DE3609779C1 - Rolling element cage, in particular cross roller cage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wälzkörperkäfig, insbes. Kreuzrollenkäfig, für eine Linearführung, wobei die Führung ein Paar parallel laufender Führungsteile und zwischen den Führungsteilen eingelegte Wälz­ körper aufweist, die sich auf an beiden Führungs­ teilen vorgesehenen Laufbahnen abwälzen und im Wälz­ körperkäfig gehalten sind, bestehend aus einer Käfig­ schiene mit für die Wälzkörper vorgesehenen Aussparun­ gen, die einen kleineren als für den vollständigen Durchtritt der Wälzkörper erforderlichen Aussparungs­ querschnitt aufweisen, wozu auf mindestens einer Seite der Käfigschiene in die Aussparungen vorstehen­ de Zunge vorgesehen sind.

Bei aus der US 28 12 222 bekannten Wälzkörperkä­ figen dieser Art ist die Käfigschiene von zwei flach aneinandergesetzten Bändern gebildet, die beide an ihren Aussparungsrändern die Zungen tragen, welche die Wälzkörper in den Aussparungen halten. Die Zungen müssen zunächst auswärts verbogen und die Wälzkör­ per zwischen den beiden Bändern eingelegt werden, ehe die Bänder miteinander verschweißt werden kön­ nen. Dabei müssen sich die jeweils einen der Wälz­ körper aufnehmenden zwei Aussparungen in beiden Bändern genau decken, damit der Wälzkörper im fer­ tigen Käfig nicht klemmt. Außerdem müssen die Bän­ der deutlich breiter sein als die Abmessung der Wälzkörper in Richtung ihrer Wälzachse, damit an den Bändern beidseits der Aussparungen genügend breite Materialbrücken verbleiben. Für die durch diese Brücken bedingten, seitlich abstehenden Kä­ figteile müssen in der den Käfig umschließenden Lagerkonstruktion eigene Käfigspalte vorgesehen sein, die leicht verschmutzen.

Aus der CH 612 479 ist ein Wälzkörperkäfig be­ kannt, der aus teilbaren Abschnitten aufgebaut ist, die jeweils einen Wälzkörper enthalten und mit Verbindungsstücken zusammengehalten sind, wozu insbesondere ein bajonettverschlußartiges Inein­ andergreifen der Käfigabschnitte und der Verbin­ dungsstücke vorgesehen ist. Dadurch ist der Auf­ bau von geraden und gebogenen Käfigen möglich.

Die US 25 66 421 zeigt zwar einen Kugelkä­ fig, der aus einem Kastenprofil aufgebaut ist, je­ doch besteht das Kastenprofil nicht aus einem ein­ stückigen Profilquerschnitt, sondern ist an einer Stelle längsgeteilt, da sonst die Kugeln nicht in das Käfigelement eingebracht werden könnten. Die einzelnen Käfigelemente sind durch federnde Spangen miteinander verbunden, so daß sich verschiedene La­ gerungen aufbauen lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wälz­ körperkäfig, insbes. einen Kreuzrollenkäfig der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er möglichst geringe seitliche Überstände bei insgesamt dennoch optimaler Stabilität aufweist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Käfigschiene aus einem einstückig ausgebildeten Kastenprofil quadratischen oder rechteckigen Querschnitts besteht, daß von den Aussparungen jeweils zwei für jeden Wälzkörper in sich gegenüberliegenden Profilwänden der Käfigschiene vorgesehen sind, und daß die Zungen quer zur Zungenebene elastisch so weit durchfedernd ausge­ bildet sind, daß die Wälzkörper durch die die Zungen aufweisenden Aussparungen hindurch von außen unter Nach­ geben der Zungen in die Käfigschiene eindrückbar und im in die Käfigschiene vollständig eingedrückten Zustand durch die wieder zurückgefederten Zungen gehalten sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Wälzkörperkäfig werden infolge der Ausbildung der Käfigschiene als einstückiges Kasten­ profil seitlich abstehende Käfigflansche vollständig ver­ mieden, so daß die Überstände der Käfigschiene auf die Dicke ihrer zur Wälzachse der Wälzkörper senkrechten Profilwände beschränkt sind. Leicht verschmutzende Käfigspalte zusätzlich zu den üblichen und immer vor­ handenen Lagertrennspalten in der umgebenden Lagerkon­ struktion erübrigen sich daher. Gleichzeitig vermittelt das einstückige Kastenprofil auch bei sehr dichter An­ ordnung der Wälzkörper, also geringerem Wälzkörperabstand, eine sehr hohe Käfigstabilität, so daß insbesondere die Gefahr von Stauchungen in Längsrichtung gering ist, wenn der Käfig beim Wandern stirnseitig anschlagen sollte. Ohne Beeinträchtigung dieser Käfigstabilität kann der Wälzkörperabstand sehr gering gewählt werden, so daß große Tragfähigkeit der Führung und dadurch hohe Längssteifigkeit ereichbar sind. Das Innere des Kastenprofils zwischen den Wälzkörpern bildet einen guten Schmierfettspeicher. Die Käfigschiene kann im freien Raum der Führung wegen der entfallenden Über­ stände mit größtmöglichem Querschnitt ausgebildet werden, was die Fassungsmöglichkeit der Käfigschiene als Schmierfettspeicher verbessert und die Bildung von Schmutznestern außerhalb der Käfigschiene im freien Raum der Führung weitgehend verhindert, so daß einer Führung mit dem erfindungsgemäßen Wälzkörperkäfig be­ sonders gute selbstreinigende Eigenschaften zukommen. Für die Käfigschiene selbst können handelsübliche gängige Messingprofile verwendet werden, die lediglich mit den Aussparungen und Zungen zu versehen sind, was bei geeignetem Werkzeug nur einfache Stanzvorgänge erfordert, wobei die sich je Wälzkörper in zwei Profil­ wänden gegenüberliegenden Aussparungen gemeinsam ge­ stanzt werden können, so daß sie sich bezüglich ihrer gegenseitigen Lage genau decken und ein Klemmen der Wälzkörper in den Aussparungen nicht auftreten kann. Anschließend an das Stanzen der Aussparungen sind nur noch die Walzkörper durch die mit den Zungen versehenen Aussparungen in die Käfigschiene einzudrücken. Im Ergeb­ nis sind auch Fertigung und Montage des erfindungsgemäßen Wälzkörperkäfigs besonders einfach.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Er­ findung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ausspa­ rungen in Richtung der Wälzachse des ihnen jeweils zugeordneten Wälzkörpers bis zu den zur Wälzachse senkrechten beiden Profilwänden der Käfigschiene reichen und diese beiden Profilwände Führungsanschlä­ ge für die Wälzkörper bilden, und daß die Zungen nur an den im wesentlichen quer zur Führungsrichtung der Linearführung verlaufenden Aussparungsrändern vorge­ sehen sind und in Führungsrichung gegeneinander vor­ stehen. In dieser Ausführungsform sind die Abmessungen der Käfigschiene in Richtung der Wälzachse der jeweili­ gen Wälzkörper minimal. Die Zungen sind zweckmäßig als im wesentlichen konvexe Ausrundungen der mit ihnen ver­ sehenen Aussparungsränder ausgebildet. Für die gewünsch­ te elastische Fexibilität der Zungen genügt es dann, wenn die Zungen von den in Führungsrichtung verlaufen­ den, die Führungsanschläge für die jeweiligen Wälzkör­ per bildenden Profilwänden freigeschnitten sind. Das wird auf einfachste Weise im Rahmen der Erfindung da­ durch erreicht, daß die Aussparungen an den jeweils die beiden Führungsanschläge für den ihnen zugeordneten Wälzkörper bildenden Profilwänden in Führungsrichtung der Linearführung eine Länge von mindestens gleich dem Wälzkreisdurchmesser des Wälzkörpers aufweisen.

Handelt es sich insbesondere um die Ausbildung als Kreuzrollenkäfig mit identisch gleichen Rollen als Wälzkörper, so besitzt die Käfigschiene quadratischen Querschnitt und ist der Rollendurchmesser etwas größer als die äußere Breite, die Rollenlänge etwas kleiner als die innere Breite der Käfigschiene. Sollen demge­ genüber die Rollen in Achsenrichtung länger sein als der Rollendurchmesser, muß die Käfigschiene einen ent­ sprechend rechteckigen Querschnitt erhalten. Im übri­ gen empfiehlt es sich, daß die je einem Wälzkörper zu­ geordneten beiden Aussparungen im Aussparungsgrundriß übereinstimmen, also beide in gleicher Weise mit den Zungen versehen sind. Das vereinfacht das Stanzwerk­ zeug und gibt im übrigen die Möglichkeit, die Wälzkör­ per wahlweise von beiden Seiten der Käfigschiene einzu­ drücken.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt senkrecht zur Führungsrich­ tung durch eine Führung nach der Erfindung in schematischer Darstellung,

Fig. 2 eine Seitenansicht auf den Wälzkörperkäfig der Führung nach Fig. 1,

Fig. 3 den Wälzkörperkäfig nach Fig. 2 in einer gegen über Fig. 2 verkleinerten Darstellung,

Fig. 4 die Stirnansicht des Wälzkörperkäfigs nach Fig. 3.

Die in Fig. 1 dargestellte Geradführung besteht aus einem Paar parallel laufender, nur teilweise darge­ stellter Führungsteile 1.1, 1.2 in Form von beispiels­ weise Führungsschienen, zwischen welchem Wälzkörper 2 in Form von Rollen eingelegt sind, deren Rollenachsen 2.1 von Rolle zu Rolle jeweils um 90° gegeneinander gedreht sind, so daß die Rollen insgesamt eine Kreuzrollenführung bilden. Die Rollen wälzen sich auf Laufbahnflächen 3 an beiden Führungsteilen 1.1, 1.2 ab. Diese Laufbahn­ flächen 3 können unmittelbar an den Führungsteilen 1.1, 1.2 oder, wie in der Zeichnung, an parallelen Laufstä­ ben 4 ausgebildet sein, die jeweils in einem in den Führungsteilen 1.1, 1.2 vorgesehenen Laufstabbett 5 angeordnet sind.

Der die Wälzkörper 2, also die Rollen haltende Wälzkör­ perkäfig besteht aus einer Käfigschiene 6 mit für die Wälzkörper 2 vorgesehenen Aussparungen 7, die einen kleineren als für den vollständigen Durchtritt der Wälzkörper 2 erforderlichen Aussparungsquerschnitt auf­ weisen, wozu Zungen 8 vorgesehen sind, die je Wälzkör­ per 2 auf mindestens einer, im Ausführungsbeispiel aller­ dings auf beiden Seiten der Käfigschiene 6 in den lich­ ten Aussparungsquerschnitt vorstehen. Die Käfigschiene 6 besteht aus einem einstückig ausgebildeten Kastenpro­ fil quadratischen oder, bei anderen als in der Zeich­ nung dargestellten Rollenmaßen, rechteckigen Quer­ schnitts. Von den Aussparungen 7 sind jeweils zwei für jeden Wälzkörper 2 in sich gegenüberliegenden Profilwänden der Käfigschiene 6 vorgesehen, so daß im Ausführungsbeispiel eines Kreuzrollenkäfigs die beiden Aussparungen 7 jeweils aufeinander folgender Rollen entsprechend in den Profilwänden hin- und her­ wechseln. Die Zungen 8 sind quer zur Zungenebene elastisch soweit durchfedernd ausgebildet, daß die Wälzkörper 2 durch die die Zungen 8 aufweisenden Aus­ sparungen 7 hindurch von außen unter dann vorüber­ gehendem Nachgeben der Zungen in die Käfigschiene 6 eingedrückt werden können und im in die Käfigschiene 6 vollständig eingedrücktem Zustand durch die wieder zurückgefederten Zungen 8 gehalten sind. Selbstver­ ständlich ist es dabei nicht erforderlich, daß die Zungen 8 gänzlich in ihren ursprünglich ebenen Zu­ stand zurückfedern, vielmehr kann auch eine gering­ fügige dauernde Verformung der Zungen 8 nach innen verbleiben, soweit nur diese dauernde Verformung so gering ist, daß die Aussparung 7 durch die Zungen 8 gegen den Wiederaustritt des eingedrückten Wälzkörpers 2 verschlossen ist. Begnügt man sich damit, die Wälz­ körper 2 jeweils nur von einer Seite her in die Käfig­ schiene 6 einzudrücken, genügt es, nur die auf dieser Seite liegenden Aussparungen 7 mit den Zungen 8 zu versehen, während die gegenüberliegende Aussparung 7 keine solche Zungen aufzuweisen braucht, im lichten Querschnitt aber eng genung sein muß, um einen voll­ ständigen Austritt des Wälzkörpers durch diese zungen­ lose Aussparung hindurch auszuschließen. Beide jeweils einem Wälzkörper 2 zugeordneten Aussparungen 7 mit Zungen 8 wie im Ausführungsbeispiel zu versehen, hat aber den Vorteil, daß beide Aussparunge 7 im lich­ ten Aussparungsgrundriß übereinstimmen und daher mit demselben Stanzwerkzeug in einem einzigen Stanzvor­ gang hergestellt werden können, so daß sich die bei­ den Aussparungen 7 genau gegenüberstehen und ein Klem­ men der Wälzkörper 2 in dem Aussparungspaar ausge­ schlossen ist.

Die Aussparungen 7 reichen in Richtung der Wälzachse 2.1 des ihnen jeweils zugeordneten Wälzkörpers 2 bis zu den zur Wälzachse 2.1 jeweils senkrechten beiden Pro­ filwänden 6.1 der Käfigschiene 6 . Diese beiden Profil­ wände 6.1 bilden Führungsanschläge für die Wälzkörper 2 in Richtung ihrer Wälzachse 2.1. Die Zungen 8 sind nur an den im wesentlichen quer zur Führungsrichtung der Linearführung verlaufenden Aussparungsrändern vor­ gesehen und stehen in Führungsrichtung gegeneinander vor, wobei in Fig. 2 und 3 die Führungsrichtung je­ weils durch den Doppelpfeil 9 angedeutet ist. Die Zungen 8 sind als im wesentlichen konvexe Ausrundungen der mit ihnen versehenen Aussparungsrändern ausgebildet. Die Aussparungen 7 sind an den jeweils die beiden Führungsanschläge für die ihnen zugeordneten Wälzkörper 2 bildenden Profilwänden 6.1 in Führungsrichtung von einer Länge, die mindestens gleich dem Wälzkreisdurch­ messer des Wälzkörpers 2 ist, was in Fig. 2 bedeutet, daß die Länge L nur geringfügig größer als der Rollen­ durchmesser D, die lichte Weite B zwischen den Zungen­ scheiteln aber geringfügig kleiner als der Rollen­ druchmesser D ist. Die Käfigschiene 6 besitzt, wie schon gesagt, quadratischen Querschnitt. Der Rollen­ druchmesser D ist etwas größer als die äußere Breite, die Rollenlänge in Richtung der Walzkörperachse 2.1 etwas kleiner als die innere Breite der Käfigschiene 6. Bei in Achsenrichtung längeren Rollen ist der Käfig­ schienenquerschnitt entsprechend rechteckig auszubilden, wobei das längere Rechteckmaß in Richtung der Rollenachse verläuft.

Claims (6)

1. Wälzkörperkäfig, insbesondere Kreuzrollenkäfig, für eine Linearführung, wobei die Führung ein Paar parallel lau­ fender Führungsteile (1.1, 1.2) und zwischen den Führungsteilen eingelegte Wälzkörper (2) aufweist, die sich auf an beiden Führungsteilen vorgesehenen Laufbahnen (3) abwälzen und im Wälzkörperkäfig ge­ halten sind, bestehend aus einer Käfigschiene (6) mit für die Wälzkörper (2) vorgesehenen Ausspa­ rungen (7), die einen kleineren als für den voll­ ständigen Durchtritt der Wälzkörper (2) erforder­ lichen Aussparungsquerschnitt aufweisen, wozu auf mindestens einer Seite der Käfigschiene (6) in die Aussparungen (7) vorstehende Zungen (8) vorge­ sehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigschiene (6) aus einem einstückig ausgebildeten Kastenprofil quadratischen oder rechteckigen Querschnitts be­ steht, daß von dem Aussparungen (7) jeweils zwei für jeden Wälzkörper (2) in sich gegenüberliegenden Profilwänden der Käfigschiene (6) vorgesehen sind, und daß die Zungen (8) quer zur Zungenebene elastisch soweit durchfedernd ausgebildet sind, daß die Wälz­ körper (2) durch die die Zungen (8) aufweisenden Aussparungen (7) hindurch von außen unter Nachgeben der Zungen (8) in die Käfigschiene (6) eindrückbar und im in die Käfigschiene (6) vollständig einge­ drückten Zustand durch die wieder zurückgefederten Zungen (8) gehalten sind.

2. Wälzkörper nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aussparungen (7) in Richtung der Wälzachse (2.1) des ihnen jeweils zugeordnenten Wälzkörpers (2) bis zu den zur Wälzachse (2.1) senkrechten beiden Profilwänden (6.1) der Käfig­ schiene (6) reichen und diese beiden Profilwände (6.1) Führungsanschläge für die Wälzkörper (2) bilden, und daß die Zungen (8) nur an den im wesentlichen quer zur Führungsrichtung der Linear­ führung verlaufenden Aussparungsrändern vorgesehen sind und in Führungsrichtung (Pfeil 9) gegenein­ ander vorstehen.

3. Wälzkörperkäfig nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zungen (8) als im wesentlichen konvexe Ausrundung der mit ihnen versehenen Aus­ sparungsränder ausgebildet sind.

4. Wälzkörperkäfig nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (7) an den je­ weils die beiden Führungsanschläge für den ihnen zugeordneten Wälzkörper bildenden Profilwänden (6.1) in Führungsrichtung der Linearführung eine Länge von mindestens gleich dem Wälzkreisdurchmesser (D) des Wälzkörpers (2) aufweisen.

5. Wälzkörperkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in der Ausbildung als Kreuzrollenkäfig mit identisch gleichen Rollen als Wälzkörper (2), dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Käfigschiene (6) quadratischen Quer­ schnitt besitzt und der Rollendurchmesser (D) etwas größer als die äußere Breite, die Rollenlänge etwas kleiner als die innere Breite der Käfigschiene (6) ist.

6. Wälzkörperkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die je einem Wälzkörper (2) zugeordneten beiden Aussparungen (7) im licht­ ten Aussparungsgrundriß übereinstimmen.