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Beschreibung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Linearlagereinheit.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt die Linearlagereinheit
im wesentlichen ein Lagergehäuse und einen Spurtisch, der hier als Spurstange bezeichnet
wird, wobei dieses Lagergehäuse, das sich vorwärts und rückwärts bewegen kann und
eine Gleit-bzw. Verschiebeoberfläche in bzw. auf einer Tischseite einer industriellen
Maschine oder dergl. trägt bzw. aufweist, eine Mehrzahl von Löchern für nichtbelastete
Kugeln und von Spurrillen enthält, und letztere sind auf bzw. in einer zylindrischen
inneren Ausnehmung des Lagergehäuses vorgesehen, während die Spurstange, die durch
bzw. in das Lagergehäuse eingefügt wird, mit einer Mehrzahl von Spurrillen versehen
ist, welche den Spurrillen auf bzw. in der inneren Ausnehmung des Lagergehäuses
entsprechen. Weiterhin umfaßt die Linearlagereinheit gemäß einem zweiten Aspekt
der vorliegenden Erfindung im wesentlichen ein Lagergehäuse, eine mit Hilfe eines
Keils fest in das Lagergehäuse eingefügte äußere Hülse, und eine Spurstange, die
durch bzw. in die äußere Hülse eingefügt ist, wobei das Lagergehäuse eine Mehrzahl
von U-förmigen Rillen für nichtbelastete Kugeln enthält bzw. aufweist, die radial
vertieft auf bzw. in der zylindrischen inneren Ausnehmung vorgesehen sind, und wobei
ferner die äußere Hülse eine Mehrzahl von Spurrillen enthält bzw. aufweist, die
auf der inneren Wand ausgebildet sind, während die Spurstange eine Mehrzahl von
Spurrillen enthält bzw.
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aufweist, welche den Spurrillen auf bzw. in der äußeren Hülse entsprechen.
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Es ist an sich bekannt, daß ein in weitem Umfang verwendetes Linearlager
vom sogenannten Kugelbuchsentyp ist. Die-
ser Typ eines Linearlagers
kann eine vertikale Belastung zufriedenstellend aufnehmen, aber wenn eine Momentbelastung
oder eine aufwärtsgerichtete Belastung darauf ausgeübt wird, funktioniert es nur
für einen Bruchteil der vertikalen Belastungsaufnahmefähigkeit.
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Um den vorstehend beschriebenen Nachteil, der bei einem konventionellen
Linearlager auftritt, zu vermeiden, wurde in einer Vorstufe der vorliegenden Erfindung
ein Linearlager mit einem darin befindlichen Käfig entwickelte der eine Mehrzahl
von sich in Längsrichtung erstreckenden Kugelanordnungen enthält, die symmetrisch
angeordnet sind, sowie Seitenabdeckungen, die fest an beiden Stirnflächen des Lagerkörpers
befestigt sind, wobei diese Seitenabdeckungen einen U-förmigen konkaven Teil haben,
der in Fluchtung mit der Mehrzahl der Kugelanordnungen angeordnet ist, so daß er
die Bewegungsrichtung der belasteten Kugeln umkehrt bzw. -lenkt.
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Jedoch wurde gefunden, daß das neuerdings entwickelte Linearlager
insofern einen Engpaß hat bzw. nachteilig ist, als es schwierig ist, diese Art eines
Linear lagers unter verhältnismäßig geringen Kosten bzw. kostengünstig herzustellen,
weil es dann, wenn es erforderlich ist, die Länge des Lagerkörpers bzw. -hauptteils
zu verändern, auch notwendig ist, den Käfig so herzustellen, daß seine Länge im
Verhältnis zu dem abgewandelten Lagerkörper bzw. -hauptteil verändert ist.
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Kurz zusammengefaßt soll infolgedessen mit der vorliegenden Erfindung
eine verbesserte Linearlagereinheit zur Verfügung gestellt werden, die unabhängig
von der Ausschaltung eines konventionellen Käfigs in ihrer Lagerleistungsfähigkeit
nicht vermindert ist; diese Linearlagereinheit enthält eine Mehrzahl von Löchern
für nichtbelastete Ku-
geln in einem Lagergehäuse und eine Mehrzahl
von halbkreisförmigen tiefen Spurrillen auf ihrer Innenwand, wodurch eine vergrößerte
Kontaktfläche zwischen den belasteten Kugeln und den Spurrillen sichergestellt wird;
wobei die oberen Spurrillen einen rechten Winkel zwischen sich relativ zur Mitte
der Lagereinheit einschließen, was dazu führt, daß keine Randbelastung (die als
kritische Belastung im Randteil bezeichnet wird), welche in den Spurrillen hervorgerufen
wird, entsteht, und daß außerdem eine Vorspannung (oder Vorbelastung) auf die belasteten
Kugeln in einigen der vier Spurrillen angewandt werden kann.
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Außerdem wird mit der vorliegenden Erfindung eine Linearlagereinheit
zur Verfügung gestellt, die eine äußere, in einem Lagergehäuse angebrachte Hülse
enthält, wobei auf der Innenwand dieser äußeren Hülse vier Spurrillen ausgebildet
sind, wobei ferner Seitenabdeckungen (oder Rückführ- bzw. Umlenkplatten), die fest
an beiden Stirnflächen des.Lagergehäuses befestigt sind, ringförmige Nuten bzw.
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Rillen aufweisen, welche ringförmigen Vorsprüngen auf den beiden Stirnflächen
der äußeren Hülse entsprechen, sowie U-förmige konkave Teile, die sich radial in
Fluchtung mit den vier Spurrillen der äußeren Hülse erstrecken, und Zungenteile
am jeweils innersten Ende der Seitenabdeckungen.
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Schließlich wird mit der vorliegenden Erfindung eine Linearlagereinheit
zur Verfügung gestellt, die eine vergrößerte Kontaktoberfläche hat, so daß ein vorbestimmter
Kontaktwinkel sichergestellt wird, und die dazu geeignet ist, ohne Schwierigkeiten
eine Vorbelastung (oder Vorspannung) anzuwenden, wobei das Lagergehäuse, -das aus
einem rechteckigen Querschnitt gemacht ist, eine zylindrische innere Ausnehmung
hat, auf bzw. in der vier U-förmige Rillen für nichtbelastete Kugeln parallel zueinander
in der Längsrichtung und in einem vorbestimmten Winkelabstand auf einem gewis-
sen
Kreis vorgesehen sind, während halbkreisförmige Spurrillen als tiefe Ausnehmungen
auf bzw. in der äußeren Hülse wie auch auf bzw. in einer Spurstange vorgesehen sind,
so daß eine vergrößerte Kontaktfläche erzielt wird, ohne daß irgendeine Notwendigkeit
für ei-nen konventionellen Käfig besteht, und zwar unabhängig von irgendeinem Fehler
in der Anordnung (Einteilung) der Spurrillen auf der äußeren Hülse oder irgendeinem
Fehler in der Anordnung der Spurrillen auf der Spurstange.
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Zur Erzielung der vorstehend beschriebenen Vorteile der vorliegenden
Erfindung wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Linearlagereinheit
vorgeschlagen, die im wesentlichen folgendes umfaßt: Ein Lagergehäuse, das ein unteres
offenes Ende hat und vier Löcher für nichtbelastete Kugeln, die im wesentlichen
den gleichen inneren Durchmesser haben, wie es der Kugeldurchmesser ist; Seitenabdeckungen,
die fest an beiden Stirnflächen des Lagergehäuses befestigt sind; eine Spurstange,
die durch bzw. in eine zylindrische innere Ausnehmung des Lagergehäuses eingefügt
ist; und eine Anzahl von Kugeln, die in Reihe eine nach der anderen durch vier sich
in Längsrichtung erstreckende kreisförmige Hohlräume zwischen halbkreisförmigen
konkaven Spurrillen auf bzw. in der zylindrischen inneren Ausnehmung des Lagergehäuses
und anderen entsprechenden halbkreisförmigen konkaven Spurrillen auf der Spurstange
sowie durch die vier Löcher für nichtbelastete Kugeln, die in dem Lagergehäuse vorgesehen
sind, hindurch angeordnet sind; wobei sich die in Längsrichtung erstreckenden kreisförmigen
Hohlräume über U-förmige konkave Teile, die auf den beiden Seitenabdeckungen ausgebildet
sind, in Verbindung mit den Löchern für nichtbelastete Kugeln befinden; wobei ferner
das Lagergehäuse ringförmige Vorsprünge auf seinen beiden Stirnflächen hat, die
sich zwischen den Löchern für nichtbelastete Kugeln und den
konkaven
Spurrillen auf bzw. in der zylindrischen inneren Ausnehmung befinden, und wobei
das Lagergehäuse außerdem einen sich in Längsrichtung erstreckenden tiefen Schlitz
auf seiner einen Seite hat, so daß einige der konkaven Spurrillen auf bzw. in der
zylindrischen inneren Ausnehmung vorgespannt oder vorbelastet werden können; während
die Seitenabdeckung ringförmige Nuten enthält, die den ringförmigen Vorsprüngen
entsprechen, sowie U-förmige konkave Teile und Kugelführungszungenteile, die sich
am innersten Ende der U-förmigen konkaven Teile in Verbindung mit dem jeweiligen
sich in Längsrichtung erstreckenden kreisförmigen Hohlraum befinden.
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Weiterhin wird gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung
eine Linearlagereinheit vorgeschlagen, die im wesentlichen folgendes umfaßt: Ein
Lagergehäuse, das ein unteres offenes Ende, vier Rillen für nichtbelastete Kugeln,
welche im wesentlichen die gleiche Breite haben, wie es der Kugeldurchmesser ist,
und eine Keilnut, die im mittigen Teil desselben angeordnet ist, aufweist; Seitenabdeckungen,
die fest an beiden Stirnflächen des Lagergehäuses befestigt sind; eine äußere Hülse,
die vier konkave Spurrillen für belastete Kugeln auf bzw. in einer zylindrischen
inneren Ausnehmung und eine Keilnut, welche der Keilnut in dem Lagergehäuse entspricht,
auf ihrer äußeren Oberfläche aufweist; eine Spurstange, die durch bzw. in die zylindrische
innere Ausnehmung der äußeren Hülse eingefügt ist; einen Keil, der von den Keilnuten
aufgenommen ist; und eine Anzahl von belasteten Kugeln, die.in Reihe eine nach der
anderen durch die vier sich in Längsrichtung erstreckenden Hohlräume zwischen den
halbkreisförmigen konkaven Spurrillen auf bzw. in der zylindrischen inneren Ausnehmung
der äußeren Hülse und weitere halbkreisförmige konkave Spurrillen auf der Spurstange
wie auch durch die-vier Rillen für nichtbelastete Kugeln, die auf der Innenwand
des
Lagergehäuses vorgesehen sind, hindurch angeordnet sind; wobei sich der in Längsrichtung
erstreckende Hohlraum über U-förmige konkave Teile, die auf den beiden Seitenabdeckungen
ausgebildet sind, in Verbindung mit den Rillen für nichtbelastete Kugeln befindet;
wobei ferner die äußere Hülse an bzw. auf ihren beiden Stirnflächen ringförmige
Vorsprünge hat, die in der Mitte zwischen den Rillen für nichtbelastete Kugeln und
den konkaven Spurrillen auf bzw.
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in der zylindrischen inneren Ausnehmung angeordnet sind; und wobei
außerdem das Lagergehäuse einen sich in Längsrichtung erstreckenden geneigten tiefen
Schlitz auf seiner einen Seite hat, der dazu dient, die konkaven Spurrillen auf
bzw. in der zylindrischen inneren Ausnehmung vorzuspannen oder vorzubelasten; während
die Seitenabdeckungen ringförmige Nuten enthalten, welche den ringförmigen Vorsprüngen
entsprechen, sowie die U-förmigen konkaven Teile und Kugelführungszungenteile, die
an dem jeweils innersten Ende der U-förmigen konkaven Teile in Verbindung mit dem
jeweiligen sich in Längsrichtung erstreckenden Hohlraum sind.
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Die Erfindung sei nachstehend anhand einiger in den Fig. 1 bis 17
der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsformen
näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform
einer Linearlagereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 eine Vorder- bzw.
Stirnansicht der Linearlagereinheit der Fig. 1; Fig. 3 eine Vorder- bzw. Stirnansicht
der Linearlagereinheit in einem Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1;
Fig.
4 eine gegenüber der Fig. 3 vergrößerte Schnittansicht der Linearlagereinheit dieser
Figur gemäß einem Schnitt entlang der Linie B-B der Fig. 3; Fig. 5 eine Querschnittsansicht
eines Spurtisches bzw.
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einer Spurstange für die Linearlagereinheit; Fig. 6 eine teilweise
im Schnitt dargestellte Seitenansicht der Linearlagereinheit, und zwar in einem
vergrößerten Maßstab; Fig. 7 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht
des Lagergehäuses; Fig. 8 eine Vorder- bzw. Stirnansicht des Lagergehäuses; Fig.
9(A) eine Vorder-bzw. Stirnansicht einer Seitenabdekkung; Fig. 9(B) eine Seitenansicht
der Seitenabdeckung; und Fig. 9(C) eine Teilschnittseitenansicht der Seitenabdeckung;
Fig. 9(A)' eine andere Vorder--bzw. Stirnansicht einer Seitenabdeckung; Fig. 10(A)
eine Seitenansicht eines U-förmigen Teils gemäß einem Schnitt längs der Linie D-D
in Fig. 9(A); und Fig. 10(B) eine Ansicht des U-förmigen konkaven Teils von unten;
Fig. 11 eine Seitenansicht einer Linearlagereinheit mit einer darin einbezogenen
äußeren Hülse; Fig. 12 eine Vorder- bzw. Stirnansicht der Linearlagereinheit der
Fig. 11;
Fig. 13 eine Querschnittsansicht der Linearlagereinheit
der Fig. 12 gemäß der Linie B-B in dieser Figur; Fig. 14 eine Teilschnittansicht
der Linearlagereinheit der Fig. 13 gemäß der Linie C-C in dieser Figur, und zwar
in einem vergrößerten Maßstab; Fig. 15 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht
eines Lagergehäuses für die Linearlagereinheit mit einer darin einbezogenen äußeren
Hülse; Fig. 16 eine Vorder- bzw. Stirnansicht des Lagergehäuses der Fig. 15; und
Fig. 17(A) eine Vorder- bzw. Stirnansicht der äußeren Hülse; und Fig. 17(B) eine
teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht der äußeren Hülse.
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Es sei nunmehr zur näheren Beschreibung der Erfindung auf die Figuren
der Zeichnung Bezug genommen.
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Ein Lagergehäuse für eine Linearlagereinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung ist allgemein mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet.
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Wie in Fig. 8 veranschaulicht ist, hat das aus einem rechteckigen
bzw. quaderförmigen Stahl hergestellte Lagergehäuse 100 eine sich in Längsrichtung
erstreckende zylindrische innere Ausnehmung 101, die eine Mehrzahl von konkaven
Rillen 102, 103, 104 und 105 für belastete Kugeln enthält, welche sich in der Längsrichtung
parallel zueinander erstrecken und deren Krümmungsradius so ausgelegt ist, daß er
mit dem äußeren Durchmesser der Kugeln identisch ist.
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Von diesen konkaven Rillen 102 bis 105 zur Führung der be-
lasteten
Kugeln sind die oberen konkaven Rillen 102 und 103 symmetrisch in einer Position
angeordnet, in der sie um 45° relativ zu einer Horizontallinie X-X', die durch die
Mitte O des Lagergehäuses 100 hindurchgeht,- versetzt sind, wogegen die unteren
konkaven Rillen 104 und 105 auch symmetrisch in einer Position angeordnet sind,
in der sie winkelmäßig um 150 relativ zu der Horizontal linie X-X' versetzt sind.
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Mit den Bezugszeichen 106 und 107 ist in Fig. 7 je ein ringförmiger
Vorsprung bezeichnet, der als, Kugelrückführung dient und von beiden Stirnflächen
des Lagergehäuses 100 vorstehet bzw. gegenüber diesen beiden Stirnflächen erhöht
ist. Diese ringförmigen Vorsprünge 106 und 107 haben je einen inneren kreisförmigen
Rand 108, der sich tangential zum Boden der konkaven Rillen 102 bis 105 erstreckt.
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Mit den Bezugszeichen 109, 110, 111 und 112 sind in Fig. 8 jeweils
Löcher für nichtbelastete Kugeln bezeichnet, die auf einem Kreis außenseitig von
der inneren Ausnehmung 101 angeordnet sind und einen inneren Durchmesser haben,
der merklich größer als der äußere Durchmesser der Kugeln ist.
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Diese Bohrungen bzw. Löcher 109 bis 112 für nichtbelastete Kugeln
sind auf geraden Linien, angeordnet, die sich von der Mitte 0 durch die jeweiligen
Löcher 102 bis 105 für nichtbelastete Kugeln erstrecken, und der äußere Rand 113
des ringförmigen'Vorsprungs erstreckt, sich tangential zu den jeweiligen innersten
Wänden der Bohrungen bzw. Löcher 109 bis 112 für nichtbelastete Kugeln.
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Mit dem Bezugszeichen 114 ist ein tiefer Schlitz bezeichnet, der im
Hauptteil des Lagergehäuses 100, vorzugsweise mit Hilfe einer elektrischen Entladungsmaschine,
ausgebildet ist. Dieser Schlitz 114 ist zwischen der Bohrung bzw. dem Loch 111 für
nichtbelastete Kugeln und der konkaven Rille 104 angeordnet, und zwar in einem kürzeren
Ab-
stand von dem Loch 111, und er erstreckt sich in der Längsrichtung,
wobei seine Breite bzw. Dicke möglichst klein sein sollte und besonders bevorzugt
etwa 0,5 mm beträgt.
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Es sei darauf hingewiesen, daß sich der Schlitz 114 parallel zur Seitenwand
des Lagergehäuses 100 erstreckt, und daß sein oberes Ende 162 unterhalb des oberen
Lochs 109 für nichtbelastete Kugeln angeordnet ist, während sein unteres Ende 163
an der unteren Wand 164 des Lagergehäuses geöffnet ist.
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Infolgedessen wird, wie in Fig. 2 veranschaulicht ist, der rechte
Teil des Lagergehäuses 100 relativ zu dem Schlitz 114 durch Einwärtsschrauben einer
Schraube 116 mit Sechskantkopf nach rechts deformiert bzw. ausgelenkt, wodurch die
konkaven Rillen 102 und 104 vorgespannt werden.
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Im unteren Teil des Lagergehäuses 100 sind einwärts von den unteren
Bohrungen bzw. Löchern 111 und 112 für nichtbelastete Kugeln offene Endflächen 115
und 116 vorgesehen, die einen Neigungswinkel im Bereich von 40 bis 45° relativ zur
Vertikalline Y-Y' oder zur Horizontallinie Z-Z' am unteren Ende des Lagergehäuses
100 haben und die sich in der Längsrichtung erstrecken.
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Weiter sind in beiden Strinflächen 120 und 121 des Lagergehäuses 100
Gewindelöcher 126, 127 und 128 vorgesehen, die dazu dienen, Seitenabdeckungen 122
und 123 fest zu montieren, indem Schrauben 158, 159 fest angezogen werden, die durch
Bohrlöcher in flachen Teilen 124 und 125 der Seitenabdeckungen 122 und 123 hindurchgesteckt
sind.
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Mit den Bezugszeichen 122 und 123 sind in den Fig. 6 und 9 die bereits
erwähnten Seitenabdeckungen bezeichnet, die aus Stahlblech ausgebildet und fest
auf der vorderen und
rückwärtigen Stirnfläche 120 und 121 des Lagergehäuses
100 befestigbar sind. Diese Seitenabdeckungen 122 und 12-3 haben eine ringförmige
Rille 129 und eine Mehrzahl von jeweiligen U-förmigen konkaven Teilen 130 bis 133,
wobei die ringförmige Rille 129 eine Konfiguration hat, die den ringförmigen Vorsprüngen
106 und 107 entspricht, während die U-förmigen konkaven Teile 130 bis 133 einen
Kanal bilden, durch die die Bewegungsrichtung der Kugeln, die von den Spurrillen
102 bis 105 für belastete Kugeln herkommen und zu den Löchern 109 bis 112 für nichtbelastete
Kugeln laufen, umgekehrt bzw. umgelenkt wird.
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Weiter sind mit den Bezugszeichen 134 bis 137 in den Fig.
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2 und 4 jeweils halbkreisförmige Kugelführungszungenteile auf den
Seitenabdeckungen 122 bzw. 123 bezeichnet. Diese Kugelführungszungenteile 134 bis
137 sind am innersten Ende der U-förmigen konkaven Teile 130 bis 133 angeordnet
und dienen dazu, Kugeln 143 aus der geradlinigen Bewegung auf bzw. in den Spurrillen
102 bis 105 des Lagergehäuses 100 wie auch auf bzw. in den Spurrillen 139 bis 142
des Spurtisches bzw. der Spurstange 138 in eine Dreh- bzw. Umlenkbewegung durch
die U-förmigen konkaven Teile 130 bis 133 hineinzuführen.
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Die Seitenabdeckungen 122 und 123 haben Befestigungslöcher 145 bis
147, die in vorbestimmten Positionen in den flachen Teilen 124 und-125 dieser Seitenabdeckungen
gebohrt sind.
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Wie in Fig. 5 gezeigt, ist der Spurtisch 138, der hier auch als Spurstange
(dieser Begriff soll im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und Ansprüche auch
den Begriff des Spurtisches mit umfassen, und umgekehrt) bezeichnet wird und eine
Mehrzahl von darauf ausgebildeten Spurrillen 139 bis 142 hat, aus Stahl von rechteckigem
bzw. qua-
derförmigem Querschnitt mittels Fräsbearbeitung oder
dergleichen so ausgebildet, daß seine Mittellinie mit der Mitte 0 des Lagergehäuses
100 übereinstimmt bzw. ausgerichtet ist.
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Nach Beendigung der Zentrierungsbearbeitung des Stahlblocks werden
die obere und untere parallele Oberfläche 148 und 149 sowie beide seitlichen parallelen
Oberflächen 150 und 151 ausgebildet, so daß sie als Bezugsebenen zur Bearbeitung
der Spurstange 138 dienen. Die oberen Spurrillen 139 und 140 sind auf Linien vorgesehen,
welche sich durch die Mitte 0 der Spurstange 138 unter einem Neigungswinkel von
450 relativ zur Horizontallinie X-X' erstrecken, wogegen die unteren Spurrillen
141 und 142 auf Linien vorgesehen sind, die sich unter einem Neigungswinkel von
150 relativ zur Horizontallinie X-X' erstrecken, und zwar jeweils symmetrisch. Es
sei darauf hingewiesen, daß die konkaven Spurrillen 139 bis 142 den im wesentlichen
gleichen Krümmungsradius haben wie der äußere Durchmesser der Kugeln, wobei die
Mitte des Radius auf einer Schnittstelle eines Teilkreises a, der den vorbestimmten
Radius r hat, mit den vorgenannten geneigten Linien, auf denen die- jeweiligen Spurrillen
139 bis 142 liegen, angeordnet ist.
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Mit den Bezugszeichen 165 und 166 ist in Fig. 5 je eine geneigte Oberfläche
bezeichnet, die jeweils zwischen der oberen Spurrille 139 bzw. 140 und der unteren
Spurrille 141 bzw. 142 ausgebildet ist, während das Bezugszeichen 152 einem Befestigungsloch
zugeordnet ist. Außerdem sind in Fig. 9-mit 153 bis 157 die inneren Seiten der Seitenabdeckungen
122 und 123 bezeichnet.
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Mit 158 und 159 sind jeweils Befestigungsschrauben für die feste Montage
der Seitenabdeckungen 122 und 123 an den Stirnflächen des Lagergehäuses 100 bezeichnet.
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Das Bezugszeichen 160 in Fig. 2 ist einem Gewindeloch zugeordnet,
das sich rechtwinklig zu dem Schlitz 114 erstreckt. Dieses Gewindeloch 160 dient
dazu, mittels Einschrauben eine Schraube 161-mit Sechskantkopf aufzunehmen.
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Nachdem vorstehend die Teile und Komponenten, welche eine Linearlagereinheit
gemäß der vorliegenden Erfindung bilden, in der oben beschriebenen Weise zur Verfügung
stehen, sei nun nachstehend ihr Zusammenbau mittels mehrerer Schritte beschrieben.
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Zunächst wird die Seitenabdeckung 122 mittels eines Satzes von Schrauben
158 fest an der einen Stirnfläche 120 des Lagergehäuses 100 befestigt. Dann wird
eine vorbestimmte Länge der Spurstange 138 in Längsrichtung in das Lagergehäuse
100 eingebracht, und danach werden die Kugeln 143 von der anderen Stirnfläche 121
her durch die Löcher 109 bis 112 für nichtbelastete Kugeln wie auch durch den sich
in Längsrichtung erstreckenden Raum zwischen den Spurrillen 102 bis 105 des Lagergehäuses
100 und den Spurrillen 139 bis 142 der Spurstange 138 eine nach der anderen eingefügt.
Schließlich wird die andere Seitenabdeckung 123 mittels der Schrauben 159 fest an
Ort und Stelle befestigt.
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Als nächstes sei nachstehend die Betriebs- bzw. Funktionsweise der
Linearlagereinheit beschrieben.
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Eine Linearlagereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung wird an eine
bestimmte Maschine (nicht gezeigt) angebaut bzw. in eine bestimmte Maschine eingebaut,
und dann wird eine vorbestimmte Einrichtung an der Linearlagereinheit befestigt.
Wenn sich das Lagergehäuse 100 zusammen mit der vorbestimmten Einrichtung nach vorwärts
bewegt, rollen die belasteten Kugeln 143, die in dem Raum zwischen den konkaven
Spurrillen 139 bis 142 der Spurstange 138 und
den konkaven Spurrillen
102 bis 105 des Lagergehäuses 100 gehalten werden bzw. angeordnet sind, zusammen
mit dem Lagergehäuse 100 nach vorwärts. Dann werden die Kugeln 143 mittels der Kugelführungszungenteile
134 bis 137 der Seitenabdeckungen 122 und 123 nach aufwärts umgelenkt, so daß sie
dadurch durch die Löcher 109 bis 112 für nichtbelastete Kugeln geführt bzw. in diese
Löcher geleitet werden.
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Da sich die Berührungspunkte der oberen belasteten Kugeln 143 mit
dem Lagergehäuse 100 und der Spurstange 138 auf Linien befinden, die sich unter
einem Neigungswinkel von 450 relativ zur Achsmitte 0 nach aufwärts erstrecken, und
da sich die Berührungspunkte der unteren belasteten Kugeln 143 auf Linien befinden,
die sich unter einem Neigungswinkel von 15° relativ zur Achsmitte 0 nach abwärts
erstrecken, und da darüber hinaus kein Käfig dazwischen gehalten bzw.
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angeordnet ist, so daß die Spurrillen in einer Konfiguration ausgebildet
werden können, welche eine Tiefe hat, die derjenigen eines Halbkreises äquivalent
ist, ist sichergestellt, daß die Kugeln eine vergrößerte Kontaktfläche haben, was
es ermöglicht, daß die Linearlagereinheit eine verbesserte Lastaufnahmefähigkeit
hat. Die Linearlagereinheit kann nämlich mit einer erhöhten Aufwärtsbelastung wie
auch einer erhöhten Seitenbelastung ausgelegt werden. Weiterhin ist, da die Spurrillen
eine vergrößerte Tiefe haben, sichergestellt, daß die Linearlagereinheit eine sehr
hohe Belastung in der entgegengesetzten Richtung (Aufwärtsbelastung) aushalten bzw.
aufnehmen kann.
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Außerdem ist, da die belasteten Kugeln einer Vorspannung (Vorbelastung)
durch Einschrauben der mit einem Sechskantkopf versehenen Schraube ausgesetzt sind,
während sie in den vier Spurrillen bei bzw. unter einem weiten Kontaktwinkel gehalten
werden, wie in den Fig. 1 und 2 veranschaulicht ist, sichergestellt, daß die Linearlagereinheit
eine
lange Arbeits- bzw. Funktionslebensdauer wie auch eine erhöhte Steifigkeit hat.
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Mit den Bezugszeichen 235 und 236 ist eine vordere und rückwärtige
Stirnfläche eines Lagergehäuses 200 bezeichnet, das zu einer zweiten Ausführungsform
gehört.
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Es sei nun diese zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 17 beschrieben. In dieser Ausführungsform ist
die Spurstange bzw.
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der Spurtisch mit 152 bezeichnet, und mit 138 ist ein Befestigungsloch
bezeichnet. Andere Teile und Komponenten, die denjenigen der vorherigen Ausführungsform
ähnlich sind oder die die gleichen wie in der vorherigen Ausführungsform sind, haben
das gleiche Bezugszeichen wie die entsprechenden Teile und Komponenten der ersten
Ausführungsform erhalten.
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Wie in Fig. 16 veranschaulicht, enthält das aus Stahl von rechteckigem
Querschnitt hergestellte Lagergehäuse 200 eine sich in Längsrichtung erstreckende
zylindrische innere Ausnehmung 211 und vier Rillen 212 bis 215 für nichtbelastete
Kugeln, die sich radial von der inneren Ausnehmung 211 aus erstrecken, und diese
Rillen 212 bis 215 für nichtbelastete Kugeln haben im wesentlichen die gleiche Breite,
wie es der äußere Durchmesser der Kugeln ist, in ihrer im Querschnitt U-förmigen
Konfiguration.
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Es ist zu bevorzugen, daß die vier Rillen 212 bis 215 für nichtbelastete
Kugeln gleichzeitig bearbeitet bzw. durch Bearbeitung ausgebildet werden, und zwar
beispielsweise mit Hilfe einer Räummaschine.
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Von den vier Nuten bzw. Rillen 212 bis 215 für nichtbelastete Kugeln
sind die oberen Nuten bzw. Rillen 212 und 213
derart vorgesehen,
daß nichtbelastete Kugeln in einer Position angeordnet werden, in der sich eine
Linie, die einen Neigungswinkel von 45° relativ zur Horizontallinie X-X' hat und
die durch die Mittel 0 des Lagergehäuses 200 hindurchgeht, erstreckt, wogegen die
unteren Nuten bzw. Hillen 214 und 215 für nichtbelastete Kugeln derart vorgesehen
sind, daß die nichtbelasteten Kugeln in einer Position angeordnet sind, in der sich
eine Linie, die einen Neigungswinkel von 150 relativ zur Horizontallinie X-X' hat,
radial erstreckt bzw. radial durch die Mitte O erstreckt, und zwar symmetrisch bzw.
in einer symmetrischen Beziehung zueinander.
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Mit 216 ist eine Keilnut bezeichnet, die sich in Längsrichtung im
mittleren Teil zwischen den oberen Rillen 212 und 213 für nichtbelastete Kugeln
erstreckt.
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Die Bezugszeichen 231 bis 234 in Fig. 17 sind sich in Längsrichtung
erstreckenden halbkreisförmigen Spurrillen für belastete Kugeln zugeordnet, die
auf der inneren Oberfläche 221 einer äußeren Hülse 220 vorgesehen sind. Diese Spurrillen
231 bis 234 für belastete Kugeln haben im wesentlichen den gleichen Krümmungsradius
wie der Durchmesser der Kugeln, wobei sich die oberen Spurrillen 231 und 232 auf
einer Linie befinden, die sich jeweils unter einem Ne-igungswinkel von 450 relativ
zu der Horizontallinie X-X' durch die Mitte 0 der äußeren Hülse 220 erstreckt, während
sich die unteren Spurrillen 233 und 234 jeweils auf einer Linie befinden, die sich
unter einem Neigungswinkel von 15° relativ zu der Horizontal linie X-X' durch die
Mitte O erstreckt, und zwar sind diese Linien jeweils symmetrisch vorgesehen.
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Mit 106 und 107 ist je ein ringförmiger Vorsprung bezeichnet, und
diese Vorsprünge sind auf den beiden Stirnflächen
der äußeren Hülse
220 vorgesehen und dienen zur Führung der Rückkehr- bzw. Umlenkbewegung der Kugeln.
Der äußere Rand 213 der ringförmigen Vorsprünge 106 und 107 befindet sich genau
am inneren Rand 222 des Lagergehäuses 200.
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Mit 223 ist eine Keilnut bezeichnet , die auf dem Umfang der äußeren
Hülse 220 ausgebildet ist.
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Das Bezugszeichen 224 in Fig. 16 ist einem sich in Längsrichtung erstreckenden
tiefen Schlitz zugeordnet, der im Hauptteil des Lagergehäuses 200 durch Bearbeitung
ausgebildet ist. Ein Gewindeloch 225 ist rechtwinklig zu diesem Schlitz 224 vorgesehen,
und in dieses Gewindeloch ist eine Schraube 226 mit Sechskantkopf eingeschraubt.
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Mit 227 ist ein vertiefter Sitz bezeichnet, während 228 eine Verstärkungsrippe
des Lagergehäuses ist.
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Außerdem ist mit 229 eine Feststell- bzw. Gegenmutter bezeichnet,
die auf die anzuziehende Schraube 226 (deren Sechskantkopf ein Innensechskant ist)
aufgeschraubt ist, so daß verhindert wird, daß sich die Schraube 226 lockert.
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Mit 230 ist ein einfacher Keil bezeichnet.
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Der Zusammenbau der Linearlagereinheit gemäß der vorstehend beschriebenen
zweiten Ausführungsform wird mittels der nachfolgend beschriebenen Schritte ausgeführt.
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Zunächst wird die Seitenabdeckung 122 mittels eines Satzes von Schrauben
158 fest an der einen Stirnfläche 120 des Lagergehäuses 200 befestigt. Dann wird
die äußere Hülse 220 mit darauf versenktem Keil in die innere Ausnehmung 211 des
Lagergehäuses 200 eingebracht, und danach wird eine vorbestimmte Länge der Spurstange
152 durch die äußere Hülse 220 hindurch eingefügt.
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Dann werden die Kugeln 143 von der anderen Stirnfläche 121 her in
den sich in Längsrichtung erstreckenden Hohlraum in den Rillen 212 bis 215 für nichtbelastete
Kugeln wie auch zwischen die Spurrillen 231 bis 234 der äußeren Hülse 220 und die
Spurrillen 139 bis 142 der Spurstange 152 eine nach der anderen eingefügt, und danach
wird die Seitenabdeckung 123 unter Verwendung eines Satzes von Schrauben 159 fest
an der Stirnfläche 121 befestigt.
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Wie man leicht aus der obigen Beschreibung ersieht, zeichnet sich
die Linearlagereinheit, welche in der vorstehend erwähnten Weise zusammengebaut
worden ist, insbesondere dadurch aus, daß die Spurrillen für belastete Kugeln auf
der Innenwand der äußeren Hülse ausgebildet sind, während sie dagegen in der vorherigen
Ausführungsform direkt in dem Lagergehäuse vorgesehen sind.
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Infolgedessen ist es sehr leicht, in der Linearlagereinheit Rillen
für nichtbelastete Kugeln aus der Innenwand des Lagergehäuses in der Radialrichtung
durch einen Räumvorgang oder dergl. herauszuarbeiten.
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Der Schlitz 228 wird durch Bearbeitung parallel zu dem vertieften
Sitz 227 auf der Verstärkungsrippe 228 des Lagergehäuses 200 ausgebildet, wobei
sich sein oberes Ende in der Mitte oder etwa in der Mitte zwischen der oberen und
unteren Rille 212 und 214 für nichtbelastete Kugeln befindet, während sein unteres
Ende 238 an der unteren Wand des Lagergehäuses 200 offen ist.
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Wenn die mit einem Sechskantkopf (Innensechskant) versehene Schraube
226 einwärts geschraubt wird, dann wird der rechte Teil des Lagergehäuses relativ
zu dem Schlitz 224 nach rechts zu deformiert bzw. ausgelenkt, wodurch die Spurrillen
für belastete Kugeln vorgespannt oder vorbelastet
werden.
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Wie deutlich aus der obigen Beschreibung erkennbar ist, hat die Linearlagereinheit
gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere die Vorteile, daß sie aus einer geringeren
Anzahl von Teilen oder Komponenten bei verminderten Herstellungskosten aufgebaut
werden kann, weil kein Käfig erforderlich ist, und daß eine Verschiedenheit an Linearlagereinheiten
im Bereich von großer bis zu kleiner Belastungskapazität ohne Schwierigkeiten hergestellt
werden kann, weil die Länge der Spurfläche (dasselbe gilt für die Spurrillen) der
Linearlagereinheit lediglich durch Verändern der Länge des Lagerkörpers bzw. -hauptteils
eingestellt werden kann.
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Der Spurtisch bzw. die Spurstange wird gewöhnlich mittels der Schritte
des Bearbeitens bzw. Herausarbeitens der parallelen oberflächen im oberen und unteren
Teil wie auch der beiden Seiten des Spurtisches bzw. der Spurstange und des darauffolgenden
Ausbildens der vier Spurrillen hergestellt.
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