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Die Erfindung betrifft eine Kugelrolle mit einem Gehäuse, welches eine Lagerkalotte aufweist, in der auf Lagerkugeln gelagert eine Kugel einliegt, die mit einem Teilbereich durch eine Öffnung des Gehäuses hindurchragt, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Kugel.
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Die
GB 1 266 501 A beschreibt eine Kugelrolle mit einem Gehäuse, welches aus Kunststoff besteht. In eine, eine Öffnung aufweisende Kunststoffkappe ist ein Kunststoffeinsatz eingeschraubt, der eine aus Stahlt bestehende Lagerkalotte trägt. Die Lagerkalotte lagert unter Zwischenlage mehrerer Lagerkugeln eine Stahlkugel, die bereichsweise aus der Gehäuseöffnung herausragt.
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Die
DE 12 49 94 A beschreibt eine Rolle, die eine Kugel aufweist, die in einer Höhlung eines Gehäuses gelagert ist. Darin sind Lagerkugeln angeordnet, mit denen sich die Kugel an der Innenwandung des Gehäuses abstützt. In diametraler Gegenüberlage zur Gehäuseöffnung, durch die ein Teilbereich der Kugel hindurchragt, befindet sich eine Bremsbacke, die durch Verschwenken eines mit einer Gewindespindel zusammenwirkenden Hebels in eine drehhemmende Wirkung gegen die Kugel gedrückt werden kann.
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Die
DE 31 17 666 A1 beschreibt eine Kugelrolle bei der der Rand der Öffnung Bremsbacken ausbildet, gegen die die Kugel von einer Feder beaufschlagt werden kann. Die Feder drückt gegen einen Lagerkugelträger und wird komprimiert, wenn auf die Kugel ein Druck in Richtung auf die Öffnung des Gehäuses aufgebracht wird.
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Die
DE 103 11 208 A1 beschreibt eine Arretiervorrichtung für eine Kugelrolle, bei der im Randbereich einer Gehäuseöffnung eine Dichtung vorgesehen ist. Mit diesem Dichtring wird die Kugel in ihrer Lagerschale gehalten.
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Eine gattungsgemäße Kugelrolle beschreibt die
DE 1 708 500 U . Das Gehäuse bildet eine Kugelpfanne aus, in der eine Vielzahl von Lagerkugeln einliegen, auf denen die Kugel abrollen kann. Die Kugel wird von einem Dichtungsring in der Kugelpfanne gehalten. Am Boden der Kugelpfanne befindet sich eine Gewindebohrung, in die ein Schmiernippel eingeschraubt ist.
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Die
DE 198 01509 A1 beschreibt einen Möbelgleiter mit einer Kugel, die durch Druck vollständig ins Gehäuse verlagert werden kann. Dies erfolgt gegen die Rückstellkraft einer Feder.
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Die
DE 10 2009 004 335 A1 beschreibt eine Kugelrolle bei der die Rollrichtung der Kugel voreinstellbar ist. Eine Kugelrolle mit Bremseinrichtung beschreibt die
WO 2004/018233 . In der Bremsstellung wird die Drehbarkeit der Kugel von einem aus der Lagerkalotte heraustretenden Bremskörper gebremst, der als Bremsbacke gegen die Kugel drückt.
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Gattungsgemäße Kugelrollen werden insbesondere an Werktischen, Stützvorrichtungen oder Lagertischen verwendet Oftmals werden eine Vielzahl von derartigen Kugelrollen in einer horizontalen Ebene angeordnet, sodass auf die aus den Öffnungen der Gehäuse herausragenden Teilabschnitten der Kugeln ein Werkstück aufgelegt und in beliebiger Richtung innerhalb der Ebene verlagert werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln die gattungsgemäße Kugelrolle derart weiterzubilden, dass die Kugel in einen drehgehemmten Zustand bringbar ist, aus dem sie in einfacher Weise wieder in eine Freilaufstellung bringbar ist.
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Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.
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Zunächst und im Wesentlichen ist vorgesehen, dass die Kugel zur Drehhemmung gegen einen Rand der Gehäuseöffnung gedrückt werden kann. Die Gehäuseöffnung erfüllt dann die Funktion eines Bremselementes. Kugel und Rand der Gehäuseöffnung treten in eine reibschlüssige Wechselwirkung zueinander. Es sind Mittel vorgesehen, mit denen eine Verlagerungskraft auf die Kugel in Richtung auf den Rand der Gehäuseöffnung aufgebracht werden kann. Ein Flächenabschnitt der Lagerkalotte kann hierzu verlagert werden. Der Flächenabschnitt der Lagerkalotte lagert vorzugsweise mindestens zwei Lagerkugeln und besitzt einen Rand, der in der Freilaufstellung bündig in der Lagerkalotte liegt. Die Lagerkugeln können somit bei Drehung der Kugel in der Freilaufstellung über den Rand des Flächenabschnitts der Lagerkalotte hinweg rollen. Der Flächenabschnitt der Lagerkalotte kann zum Erreichen der Bremswirkung in Richtung auf die Kugel verlagert werden. Vorzugsweise befindet sich der verlagerbare Flächenabschnitt der Lagerkalotte in diametraler Gegenüberlage zur Gehäuseöffnung. Es ist möglich, dass der verlagerbare Flächenabschnitt der Lagerkalotte von der gesamten Lagerkalotte ausgebildet wird, sodass Letztere in Richtung auf die Gehäuseöffnung verlagerbar ist, durch die ein Teilbereich der Kugel hindurchragt. Da die Gehäuseöffnung einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist, als der Kugeldurchmesser wird die Kugel bei einer Verlagerung in Richtung auf die Gehäuseöffnung gegen den Rand der Gehäuseöffnung gedrückt. Die die drehhemmende Wirkung entfaltende Gehäuseöffnung kann von einem Bremskörper ausgebildet sein. Letzterer kann eine Kreisringform aufweisen. Der Bremskörper kann von der Gehäuseabdeckung ausgebildet sein. Er kann aber auch von der Gehäuseabdeckung abgedeckt werden, also unterhalb der Gehäuseabdeckung liegen. Wird die Kugel durch Aufbringen einer Verlagerungskraft in Richtung auf den Bremskörper verlagert, so legt sich die Kugeloberfläche bereichsweise reibhemmend an die Innenwandung der Ringöffnung des Bremskörpers an, sodass die Drehbarkeit der Kugel gehemmt ist. Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die zur Erzeugung der drehhemmenden Reibkraft dienende Kraft unter Zwischenlage der Lagerkugeln auf die Kugel aufgebracht wird. Dies kann durch einen am verlagerbaren Abschnitt der Lagerkalotte oder von einem an der Lagerkalotte selbst angreifenden Stößel erfolgen. Letztere besitzt einen Stiftabschnitt, der durch eine Gehäuseöffnung nach außen ragt. Die Erstreckungsrichtung des Stößels verläuft somit bevorzugt quer zur Ebene der Öffnung des Bremskörpers. Die Öffnung, durch die der Stößel aus dem Gehäuse herausragt befindet sich somit an der Gehäuserückseite. Ist das Gehäuse in einer Horizontalebene angeordnet, so muss der Stößel zur Erzeugung der Bremswirkung nach oben verlagert werden. Sind mehrere derartige Kugelrollen in einer Ebene angeordnet, so kann die Verlagerung der Bremsstößel synchronisiert von unten her erfolgen, sodass die horizontale Bewegbarkeit eines von den Kugeln getragenen Werkstücks blockiert werden kann. In der Freilaufstellung kann ein auf den Kugeln aufliegendes Werkstück frei in der Ebene bewegt werden. Wenn es beispielsweise bearbeitet werden soll, kann es durch Verlagerung der Kugeln in ihre Bremsstellung lagefixiert werden. Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn zur Verlagerung der Kugel von der Freilaufstellung in die Bremsstellung nur ein flächenmäßig geringer Abschnitt der Innenwandung der Lagerkalotte verlagert werden muss. Hierzu ist ein insbesondere kreisrunder Flächenabschnitt vorgesehen, der so bemessen ist, dass der Tangentenwinkel der Lagerkalotteninnenwandung zur Ebene der Öffnung am Rand des Flächenabschnittes eine bestimmte Größe nicht überschreitet. Bevorzugt soll der Winkel kleiner als 30° bzw. kleiner als 25° sein. Zur Folge dieser Ausgestaltung ist der Durchmesser des verlagerbaren Flächenabschnittes der Lagerkalotteninnenwandung kleiner als der Durchmesser der Kugel. Bevorzugt ist der Durchmesser des verlagerbaren Flächenabschnittes kleiner als ein Drittel des Kugeldurchmessers und entspricht besonders bevorzugt etwa einem Viertel des Kugeldurchmessers.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer ersten perspektivischen Darstellung,
- 2 das Ausführungsbeispiel gemäß 1 in einer zweiten perspektivischen Darstellung,
- 3 einen Querschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel in der Freilaufstellung und
- 4 den in 3 dargestellten Querschnitt in der Bremsstellung.
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Die erfindungsgemäße Kugelrolle besitzt ein becherförmiges Gehäuse 1, welches einen Gehäuseboden mit einer Öffnung 14 aufweist und einen dem Boden gegenüber liegenden radial nach außen ragenden Kragen 13. Innerhalb des Gehäuses 1 befindet sich eine Lagerschale 2, deren nach innen weisende Oberfläche von einer Kugeloberfläche beschrieben wird. In der Lagerkalotte 2 lagern eine Vielzahl von kleinen Lagerkugeln 3, auf denen kugellagerartig die Kugel 4 gelagert ist. Das Zentrum der Kugel 4 befindet sich etwa im Zentrum der die Innenwandung der Lagerkalotte 2 definierenden Sphäre. Die unbelastete Kugel lagert dabei auf mehreren, mindestens drei zwischen dem Tiefstpunkt der Lagerkalotte 2 und dem oberen Öffnungsrand der Lagerkalotte 2 angeordneten Lagerkugeln 3. Der Krümmungsradius der Innenwandung der Lagerschale 2 ist derart gewählt, dass die unbeaufschlagte Kugel mit Luft 16 über den diametral der Öffnung der Lagerkalotte 2 gegenüber liegenden Lagerkugeln 3 schwebt.
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Das Gehäuse 1 besitzt eine Gehäuseabdeckung 12, die durch eine Umbördelung des Randes 13 am Gehäuse 1 befestigt ist. Die Abdeckung 12 besitzt eine zentrale Ausprägung mit einer kreisförmigen Öffnung 7, durch den ein Teilbereich 5 der Kugel 4 hindurchragt. Ein anderer Teilbereich 6 der Kugel liegt innerhalb der Lagerkalotte 6. Dieser Teilbereich 6 enthält auch den Mittelpunkt der Kugel 4, der somit innerhalb der Lagerkalotte 2 liegt.
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Die Innenwandung der Öffnung 7 der Gehäuseabdeckung 12 bildet eine Bremsbacke aus. Da der Durchmesser der Öffnung 7 geringer ist, als der Durchmesser der Kugel 4 kann die Kugel durch eine Verlagerung in Richtung ihres Mittelpunktes auf die Öffnung 7 in drehhemmender Anlage zum Rand der Öffnung 9 gebracht werden.
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Alternativ dazu kann aber auch eine Ringscheibe 8, die von der Gehäuseabdeckung 12 abgedeckt wird, und die im Wesentlichen die Aufgabe hat, ein Austreten der Lagerkugeln 3 aus der Lagerkalotte 2 zu verhindern, als Bremskörper ausgebildet sein. Er ist dann ortsfest der Gehäuseabdeckung 12 zugeordnet und besitzt eine Öffnung 9, deren Durchmesser geringer ist, als der Durchmesser der Kugel 4. Die Innenwandung der Öffnung 9 bildet dann eine Bremsbacke aus, gegen die die Kugel durch eine Verlagerung in Richtung ihres Mittelpunktes auf die Öffnung 9 in drehhemmender Anlage gebracht werden kann.
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Um die Kugel 4 in Richtung auf die Gehäuseöffnung 7 bzw. 9 zu verlagern ist ein Stößel 11 vorgesehen, der in seiner Erstreckungsrichtung verlagerbar eine Bodenöffnung 14 des Bodens des Gehäuses 1 durchgreift. Der Stößel 11 ist fest mit einem Flächenabschnitt 10 der Lagerkalotte 2 verbunden. Bei dem in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Flächenabschnitt 10 gegenüber dem größten Teil der Lagerkalotte 2 beweglich. Der Flächenabschnitt 10 ist ein im Wesentlichen kreisrunder Abschnitt der Lagerkalotte 2 und besitzt einen Durchmesser von etwa einem Viertel der Kugel 4.
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In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die gesamte Lagerkalotte 2 in Richtung auf die Öffnung 7, 9 verlagert werden. Dann ist der Stößel 11 nicht lediglich mit einem Teilabschnitt der Lagerkalotte 2, sondern fest mit der gesamten Lagerkalotte verbunden. Durch eine Verlagerung des Stößels 11 wird die Kugel 4 unter Zwischenlage insbesondere mehrerer Lagerkugeln 3 in Richtung des Bremskörpers 8 verlagert.
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Bei dem in den Zeichnungen 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft eine durch den Rand des beweglichen Flächenabschnittes 10 gelegte Tangente durch die Kalotteninnenwandung in einem Winkel (W1) von weniger als 30° zu einer Parallelebene zur Ebene der Öffnung 7 bzw. der Öffnung 9. Bevorzugt liegt dieser Winkel sogar unterhalb von 25°.
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Bei dem in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird hierzu lediglich ein Teilbereich der Lagerkalotte 2 in Richtung auf die Öffnung 9 verlagert. Die sich zwischen der kalottenförmigen Oberfläche des beweglichen Flächenabschnitts 10 und dem Kugelabschnitt 6 befindenden Lagerkugeln 3 werden dabei geringfügig angehoben. Die übrigen Lagerkugeln 3 bleiben bei dem in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiels im Wesentlichen in ihrer Position.
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Der bewegliche Teilabschnitt der Lagerkalotte 2 stützt sich dort in der Freilaufstellung an Tragschultern 15 des ortsfesten Teils der Lagerkalotte 2 ab. Die diesbezügliche Öffnung kann die Form einer Senkung aufweisen. Die zum Inneren der Lagerkalotte 2 weisende Flanke der Tragschulter 15 verläuft hier auf einer Innenkonusfläche. Der bewegliche Flächenabschnitt 10 wird einem scheibenförmigen Körper gebildet, der eine Kegelstumpfmantelfläche aufweist, die sich derart auf der Tragschulter 15 abstützt, dass der Rand des beweglichen Flächenabschnittes 10 bündig in der Kalotteninnenwandung liegt.
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In der in der 3 dargestellten Freilaufstellung können die Lagerkugeln 3 über den im Wesentlichen kreisrunden Rand des beweglichen Flächenabschnitts 10 rollen. Die Wandung der Öffnung 9 bzw. der Öffnung 7 haben einen ausreichenden Abstand zur Oberfläche der Kugel 4, sodass sich die Kugel 4 im Wesentlichen ungehemmt in der Lagerkalotte 2 drehen kann. Wird der Stößel 11 in Richtung der Lagerkalotte 2, also beim Ausführungsbeispiel in Richtung auf die Gehäuseöffnung 7, 8 verlagert, so wird die Kugel 4 bis in eine Anlagestellung an den Rand der Öffnung 7 bzw. 9 verlagert. Letzterer liegt dann in reibschlüssiger Anlage auf der Kugeloberfläche 4, sodass die Drehbarkeit der Kugel 4 gehemmt ist. Dabei werden die auf der gewölbten Stirnfläche des Stößels 11 aufliegenden Lagerkugeln 3 angehoben, bis sie in eine Anlagestellung zur Kugel 4 treten. Bei einer Weiterverlagerung des Stößels 11 wird die Kugel 4 gegen den Öffnungsrand 7 bzw. 9 gedrückt.
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Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren in ihrer fakultativ nebengeordneten Fassung eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Lagerkalotte
- 3
- Lagerkugel
- 4
- Kugel
- 5
- Teilbereich
- 6
- Teilbereich
- 7
- Gehäuseöffnung
- 8
- Bremskörper
- 9
- Öffnung
- 10
- beweglicher Flächenabschnitt
- 11
- Stößel
- 12
- Gehäuseabdeckung
- 13
- Randkragen
- 14
- Öffnung
- 15
- Tragschulter
- 16
- Luft
- W1
- Tangentenwinkel
