DE3400824A1

DE3400824A1 - Ruecklaufkanal eines waelzlagers fuer endlose linearbewegung

Info

Publication number: DE3400824A1
Application number: DE19843400824
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Mottate
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 1983-03-15
Filing date: 1984-01-12
Publication date: 1984-09-27
Also published as: ES8501703A1; KR860001685B1; IT1173268B; JPS6135778Y2; ES528812A0; IT8419611A0; US4504097A; JPS59142518U; KR840008040A; IT8420857V0; CA1219027A

Description

Dlpl.-lng. W. Dahlke

DipL-lng. H.-J. Lippert

Patentanwälte
Frankenforster Straße 137
5060 Bergisch Gladbach 1

Nippon Thompson Co. Ltd.
Minato-ku, Tokyo / Japan

11. Januar 1984 L/C/Ma

"Rücklaufkanal eines Wälzlagers für endlose Linearbewegung"

Die vorliegende Erfindung betrifft einen verbesserten Rücklaufkanal eines Umlaufweges für Rollen eines Wälzlagers für endlose Linearbewegung, wobei ein auf einer Laufschiene befestigtes Gehäuse eine endlose Linearbewegung ausführen kann mittels einer Mehrzahl von in besagtem Umlaufweg endlos zirkulierenden Rollen. Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Rücklaufkanals, der einfach herzustellen ist, und die verschiedenen Effekte hervorruft, wie verbesserte Schmierung und Kühlung der Rollen, sowie verbesserte Entfernung von Fremdkörpern im Umlaufweg.

Wie in Figur 5 und 6 gezeigt, umfaßt ein Wälzlager für endlose Linearbewegung eine Laufschiene 1 von linearem Verlauf und ein Gehäuse 2,das auf besagter Laufschiene 1 befestigt ist, wobei besagtes Gehäuse 2 mittels einer Mehrzahl von innerhalb besagtem Gehäuse 2 endlos zirkulierender Rollen 3 eine endlose Linearbewegung ausführen kann. Ein Umlaufweg zur endlosen Zirkulation besagter Rolle 3 umfaßt eine Belastungs-

zone und eine Nicht-Belastungszone, wobei besagte Belastungszone eine Laufbahn 6, ausgebildet durch eine rechtwinklige, V-förmige Aussparung 4 auf besagtem Gehäuse 2 und eine rechtwinklige, V-förmige Aussparung 5 auf besagter Laufschiene 1, Jeweils einander gegenüberliegend, umfaßt, und wobei besagte Nicht-Belastungszone einen Rücklaufkanal 7 von linearem Verlauf, ausgebildet in besagtem Gehäuse 2 parallel zu besagter Laufbahn 6, und einen Umlenkweg 8 umfaßt, der eine weiche Richtungsänderung der Rolle 3 bewirkt durch jeweilige Verbindung beider Enden besagten Rücklaufkanals 7 und besagter Laufbahn 6.

Um ein Rollen besagter Rolle 3 in besagter Nicht-Belastungszone zu erlauben, ist im Gehäuse 2 zum bisherigen Stand der Technik ein Rücklaufkanal von einer Form mit einem quadratischen Querschnitt, der geringfügig größer ist als der Querschnitt an der Achse der Rolle 3» geschaffen, wobei besagte Rolle eine zylindrische Form hat, und deren Höhe und deren Durchmesser ungefähr gleich sind, und gewöhnlich ist besagter Rücklaufkanal im Gehäuse 2 geschaffen. Aufgrund der Anordnungsbeziehung zur Laufbahn 6 jedoch muß die Neigung des Rücklaufkanals von quadratischem Querschnitt in einem bestimmten Winkel ausgeführt werden. Auf diese Weise wird der Herstellungsprozeß eines solchen geneigten Kanals schwierig, und ebenso war die Schmierung für die Rollen, die innerhalb des Rücklaufkanals rollen, nicht immer weich ausgeführt.

Um die Schmierung zu verbessern war es daher nötig, separate Schmierstellen zu formen.

Ebenso sind, wie in Figur 7 bis 9 gezeigt, als andere Beispiele zum Stand der Technik Vorschläge gemacht worden, um die leichte Herstellung des Rücklaufkanals

zu verbessern. Jedoch hat jede davon Mangel, wie im folgenden beschrieben wird.

In dem in Figur 7 gezeigten Beispiel ist ein Gehäuse am Ort des Rücklaufkanals 20 in zwei Teile geteilt, nämlich in ein oberes Teil 22 und in ein unteres Teil 23. Jedoch wird für einen Rücklaufkanal 20 mit einer bestimmten Neigung die Aufteilung in zwei Teile schwierig, und zur Einbauzeit des oberen Teiles 22 und des unteren Teiles 23 können Einbaufehler oder örtliche Verschiebungen zwischen dem oberen Teil 22 und dem unteren Teil 23 auftreten. So kann ein präzise geformter Rücklaufkanal 20 nicht erhalten werden, und es traten Fälle auf, in denen die Rolle nicht weich rollte. Daraus resultierend gab es ein Anwendungsproblem für ein Wälzlager für endlose Linearbewegung.

In dem in Figur 8 gezeigten Beispiel ist der Rücklaufkanal 24 gebildet durch· Befestigung einer Rücklaufkanalabdeckung 30, ausgeführt als eine dünne Platte, an der Außenseite des Gehäuses 29. Dies ist eine relativ einfache Konstruktion. Obgleich eine Übernahme in einem Spezialfall möglich ist, wenn der Rücklaufkanal 24 an der Bodenfläche des Gehäuses 29 geschaffen ist, ist Jedoch in dem Fall, wenn der Rücklaufkanal an einer Seitenfläche oder einer oberen Fläche des Gehäuses 29 geschaffen wird, die Auswahl der Befestigungsfläche der Rücklaufkanalabdeckung 30 schwierig und kann nicht übernommen werden, und daher gibt es keine universelle Übertragbarkeit.

In dem in Figur 9 gezeigten Beispiel ist ein Rücklaufkanal einer Nicht-Belastungszone ausgebildet durch eine rechtwinklige, V-förmige Aussparung 26 im Gehäuse 25

und eine obere Lagerplatte 27 und eine untere Lagerplatte 28, wobei jeweils beide in einer gleitenden und kontaktierenden Weise über die oberen und die unteren Außenflächen der Rolle 2 führen. Obwohl die Konstruktion sehr einfach ist, soweit Teile der Seitenfläche und der Endfläche der Rolle 3 aufgedeckt sind, gibt es abhängig von dem Ort der Installation des Wälzlagers für endlose Linearbewegung viele Möglichkeiten des Eintritts von Fremdpartikeln in den F; :■:!:- lauf kanal und daher gab es einen Mangel, und ein großes Risiko existierte, daß eine Gewährleistung einer stabilen Führung unmöglich wurde.

Die vorliegende Erfindung umfaßt einen Rücklaufkanal

¹^ eines Wälzlagers für endlose Linearbewegung, wobei der Querschnitt des Rücklaufkanals einen konzentrischen, zusammengesetzten Querschnitt hat, der gebildet ist durch einen kreisförmigen Grundkanal des Rücklaufkanals und einen Führungskanal von quadratischem Querschnitt.

Auf diese Weise enthält der Rücklaufkanal, der eine Nicht-Belastungszone ist, eine minimale Kontaktfläche mit der Rolle hat und in der Lage ist, eine Fläche zur Ölbevorratung zu sichern, und soweit dieser in der Lage ist, vier Eckteile der Rolle an einem Querschnitt auf der Achse der Rolle zu führen, ist es möglich, die Rolle weich mit einem reduzierten Reibungswiderstand zu führen. Die Führung der Rollen ist also unabhängig, und soweit dort an vier Seiten ölbevorratung geschaffen ist, ist es möglich, den Schmierungseffekt für eine lange Periode zu erhalten. Die Führungsfläche der Rolle kann sehr schmal sein, und soweit es möglich ist, Fremdkörper zu entfernen, werden Risse auf der Rollfläche der Rolle in dem Rücklauf kanal, die durch Eintritt von Fremdkörpern, wie durch abgetragene Partikel etc. verursacht worden sind,

weniger häufig auftreten. Ebenso wird gegenüber der erzeugten Wärme ein guter Kühleffekt bewirkt. Als Gesamtresultat ist der Bewegungswiderstand des Wälzlagers für endlose Linearbewegung klein gemacht, die Abnutzung verringert, die Wartungszeit extrem reduziert und die Lebensdauer des Wälzlagers verlängert. Auf diese Weise ist es möglich, die Arbeitseffizienz der Maschine zu erhöhen, auf der besagtes Wälzlager für endlose Linearbewegung installiert ist. Weiterhin kann vom Standpunkt der Herstellung des Rücklaufkanals gesehen dieser durch zwei Prozesse komplettiert werden, nämlich durch ein Ausdrehen eines kreisförmigen Grundkanals, was leicht und präzise ausgeführt werden kann, und gefolgt durch eine Herstellung von rechtwinkligen, V-förmigen Aussparungen für die vier Ecken durch Ziehen etc., was leicht und akkurat ausgeführt werden kann. Als Ergebnis ist die Herstellung eines präzisen Rücklaufkanals realisiert bei geringen Kosten und die vorher erwähnten verschiedenen Effekte werden erreicht.

Figur 1 ist ein teilweiser Aufriß eines

Wälzlagers für endlose Linearbewegung mit einer Querschnittansicht einer Aus-²^ führungsart der vorliegenden Erfindung;

Figur 2 sind teilweise Querschnitte, die eine bis 4 Herstellung eines Rücklaufkanals der

vorliegenden Erfindung illustrieren; 30

Figur 5 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsart eines Wälzlagers für endlose Linearbewegung, wobei die linke Hälfte durch einen Schnitt entlang der Linie V-V von Figur 6 gezeigt ist;

Figur 6 ist eine Vorderansicht des obigen, wobei die rechte Hälfte durch einen Schnitt entlang

der Linie VI - VI von Figur gezeigt ist;

Figur 7 bis 9 sind teilweise Querschnittsansichten, die entsprechende

Beispiele zum Stand der Technik darstellen;

Figur 10 ist eine anschauliche Zeichnung, die die Beziehung zwischen einem

kreisförmigen Grundkanal und einem Führungskanal zeigt und

Figur 11 ist eine Vorderansicht einer anderen Ausführungsart, die

die rechte Hälfte als einen Querschnitt zeigt.

Die vorliegende Erfindung schafft einen Rücklaufkanal, der an einer optionalen Position innerhalb eines Gehäuses 2 angeordnet werden kann, ohne irgendeinen der Mangel des früher beschriebenen Standes der Technik zu haben. Die Konstruktion wird im folgenden unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

Wie in Figur 1, 3, 4 und 6 gezeigt, ist ein Rücklaufkanal 7 innerhalb eines Gehäuses 2 ausgebildet und hat einen konzentrischen, zusammengesetzten Querschnitt

mit einem kreisförmigen Querschnitt und einem quadratischen Querschnitt. Besagter konzentrischer, zusammengesetzter Querschnitt kann sehr einfach hergestellt werden durch Ausdrehen eines kreisförmigen Grundkanals 9 mit Durchmesser D innerhalb des Gehäuses 2, wie in Figur 2 gezeigt, zum ersten, und danach, wie in Figur 3 gezeigt, durch Ausführung einer Operation wie Ziehen. Als Ergebnis werden rechtwinklige, V-förmige Aussparungen 10 an vier Stellen hergestellt, die Teile eines quadratischen Querschnittes mit einer Seitenlänge L sind. Besagte Seitenlänge L ist geringfügig größer als die Seitenlänge eines Querschnittes entlang der. Achse der Rolle.

Wie in Figur 4 gezeigt, bilden besagte rechtwinklige, V-förmige Aussparungen 10 eine Führungsfläche für die Rolle 3» und das Teil des kreisförmigen Grundkanals, mit dem die Rolle 3 nicht in Kontakt ist, bildet eine Ölbevorratungsflache des Rücklaufkanals 7·

Wenn der Durchmesser D des kreisförmigen Grundkanals allmählich vergrößert wird relativ zu L des quadratischen Querschnittes, der die Führungsfläche der Rolle 3bildet, nimmt die Fläche der rechtwinkligen, V-förmigen Aussparung 10, nämlich die Führungsfläche der Rolle 3 ab, und die Fläche der Ölbevorratung wächst, und auf diese Weise, obwohl die Schmierungscharakteristik verbessert wird, auch wenn sie eine Nicht-Belastungsfläche ist, wird die Führung der Rolle 3 allmählich unstabil, und wenn D = V2" L, nämlich wenn der Durchmesser gleich der Länge der Diagonalen von besagtem quadratischen Querschnitt wird, wird keine rechtwinklige, V-förmige Aussparung existieren, und auf diese Weise wird die Führung der Rolle 3 unmöglich.

Ebenso, soweit die Kanten der Endflächen der Rolle 3

abgeschrägt sind, wenn D ==■ ViT L, wird die Führung sogar noch unmöglicher. Daher muß der Bereich D<VTl sein.

Wenn der Durchmesser D des kreisförmigen Grundkanals allmählich abnimmt relativ zu L des quadratischen Querschnittes, der die Führungsfläche der Rolle 3 bildet, nimmt die Fläche der Ölbevorratung ab, obwohl die Fläche der rechtwinkligen, V-förmigen Aus- sparung, und damit die Führungsfläche der Rolle 3 sich vergrößert, und in dem früher beschriebenen Fall zum Stand der Technik verschlechtert sich die Schmierungscharakteristik. Für D=L wird die Ölbevorratungsfläche gleich Null. Also muß L kleiner als D sein.

Bei der Koordination des Bereiches des Durchmessers D besagten kreisförmigen Grundkanals 9 wird L<D<V*2~L. Als Ergebnis sind verschiedene Experimente ausgeführt worden und- es hat sich gezeigt, daß der Bereich von D =1,1 - 1,3 L wünschenswert ist. Durch Ausbildung des Rücklaufkanals 7 in diesem Bereich wird eine Verbesserung in der Herstellung wie in der Schmierungscharakteristik bewirkt. Ebenso ist es möglich, wie in Figur 1 gezeigt, durch Schaffung einer kommunizierenden Ölkammer 11 oberhalb des Rücklaufkanals 7 innerhalb des Gehäuses 2 direkt die Rolle 3 innerhalb des Rücklaufkanals 7 zu schmieren, und das verbessert ebenso den Kühleffekt innerhalb des Rücklaufkanals 7 und dient ebenso zum Entfernen von Fremdpartikeln. Die Ölkammer 11 ist an einem Mittelteil des Gehäuses 2 ausgedreht, und ein Schmiernippel 12 ist an ihrem äußeren Ende vorgesehen, und auf diese Weise werden besagte Fremdpartikel etc. zur Öffnung in der Seite der Belastungszone herausgebracht.

Weiterhin kann die Anordnungsbeziehung zwischen dem Rücklaufkanal 7 und der Laufbahn 6 in jeder Weise ausgeführt werden, wie etwa, daß der Rücklaufkanal nach oben, wie in Figur 1 und 6 gezeigt, angeordnet ist, oder daß der Rücklaufkanal nach unten, wie in Figur 11 gezeigt, angeordnet ist, oder daß jeweils der Rücklaufkanal 7 wie die Laufbahn 6 an einer Position auf dem gleichen Niveau angeordnet sind.

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Claims

Dipl.-Ing. W. Dahlke
Öipl.-Ing. H.-J. Lippert

Patentanwälte

Frankenfoister Straße 137 11. Januar 1984

50β0 Bergisch Gladbach 1 L/C/Mö

Nippon Thompson Co. Ltd.
Minato-ku, Tokyo / Japan

Anspruch

Rücklaufkanal eines Wälzlagers für eine endlose Linearbewegung, wbei ein auf einer Laufschiene von linearem Verlauf montiertes Gehäuse mittels einer Mehrzahl von innerhalb besagtem Gehäuse endlos zirkulierender Rollen eine endlose Linearbewegung ausführen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt senkrecht zur Axialrichtung eines innerhalb besagten Gehäuses (2) geschaffenen linear geformten Rücklaufkanals (7) durch einen konzentrischen, zusammengesetzten Querschnitt mit einem kreisförmigen Grundquerschnitt und einem quadratischen Querschnitt gebildet ist, wobei der Durchmesser von besagtem kreisförmigem Grundquerschnitt größer ist als die Seitenlänge von besagtem quadratischem Querschnitt, und daß besagter Rücklaufkanal (7) eine Konstruktion ist, in der vier ! rechtwinklige, V-förmige Aussparungen (10) auf der ^t! Peripherie von besagtem kreisförmigen Grundquerschnitt (9) in gleichmäßigen Intervallen ausgebildet sind und radial nach außen gerichtet sind.