DE1425120B1

DE1425120B1 - Kugellager fuer Laengsbewegung

Info

Publication number: DE1425120B1
Application number: DE19631425120D
Authority: DE
Inventors: Erikson Carl F
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1962-11-26
Filing date: 1963-10-25
Publication date: 1970-01-15
Also published as: FR1529509A; GB1046477A; JPS504912B1; CH446823A; US3245731A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Kugellager für Längs- kräfte entstehen läßt, die eine Größe aufweisen, die bewegung mit wenigstens einer endlosen Reihe von zu Störungen führen könnte wie bei den Walzen-Kugeln, die in einer Richtung zwischen ebenen Lauf- lagern, bei denen die Walzen daran gehindert werden, flächen an den gegeneinanderbewegten Maschinen- sich längs einer geraden Linie zu bewegen und die teilen abrollen und durch wenigstens einen Kanal in 5 eine Genauigkeit der Montage erfordern, die nur einem der Maschinenteile in der entgegengesetzten schwer zu erzielen ist.

Richtung unbelastet zurückgeführt werden, wobei Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

Führungen zum Halten der belasteten Kugeln an dem Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher er-

die Rückführkanäle aufweisenden Maschinenteil in läutert. In den Zeichnungen zeigt

Richtungen quer zur Laufrichtung vorgesehen sind. io F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Teil einer

Kugellager nach der Erfindung dienen zum Halten Maschine, deren einer Maschinenteil mit erfindungs- oder Abstützen eines Maschinenteils, um eine prak- gemäßem Kugellager für Längsbewegung verschiebtisch freie Relativbewegung gegenüber einem anderen bar angeordnet ist,

Maschinenteil zu ermöglichen, ohne seitliche Kräfte Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in

auszuüben. Bisher hat man die Werkzeugmaschinen 15 Fig. 3,

im allgemeinen so konstruiert und ausgeführt, daß Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in

man durch genaue Kontrollen bzw. auch Regel- F i g. 2 und

vorrichtungen extrem genaue Stellungen bzw. Lagen F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in

erreichen konnte. Selbstverständlich können diese Fig. 3.

Stellungen bei einer Werkzeugmaschine nur dann er- 20 F i g. 1 zeigt einen Tisch 10, welcher relativ zu zwei

reicht werden, wenn die relativ zu dem Hauptwerk- Bahnen 11 bewegbar ist.

stück beweglichen Teile keine unkontrollierbaren Der Tisch 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel

Kräfte aufzunehmen brauchen. mit Hilfe einer Vielzahl von Kugellagern der Füh-

Bei derartigen bekannten Kugellagern für Längs- rungsbahn 11 zugeordnet. In F i g. 1 sind die drei

bewegung sind die Führungen zum Halten der be- 25 Kugellager 12,13 und 14 gezeigt, wobei das Lager 12

lasteten Kugeln starr. Infolgedessen können sie keine das Gewicht des beweglichen Teils 10 trägt, das Lager

seitliche Bewegung ausführen, was einmal einen 13 die seitliche Führung des beweglichen Teils 10 zu

außerordentlich genauen Einbau notwendig macht übernehmen hat und das Kugellager 14 eine Art

und wegen des unvermeidbaren Spiels zum anderen Leistenführung darstellt. Die Kugellager haben gegen-

zu einem erheblichen Verschleiß an Kugel und Füh- 30 über ihrem Trägerteil seitlichen Spielraum, und jedes

rungselementen führt. der beiden Kugellager 12 und 13 ist in der Mitte auf

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Auf- ihrer gesamten Länge im Eingriff mit den Blöcken 15 gäbe, ein derartiges Kugellager für Längsbewegung so bzw. 16, um die im Betrieb auftretenden Kräfte aufauszubilden, daß auch eine begrenzte Bewegung der nehmen zu können.

Kugeln quer zur Hauptlaufrichtung möglich ist und 35 Jedes der Kugellager 12 und 13 hat denselben kon-

trotzdem die Kugeln in die Öffnungen der Rückführ- struktiven Aufbau; die Anordnung 12 soll im folgen-

kanäle genau eingeführt werden. den unter Bezugnahme auf die F i g. 2, 3 und 4 im

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, einzelnen näher beschrieben werden,

daß seitlich jeder Reihe von Kugeln als Führungen Das Kugellager 12 besteht aus einem länglichen

zum Halten der belasteten Kugeln seitlich ausbiegbare 4° Maschinenteil als Hauptkörper 20 mit einem Paar am

Stäbe an ihren Enden außerhalb der Lauffläche am Ende angeordneter Kappen 21 und 22, die an gegen-

Maschinenteil befestigt sind. überliegenden Enden des Hauptkörpers beispielsweise

Durch die seitliche Ausbiegbarkeit der nur an ihren durch eine Flanschschraube 23 befestigt sind. Jeder Enden gegen seitliche Bewegung festgelegten Stäbe Hauptkörper 20 besitzt einen erweiterten Teil, der können diese bei Anlaufen der Kugel in gewissen 45 den Tischflächen am nächsten liegt, um eine Führung Grenzen nachgeben. Durch die dabei entsprechende für das Kugellager zu bekommen, wenn dieses sich in kurvenförmige Krümmung der Stäbe in der Ebene der Längsrichtung um die mittlere Stütze schräg stellt, der Laufflächen werden jedoch die Kugeln zwang- Eine Seite 24 des Hauptkörpers 20 bildet eine Wälzläufig in die Mündungen der Rückführkanäle ein- fläche für die Kugeln. Bei diesem Ausführungsbeispiel geführt. 50 sind vier Reihen von Kugeln 25, 26, 27 und 28 vor-

Um die bei der Ausbiegung auftretende Längen- gesehen, die längs der Wälzfläche 24 verlaufen. Die

änderung zwischen den Befestigungsstellen am Ma- Kugelumlaufbahnen sind durch eine Reihe von in

schinenteil auszugleichen und um ein Verwerfen der dem Hauptkörper 20 befindlichen Kanälen vervoll-

Stäbe bei thermischen Längenänderungen zu vermei- ständigt. Diese Kanäle tragen die Bezugsziffern 29,

den, ebenso wie gegebenenfalls eine gewisse Nach- 55 30, 31 und 32. Die Kanäle haben alle Umlenkbögen,

stellbarkeit der Endstücke des Lagers zu ermöglichen, so hat beispielsweise der Kanal 32 die Abschnitte 32 a

sind vorzugsweise die seitlich ausbiegbaren als Füh- und 32 b und läuft in die Enden 32 c und 32 d an

rangen dienenden Stäbe axial verschiebbar im Ma- gegenüberliegenden Enden der Wälzfläche 24 aus. In

schinenteil gelagert. jeder Reihe ist eine ausreichende Anzahl von Kugeln

Die als Führung dienenden seitlich ausbiegbaren 60 vorgesehen, um den zugehörigen Kanal vollständig

Stäbe sind vorzugsweise nachgiebige Drähte mit drei- auszufüllen.

eckförmigem Querschnitt. Diese Stäbe können auch Wie man aus der Zeichnung ersieht, muß das

mit einem trapezförmigen Querschnitt mit der weiten Kugellager in jeder nur möglichen Bewegungsrichtung Basis an der Außenseite vom Maschinenteil weg oder des Gleitstücks 10 wirksam sein, so daß die Kugeln

mit anderem Querschnitt ausgebildet sein. 65 entweder sich in die Kanalöffnung 32 c hinein- oder

Der wesentlichste Vorteil des Erfindungsgegen- aus dieser herausbewegen können. Wie F i g. 4 zeigt,

Standes ist darin zu sehen, daß eine winkelmäßige verläuft eine Mittellinie von dem Mittelpunkt M der

Fehlausrichtung der Kugellager keine Ablenkungs- Kanalöffnungen 32 c und 32 d zwischen den Punkten

M und N; sie ist in strichpunktiertem Linienzug gezeichnet. Die Abmessungen der Kanäle 29 bis 32 sind etwas größer als die Abmessungen der Kugeln, wie man aus den F ig. 2, 3 und 4 ersieht; die Kanäle können also von sich aus nicht mit Sicherheit bewirken, daß eine Kugel an irgendeinem der Punkte M oder N in eine Kanalöffnung eintritt.

Es sind Einrichtungen vorgesehen, die auch eine Bewegung der Kugeln längs eines im Winkel zu der Linie M, N verlaufenden Weges zulassen, sobald die Kugeln über die Wälzfläche 24 hinausgelangen. Wenn eine Kugel 28 aus dem Kanal durch die Öffnung 32 d austritt (F i g. 4), hat die unten beschriebene erfindungsgemäße Einrichtung die Aufgabe, daß der Mittelpunkt der Kugel über die ganze Länge der Linie M-N zentriert wird. Wandert nun die Kugel selbst auf die Öffnung 32 c des Kanals zu, dann kann diese entweder der Mittellinie folgen oder den auseinanderstrebenden Linien mit der äußersten Divergenz, die in gestrichelten Linienzügen angedeutet sind und zwisehen dem Punkt N und den Punkten A und B verlaufen. Andererseits kann eine Kugel, die sich in der entgegengesetzten Richtung bewegt, von dem Punkt M aus nach den Punkten C oder D ausweichen.

Diese Einrichtungen bestehen erfindungsgemäß aus biegsamen Stäben, die dazu dienen, die Kugeln zu führen. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel besteht diese Einrichtung aus Drähten 40, 41, 42, 43 und 44, die im allgemeinen dreieckförmigen Querschnitt haben. Diese Drähte können auch andere Formen aufweisen; dreieckförmige Drähte bieten aber eine größere Breite zum Halten der Kugeln.

Jeder Kugelreihe ist ein Drähtepaar zugeordnet, und die relative Lage der Teile zueinander ist so gewählt, daß immer ein einzelner Draht zwischen zwei benachbarten Kugelreihen liegt. Die Drähte begrenzen immer paarweise eine Kugelreihe. Die Drahtpaare sind in einem Abstand voneinander angeordnet, der etwas kleiner ist als der Durchmesser einer Kugel, und sie haben einen Abstand von der Wälzfläche 24, der kleiner ist als der Durchmesser der Kugel. Beim Durchbiegen der Drähte können sich diese von der Wälzfläche 24 wegbewegen, weil sie im bestimmten Abstand von der Oberfläche der Bahn 11 liegen. Die Drähte können sich auch in der Längsrichtung bewegen, wenn sie durchgebogen werden, und zwar dadurch, daß die Enden jedes einzelnen Drahtes, beispielsweise die Enden 45 und 46 des Drahtes 43, lose in einer Ausnehmung 47 bzw. 48 der Abschlußkappen 21 und 22 untergebracht sind.

F i g. 4 zeigt beispielsweise, daß die Drähte 43 und in dem Sinn wirken, daß die Kugeln 28 in die Mitte der Kanalöffnung 32 d geführt werden, wenn die Kugeln aus dem Kanal austreten. Die Drähte 43 und können sich dann durchbiegen, wenn die Kugeln schräglaufen. Hat eine einzelne Kugel einen solchen Weg genommen, dann kann sie sich immer noch frei in den Kanal 32 c hineinbewegen, weil dieser ja größere Abmessungen besitzt. Dieselbe Wirkung tritt ein, wenn das Kugellager sich in der entgegengesetzten Richtung bewegt.

Wie man aus F i g. 2 ersieht, sind die Kanäle 29 bis in Gruppen zusammengefaßt und in der Höhenausdehnung gegeneinander versetzt, um zwischen den einzelnen Kanälen eine passende Wanddicke frei zu lassen.

Das Kugellager 14 für die Leistenführung hat im Prinzip den gleichen Aufbau wie die Kugellager 12 und 13; allerdings besitzt es, wie Fig. 1 zeigt, nur eine einzige Reihe von Kugeln 50. Der Aufbau dieser einzigen Kugelreihe ist aber der gleiche wie für jede einzelne Reihe des Kugellagers 12.

Claims

Patentansprüche:

1. Kugellager für Längsbewegung mit wenigstens einer endlosen Reihe von Kugeln, die in einer Richtung zwischen ebenen Laufflächen an den gegeneinander bewegten Maschinenteilen abrollen und durch wenigstens einen Kanal in einem der Maschinenteile in der entgegengesetzten Richtung unbelastet zurückgeführt werden, wobei Führungen zum Halten der belasteten Kugeln an dem die Rückführkanäle aufweisenden Maschinenteil in Richtungen quer zur Laufrichtung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich jeder Reihe (25 bis 28) von Kugeln als Führungen zum Halten der belasteten Kugeln seitlich ausbiegbare Stäbe (40 bis 44) an ihren Enden außerhalb der Lauffläche am Maschinenteil (12) befestigt sind.

2. Kugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlich ausbiegbaren als Führungen dienenden Stäbe (40 bis 44) axial verschiebbar im Maschinenteil (12) gelagert sind.

3. Kugellager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Führungen dienenden seitlich ausbiegbaren Stäbe nachgiebige Drähte (40 bis 44) mit dreieckförmigem Querschnitt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen