Beschreibung Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Linearführung für relativ zueinander bewegbare Ma- schinenelemente, beispielsweise eine Schlittenführung für Werkzeugmaschi- nen, welche als stationäres Maschinenelement ein Maschinenbett und als be- wegtiches Maschinenetement eine Schlitten enthält, der über Wälzkörper an Laufbahnen des Maschinenbettes längsverschieblich abgestützt ist.

Ein solches Lager ist aus der Druckschrift DE 35 24 401 A1 bekannt. Dort ent- hält das Maschinenbett an seiner Oberseite Führungsbahnen, auf denen Wälzkörper von Tragführungen abrollen. Auf den Tragführungen ist der Schlit- ten verschiebbar abgestützt. Wie der Zeichnung entnommen werden kann, sind als Wälzkörper Rollen bzw. Nadeln verwendet, die gemeinsam in einem Käfig hintereinander angeordnet und geradlinig geführt sind. Diese Anordnung hat den Nachteil, dass der Hub, den der Schlitten an dem Maschinenbett ausfüh- ren kann, infolge der endlichen Länge der Tragführungen begrenzt ist.

Zusammenfassung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige, wartungsfreie, mit unbegrenztem Hub arbeitende Linearführung zu schaffen, die bauraumspa- rend und toleranzunabhängig ist und eine hohe Flexibilität im Einsatz aufweist.

Dabei sollen die relativ zueinander verschiebbaren Maschinenelemente des Linearlagers nahezu beliebige Konturen und Abmessungen aufweisen können.

Es sollen reine lineare Bewegungen unter Last ausgeführt werden können. Bei einer Sonderausführung sollen zusätzlich Bewegungen mit Drehmomentüber- tragungen möglich sein.

Diese Aufgabe wird nach einem ersten Vorschlag erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in dem Schlitten mehrere Axialwälzlager mit jeweils zwei Laufrin- gen oder Laufscheiben und einem dazwischen befindlichen Wälzkörpersatz angeordnet sind, von denen eine Laufscheibe zu einer Büchse vervollständigt und in dem Schlitten gehalten ist, während die andere Laufscheibe kalotten- förmig ausgebildet und mit ihrer konvexen Kalottenfläche an der benachbarten Oberfläche des Maschinenbettes abgestützt ist, wobei die Mittelachse der Büchse um einen Winkel versetzt zu einer Normalen der Oberfläche des Ma- schinenbettes angeordnet ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach einem zweiten Vorschlag auch durch eine Linearführung gelöst, bei der in dem Schlitten mehrere Axialwälzlager mit jeweils zwei Laufringen und einem dazwischen befindlichen Wälzkörpersatz angeordnet sind, von denen eine Laufscheibe zu einer Büchse vervollständigt und in dem Schlitten gehalten ist, während die andere Laufscheibe kalotten- förmig ausgebildet und mit ihrer konvexen Kalottenfläche in einem konkaven Oberflächenbereich des benachbarten Maschinenbettes abgestützt ist, wobei die Mittelachse der Büchse mit einem Versatz parallel verschoben zu einer Normalen des konkaven Oberflächenbereichs angeordnet ist.

I'nfolge der Parallelverschiebung der Büchsenachse einerseits und der konve- xen Kalottenfläche der Laufscheibe andererseits, die sich in dem konkaven Oberflächenbereich des Maschinenbettes abstützt, ergibt sich eine Verschie- bung von deren Berührungspunkt und damit ein Rotationshebel, der während der Linearbewegung des Schlittens eine Rotation der Laufscheibe bewirkt. Das Ausschalten, des Einflusses von Maßtoleranzen wird durch eine toferanzunab-

hängige Positionierung des Axialwälzlagers in Bezug auf das Maschinenbett erreicht. Anstatt die Büchse mit ihrer Achse parallel verschoben anzuordnen, kann die gleiche Wirkung auch durch eine Anordnung der Büchse mit gegen- über dem Maschinenbett geneigter Achse erzielt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und wer- den im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 eine erfindungsgemäße Linearführung in einer perspektivischen Ansicht mit einem Querschnitt, welcher mit geneigter Achse ein- gebaute Axialwälzlager zeigt ; Figur 2 einen Querschnitt nach Figur 1 in vergrößerter Darstellung, je- doch ohne Schlittenkonturen ; Figur 3 einen Figur 2 entsprechenden Querschnitt mit einem abgewan- delten Axialwälzlager ; Figur 4 einen Figur 2 entsprechenden Querschnitt mit einem abgewan- delten, um einen Versatz parallel verschobenen Axialwälzlager und einem Maschinenbett mit einem konkaven Oberflächenbe- reich ; Figur 5 eine Draufsicht auf das Lager nach Figur 2 und'einen dieses ent- haltenden Schlitten, ausschnittsweise.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung Eine in den Figuren 1, 2 und ; 5 dargestellte erfindungsgemäße Linearführung besteht aus einem Maschinenbett 1, einem Schlitten 2 und mehreren Axial-

wälzlagern 3. Das Maschinenbett 1 weist eine ebene Oberfläche 4 auf, an wel- cher die Axialwälzlager 3 abgestützt sind. Jedes Axialwälzlager 3 besteht aus einer Laufscheibe 6, einer kreiszylindrischen Büchse 7 und einem dazwischen angeordneten Wälzkörpersatz mit tragenden Wälzkörpern 5 und rücklaufenden Wälzkörpern 8, wobei ais Wälzkörper Nadeln verwendet sind. Die Laufscheibe 6 ist kalottenförmig geformt und weist eine zu dem Maschinenbett 1 konvexe Kalottenfläche 9 auf, mit der sie an der benachbarten Oberfläche 4 des Ma- schinenbettes 1 abgestützt ist. Dabei ergibt sich eine Punktberührung in einem Berührungspunkt 10.

Die kalottenförmige Laufscheibe 6 stütz sich über die umlaufenden Wälzkörper 5 und 8 an dem als Laufbahn wirkenden Boden der Büchse 7 ab, die ein spanlos geformtes Bauteil ist. Die Büchse 7 ist jeweils in eine Bohrung des Schlittens 2 eingepreßt. Dabei ist sie so angeordnet, dass die Mittelachse 11 der Büchse 7 gegenüber einer Normalen 12 der Oberfläche 4 mit einem Winkel a geneigt angeordnet ist.

Infolge dieser Neigung ergibt sich, eine Vertagerung des Berührungspunktes 10 um das Maß b aus der Normalen 12, welches als Rotationshebel bezeichnet werden kann. Während einer Linearbewegung des Schlittens 2 gegenüber dem Maschinenbett 1 bewirkt dieser Rotationshebel b eine Rotation der Laufscheibe 6 um den Berührungspunkt bzw. die entstehende Berührungslinie 10.

Eine toleranzunabhängige Positionierung der Axial'wälzlager 3 zu dem Maschi- nenbett 11 wird während der Montage am Schlitten 2 wie folgt erreicht : Die Axialwälzlager 3 werden in die Bohrungen so tief bzw. so lange eingepreßt, bis der gewünschte Kontakt an dem Maschinenbett 1 erreicht ist, was man an dem Maß des Kraftanstiegs erkennen kann.

Figur 3 zeigt eine wartungsfreie Variante eines Axialwälzlagers 13, in dessen Büchse 14 zusätzlich ein Dichtungsring 15 eingesetzt ist. Im Übrigen ist dieses Lager ebenso aufgebaut, wie das Axialwälzlager 3 in Figur 2, mit jeweils einem

Käfig 16 für die zu führenden Wälzkörper 5 und 8.

In Figur 4 ist in die Bohrung des Schlittens 2 als Axialwälzlager 17 ein Axial- Schrägnadellager mit seiner Büchse 18 eingepreßt. Die Laufscheibe 6 des Axialwälzlagers 17 stützt sich mit ihrer konvexen Kalottenfläche 9 in einem konkaven Oberflächenbereich 19 des hier abgewandelten Maschinenbettes 20 ab. Die Bohrung zur Aufnahme der Büchse 18 ist in dem Schlitten 2 so ange- ordnet, dass die Mittelachse 11 der Büchse gegenüber einer Normalen 12 des konkaven Oberflächenbereichs 19 mit einem Versatz a parallel verschoben angeordnet ist. Dadurch entsteht ebenso, wie bei den Ausführungen nach den Figuren 1 bis 3, ein Rotationshebel b für die Laufscheibe 6 und der dadurch bedingte Rotationseffekt um den Berührungspunkt 10 bzw. dessen Berüh- rungslinie.

Bei allen, Ausführungsbeispielen kann das jeweilige Lager durch eine Ver- stemmung 21 (Figur 1) des Werkstoffs des Schlittens 2 oder mittels eines Sprengringes in der Bohrung des Schlittens befestigt werden.

Figur 5 zeigt die Kontur des Bodens der Büchse 7 nach Figur 2 in der Drauf- sicht mit dem verschränkten Bereich 22 in der Form eines versetzten Kreises 23. Zur richtigen Positionierung der Büchse 7 in dem Schlitten 2 sind Vertie- fungen 24 der Büchse vorgesehen, in die entsprechende Wülste des Schlittens eingreifen.

Für die erfindungsgemäße Linearführung, kommen unterschiedliche Ausfüh- rungsformen der zu verwendenden Lager in Betracht. Das Lager kann jeweils ein Axial-N'adellager, ein Axial-Kugellager oder ein Axiai-Schrägnade) ! ager sein. Das Axial-Schrägnadellager ist besonders für Anwendungen mit einer Drehmomentübertragung von Vorteil. Bei ihm ist die Aufnahme hoher Seiten- kräfte möglich.

Die Zahlt der Lager pro Lagereinheit ist je nach deren Anwendung variabel.

Figur 1 zeigt eine einfache Anordnung mit drei Axialwälzlagern zur Abstützung des Schlittens 2 auf der Oberfläche 4 des Maschinenbettes 1. Zur Vorspan- nung der Laufscheiben und zum Toleranzausgleich kann eine Feder zwischen dem Boden der Büchse 7 und einer dann erforderlichen zusätzlichen Lauf- scheibe vorgesehen werden.

Bezugszahlenliste 1 Maschinenbett 2 Schlitten 3 Axialwälzlager 4 ebene Oberfläche 5 tragender Wälzkörper 6 Laufscheibe 7 Büchse 8 rücklaufender Wälzkörper 9 Kalottenfläche 10 Berührungspunkt 11 Mittelachse <BR> <BR> 12 Normale<BR> 1 3 Axialwälzlager 14 Büchse 15 Dichtungsring 16 Käfig 17 Axialwälzlager 18 Büchse 19 konkaver Oberflächenbereich 20 Maschinenbett 21 Verstemmung 22 verschränkter Bereich 23 versetzter Kreis 24 Vertiefung a Versatz b Maß, Rotationshebel Winkel