DE3038377C2 - Rollenumlaufschuh - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollenumlaufschuh zur längsbeweglichen Lagerung und zur Geradführung von sich bewegenden Maschinenteilen, wie z. B. Werkzeugschlitten, Gleittischen usw. auf einer ebenen Lauffläche, mit einem Lagerkörper, der gegenüber der Lauffläche eine ebene Tragfläche aufweist, zwei Umlenkstücken sowie Rollenführungsorganen, die zusammen miteinander einen geraden Laufbahnabschnitt, einen Rückführ-Laufbahnabschnitt und zwei di; beiden Laulbahnab- schnitte miteinander verbindende Umlenk-Laufbahnabschnitte für eine in sich geschlossene Rollenreihe bilden. Bei der Verwendung solcher Konstruktionen an Werkzeugmaschinen gilt das Erfordernis der Starrheit senkrecht zur Führungsebene als grundsätzliche Voraussetzung neben einer genauen geradlinigen Bewegung und einem zuverlässigen Betrieb.

Es sind bereits Rollenumlaufschuh-Konstruktionen bekannt (vergl. z.B. US-PS 31 11350 oder DE-OS

ίο 22 39 782 und 24 16 198), bei welchen zwischen den Rollen oder an den Rollenzapfen Zwischenstücke angeordnet sind, die das Herausfallen der Rollen verhindern und die Parallelität der Mittellinien der Rollen sicherstellen. Diese Zwischenstücke vermindern aber die Anzahl der lasttragenden Rollen auf dem belasteten Abschnitt, wodurch auch die Belastbarkeit, die Lebensdauer und die Starrheil solcher Konstruktionen vermindert wird. Es sind auch Rollenumlaufschuh-Konstrüktionen bekannt (vergL z.B. DE-OS 21 16 322 und 24 21 328 oder US-PS 32 30 018 und 39 20 289), bei welchen ein Herausfallen der Rollen während der Montage und des Transportes durch Rollenzapfen verhindert wird, die in eine im Lagerkörper ausgebildete Nut hineinragen.

Diese Rollenzapfen erfordern — unabhängig davon, ob sie direkt auf den lasttragenden Rollen oder auf zusätzlichen Zwischenstücken oder Zwischenrollen ausgebildet sind — tine unwirtschaftliche, kostspielige und umständliche Fertigung von Nuten. Außerdem wird im Falle der Anwendung zusätzlicher Zwischenstücke infolge der Abnahme der Anzahl der lasttragenden

Rollen auch die Belastbarkeit bzw. Lebensdauer des Rollenumlaufschuhes vermindert Bei den meisten bekannten Rollenumlaufschuhen ist

die lasttragende Oberfläche des Lagerkörpers, die sogenannte Tragfläche am Boden einer grabenartigen Aussparung ausgebildet Die genaue Bearbeitung dieser Aussparung kann nur durch schwieriges und kostspieliges Rippenschleifen erfolgen. Die Herstellung und Kontrolle der Ebenheit ist sehr pro! Jematisch, und die hier erreichbare Oberflächenglätte ist wesentlich gröber als bei flachgeläppten Oberflächen.

Aus der PO-PS 62 402 ist eine Rollenumlaufschuh-Konstruktion bekannt bei welcher die mit Zapfen versehenen Rollen auf der belasteten Seite zwischen beiderseits angeordneten Führungsleisten geführt sind, wobei die Führungsleisten in den Lagerkörper hineinragende, gegenüber der Lauffläche senkrechte Nuten aufweisen.

so Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß die unter exzentrischer Belastung auf einer (z. B. wegen Herstellungsungenauigkeiten oder hauptsächlich infolge der unter Belastung auftretenden Verformung) der Lauffläche gebogenen Bahn rollenden Rollen bzw. ihr aus irgendeinem Grund auftretender Seitendruck die Führungsleisten aus den Nuten auszukippen versuchen. Gegen diese Wirkung kann die Reibung und die am Ende der Führungsleisten verwendete Befestigung — insbesondere im Falle von langen Rollenumlaufschuhen — nur schwach und federnd widerstehen.

Aus diesem Grund können die Führungsleisten bei Auftreten eines Seitendruckes bestimmter Größe infolge ihrer Elastizität bzw. nach Überwindung der an den Seitenflächen der senkrechten Nuten wirkenden Reibungskraft aus der Nut zum Teil auskippen und ein gewisses seitwärts gerichtetes Abwälzen der Rollen auf einer gebogenen Bahn ermöglichen. Die zunehmende seitliche Belastung der Führungsleisten hat eine

zunehmende (elastische) Ausbiegung der Führungsleisten zur Folge. Diese Auslegung übt eine zunehmende Rückstellkraft auf die Rollen aus. Nach Erreichung eines bestimmten Grenzwertes zwingen die in de! Führungsleiste entstehenden Spannungen die Führungsleiste in Richtung ihrer ursprünglichen Lage zurück (Sück-Slip-Erscheinung), wodurch auch die Rollen etwas in ihrer Achsrichtung zurückgeschoben werden. Diese Erscheinung wiederholt sich periodisch und verschleißt die Lauffläche der Rollen, des Roüenumlaufschuhs bzw. der Führungsleiste, wodurch die Lebensdauer des Rollenumlaufschuhs verringert wird.

ΰί'Λί. Erscheinung vermindert darüber hinaus die Einstellgenauigkeit des durch den Rollenumlaufschuh geführten Tisches oder Schlittens. Sie kann ferner zu schädlichen Schwingungen führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rollenlagerkonstruktion, insbesondere eine RoUenumlaufschuh-Konstruktion zur längsbeweglichen Lagerung und zur Geradführung von sich bewegenden Maschinenteilen zu schaffen, die unter Beibehaltung bzw. Verbesserung der wichtigsten Betriebseigenschaften wirtschaftlicher hergestellt werden kann als bekannte Konstruktionen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in der die lasttragende Tragfläche des Lagerkörpers bildenden Ebene schräge Nuten ausgebildet sind, an deren schrägen Auflageflächen mit der gleichen Neigung ausgebildete Auflageflächen von Ansätzen anliegen, die in die Nuten hineinragen und an Führungsleisten ausgebildet sind, die über die Auflageflächen orientiert und am Herauskippen gehindert werden.

Im Interesse der Lösung der gestellten Aufgabe ist der die Belastung übertragende Lagerkörper so ausgebildet, daß die Ebene der lasttragenden Tragfläche durch keinen herausragenden Teil unterbrochen ist, so daß diese Tragfläche auf Planschleifmaschinen in großer Anzahl wirtschaftlich und sehr genau bearbeitet werden kann. Fehler in der Oberflächenglätte können zuverlässig vermessen und relativ klein gehalten werden, da durch Flachläppen eine sehr glatte Oberfläche hergestellt werden ''ann.

Eine Verbesserung der Betriebseigenschaften kann erfindungsgemäß ferner dadurch erreicht werden, daß die durch in die Tragfläche eingearbeitete schräge Nuten orientierten unteren Führungsleisten mit Hilfe von durch den Lagerkörper durchgehenden Schrauben am ungehär«sten oberen Rollenführur gsorgan befestigt sind. Alle drei Bestandteile — d. h. der Lagerkörper sowie die unteren und oberen Rollenführungsorgane — können einfach und wirtschaftlich hergestellt und leicht montiert werden. Insbesondere die schräge Nut und die in diese hineinpassenden Ansätze der unteren Führungsleiste verhindern erfindungrgemäß. daß die Rollen die unteren Führungsleisten aus den Nuten herauskippen, weil die auftretenden, seitwärts wirkenden Kräfte den Ansatz der unterer. Führungsleiste in die schräge Nut hineindrücken, wodurch eine Wirkung erreicht wird, die einer Ausbildung entspricht, bei der der Lagerkörper und die untere Führungsleiste aus einem Stück bestehen. Die unter allen Umständen eine sichere Einspannung gewährleistende Bedingung besteht dabei darin, daß der Neigungswinkel der Auflagefläche der schrägen Nut größer ist. als der durch den jeweiligen Reibungsfaktor bestimmte Reibungshalbkegelwinkel. Die erfindungsgemäße Konstruktion gewährleistet eine ebenso gute Geradführung der Rollen, wie ein aus einem Stück ausgebildeter Lagerkörper mit H-Profil.

Die Erfindung wird im folgenden ausführlich anhand der Zeichnung erläutert, in welcher vorteilhafte Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Rollenumlaufschuh-Konstruktion dargestellt sind. Es zeigt
·> F i g. 1 einen vertikalen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Rollenumlaufschuh-Konstruktion in der Ebene I-I der F i g. 2;

Fig.2 einen Querschnitt der Konstruktion gemäß Fig. linder Ebene II-II;

ίο Fig.3 einen horizontalen Längsschnitt in der Ebene III-IIIderFig. 1;

Fig.4 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Rollenumlaufschuh-Konstruktion im Bereich der die unteren und oberen Rollenführungsorgane miteinander verbindenden Schraubenbolzen;

Fig.5 einen Querschnitt der Konstruktion gemäß Fig.4 im Bereich der Schraubenbolzen, die den Rollenumlaufschuh an der ihn aufnehmenden Werkzeugmaschine befestigen;

F i g. 6 einen Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Rollenumlaufschuh-Konstruktion gemäß Fig. 7 in der Ebene IV-IV im Bereich der die unteren und oberen Rollenführungsorgane nudnander verbindenden Schraubenbolzen, mit einer dL unbelastete Rollenreihe abdeckenden, gebogenen Platte; und

Fig. 7 eine Draufsicht der Rollenumlaufschuh-Konstruktion gemäß F i g. 6.

Aus dui Figuren, insbesondere aus F i g. 1 und 3 ist es ersichtlich, daß der Hauptbestandteil der erfindungsgemäßen Rollenumlaufschuh-Konstruktion der aus durchgehärtetem Material gefertigte Lagerkörper 1 ist, in welchem zylindrische durchgehende Bohrungen 34,35, 36, 39 sowie Nuten 8 ausgebildet sind. Die auf den Lagerkörper 1 wirkende Belastung wird durch Rollen 2 auf eine ebene Lauffläche 3 übertragen und umgekehrt. In der der Lauffläche 3 gegenüberliegenden, den Lagerkörper begrenzenden Ebene befindet sich die sogenannte Tragfläche 4, über welche die Übertragung der Kräfte erfolgt In der Ebene der Tragfläche 4 sind

•«ο Bohrungen bzw. schräge Nuten eingearbeitet, die zur Montage des Rollenumlaufschuhs dienen.

Die Rollen 2 sind seitlich durch untere Führungsleisten 5 geführt, deren Ansätze 6 in die an den Rollenenden ausgebildeten Stufen 28 hineinragen.

wodurch sie das Herausfallen der Rollen 2 während des Transportes und der Montage verhindern. Die unteren Führungsleisten 5 sind durch Schrauben 9 mit einer oberen Führungsplatte 10 verbunden, wobei die Schrauben 9 durch die Bohrungen 34 des Lagerkörpers l hindurchgeführt und in die Gewindebohrung 32 der oberen Führungsplatte 10 hineingeschraubt sind, wie es in F i g. 4 dargestellt ist.

Die mit der Tragfläche 4 nicht in Berührung stehenden Rollen Il werden durch Umlenkstücke 12 i" den Rückführ-Laufbahnubschnitt 13, und von dort zu-iick unter die Tragfläche 4 geleitet. Die Umlenkstükke 12 sind durch Schrauben 14 am Lagerkörper 1 befestigt und ihre Lage ist durch Zapfen 29 f istgelegi. Die Gewindebolzen der Schrauben 14 sind durch Bohrungen 39 der Umlenkstücke 12 in Gewindebohrungen 33 der in zyli/idrischen durchgehenden Bohrungen 36 des Lagerkörpers 1 angeordneten Stäbe 15 hineingeschraubt. Die abgeflachte Fläche der Stäbe 15 dient zur eindeutigen Bestimmung der zum Fin&chrauben geeigneten Lage der Stäbe 15.

Die Rippen 17 der Umlenkstücke 12 bestimmen die Lage einer Einlage ·8 zur Führung der Rollen 11 im Unilenk-Laufbahnabschnitt, während die Rippen 19 der

Umlenkstücke 12 zur Umlenkung der Rollen 2 bzw. 11 um 180° beitragen, und zwar von der Tragfläche 4 heraus in den Rückführ-Laufbahnabschnitt 13 und umgekehrt. Die Rippen 20 der Umlenkstücke 12 stehen mit der Lauffläche der Rollen 2 bzw. 11 in Berührung. Der Hohlraum 22 zur Schmierung der Roilen ist durch einen mit einem Rand versehenen Stopfen 21 abgeschlossen. Zur Reinigung der Lauffläche 3 sind in den Nuten der Umlenkstücke 12 Wischer 23 angeordnet.

Aus Fig.2 ist deutlich zu entnehmen, daß die in die schrägen Nuten 8 des Lagerkörpers 1 hineinragende, ebenfalls schrägen Ansätze 7 beim Aufeinanderdrücken der Auftageflächen 31 einerseits die eindeutige Lage der unteren Führungsleisten 5 bestimmen, und andererseits das Herauskippen bzw. die seitwärts gerichtete Federung der Führungsleisten verhindern, welche Erscheinungen infolge des Seitendruckes der Rollen 2 auftreten können. Die untere Grenze des Neigungswinkeis jer Äuiiageiiäcrieii 31 lief Nuten S uZW. ucF Ansätze 7 ist aus Sicherheitsgründen größer als der größte in Betracht kommende Reibungshalbkegelwinkel. So können die auftretenden seitwärts gerichteten Kräfte die unteren Führungsleisten nur in die schräge Nut 8 hineindrücken, jedoch nicht aus dieser herauskippen.

F i g. 4 zeigt den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Rollenumlaufschuhes im Bereich der Schrauben 9, die die unteren und oberen Rollenführungsorgane miteinander verbinden. Der Ansatz 26 der oberen Führungsplatte 10 verhindert das Herausfallen der Rollen 11 während des Transportes und der Montage in analoger Weise wie der Ansatz 6 der unteren Führungsleiste 5.

Fig.5 zeigt den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Rollenumlaufschuhes im Bereich der Schrauben 27, die den Rollenumlaufschuh mit der ihn aufnehmenden Maschine verbinden.

> Die Fig. 6 und 7 zeigen eine solche Rollenumlaufsehuh-Konstruktion. bei welcher zwischen der oberen Führungsplatte 10 und dem Lagerkörper 1 eine gebogene Platte 36 eingespannt ist, die die obere unbelastete Reihe von Rollen 11 und die von oben

in offenen Enden der Umlenkstücke 12 bedeckt und in dieser Weise ein Herausfallen der Rollen 11 während des Transportes oder der Montage verhindert.

Aus den Fig.2, 4 und 5 ist ersichtlich, daß der Querschnitt des Lagerkörpers 1 annähernd U-förmig ausgebildet ist, wobei die Ebene der Tragfläche nur durch schräge Nuten und Bohrungen unterbrochen ist, also keine hinausragenden Teile aufweist, wodurch die Tragfläche genau und wirtschaftlich auf Planschleifmaschinen und Flachläppmaschinen bearbeitet werden

ist. Nachdem der Lagerkörper 1 durch keine scharfen Einstiche unterbrochen ist, kann er ohne Nachteile aus einem durchgehärteten Material gefertigt werden, wodurch eine größere Lebensdauer gewährleistet ist.

Die Rollen werden ebenfalls aus durchgehärtetem Stahl hergestellt. Die Rollen sind überall in der Laufbahn, also auch unter der Tragfläche 4 dicht aneinander angeordnet, wodurch der unter der Tragfläche 4 bef:, «!liehe Raum gut ausgenutzt und dadurch eine hohe Belastbarkeit der Konstruktion erzielt werden kann.

Die Stäbe 15 ν,-erden zweckmäßigerweise aus weichem Stahl gefertigt, ähnlich wie die Verbindungsschrauben 9 und 27.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Rollenumlaufschuh zur längsbeweglichen Lagerung und zur Geradführung von sich bewegenden Maschinenteilen auf einer ebenen Lauffläche, mit einem Lagerkörper, der gegenüber der Lauffläche eine ebene Tragfläche aufweist, zwei Umlenkstükken sowie Rollenführungsorganen, die zusammen miteinander einen geraden Laufbahnabschnitt, einen Rückführ-Laufbahnabschnitt und zwei die beiden Laufbahnabschnitte miteinander verbindende Umlenk-Laufbahnabschnitte für eine in sich geschlossene Rollenreihe bilden, wobei die der Lauffläche gegenüberliegende Tragfläche des Lagerkörpers mit der den Lagerkörper von der Seite der Tragfläche begrenzenden Ebene zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, daß in der die lasttragende Tragfläche (4) des Lagerkörpers (1) bildenden Ebene schräge Nuten (8) ausgebildet sind, an deren schrägen Auflageflächen (31) mit der gleichen Neigung ausgebildete Auflageflächen von Ansätzen (7) anliegen, die in die Nuten (8) hineinragen und an Führungsleisten (5) ausgebildet sind, die über die Auflageflächen (31) orientiert und am Herauskippen gehindert werden.

Z Rollenumlauf schuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Lager'törper (1) durchgehende zylindrische Bohrungen (34) ausgebildet sind, in welchen die Führungsleisten (5) und die als oberes Rollenführungsorgan ausgebildete Führungsplatte (10) aneinander befestigende Schrauben (9) angeordnet sind.

3. Rollenumlaufschuh nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Gewindebohrungen (32) für die die FührungsHsten (S) mit der Führungsplatte (10) befestigenden Schrauben (9) in der als oberes Rollenführungsorgan ausgebildeten Führungsplatte (10) ausgebildet sind, die mit einem Ansatz (26) zur Verhinderung eines Herausfallens der nicht belasteten Rollen (11) aus dem Rückführ-Laufbahnabschnitt (13) ausgestattet ist.

4. Rollenumlaufschuh nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Mantelflächen der Rollen (2, 11) Stufen (28) zur Verhinderung eines Herausfallens der Rollen während der Montage und des Transportes ausgebildet sind.

5. Rollenumlaufschuh nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der oberen Führungsplatte (10) und dem Lagerkörper (1) eine gebogene Platte (36) zur Abdeckung der unbelasteten oberen Rollen (11) und der von oben offenen Teile (37) der Umlenkstücke sowie zur Verhinderung eines Herausfallens der Rollen (U) angeordnet ist.