DE3419428C2

DE3419428C2 -

Info

Publication number: DE3419428C2
Application number: DE3419428A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokio/Tokyo Jp Teramachi
Original assignee: Hiroshi Tokio/Tokyo Jp Teramachi
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1983-05-26
Filing date: 1984-05-24
Publication date: 1988-08-18
Also published as: JPS6211214B2; FR2546588A1; IT1177747B; JPS59219516A; US4505521A; FR2546588B1; KR860001683B1; GB8413248D0; GB2142097A; GB2142097B; KR840008949A; DE3419428A1; IT8448251A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Linearrollenlager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein solches Rollenlager ist aus der DE-OS 21 29 024 be kannt. Bei dem bekannten Rollenlager besitzt die Führungs schiene etwa rechteckigen Querschnitt. An ihr sind zwei miteinander einen Winkel von 90° bildenden Gruppen von Laufflächen für belastete Rollen ausgebildet. Diese Lauf flächen weisen in das Innere der Lagerkörper. Die zweitei lig ausgebildeten Lagerkörper sitzen an ihren der Führungs schiene zugewandten Seiten Laufflächen für belastete Kugeln, die den entsprechenden Laufflächen der Führungsschiene gegenüberliegen. Es sind also auch die Laufflächen der La gerkörper so angeordnet, daß ihre senkrechten Mittelachsen in das Innere der Körper weisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Linearrollen lager für die Aufnahme von in beliebigen Richtungen wir kenden Lasten zu schaffen, das vorgespannt werden kann und bei dem die Bearbeitung der Laufbahnen für die Rollen ver einfacht ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch definierte Erfindung gelöst.

Gemäß dem Merkmal a) sind die Laufflächen der Lagerkörper an den Seitenflächen der Stege der Lagerkörper ausgebildet. Die Laufflächen der Lagerkörper weisen also nicht zum Inne ren der Lagerkörper hin, so daß sich die Bearbeitung der Laufflächen im Vergleich zu dem bekannten Lager vereinfacht; bei letzterem ergeben sich aufgrund der Anordnung der Lauf flächen an den Lagerkörpern gewisse Schwierigkeiten bei der Oberflächenbehandlung, beim Schleifen, beim Härten und andere Verarbeitungsschritten.

Durch die Merkmale b) und c) des erfindungsgemäßen Lagers er gibt sich der Vorteil, daß sich die Laufflächen für belastete Rollen jedes Lagerblocks gleichzeitig sehr effizient fertigen lassen, wobei beispielsweise eine einzige Schleifscheibe mit relativ großen Toleranzen eingesetzt werden kann. Die Pro duktionskosten lassen sich erheblich senken. Durch die Ver wendung von tonnenförmigen Rollen in Verbindung mit der kreis förmigen Kontur der Laufflächen für belastete Rollen wird auch bei gewissen Fertigungs- und Montagefehlern dennoch eine ruhi ge Laufbewegung des Rollenlagers gewährleitet.

Entsprechend dem Merkmal d) läßt sich die Vorspannung des Lagers sehr einfach mit Hilfe einer Stellschraube einstellen.

Aus der DE-OS 31 46 330 ist ein Rollenlager bekannt, bei dem eine Führungsschiene mit drei Laufflächen vorgesehen ist, wel che im Querschnitt etwa die Seiten eines gleichseitigen Drei ecks definieren. Bei dieser bekannten Anordnung sind im Be reich der Führungsschiene drei verschiedene Druckebenen vor handen, d. h. bei der Bearbeitung der Laufflächen ist ein er heblicher maschineller Aufwand erforderlich.

In der DE-OS 33 45 884 findet sich ein älterer Vorschlag der Anmelderin entsprechend dem Merkmal b) des Patentanspruchs, wonach die Laufbahnflächen für belastete Rollen jedes Lager körpers kreisbogenförmige Kontur besitzen; jedoch besitzt dieses ältere Linearrollenlager keine Vorspannmöglichkeit durch seitliche Stellschrauben.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Frontansicht einer ersten Ausführungsform eines Linearrollenlagers,

Fig. 2 eine Ansicht längs der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3(a) eine Vertikalschnittansicht des Lagerkörpers mit darin durch Käfige gehaltenen Rollen längs eines mittleren Abschnitts des Lagerkörpers,

Fig. 3(b) eine Frontansicht eines Endabschnitts des Lagerkörpers;

Fig. 3(c) eine Aufsicht des Lagerkörpers;

Fig. 3(d) eine Seitenansicht des Lagerkörpers;

Fig. 4(a) eine vertikale Schnittansicht eines Lagerkörpers längs eines mittleren Abschnitts in Längsrichtung;

Fig. 4(b) eine Aufsicht auf den Lagerkörper;

Fig. 4(c) eine Seitenansicht des Lagerkörpers;

Fig. 5(a) eine vertikale Schnittansicht eines Käfigs längs des mittleren Teils desselben in Längsrichtung;

Fig. 5(b) eine Ansicht eines Endabschnitts des Rollenkäfigs;

Fig. 5(c) eine Aufsicht des Rollenkäfigs;

Fig. 5(d) eine Seitenansicht des Rollenkäfigs;

Fig. 5(e) eine Bodenansicht des Rollenkäfigs;

Fig. 6(a), 6(b) eine Darstellung, wie jede der belasteten Rollen die Führungsschiene berührt; und

Fig. 7 eine Frontansicht einer weiteren Aus führungsform des Linearrollenlagers.

In den Fig. 1 bis 6 ist eine Führungsschiene 1 z. B. an einem festen Maschinen bett befestigt und erstreckt sich in Längsrichtung des festen Maschinenbetts. Die Führungsschiene 1 ist mit Lauf flächen 4 bis 7 für belastete Rollen versehen, die symmetrisch auf beiden Seitenflächen von linken und rechten, sich von beiden Seitenflächen der Führungsschiene 1 erstreckenden Stegen 2, 3 ausgebildet sind. Die Stege 2, 3 erstrecken sich in Richtungen entsprechender ima ginärer Linien, die jeweils die horizontale Achse X-X unter einem Winkel von etwa 45° schneiden. Jede der Laufflächen 4 bis 7 für belastete Rollen weist eine sphärische Oberfläche auf, die der Form der äußeren Umfangsfläche jeder Rolle B, die tonnenförmig ausge bildet ist, gleich ist.

Ein bewegbarer Tisch 8 mit U-förmigem Querschnitt übergreift die Führungsschiene 1. Der Tisch 8 hat sich in Längsrich tung erstreckende Aussparungen 11, 12, die in gegen überliegenden inneren Flächen der Randabschnitte 9, 10 ausgebildet sind. Durch den Deckenabschnitt des Tischs 8 sind durchgehende Bohrungen 13, 13 gebohrt. Durch einen Randabschnitt 10 ist eine Gewinde bohrung 14 gebohrt.

Ein Paar linker und rechter Lagerkörper 15 bzw. 16 ist zwischen der Führungsschiene 1 und den entsprechenden Rand abschnitten 9, 10 des Tischs 8 angeordnet. Jeder der Lagerkörper 15, 16 besteht aus einem Block element, das sich in Längsrichtung des Tischs 8 erstreckt und einen im wesentlichen quadratischen Quer schnitt aufweist. Die äußeren Flächenabschnitte 15 a, 15 a, 16 a, 16 a der Lagerkörper 15, 16 sind innerhalb der ent sprechenden Aussparungen 11, 12 mittels Befestigungs elementen, wie z. B. Schrauben 17, 17 befestigt, die in die entsprechenden durchgehenden Bohrungen 13, 13 von der Oberfläche des Deckenabschnitts eingepaßt sind. Eine Schraube 17 a ist in die Gewindebohrung 14 eingeschraubt, um eine Vorspannung einzustellen. Die Lagerkörper 15, 16 sind mit Führungs stegen 18 bis 21 versehen, die sich von den Mitten ihrer inneren Seitenflächenabschnitte 15 b, 15 b, 16 b, 16 b erstrecken, d. h., den Mitten ihrer Flächenabschnitte, die senkrecht zu den ihnen benachbarten Flächenabschnitten der Führungsschiene 1 angeordnet sind. Die Führungsstege 18 bis 21 erstrecken sich in Längsrichtung der entsprechenden Lager körper 15, 16. Die Laufflächen 22 bis 25 für belastete Rollen sind auf einer der Seitenflächen der Führungs stege 18 bis 21, die der Schiene 1 gegenüberliegen, ausgebildet. Die Laufflächen 22 bis 25 für belastete Rollen erstrecken sich in Längsrichtung parallel zu den entsprechenden Laufflächen 4 bis 7 für belastete Rollen auf der Führungsschiene 1. Auf der anderen Seite sind die Führungsstege 18 bis 21 auf ihren anderen Seitenflächen mit Laufflächen 26 bis 29 für nicht belastete Rollen ver sehen, die sich in Längsrichtung parallel zu den entspre chenden Laufflächen 22 bis 25 für belastete Rollen er strecken. Die Laufflächen 22 bis 25 sind mit ihren ent sprechenden Laufflächen 26 bis 29 durch halbkreisförmige Rollenumlenkabschnitte 30, 30, 31, 31 verbunden, die in den beiden Endflächen der jeweiligen Führungsstege 18 bis 21 ausgebildet sind, wodurch vier Rollenumlaufkanäle ausgebildet werden. Jede der Laufflächen 22 bis 25 für belastete Rollen, der Laufflächen 26 bis 29 für unbelastete Rollen und die Rollenumlenkabschnitte 30, 30, 31, 31 ist mittels einer sphärischen Fläche ausgebildet, die der äußeren sphärischen Fläche der Rollen B entspricht, die jeweils eine tonnenförmige Form aufweisen.

Belastete Rollen B ₁ stehen mit den entsprechenden Lauf flächen 4 bis 7 und 22 bis 25 auf der Führungsschiene 1 und den Lagerkörpern 15, 16 für belastete Rollen in Berüh rung, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Das heißt, die belasteten Rollen B ₁ stehen mit den entsprechenden Lauf flächen 4 bis 7 auf der Führungsschiene 1 für belastete Rollen unter einem Berührungswinkel R von etwa 45° in bezug auf eine schräge, durch die Mitten jeder der linken und rechten Stege 2, 3 der Führungsschiene 1 verlaufenden imaginären Linie in Berührung, so daß die belasteten Rollen B ₁, die die Laufflächen 4 und 5 (6 und 7) berühren, senkrecht zueinander angeordnet sind. Weiter kann, wie in Fig. 6 dargestellt, die Krümmung jeder der Laufflächen 4 bis 7 und 22 bis 25 für belastete Rollen größer als die der belasteten Rollen B ₁ gemacht werden (s. Fig. 6(a)). Es ist ebenfalls möglich, die Krümmung jeder der Lauf flächen für belastete Rollen gleich der der belasteten Rollen B ₁ zu machen (s. Fig. 6(b)).

Der Unterschied der Wirkung zwischen den tonnenförmigen Rollen und den zylindrischen Rollen soll im folgenden beschrieben werden. Die tonnenförmigen Rollen B weisen eine größere Belastungsfähigkeit und eine bessere Aus richtwirkung als die zylindrischen Rollen B′ auf. Ins besondere wird bei den tonnenförmigen Rollen B aufgrund der sphärischen Oberfläche für die äußere Umfangsfläche der belasteten Rollen B ₁ und jeder der Laufflächen 4 bis 7 und 22 bis 25 für belastete Rollen eine Punkt- oder Linien berührung zwischen der belasteten Rolle B ₁ und den Lauf flächen 4 bis 7 und 22 bis 25 hergestellt, so daß bei einer Belastung eine elastische Verformung stattfindet, wodurch eine Steigerung der Belastungsfähigkeit ermög licht wird. Weiter kann die mit den Laufflächen 4 bis 7 und 22 bis 25 in Punkt- oder Linienberührung stehende belastete Rolle B ₁ seitlich schwenken, wobei ihr Mittelpunkt als Drehpunkt dient, wodurch ein Ausrich tungsbereich entsprechend der Ausschwenkung geschaffen wird.

An den entsprechenden Führungsstegen 18 bis 21 der Lagerkörper 15, 16 sind Rollenkäfige 32 bis 35 ange schraubt, so daß sie sich parallel zu den entsprechen den inneren Flächenabschnitten 15 b, 15 b, 16 b, 16 b er strecken. Die tonnenförmigen Rollen B werden in den Räumen, die zwischen den Flächenabschnitten 15 b, 15 b, 16 b, 16 b und der Lagerkörper 15, 16 und den entsprechenden inne ren Flächenabschnitte 32 b bis 35 b der Rollenkäfige 32 bis 35 ausgebildet werden, aufgenommen und gehalten, so daß die beiden Endflächen jeder Rolle B parallel mit den entsprechenden Flächenabschnitten in Berührung kommen. Auf diese Weise führen mehrere tonnenförmige Rollen B bei ihrer Drehung um ihre eigenen Achsen längs der Lauf flächen 22 bis 25 für belastete Rollen und den Laufflächen 26 bis 29 für unbelastete Rollen der Lagerkörper 15, 16 einen Umlauf durch. Wie deutlich aus Fig. 6 zu sehen ist, werden die beiden Endflächen der tonnenförmigen Rollen B, die den Umlauf durchführen, so gehalten, daß sie durch kleine Spalte mittels der inneren Flächen abschnitte 15 b, 15 b, 16 b, 16 b der Lagerkörper 15, 16 und der inneren Flächenabschnitte 32 b bis 35 b der Rollenkäfige 32 bis 35 eingeklemmt werden. Es ist somit möglich, irgendeine Schieflage (eine Schwingung der Längsachsen) der Rollen zu verhindern, wodurch ein stoßfreier gleichmäßiger Lauf des bewegbaren Tischs 8 ermöglicht wird.

Die Rollenkäfige 32 bis 35 dienen somit zum genauen Umlauf der tonnenförmigen Rollen B. Aus diesem Grund bestehen, wie in Fig. 5 dargestellt, die Rollenkäfige 32 bis 35 aus Abdeckteilen 32 a bis 35 a, die jeweils eine im wesentlichen spurähnliche ebene Form aufweisen, und an einem ihrer linearen Abschnitte vollständig ge öffnet sind. Weiter umfassen die Abdeckteile 32 a bis 35 a lineare Führungsabschnitte 32 c bis 35 c zum Führen der unbelasteten Rollen B ₂ und kontinuierlich von den linearen Führungsabschnitten 32 c bis 35 c an den jeweiligen entsprechenden Enden übergehende gekrümmte Führungsabschnitte 32 d bis 35 d, um die tonnenförmigen Rollen B bei ihrer Umlenkung zu führen. Da die belaste ten Rollen B ₁ mit den Laufflächen 4 bis 7 für belastete Rollen der Führungsschiene 1 in Berührung kommen, während sie sich teilweise von den Rollenkäfigen 32 bis 35 erstrecken, sind die Seiten der Rollenkäfige 32 bis 35 gegenüber der linearen Führungsabschnitte 32 c is 35 c über ihre gesamte Länge geöffnet, um die un belasteten Rollen B ₂ zu führen.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des Linear rollenlagers, wobei gleiche Teile wie bei der ersten Ausführungsform mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

In der zweiten Ausführungsform sind in gegenüberliegenden inneren Flächen von linken und rechten Randabschnitten 9′, 10′ eines bewegbaren Tischs 8′ Aussparungen 11′, 12′ ausgebildet. Innerhalb der Aussparung 11′, 12′ sind mittels zwei Reihen Schrauben 17′, 17′ Lagerkörper 15′, 16′ von im wesentlichen T-förmigem Querschnitt gehalten. Durch einen Rand abschnitt 10′ ist eine seitliche Schraube 17 a′ geschraubt, die zur Einstellung einer Vorspannung so dient, daß die Schraube 17 a′ die Lagerkörper 15′, 16′ in Richtung der Führungsschiene 1′ drückt, wodurch der Berührungsdruck der belasteten Rollen B ₁′ eingestellt wird.

Claims

Linearrollenlager, mit
- - einer Führungsschiene (1), die auf einander abgewandten Seiten ein Paar vertikal nach oben weisender Rollenlauf flächen (4, 6) und ein Paar horizontal nach außen wei sender Rollenlaufflächen (5, 7) für belastete Rollen be sitzt;
- - einem im Querschnitt etwa U-förmigen Tisch (8), der die Führungsschiene (1) übergreift und an seinen entgegenge setzten Enden überstehende Randabschnitte (9, 10) be sitzt;
- - einem Paar Lagerkörper (15, 16), die an den einander zuge wandten Innenflächen der Randabschnitte (9, 10) befestigt sind und jeweils den Laufflächen für belastete Rollen der Führungsschiene (1) gegenüberliegende Laufflächen (22, 23, 24, 25) für belastete Rollen und Laufflächen für unbelaste te Rollen aufweisen;
- - Rollen (B ₁, B ₂), die entlang den Laufflächen für belaste te und für unbelastete Rollen der Lagerkörper umlaufen; und
- - an einem jeden Lagerkörper (18, 19, 20, 21) befestigte Käfige (32, 33, 34, 35) zum Leiten der Rollen, so daß sie einen dem jeweils zwischen Käfig und zugehöriger Fläche des Lagerkörpers definierten Raum umlaufen können,
dadurch gekennzeichnet,
- (a) daß jeder Lagerkörper (15, 16) etwa quadratischen Quer schnitt besitzt und an seinen benachbarten Innenflächen einstückig angeformte Stege (18-21) aufweist, von denen sich der erste etwa horizontal nach innen und der zweite etwa vertikal nach unten erstreckt, und von denen jeweils eine Seitenfläche als Laufbahn (22-25) für belastete Rollen gegenüber der entsprechenden Laufbahn für belaste te Rollen der Führungsschiene (1) ausgebildet ist, während die andere Seitenfläche eine Laufbahn für unbelastete Rollen definiert,
- (b) daß die Laufbahnflächen für belastete Rollen (22-25) jedes Lagerkörpers (15, 16) kreisbogenförmige Kontur besitzen und auf einem gemeinsamen Kreis liegen,
- (c) daß die Rollen (B ₁, B ₂) tonnenförmige Gestalt mit kreisbo genförmiger Außenkontur haben, und
- (d) daß mittels Schrauben (17 a) eine Vorspannung im Linearrol lenlager einstellbar ist.