DE102005003711A1

DE102005003711A1 - Linearwälzlager

Info

Publication number: DE102005003711A1
Application number: DE102005003711A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dipl.-Ing. Rudy; Peter Dipl.-Ing.(FH) Keller
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2006-08-17
Also published as: CN101111348A; US20080144980A1; EP1843873A2; WO2006079395A3; WO2006079395A2; JP2008528894A

Abstract

Linearwälzlager, mit einem auf einer Führungsschiene (1) wälzgelagerten Führungswagen (2) und mit wenigstens einem stirnseitig an dem Führungswagen (2) angeordneten etwa u-förmigen Abstreifer (3) zum Abstreifen von Fremdstoffen wie Späne, Stäube und Kühlflüssigkeiten von der Führungsschiene, wobei der Abstreifer (3) mit seiner Abstreifanlage (16), vorzugsweise Dichtlippe (16a) oder Dichtkante, in Abstreifkontakt mit der Führungsschiene (1) steht, wobei der Abstreifer (3) eine mit der Abstreifanlage (16) versehene, vorzugsweise plattenförmige Dichtung (16a) aufweist, an deren aufgrund der Form der Dichtung steifigkeitserhöhten Stellen, beispielsweise Ecken, gezielte Materialschwächungen vorgesehen sind, die eine Nachgiebigkeit der Abstreifanlage an diesen Stellen erhöhen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Linearwälzlager, mit einem auf einer Führungsschiene wälzgelagerten Führungswagen.

Derartige Führungswagen sind an ihren Stirnseiten oftmals mit Abstreifern versehen, die Fremdstoffe wie Späne, Stäube und Kühlflüssigkeiten von der Führungsschiene abstreifen und somit das Eindringen von diesen Fremdstoffen in den Führungswagen und insbesondere in den Bereich von Laufbahnen für die Wälzkörper verhindern. Ein derartiges Linearwälzlager ist beispielsweise aus US 5,590,965 A bekannt geworden. Die Führungsschiene ist an ihren beiden Längsseiten jeweils mit zwei Kugelrillen versehen, in die der Abstreifer mit seiner Abstreifanlage eingreift. Aufgrund der Kontur der Führungsschiene erfährt die Abstreifanlage – vorzugsweise Dichtlippe oder Dichtkante – ausgeprägte Umlenkungen entlang ihrer Erstreckungsrichtung um den Umfang der Führungsschiene herum. Diese zum Teil ausgeprägten Umlenkungen zwischen einander benachbarten Kugelrillen bedingen steifigkeitserhöhte Stellen. Wenn diese Abstreifanlage entlang ihrer Erstreckung gleichmäßig um einen bestimmten Betrag einfedert, wenn sie in Abstreifkontakt mit der Führungsschiene steht, ist aufgrund des Bereichs mit erhöhter Steifigkeit stellenweise eine erhöhte Andruckkraft der Abstreifanlage an der Führungsschiene gegeben. Diese erhöhte Andruckkraft beispielsweise der Dichtkante führt allerdings zu einem erhöhten Verschleiß am Abstreifer, so dass eine einwandfreie Funktion des Abstreifers nicht ge währleistet ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Linearwälzlager nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, bei dem ein gleichmäßiger Verschleiß an der Abstreifanlage des Abstreifers gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Abstreifer eine mit der Abstreifanlage versehene vorzugsweise plattenförmige Dichtung aufweist, an deren aufgrund der Kontur der Abstreifanlage steifigkeitserhöhten Stellen, beispielsweise Ecken, gezielte Materialschwächungen vorgesehen sind, die eine Nachgiebigkeit der Abstreifanlage an diesen Stellen erhöhen. Vorzugsweise ist der Führungswagen u-förmig gebildet und umgreift mit seinen beiden Schenkeln die Führungsschiene. Der Abstreifer steht dann mit seiner Abstreifanlage in Abstreifkontakt mit den beiden Längsseiten und der Oberseite der Führungsschiene. Wenn der Abstreifer in Abstreifkontakt mit den Längsseiten und der Oberseite der Führungsschiene steht wird die Dichtkante oder die Dichtlippe des Abstreifers entlang ihrer Erstreckung gleichmäßig elastisch eingedrückt. Die Stellen mit erhöhter Nachgiebigkeit bewirken dabei, dass der Anpressdruck der Abstreifanlage entlang ihrer Ersteckung in Umfangsrichtung um die Führungsschiene herum zumindest annähernd gleichmäßig ist.

Diese Materialschwächung kann als Aussparung oder Ausnehmung an der plattenförmigen Dichtung nahe der Abstreifanlage ausgebildet sein.

Diese Dichtungen können in wirtschaftlicher Weise im Spritzverfahren gebildet sein. Im Spritzwerkzeug können auf einfache Art und Weise Aussparungen oder Ausnehmungen berücksichtigt werden, die später an der Dichtung zu einer gezielten Materialschwächung beitragen.

Das vorzugsweise u-förmige und plattenförmige Dichtung ist mit ihren beiden Schenkeln in Abstreifkontakt mit den Längsseiten und mit ihrem die beiden Schenkel verbindenden Quersteg in Abstreifkontakt mit der Oberseite der Führungsschiene. Im Bereich der von beiden Schenkeln und dem Quersteg gebildeten Ecken kann die Dichtung mit derartigen Ausnehmungen versehen sein, so dass in diesen Ecken eine erhöhte Nachgiebigkeit sichergestellt ist.

Je nach Bauart des Linearwälzlagers können an diesen Schenkeln in Richtung auf den jeweils gegenüberliegenden Schenkel vorspringende Nasen vorgesehen sein, deren Innenumfang mit der Abstreifanlage versehen ist. An diesen Nasen sind dann ebenfalls diese Ausnehmungen vorgesehen, was insbesondere dann angebracht sein kann, wenn diese Nase stark ausgeprägte Umlenkungen an der Abstreifanlage bedingt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in insgesamt vier Figuren abgebildeten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Abstreifer in Explosionsdarstellung,
2 den Abstreifer aus 1 in perspektivischer Darstellung, geschnitten und
3 in perspektivischer und vergrößerter Darstellung eine Dichtung des Abstreifers gemäß 2 und
4 ein erfindungsgemäßes Linearwälzlager teilweise geschnitten.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Das in 4 abgebildete erfindungsgemäße Linearwälzlager weist einen auf einer Führungsschiene 1 längsverschieblich geführten Führungswagen 2 auf. An beiden Stirnseiten des Führungswagens 2 sind Abstreifer 3 lösbar befestigt. Der Führungswagen 2 weist ein im Wesentlichen u-förmiges Profil auf. Der Führungswagen 2 umgreift mit seinen beiden Schenkeln 4 die Führungsschiene 1.
Die Führungsschiene 1 weist eine Oberseite und zwei einander gegenüberliegende Längsseiten auf, wobei die Längsseiten jeweils mit mehreren durch Kugelrillen 5 gebildete Laufbahnen 6 für Kugeln 7 versehen sind. Die vier Kugelrillen 5 der Führungsschiene 1 sind in o-Anordnung zueinander angeordnet.
Der Führungswagen 2 weist an seinen beiden Schenkeln 4 an seinen den Längsseiten der Führungsschiene 1 zugewandten Seiten jeweils zwei den Laufbahnen 6 gegenüberliegende Laufbahnen 8 auf, die ebenfalls als Kugelrillen 9 gebildet sind. Die Kugelrillen 5, 9 der Führungsschiene 1 und des Führungswagens 2 begrenzen erste und zweite Lastkanäle 10, 11, in denen die Kugeln 7 unter Last an den Kugelrillen 5, 9 abwälzen. Gestrichelt angedeutete Umlenkkanäle 12, 13 und Rücklaufkanäle 14, 15 verbinden Anfang und Ende der Lastkanäle 10, 11 endlos miteinander.
Wenn an dem Führungswagen 2 Zugkräfte angreifen, die den Führungswagen 2 nach oben weg von der Führungsschiene 1 ziehen, übertragen die Kugeln 7 der ersten Lastkanäle 10 die Last. Der Lastkanal 10 weist demzufolge eine Zuglaufbahn auf. Wenn auf den Führungswagen 2 Druckkräfte einwirken, übertragen die zweiten Lastkanäle die Last. Der Lastkanal 11 weist demzufolge eine Drucklaufbahn auf.
Der Abstreifer 3 ist an seinem Innenumfang mit einer Abstreifanlage 16 versehen, die vorliegend durch eine Dichtlippe 16a gebildet ist, wie insbesondere der weiter unten beschriebenen 2 zu entnehmen ist. Die Abstreifanlage 16 ist an die Kontur der Führungsschiene 1 angepaßt. Der Abstreifer 3 steht mit seiner Abstreifanlage 16 in Abstreifkontakt mit der Oberseite und den beiden Längsseiten der Führungsschiene 1.
Der Abstreifer 3 wird nun nachstehend anhand der 1 bis 3 ausführlich beschrieben. 1 zeigt die Einzelteile des erfindungsgemäßen Abstreifers 3. In einem Gehäuse 17 sind zwei aus biegeweichem Material gebildete plattenförmige Dichtungen 18 in Schienenrichtung hintereinander angeordnet. Zwischen den beiden Dichtungen 18 ist eine Stützplatte 19 angeordnet, an der die beiden Dichtungen 18 mit ihren der Stützplatte 19 zugewandten Seiten abgestützt sind.
Das Gehäuse 17 weist im Längsschnitt durch den Führungswagen 2 gesehen ein etwa u-förmiges, zur Führungsschiene 1 geöffnetes Schnittprofil auf. Die beiden Schenkelteile 20, 21 dieses Schnittprofils bilden eine Vorderwand und eine Rückwand des Gehäuses 17, wobei die Rückwand dem Führungswagen 2 zugewandt ist. Ein die beiden Schenkelteile 20, 21 verbindendes Bodenteil 22 bildet eine Umfangswand des Gehäuses 17.
Das Gehäuse 17 ist mit einer erster Aufnahme 23 für die Stützplatte 19 versehen. Wenn die Stützplatte 19 einwandfrei in der ersten Aufnahme 23 angeordnet ist die Stützplatte 19 in allen Raumachsen positionsgenau ausgerichtet. 2 zeigt die erste Aufnahme 23 mit rechteckigem Querschnitt, wobei diese erste Aufnahme 23 sowohl im Bodenteil 23 als auch in den Schenkelteilen 20, 21 ausgebildet ist.
Das Gehäuse 17 ist ferner mit einer zweiten Aufnahme 24 für die beiden Dichtungen 18 versehen. Die beiden zweiten Aufnahmen 24 sind ebenfalls in der 2 abgebildet. Auch die zweiten Aufnahmen 24 sind hier als rechteckförmige Ausnehmung sowohl in dem Bodenteil 22 als auch in den Schenkelteilen 20, 21 ausgebildet. Wenn die Dichtungen 18 einwandfrei in diesen zweiten Aufnahmen 24 aufgenommen sind, sind sie in allen Raumachsen positionsgenau ausgerichtet. Die Dichtungen 18 sind mit ihrer einen Stirnseite an der Vorderwand und der Rückwand des Gehäuses 17 und mit ihrer anderen Stirnseite an der Stützplatte 19 abgestützt. Selbst wenn eine der beiden Dichtungen 18 entfernt wird, ist somit gewährleistet, dass die andere verbleibende Dichtung 18 einwandfrei und positionsgenau in dem Ge häuse 17 gehalten ist.
Die plattenförmigen Dichtungen 18 können problemlos aus dem Gehäuse 17 herausgenommen und durch andere Dichtungen ersetzt werden. Wenn der Führungswagen mit dem montierten Abstreifer 3 auf der Führungsschiene 1 angeordnet ist, braucht lediglich der Abstreifer 3 von dem Führungswagen 2 gelöst zu werden. Dann kann das Gehäuse 17 des Abstreifers 3 nach oben von der Führungsschiene 1 abgenommen werden. Die beiden Dichtungen 18 und die Stützplatte 19 können zunächst auf der Führungsschiene 1 verbleiben. Da die beiden Dichtungen 18 vorzugsweise aus einem biegeweichen Material gebildet sind, können diese derart gebogen werden, dass sie von der Führungsschiene 1 abgenommen werden können. Nun können neue Dichtungen aufgesetzt werden und das Gehäuse kann wieder aufgeführt werden.
Die Dichtungen 18 und die Stützplatte 19 sind darüber hinaus formschlüssig miteinander verbunden. Wie der 1 zu entnehmen ist, ist die Stützplatte 19 mit zwei Vorsprüngen 25 versehen. Die beiden Vorsprünge 25 sind je an einem Quersteg 25a der Schenkel 19a der Stützplatte 19 ausgebildet. Beide Dichtungen 18 sind mit jeweils zwei Ausnehmungen 26 versehen, wobei die Vorsprünge 25 der Stützplatte 19 in die Ausnehmungen 26 der beiden Dichtung eingreifen. Die Tiefe der Ausnehmungen 26 beträgt etwa die Hälfte der Dicke der Stützplatte 19. Da die beiden Dichtungen 18 zu beiden Seiten der Stützplatte 19 angeordnet sind, können demzufolge die beiden Vorsprünge 25 der Stützplatte 19 sowohl in die Ausnehmungen 26 der einen wie auch der anderen Dichtung 18 eingreifen. Die vorliegend zweiteilig ausgeführte Stützplatte 19 kann auch einteilig ausgeführt sein. Dann sind die beiden Querstege 25a der Stützplatte 19 einstückig miteinander verbunden.
Bei dem hier dargestellten vierreihigen Linearwälzlager mit O-Anordnung sind die Kugelrillen 5, 9 an der Führungsschiene 1 derart angeordnet, dass die beiden Schenkel 27 der u-förmig gebildeten Dichtung 18 an ihren einander zugewandten Seiten jeweils mit einer vorspringenden Nase 27 versehen sind. 3 zeigt einen Teil der Dichtung 18 in perspektivischer Darstellung mit der Nase 28. Dieser Figur ist ferner deutlich zu entnehmen, dass die Dichtlippe 16a der Kontur der Führungsschiene 1 angepaßt ist, so dass die Dichtlippe 16a einwandfrei in Abstreifkontakt mit der Führungsschiene 1 steht.
Zwischen der Nase 28 und dem die beiden Schenkel 27 verbindenden Quersteg 29 der Dichtung 18 erfährt die Dichtlippe 16a entlang ihrer Kontur ausgeprägte Umlenkungen. Auf diese Weise sind formbedingte steifigkeitserhöhte Stellen entlang der Ersteckung der Dichtlippe 16a ausgebildet. Da es jedoch vorteilhaft ist, wenn der Anpressdruck der Dichtlippe 16a an die Führungsschiene 1 gleichmäßig erfolgt, sind an diesen steifigkeitserhöhten Stellen gezielte Materialschwächungen an der Dichtung 18 vorgesehen. Diese gezielten Materialschwächungen bestehen im Ausführungsbeispiel darin, dass an den steifigkeitserhöhten Stellen mehrere die Dichtung 18 durchdringende, Schlitze 30 bildende Ausnehmungen vorgesehen. Diese Schlitze 30 sind mit geringem Abstand zu den Dichtlippen 16a angeordnet. An diesen Stellen sind demzufolge die Dichtlippen 16a nicht abgestützt, und können in Richtung auf die Schlitze 30 einfedern. Auf diese Weise kann gezielt ein gleichmäßiger Andruck der Dichtlippe 16a entlang der gesamten Erstreckung gewährleistet werden.
Diese Schlitze 30 sind sowohl im Bereich der Nasen 28 als auch im Bereich von Ecken vorgesehen, die von den beiden Schenkeln 27 und dem Quersteg 29 gebildet sind.
Wenn Dichtungen 18 für derartige Linearwälzlager an den Führungswagen 2 montiert werden sollen, ist darauf zu achten, dass die Dichtungen 18 einwandfrei zur Führungsschiene 2 ausgerichtet sind. Anderenfalls ist kein einwandfreier Abstreifkontakt des Abstreifers 3 mit der Führungsschiene 1 gewährleistet. Das positionsgenaue Ausrichten der Dichtung 18 – sei es nun bei Abstreifern mit oder ohne Gehäuse – wird durch die wirksamen elastischen Rückstellkräfte der an der Führungsschiene 1 anliegenden Dichtlippe 16a erschwert, was nachstehend erläutert wird. Denkt man sich die Dichtlippe 16a im Bereich des Querstegs 29 weg, besteht auf der Oberseite der Führungsschiene 1 keinerlei Konkakt der Dichtung mit der Führungsschiene 1. Lediglich die beiden Schenkel 27 mit ihrer Dichtlippe 16a stehen dann in Abstreifkontakt mit der Führungsschiene 1. In diesem Fall sind die Dichtlippen 16a elastisch gegen die Längsseiten der Führungsschiene 1 angefedert. Die wirksamen Andruckkräfte der Dichtlippen 16a zu beiden Seiten der Führungsschiene 1 stehen in einem Kräftegleichgewicht, so dass in dieser Situation eine einwandfreie Ausrichtung der Dichtung 18 in Bezug auf die Führungsschiene 1 gegeben ist.
Tatsächlich wirken jedoch zusätzlich elastische Rückstellkräfte der Dichtlippe 16a im Bereich des Quersteges 29, so daß die Dichtung 18 nach oben weg von der Führungsschiene 1 gefedert oder gezogen wird. Das bedeutet, dass die Dichtlippen 16a im Bereich der Nasen 28 in erhöhtem Maße gegen die die Zuglaufbahn bildende Kugelrille 5 des ersten Wälzkörperkanals 10 der Führungsschiene 1 angedrückt werden.
Wenn der Abstreifer 3 in dieser unzulässigen Ausrichtung an dem Führungswagen 2 festgesetzt wird, unterliegt die Dichtlippe 16a einem erhöhten Verschleiß, so daß eine zuverlässige Abstreifwirkung nicht gewährleistet ist. Um sicher zu stellen, dass bei der Montage des Abstreifers an den Führungswagen keine unzulässige Verformung der Dichtlippe auftreten kann, ist der Abstreifer 3 mit einem Anschlag 31 versehen, wie 1 mit Bezug auf die Stützplatte 19 zeigt. Dieser Anschlag 31 ist zum Anschlagen an die Kugelrille 5 der Führungsschiene 1 des ersten Wälzkörperkanals vorgesehen. Der 1 ist zu entnehmen, dass der Anschlag 31 an einer Nase 32 gebildet ist. Die Stützplatte 19 weist an ihren beiden Schenkeln jeweils die einstückig angeformte Nase 32 auf. Der 2 ist zu entnehmen, dass die Dichtlippe 16a die Nase 32 etwas überragt. Wenn die Dichtung 18 einwandfrei gegenüber der Führungsschiene 1 positioniert ist, ist somit sichergestellt, dass die Nase 32 außer Kontakt mit der Führungsschiene 1 steht. Wenn aufgrund der wirksamen Rückstellkräfte der Dichtlippe 16a an der Oberseite der Führungsschiene 1 der noch nicht an dem Führungswagen 2 fixierte Abstreifer 3 nach oben gezogen wird, kann dies nur soweit geschehen, bis die Nase 32 gegen die Führungsschiene 1 anschlägt. In dieser Anschlagssituation ist sichergestellt, dass die Dichtlippe 16a nicht unzulässig verformt ist. Der mit der Montage befasste Monteur kann zudem aufgrund des schlagartig erhöhten Widerstandes leicht feststellen, dass der Anschlag 31 bereits an der Führungsschiene 1 anliegt.
Der Abstreifer 3 ist mit einem weiteren Anschlag 33 versehen. Dieser Anschlag 33 ist an dem schon weiter oben beschriebenen Vorsprung 25 der Stützplatte 19 ausgebildet. Die Dichtlippe 16a überragt diesen Anschlag 33 in Richtung auf die Oberseite der Führungsschiene 1. Wenn der Abstreifer 3 während der Montage an den Führungswagen 2 zu weit nach unten gedrückt wird, schlägt der Anschlag 33 gegen die Oberseite der Führungsschiene 1 an. Die an der Oberseite anliegende Dichtlippe 16a wird aufgrund des Anschlags 33 nicht unzulässig stark gegen die Oberseite angedrückt, wird also nicht beschädigt. Der Abstreifer 3 ist zwischen den beiden beschriebenen Anschlagsituationen, vorzugsweise Mittenlage, einwandfrei positioniert und kann an den Führungswagen 2 fixiert werden.

1: Führungsschiene
2: Führungswagen
3: Abstreifer
4: Schenkel
5: Kugelrille
6: Laufbahn
7: Kugel
8: Laufbahn
9: Kugelrille
10: erster Lastkanal
11: zweiter Lastkanal
12: Umlenkkanal
13: Umlenkkanal
14: Rücklaufkanal
15: Rücklaufkanal
16: Abstreifanlage
16a: Dichtlippe
17: Gehäuse
18: Dichtung
19: Stützplatte
19a: Schenkel
20: Schenkelteil
21: Schenkelteil
22: Bodenteil
23: erste Aufnahme
24: zweite Aufnahme
25: Vorsprung
25a: Quersteg
26: Ausnehmung
27: Schenkel
28: Nase
29: Quersteg
30: Schlitz
31: Anschlag
32: Nase
33: Anschlag

Claims

Linearwälzlager, mit einem auf einer Führungsschiene (1) wälzgelagerten Führungswagen (2) und mit wenigstens einem stirnseitig an dem Führungswagen (2) angeordneten etwa u-förmigen Abstreifer (3) zum Abstreifen von Fremdstoffen wie Späne, Stäube und Kühlflüssigkeiten von der Führungsschiene, wobei der Abstreifer (3) mit seiner Abstreifanlage (16), vorzugsweise Dichtlippe (16a) oder Dichtkante, in Abstreifkontakt mit der Führungsschiene (1) steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (3) eine mit der Abstreifanlage (16) versehene, vorzugsweise plattenförmige Dichtung (16a) aufweist, an deren aufgrund der Form der Dichtung steifigkeitserhöhten Stellen, beispielsweise Ecken, gezielte Matarialschwächungen vorgesehen sind, die eine Nachgiebigkeit der Abstreifanlage an diesen Stellen erhöhen.
Linearwälzlager nach Anspruch 1, bei dem die Materialschwächung als Aussparung oder Ausnehmung an der plattenförmigen Dichtung nahe der Abstreifanlage (16) ausgebildet ist.
Linearwälzlager nach Anspruch 1, bei dem die u-förmige und plattenförmige Dichtung (18) mit ihren beiden Schenkeln (27) in Abstreifkontakt mit den Längsseiten und mit ihrem die beiden Schenkel verbindenen Quersteg (29) in Abstreifkontakt mit der Oberseite der Führungsschiene (1) steht.
Linearwälzlager nach Anspruch 3, bei dem die Dichtung (18) im Bereich der von den beiden Schenkeln (27) und dem Quersteg (29) gebildeten Ecken mit den Ausnehmungen versehen ist.
Linearwälzlager nach Anspruch 3, bei dem die Dichtung (18) an ihren beiden Schenkeln (27) mit in Richtung auf den jeweils gegenüberliegenden Schenkel (27) vorspringenden Nasen (28) versehen ist, wobei an den Nasen (28) die Ausnehmungen ausgebildet sind.