch möglich, dass das Einsteckteil eine größere Länge als der Tragkörper aufweist und aus diesem beidseitig herausragt, wobei die Umlenkkörper ange- passte Ausnehmungen zur Aufnahme der herausragenden Enden des Ein- steckteils aufweisen. Das Einsteckteil kann auch eine kleinere Länge als der Tragkörper aufweisen und in diesem beidseitig zurückstehen, wobei die Um- lenkkörper Fortsätze aufweisen können, welche in der Länge und der Form dem Einsteckteil angepasst sind. Mit den Umlenkkörpern kann das Einsteckteil thermisch (z. B. durch Ultraschallschweißen) verbunden sein. Die Umlenkkör- per können an den Stirnseiten des Einsteckteils mittels Schraubverbindungen befestigt sein, wobei an den Stirnseiten des Einsteckteils Innen-oder Außen- gewinde vorgesehen sind. Die Umlenkkörper können jeweils entweder einstü- ckig oder zweistückig ausgebildet sein.

Der Füllkörper kann auch als Bauteil ausgebildet sein, welches an dem Trag- körper innerhalb des Durchbruchs angespritzt ist. Daher können an dem Trag- körper gemeinsam mit dem Füllkörper auch Rückhaltestege für die Wälzkörper und Endstücke einstückig angespritzt sein. In diesem Fall wird z. B. der Trag- körper in ein Spritzgußwerkzeug eingelegt und anschließend wird in einem

Arbeitsgang der Füllkörper mit den Rückhaltestegen und den Endstücken einstückig angespritzt. Als letzter Montageschritt werden die Umlenkkörper auf die angespritzten Endstücke aufgesteckt und dort befestigt, z. B. nach einem Ultraschaliverfahren verschweißt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 einen Querschnitt durch den Tragkörper des Laufwagens und die Führungsschiene eines erfindungsgemäßen Line- arlagers mit vier Wä ! zkörperum) äufen, gemäß Linie 1-1 der Figur 2 ; Figur 2 das von der Führungsschiene und dem Laufwagen gebil- dete Lager nach Figur 1 in einer Draufsicht mit teilweisem Längsschnitt ; Figur 3 ein Wälzkörperrückhalteelement für den Tragkörper des Lagers in einer Draufsicht ; Figur 4 einen Querschnitt des Wälzkörperrückhalteelements ge- mäß Linie IV-IV der Figur 3 ; Figur 5 eine stirnseitige Ansicht des Wälzkörperrückhalteelements ; Figur 6 eine Innenansicht eines Umlenkkörpers für den Laufwa- gen ; Figur 7 einen Querschnitt des Umlenkkörpers gemäß Linie VII-VII der Figur 6 ;

Figur 8 einen Längsschnitt des Umlenkkörpers gemäß Linie VIII- Vi I I der Figur 6 ; Figur 9 ein Einsteckteil für den Tragkörper in einer stirnseitigen Ansicht ; Figur 10 das Einsteckteil für den Tragkörper in einer Seitenansicht ; Figur 11 einen Teillängsschnitt durch das Lager mit einem an dem Tragkörper anliegenden Umlenkstück.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung Ein erfindungsgemäßes Linearwälzlager weist eine im Querschnitt U-förmige Führungsschiene 1 auf, in welcher ein Laufwagen 2 längsverschieblich ange- ordnet ist. Dieser ist über als Kugeln ausgebildete Wälzkörper 3 an Laufbah- nen 4 der Führungsschiene 1 abgestützt. Die Laufbahnen 4 sind an der Innen- seite der Führungsschiene 1 an deren U-Schenkeln ausgebildet und erstrecken sich in Schienenlängsrichtung.

Der Laufwagen 2 enthält einen massiven Tragkörper 5 mit rechteckigem Quer- schnitt, an dessen Längsseiten nach außen weisende Laufbahnen 6 für die Wälzkörper 3 ausgebildet sind. Diese verlaufen parallel zu den Laufbahnen 4 der Schiene, denen sie gegenüberliegen. Zwischen den Laufbahnen 6 des Wagens und den Laufbahnen 4 der Schiene rollen die Wälzkörper 3 ab, wenn der Laufwagen 2 sich in der Führungsschiene 1 bewegt.

Damit der Laufwagen 2 an der Führungsschiene 1 unbegrenzte Wege fahren kann, sind die Wälzkörper 3 in mehreren endlosen Umläufen in dem Laufwa- gen 2 angeordnet. Um ein gleichmäßiges Ablaufen des Laufwagens 2 auf der Führungsschiene 1 und gleichzeitig möglichst hohe Tragzahlen zu erreichen, sind im Ausführungsbeispiel vier Kugetumtäufe vorgesehen. Jeder Kugelumlauf besteht aus einer Reihe tragender Wälzkörper 3, die zwischen der jeweiligen

Laufbahn 4 der Schiene und Laufbahn 6 des Wagens angeordnet ist, einer Reihe rücklaufender Wälzkörper 3, die innerhalb des Tragkörpers 5 angeord- net ist, sowie zwei diese Reihen miteinander verbindenden Wälzkörperum- lenkreihen, die in zwei Umlenkkörpern 7 angeordnet sind. Jeder Umlenkkörper 7 ist an einer Stirnseite des Tragkörpers 5 anliegend befestigt.

Üblicherweise werden bei Umlauflagern die Wälzkörper nach dem Durchlaufen des Tragbereichs in Kunststoffendplatten umgelenkt und in einzelnen Bohrun- gen des Tragkörpers zurückgeführt, um wieder in den Tragbereich zu gelan- gen. Bei vier Kugeluml6ufen wcirden also vier Bohrungen des Tragkörpers für die Kugelrückführungen erforderlich sein. Da das Durchmesser-Längen- Verhältnis einer solchen Bohrung ungünstig ist, würden die vier Bohrungen hohe Fertigungskosten verursachen.

Erfindungsgemäß wird die Rückführung der Wälzkörper 3 durch einen zu den Laufbahnen 4 und 6 parallelen Durchbruch des Tragkörpers 5 ermöglicht, der im Ausführungsbeispiel als zentrale Bohrung ausgeführt ist. Damit die Wälz- körper 3 mehrerer Rücklaufreihen in diesem Durchbruch voneinander getrennt bleiben, ist in diesem ein im Querschnitt sternförmiges Einsteckteil 8 einge- setzt. Dieses ist im Querschnitt im wesentlichen dem Querschnitt des Durch- bruchs des Tragkörpers 5 angepasst. Es weist mehrere in Längsrichtung ver- laufende durchgehende Ausnehmungen 15 auf, in welchen die rücklaufenden Wälzkörper 3 angeordnet sind. Die in Längsrichtung angeordneten Ausneh- mungen 15 des Einsteckteils 8 können auch längs ihres Umfangs vollständig geschlossen ausgeführt und mit Durchbrüchen zum Außendurchmesser des Einsteckteils 8 versehen sein, welche als Schmierstoffreservoir dienen.

Zur Befestigung der Umlenkkörper 7 an den Stirnseiten des Tragkörpers 5 können im Tragkörper Gewinde eingebracht werden, die zur Aufnahme von Schrauben dienen, mit welchen die Umlenkkörper angeschraubt werden. Kos- tengünstiger ist es jedoch, auf teuere Gewinde im Tragkörper 5 zu verzichten und statt dessen die Umlenkkörper 7 an dem Einsteckteil 8 stirnseitig zu befes- tigen. Beim Spritzgießen des Einsteckteils 8 kann in dessen Querschnittszent-

rum an den beiden Stirnseiten jeweils eine kleine Befestigungsbohrung 9 an- geordnet werden, in welche eine den Umlenkkörper 7 an dem Einsteckteil 8 befestigende Schraube eingedreht wird.

Eine weitere Möglichkeit, die Umlenkkörper 7 an dem Einsteckteil 8 zu befesti- gen, besteht in deren Ultraschaliverschweißung. Damit derartige Schraub-bzw.

Schweißverbindungen nicht alle äußeren Kräfte aufzunehmen brauchen, wel- che durch Stöße oder Schlage auftreten können, kann das Einsteckteil 8 länger als der Tragkörper 5 sein. Die Umlenkkörper 7 können das Einsteckteil 8 form- schlüssig umschließen, wodurch ein Verschieben dieser Teile gegeneinander verhindert wird. Der gleiche Effekt wird erreicht, wenn das Einsteckteil 8 kürzer als der Tragkörper 5 ist und die Umlenkkörper 7 in den zentralen Durchbruch des Tragkörpers 5 hineinragen.

Um zu verhindern, dass sich die Umlenkkörper 7 gegenüber dem Tragkörper 5 verdrehen, sind zwischen den benachbarten Laufbahnen 6 jeder Seite des Laufwagens 2 im Querschnitt V-förmige Nasen 10 ausgebildet. Diese können beim Schleifen der Laufbahnen 6 des Wagens mitgeschliffen werden und sind in Bezug auf Form und Lage sehr gut geeignet, die Umlenkkörper 7 an dem Tragkörper 5 zu positionieren und zu fixieren. Damit die Nasen 10 diese Funk- tion auch übernehmen können, müssen die Umlenkkörper 7 mit ihnen verbun- den werden. Das geschieht durch Verwendung eines zusätzlichen Bauteils, welches als Wälzkörperrückhalteelement 11 wirkt und den Laufwagen 2 an vier Seiten umschließt. Die Längsseiten dieses Bauteils sind als Rückhaltestege 12 ausgeführt und im Innenbereich mit im Querschnitt V-förmigen Ausnehmungen versehen. Damit sind die Rückhaltestege 12 so gestaltet, dass sie sich form- schlüssig auf die Nasen 10 des Tragkörpers 5 aufklipsen lassen.

Die beiden Rückhaltestege 12 des Wälzkörperrückhalteelements 11 überneh- men gleichzeitig auch die Wälzkörperrückhaltung, wenn der Laufwagen 2 noch nicht an der Führungsschiene 1 montiert ist. Sie sind durch angeformte End- stücke 13 miteinander verbunden. Diese liegen jeweils mit ihren Innenberei- chen 14 am Tragkörper 5 an. Nach außen sind an den Innenbereichen 14 der

Endstücke 13 Wälzkörperführungen angeformt, welche hier die Führung der Wälzkörper 3 übernehmen.

Nach der Montage des Einsteckteils 8 im Tragkörper 5 und dem Aufklipsen des Wälzkörperrückhalteelementes 11 werden die Umlenkkörper 7 formschlüssig auf die Endstücke 13 aufgesteckt und mit dem Einsteckteil 8 verschraubt. Da- mit ist ein sicherer Wä) zkörperum ! auf in dem Linearwälzlager gewährleistet.

Bezugszahlen 1Führungsschiene 2 Laufwagen 3 Wälzkörper 4 Laufbahn der Schiene 5 Tragkörper 6 Laufbahn des Wagens 7 Umlenkkörper 8 Einsteckteil 9 Befestigungsbohrung 10 Nase<BR> 1 1 Wälzkörperrückhalteelement<BR> 1 2 Rückhaltesteg<BR> 1 3 Endstück 14 Innenbereich 15 Ausnehmung