DE3419434A1

DE3419434A1 - Lineares gleitlager

Info

Publication number: DE3419434A1
Application number: DE19843419434
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Teramachi
Original assignee: Individual
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1983-05-26
Filing date: 1984-05-24
Publication date: 1984-11-29
Also published as: FR2546587A1; JPS59219520A; DE3419434C2; KR860001682B1; GB2142098B; IT8421117A0; IT8421117A1; GB8413249D0; JPS6148022B2; GB2142098A; KR840008948A; FR2546587B1; IT1174553B

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein lineares Gleitlager gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für die Verwendung in verschiedenen gleitenden Teilen, wie z.B. dem Tischschlitten einer Werkzeugmaschine, dem Gleitstück eines Bearbeitungszentrums und dem Gleitstück eines Transportroboters zum hin- und hergehenden Transport eines schweren Gegenstandes. Insbesondere betrifft die Erfindung ein lineares Gleitlager mit einer automatischen Ausrichtfunktion.

In einem typischen gewöhnlichen linearen Gleitlager, wie z.B. in Fig. 21 dargestellt, umfaßt ein Grundkörper 110 des Lagers longitudinale Aussparungen 111, 112, in die Lagerlaufbahnen 113, 114 mit rechtwinkligem Querschnitt, die sich ähnlich in Längsrichtung des Grundkörpers 110 erstrecken, eingepaßt sind. Die Lagerlaufbahnen 113, 114 sind an die Aussparungen 111, 112 zur Ausbildung entsprechender Kugelkanäle für belastete Kugeln zwischen den Nuten 116, 117 für belastete Kugeln auf den Lagerlaufbahnen 113, 114 und den Nuten 119, 120 für belastete Kugeln auf einer Spurstange 118, angeschraubt. Weiter stehen die Nuten 116, 117, 119, 120 für belastete Kugeln und ihre entsprechenden Nuten für unbelastete Kugeln miteinander in Verbindung, um entsprechende endlose Laufbahnen auszubilden, durch die die Kugeln umlaufen, wodurch eine lineare Gleitbewegung des Grundkörpers 110 ermöglicht wird.

Wenn beispielsweise ein Transportroboter ein Lager mit einem derartigen Aufbau verwendet, liegen mehrere Spurstangen 118 im allgemeinen so, daß sie sich koaxial in

Längsrichtung erstrecken, aufgrund der Notwendigkeit/ den Transportbereich zu vergrößern. In dem Fall, in dem die Spurstangen 118 sich jedoch über eine lange Strecke erstrecken, können Montagefehler oder andere Fehleinstellungen verhindern, daß die Längsachsen der miteinander verbundenen Spurstangen 118 miteinander auf einer geraden Linie ausgerichtet sind, so daß die ausgerichteten Spurstangen 118 in nachteiliger Weise horizontal oder vertikal verbogen werden. In einem derartigen Fall nimmt der Berührungsdruck der Kugeln lokal zu, da die oberen Flächen 113a, 114a und die hinteren Flächen 113b, 114b der Lagerlaufbahnen 113, 114 entsprechend eng an den Wandflächen der Aussparungen 111, 112 des Grundkörpers 110 bei der üblichen Konstruktion befestigt sind, wenn der Grundkörper 110 den gebogenen Abschnitt der ausgerichteten Spurstangen 118 überläuft, wodurch in den Oberflächen der Nuten 116, 117, 119, 120 für belastete Kugeln Beulen verursacht werden. Weiter tritt am Grundkörper 110, wenn er den gebogenen Abschnitt der ausgerichteten Spurstangen 118 überläuft, in Bezug auf seine Gleitbewegung ein erhöhter Widerstand auf, so daß es nicht möglich ist, eine gleichförmige lineare Gleitbewegung des Grundkörpers 110 sicherzustellen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Gleitlager der eingangs genannten Art zu schaffen, das die oben aufgezeigten Nachteile nicht aufweist, wobei ein Gleitlager geschaffen werden soll, das mittels der Lagerlaufbahnen, eine automatische Ausrichtfunktion hat, wobei die Lagerlaufbahnen mit einer tonnenähnlichen Form schwingend in den entsprechenden Laufbahn aufnehmenden Nuten des Grundkörpers des Lagers gehalten werden, so daß die Lagerlaufbahnen ihre Richtungen ändern können, um genau irgendeiner vertikalen oder horizontalen Verbiegung der Spurstange zu folgen.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

D.h., die Erfindung schafft ein lineares Gleitlager, umfassend einen einstückigen Grundkörper mit einem Paar Randabschnitten, die zwischen sich einen mittleren Hohlraum bilden, wobei jeder Randabschnitt an seiner Innenfläche mit einer Laufbahn aufnehmenden Nut versehen ist, die sich zum mittleren Hohlraum hin öffnet, und wobei die Laufbahn aufnehmende Nut einen von ihrem unteren bogenförmigen Ende vorstehenden Anschlag und jeder Randabschnitt weiter einen längs dadurch gebohrten Kugelkanal für unbelastete Kugeln aufweist; ein Paar rechter und linker Lagerlaufbahnen, jede in Form eines bogenförmigen Teils von halbkreisförmigem Querschnitt mit einer tonnenförmigen äußeren Umfangsfläche, die jeweils in der entsprechenden Laufbahn aufnehmenden Nut im Grundkörper hin- und herbewegbar befestigt sind, wobei das bogenförmige Teil in der Mitte seiner Innenfläche mit einer Nut 0 für belastete Kugeln versehen ist, deren Krümmungsmittelpunkt mit dem der Laufbahn aufnehmenden Nut zusammenfällt; ein Luafbahndruckteil in Form eines Keilteils, das einstellbar an die Innenfläche des Deckenteils des Grundkörpers angeschraubt ist, wobei das Laufbahndruckteil Keilflächen aufweist, die gleichzeitig in anliegenden Eingriff mit einer Seitenfläche der Lagerlaufbahnen gebracht werden können, so daß die Lagerlaufbahnen gegen die Anschläge gedrückt werden; eine Spurstange, die in den mittleren Hohlraum im Hauptkörper eingepaßt werden 0 kann und auf ihrer rechten und linken Seitenfläche mit Nuten für belastete Kugeln versehen ist, deren Krüinmungsmittelpunkt mit dem der entsprechenden Nut für belastete Kugeln der Lagerlaufbahn zusammenfällt; ein Paar vorderer und hinterer aus Deckelteilen bestehender Endabdeckungen, die an den vorderen und hinteren longitudinalen Endflächen des Grundkörpers befestigbar

sind, wobei jede Endabdeckung Bahnhaltenuten zum Lagern von einem Ende der Lagerlaufbahnen, und auf ihren Innenflächen Kugelumlenknuten zur Verbindung zwischen den Kanälen für belastete Kugeln, die mittels der Nuten für belastete Kugeln in den Lagerlaufbahnen und in der

Spurstange gebildet werden, und den im Grundkörper gebildeten Kanälen für unbelastete Kugeln, aufweist; und durch die miteinander verbundenen Kanäle für belastete und unbelastete Kugeln umlaufende Kugeln. 10

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht des linearen Gleitlagers ;
20

Fig. 2 eine Aufsicht des linearen Gleitlagers;

Fig. 3 eine Frontansicht des linearen Gleitlagers , wobei die Endabdeckungen entfernt sind;

Fig. 4 einen Schrägschnitt längs der Linie

IV-IV von Fig. 1 ;

Fig. 5 eine Schnittansicht längs der Linie

V-V von Fig. 3;

Fig. 6 eine Frontansicht des Lagergrundkörpers ;
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Fig. 7 eine Aufsicht des Grundkörpers;

Fig. 8 eine Bodenansicht des Grundkörpers;

Fig. 9 eine Seitenansicht des Grundkörpers;

Fig. 10 eine Frontansicht der Lagerlaufbahnen;

Fig. 11 einen Längsschnitt einer der in Fig.

gezeigten Lagerlaufbahnen;

Fig. 12 einen vertikalen Querschnitt einer

Spurstange längs eines mittleren Abschnitts in Längsrichtung;

Fig. 13 eine Seitenansicht der Spurstange;

Fig. 14 eine Frontansicht der Außenfläche der

Endabdeckung;

Fig. 15 eine Rückansicht der Endabdeckung, zur

Darstellung der Innenfläche;

Fig. 16 eine Bodenansicht der Endabdeckung;

Fig. 17 eine Schnittansicht längs der Linie

XVII-XVII von Fig. 15;

Fig. 18 einen Schrägschnitt längs der Linie

XVIII-XVIII von Fig. 15;

Fig. 19 eine quergeschnittene Frontansicht des

LaufbahndruckteiIs längs eines mittleren Abschnitts in Längsrichtung; und

Fig. 20 eine Aufsicht des Laufbahndruckteils,

wobei

Pig. 21 eine Frontansicht eines gewöhnlichen

bekannten Gleitlagers darstellt.

Das lineare Gleitlager umfaßt einen Grundkörper 1, der als einstückiges Teil mit kanalähnlichem Querschnitt ausgebildet ist und aus einem Deckenteil 2 und linken und rechten Randabschnitten 4, 5, die zwischen sich einen mittleren Hohlraum 3 von im wesentlichen rechtwinkligem Querschnitt ausbilden, besteht.

In gegenüberliegenden Flächen der Randabschnitte 4, sind symmetrisch zueinander in Bezug auf die Längsachse des Grundkörpers 1 linke und rechte Laufbahn aufnehmende Nuten mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgebildet, die sich zum mittleren Hohlraum 3 hin öffnen. Weiter sind Anschläge 8, 9 vorgesehen, die sich so erstrecken, daß sie die öffnungen der Laufbahn aufnehmenden Nuten 6, 7 an den entsprechenden unteren Enden der bogenförmigen Nuten, die die Laufbahn aufnehmenden Nuten 6, 7 darstellen, überqueren, d.h. an den unteren Enden der bogenförmigen Nuten, die von dem Deckenteil 2 entfernt sind. Es wird darauf hingewiesen, daß das Zeichen O₁ den Krümmungsmittelpunkt jeder der Laufbahn aufnehmenden Nuten 6, 7 darstellt, der auf einer imaginären Linie Y₁-Y₁, die die Längsachse Χ-ι-Χ-ι des Grundkörpers 1 unter einem Winkel von etwa 55° schneidet, angeordnet ist. Durch den festen Teil der Randabschnitte 4 bzw. sind Kanäle 10, 11 für nicht belastete Kugeln von kreisförmigem Querschnitt gebohrt. Jeder der Kanäle für nicht belastete Kugeln weist im wesentlichen die gleiche Krümmung wie die Kugeln auf und hat einen Durchmesser, der größer als der Kugeldurchmesser ist. Die Kanäle für nicht belastete Kugeln erstrecken sich axial über die gesamte Länge des Grundkörpers 1. Somit sind, wie in den Fig. 3 und 6 dargestellt, die Kanäle 10, für nicht belastete Kugeln auf den entsprechenden

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imaginären Linien Y₁ ^-Y₁ angeordnet, wobei jede Linie die mittlere Achse X₁-X₁ des Grundkörpers 1 mit einem Winkel von etwa 55° schneidet. In vorbestimmten Abständen sind längs der lorigitudinalen Mitte des Deckenteils 2 des Grundkörpers 1 Gewindebohrungen 2a gebohrt.

Der Grundkörper 1 mit der oben beschriebenen Konstruktion ist aus einem leichten Material, wie z.B. Kunstharz hergestellt. Der leichte Grundkörper 1 vermindert wirksam die Trägheit und kann daher geeignet für ein lineares Gleitlager verwendet werden, das wiederholt mit einer hohen Geschwindigkeit gestartet und angehalten wird.

Ein Paar linker und rechter Lagerlaufbahnen 12, 13, die jeweils aus einem bogenförmigen Teil mit einem halbkreisförmigen Querschnitt bestehen, können in den im Grundkörper 1 ausgebildeten Laufbahn aufnehmenden Nuten 6, 7 aufgenommen werden. Wie besonders in den Fig. 3, 10 und 11 dargestellt, haben die Nuten 14, 15 für belastete Kugeln jeweils einen halbkreisförmigen Querschnitt und sind auf den inneren Umfangsflächen der Lagerlaufbahnen 12, 13 ausgebildet, so daß sie sich in axialer Richtung des Grundkörpers 1 entsprechend zu den Kanälen 10, 11 für nicht belastete Kugeln erstrecken, die durch den Grundkörper 1 gebohrt sind. Der Krümmungsmittelpunkt O„ jeder Nut für belastete Kugeln fällt mit dem Krümmungsmittelpunkt O₁ der entsprechenden Laufbahn aufnehmenden Nut zusammen. Somit sind die 0 entsprechenden Krümmungsmittelpunkte O_ der Nuten 14, 15 für belastete Kugeln auf entsprechenden imaginären Linien Yp-Yp angeordnet, die jeweils die Symmetrieachse Xp-X,, des Grundkörpers 1 mit einem Winkel von etwa 55° schneiden, wobei die Symmetrieachse Xp-X„ mit der Längsachse ^xi~^xi ^^es Grundkörpers 1 zusammenfällt. Weiter berühren die belasteten Kugeln B₁ die Flächen der entsprechenden

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Nuten 14, 15 für belastete Kugeln unter einem Berührungswinkel ß, der so ausgewählt wird, daß er etwa 45° beträgt. Entsprechend ist die Kontaktzone zwischen der Fläche jeder belasteten Kugel B₁ und der Fläche der zugeordneten Nut 14 oder 15 für belastete Kugeln aufgrund der elastischen Verformung der Kugel und der Nut größer, so daß das Belastungsniveau, das von der Flächeneinheit der Kontaktzone aufgenommen wird, vermindert wird, wodurch die Belastungsfähigkeit des linearen Gleitlagers als ganzes vergrößert wird.

Weiter besteht jede der Nuten 14, 15 für belastete Kugeln aus einer Nut mit bogenförmigem Querschnitt rait einem Krümmungsradius, der etwa die Hälfte von dem der Kugel ist. Die Ausbildung der Nuten 14,15 für belastete Kugeln durch derartige bogenförmige Nuten gestattet, daß jede belastete Kugel B₁ in Richtung der Berührung zwei Berührungspunkte hat, auch wenn auf das Lager eine Vorspannung oder eine Last in irgendeiner Richtung aufgebracht wird; daher liefern die belasteten Kugeln B₁ eine ausgezeichnete Gleitbewegung ohne irgendeinen Differentialschlupf. Da weiter die bogenförmigen Nuten eine Zweipunktberührung der belasteten Kugeln B₁ ermöglichen, auch wenn eine schwere Last aufgebracht wird,

werden die Kugeln elastisch verformt, so daß man eine breite Kontaktfläche erhält, wodurch die Festigkeit gesteigert wird. Die ideale Anordnung, in der zwei bogenförmige Nuten mit einem richtigen Berührungswinkel vorgesehen sind und der Aufbau, der eine Zweipunktberührung der Kugeln gestattet, schaffen einen Raum für die elastische Verformung der Kugel. Daher wird, auch wenn die Befestigungsfläche irgendeinen Fehler aufweist, dieser innerhalb des Lagers absorbiert, so daß es möglich ist, eine natürliche gleichförmige Bewegung des Lagers zu erhalten.

Weiter weist jede Lagerlaufbahn 12, 13 eine tonnenförmige äußere Umfangsflache auf, wie dies in den Fig. 4, 5 und 10 dargestellt ist. Entsprechend werden longitudinale Spiele G₁, θ und seitliche Spiele e„, θ2 zwischen den Lagerlaufbahn aufnehmenden Nuten 6, 7, die jeweils mittels einer ebenen Fläche ausgebildet sind und den Endabschnitten der tonnenförmigen Lagerlaufbahnen 12, 13 ausgebildet, so daß die Lagerlaufbahnen 12, 13 in vertikaler und horizontaler in Bezug auf die Lagerlaufbahn aufnehmenden Nuten 6, 7 des Grundkörpers 1 schwingen können, wobei ihre mittleren Abschnitte als Drehpunkte dienen. Entsprechend schwingen, auch im Fall, in dem eine später beschriebene Spurstange 16 gebogen ist, die Lagerlaufbahnen 12, 13, um ihre Richtungen im Verhältnis zum Grad der Verbiegung zu ändern, wenn der Grundkörper 1 den gebogenen Abschnitt der Spurstange 16 überläuft, so daß sie genau der Biegung der Spurstange 16 folgen. Wenn der Grundkörper 1 einen normalen, geraden Abschnitt der Spurstange 16 erreicht, schwingen die Lagerlaufbahnen 12, 13 wieder in ihren normalen Zustand zurück, wodurch ihre Symmetrieachse X₂~"^X2 ^mit ^^{er L}än<J^sacn^se X₃ ^-X₃ der Spurstange 16 zusammenfällt. Auf diese Weise bewirkt das lineare Gleitlager eine Ausrichtung.

Im mittleren Hohlraum 3 des Grundkörpers 1 kann eine Spurstange 16 eingepaßt und an einem bewegbaren oder festen Teil einer Werkzeugmaschine oder ähnlichem mittels einer Befestigungseinrichtung, wie z.B. Schrauben oder 0 ähnlichem befestigt werden. Wie in den Fig. 3, 12 und 13 dargestellt, weist die Spurstange 16 auf ihrer linken und rechten geneigten Seitenfläche 17, 18 Lastnuten 19, 2 0 mit halbkreisförmigem Querschnitt auf, die sich axial entsprechend zu den Nuten 14, 15 für belastete Kugeln auf den Laufbahnen 12 bzw. 13

erstrecken. Der Krünunungsmittelpunkt O₃ jeder der Nuten 19, 20 für belastete Kugeln liegt auf einer imaginären Linie Y₃-Y₃, die die Längsachse X₃-X₃ der Spurstange 16, die mit der Längsachse X₁ ^-X₁ des Grundkörpers zusammenfällt, unter einem Winkel von etwa 55° schneidet. Weiter fällt der Krünunungsmittelpunkt O₃ jeder der Nuten 19, 20 für belastete Kugeln mit den beiden Krümmungsmittelpunkten O₁ jeder der Laufbahn aufnehmenden Nuten 6, 7 und dem Krümmungsmittelpunkt O_ der Nuten für belastete Kugeln 14, 15, die in den Laufbahnen 12, 13 ausgebildet sind, zusammen. Somit werden mittels dieser Nuten 14, 15 und 19, 20 für belastete Kugeln zwei belastete Kanäle ausgebildet. Weiter besteht, ähnlich wie die auf den Laufbahnen 12, 13 ausgebildeten Nuten 14, 15 für belastete Kugeln jede der in der Spurstange ausgebildeten Nuten 19, 20 für belastete Kugeln aus einer Nut mit einem bogenförmigen Querschnitt, deren Krümmungsradius etwa die Hälfte des der Kugel ist. Weiter weisen, ähnlich wie die in den Laufbahnen 12, 13 aus-

gebildeten Nuten 14, 15 für belastete Kugeln die in der Spurstange 16 ausgebildeten Nuten 19, 20 für belastete Kugeln einen Berührungswinkel B₁' von 45° in Bezug auf die belasteten Kugeln B₁ auf, wodurch die Belastungsfähigkeit des Lagers gesteigert wird.

Die Kugeln B können zwischen den Lagerlaufbahnen 12, und der Spurstange 16 angeordnet werden, so daß sie umlaufen, und umfassen belastete Kugeln B₁, die Last aufnehmende Kugeln sind, während sie längs der Kanäle laufen, die zwischen dem in den Laufbahnen 12, 13 ausgebildeten Nuten 14, 15 für belastete Kugeln und den in der Spurstange 16 ausgebildeten Nuten 19, 20 für belastete Kugeln laufen und bilden nicht belastete Kugeln B₃, die durch die in dem Grundkörper 1 ausgebildeten Kanäle 10, 11 für nicht belastete Kugeln laufen. Es soll darauf hingewiesen werden, daß die

gleiche Kugel B, wenn sie sich in der belasteten Zone indet als B₁ und
bezeichnet wird.

befindet als B₁ und in der nicht belasteten Zone als

An den hinteren und vorderen longitudinalen Endflächen des Grundkörpers 1 sind Endabdeckungen 21, 22 mittels Befestigungseinrichtungen, wie z.B. Schrauben oder ähnlichem befestigt. Die Endabdeckungen 21, 22 bestehen aus Kunstharz, das durch Spritzgießen oder Druckgießen einer Druckgußlegierung hergestellt ist. Die Konstruktion der Endabdeckungen 21, 22 wird im weiteren unter Bezugnahme auf die eine Endabdeckung 21 und die Fig. 14 bis 18 erläutert. Die Endabdeckung 21 besteht aus einem Deckelteil von kanalähnlichem Querschnitt, das in seiner Mitte einen im wesentlichen rechtwinkligen mittleren Hohlraum 23 aufweist und linke und rechte Randabschnitte 24, 25 umfaßt, die zwischen sich den mittleren Hohlraum 23 ausbilden. Somit hat die Endabdeckung 21 eine innere Form, die der des Grundkörpers 1 ähnlich ist. Die Endabdeckung 21 umfaßt weiter Kugelumlenknuten 26a, 26b, die so ausgebildet sind, daß sie in Richtung der äußeren Flächen der Endabdeckungen gekrümmt sind. Die Anordnung der Kugelumlenknuten 2 6a, 26b wird im einzelnen weiter unten beschrieben. Wie man in Fig. 15 sieht, ist jede der Kugelumlenknuten 26a, 26b auf einer imaginären Linie Y₄-Y₄, die die Längsachse X₄-X₄ der Endabdeckung 21, die mit der Längsachse X₁ ^-X₁ des Grundkörpers 1 zusammenfällt und sich um eine vorbestimmte Länge längs der Schnittlinie Y₄-Y/ erstreckt mit einem Winkel von etwa 55° schneidet, angeordnet. Somit entsprechen die Anfangsenden der Kugelumlenknuten 26a, 2 6b den einen Enden der belasteten Kanäle, die mittels der Nuten 14, 15 in den Laufbahnen 12, 13 und den belasteten Nuten 19, 20 in der Spurstange 16 gebildet werden, während die Abschlußenden der Kugelumlenknuten 26a, 26b den einen Enden der Kanäle 10, 11 im Grundkörper 1 entsprechen.

Zusammenfassend heißt das, daß die Anfangsenden der Kugelumlenknuten 26a, 26b mit den mittels der belasteten Nuten 14, 15 bzw. 19, 20 ausgebildeten belasteten Kanälen und die Abschlußenden mit den nicht belasteten Kanälen 10 bzw. 11 in Verbindung stehen. Entsprechend schafft die Endabdeckung 21 mit den Kugelumlenknuten 26a, 26b eine Verbindung zwischen den vorderen Seiten der Kanäle für belastete Kugeln, die mittels der Nuten 14, 15 und 19, 20 für belastete Kugeln gebildet werden und den Vorderseiten der Kanäle 10 bzw. 11 für nicht belastete Kugeln. Die anderen Seiten der mittels der Nuten 14, 15 und 19, 20 für belastete Kugeln gebildeten Kanäle für belastete Kugeln und die anderen Seiten der Kanäle 10, 11 für nicht belastete Kugeln Bind miteinander durch die andere Endabdeckung 22 verbunden, die die gleiche Konstruktion wie die Endabdeckung 21 aufweist. Somit wird durch das Zusammenwirken des mittels der Nuten 14, 19 gebildeten Kugelkanals für belastete Kugeln und des Kanals 10 für nicht belastete Kugeln ein Kugelumlaufkanal vervollständigt (s. Fig.^: 4) .

Die Endabdeckung 21 ist weiter auf ihrer Innenfläche mit Bahnhaltenuten 27, 28 von in der Ebene halbkreisförmiger Form versehen. Jeder der Bahnhaltenuten 27, weist einen Mittelpunkt auf, der auf einer imaginären Linie Y₄-Y₄ angeordnet ist, die die Längsachse X₄-X₄ der Seitenabdeckung 22 mit einem Winkel von etwa 55° schneidet und weist einen größeren Radius als der der Lagerlaufbahnendabschnitte auf, damit die Lagerlaufbahnen 12, 13 vertikal und horizontal schwingen können.

An dem Deckenteil 2 des Grundkörpers 1 ist mittels Schrauben 30 oder ähnlichen Befestigungsmitteln ein Laufbahndruckteil 29 einstellbar angeschraubt. Das Laufbahndruckteil 29 besteht aus einem Keilteil, das

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4"

aus einer Platte mit trapezförmigem Querschnitt ausgebildet ist. Das Laufbahndruckteil 29 ist mittels Schrauben 30 gelagert, die in entsprechende Gewindebohrungen 2a im Deckenabschnitt 2 eingeschraubt sind. Die Keilflächen 29a, 2 9b des Laufbahndruckteils 29 sind so, daß sie in Längsrichtung gegen die oberen Seitenflächen 12a, 13a der in den Laufbahn aufnehmenden Nuten 6, 7 im Grundkörper 1 befestigten Lagerlaufbahnen 12, anliegen. Dann wird das Laufbahndruckteil 29 unter dieser Bedingung durch Bedienung der Schrauben nach oben gezogen. Entsprechend tritt aufgrund der Keilwirkung das Laufbahndruckteil 29 zwangsläufig in die zwischen dem Deckenabschnitt 2 und den longitudinalen oberen inneren Seitenflächen 12a, 13a der Laufbahnen 12, 13, die einander gegenüberliegen, gebildeten Spalte ein, um sich an die Lagerlaufbahnen 12, 13 anzupassen. Hierdurch werden die Lagerlaufbahnen 12, 13 in ihren entsprechenden Drehrichtungen mittels des Laufbahndruckteils 29 durch die longitudinalen oberen inneren Seitenflächen 12a, 13a gedrückt. Entsprechend wird (s. Fig. 3) eine Lagerlaufbahn 12 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, während die andere Lagerlaufbahn 13 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wobei die longitudinalen, unteren inneren Seitenflächen 12b, 13b die den inneren Seitenflächen 12a, 13a gegenüberliegen, gegen die Anschläge 8 bzw. anschlagen. In diesem Fall besteht, da der Krümmungsmittelpunkt O₁ jeder Laufbahn aufnehmenden Nut 6, 7 vollständig mit dem Krümmungsmittelpunkt O₂ jeder der belasteten Nuten 14, 15 in den Lagerlaufbahnen 12, bzw. 13 zusammenfällt, 0 aufgrund des Laufbahndruckteils 29 keine Möglichkeit irgendeiner unerwünschten Verschiebung des Krümmungsmittelpunkts O₂ jeder der Nuten 14, 15 für belastete Kugeln in den Lagerlaufbahnen 12, 13, auch wenn irgendein Fehler beim Zusammenbau der Lagerlaufbahnen 12, 13 aufgetreten ist. Somit können die linke und rechte Lagerlaufbahn 12, 13 gleichzeitig mit hoher Genauigkeit auf einfache Weise

durch Betätigen eines einzigen Laufbahndruckteils 29 befestigt werden.

Im folgenden soll die Arbeitsweise des beschriebenen linearen Gleitlagers beschrieben werden.

Das lineare Gleitlager ist auf der Spurstange 16 z.B. eines nicht gezeigten Bearbeitungszentrums befestigt und ein erforderliches Werkzeug oder Instrument ist auf den Grundkörper 1 aufgesetzt. Dann wird die Lagereinheit hin- und herbewegt, so daß die belasteten Kugeln B₁, die innerhalb der Kanäle für belastete Kugeln gehalten werden, wobei die Kanäle mittels der in den Laufbahnen 12, 13 ausgebildeten Nuten 14, 15 für belastete Kugeln und den in der Spurstange 16 ausgebildeten Nuten 19, 20 für belastete Kugeln gebildet werden, in einer Richtung laufen, wobei sie mittels der Kanäle für belastete Kugeln geführt werden. Im gegebenen Moment werden die belasteten Kugeln B₁ mittels den in der Endabdeckung 22 ausgebildeten Kugelumlenknuten 26a, 26b von der linearen Richtung zur kreisförmigen Richtung umgelenkt und in die Kanäle 10, 11 für nicht belastete Kugeln im Grundkörper 1 geleitet, wo sie als nicht belastete Kugeln B₂ laufen. Darauf laufen die nicht belasteten Kugeln B₂ aus den Kanälen 10, 11 für nicht belastete Kugeln und werden dann zur Änderung der Richtung von der linearen Richtung zur kreisförmigen Richtung mittels den in der anderen Endabdeckung 21 ausgebildeten Kugelumlenknuten 26a, 26b umgelenkt und zu den Kanälen für belastete Kugeln zurückgeführt, die durch die Nuten 14, 15 für belastete Kugeln auf den Laufbahnen 12, und den Nuten 19, 20 für belastete Kugeln auf der Spurstange 16 gebildet werden, so daß sie wieder längs dieser Kanäle als belastete Kugeln B laufen. Darauf wiederholen die Kugeln B durch die gleichen Bewegungen den Umlauf.

-V-

Auch in dem Fall, in dem die Spurstange 16 horizontal oder vertikal verbogen ist, schwingen das Paar linker und rechter Lagerlaufbahnen 12, 13,die einstückig mit-

einander mittels des Lagerdruckteils 29 verbunden sind, um die zwischen den Lagerlaufbahnen 12, 13 und den Lagerlaufbahnen aufnehmenden Nuten 6, 7 ausgebildeten Spiele θ., Θ. und θ_, θ«, um ihre Richtungen zu ändern, so daß sie genau der Biegung der Spurstange 16 folgen. Nachdem der Grundkörper 1 einen vertikal oder horizontal gebogenen Abschnitt der Spurstange 16 überlaufen hat, schwingen die Lagerlaufbahnen 12, 13 wiederum, um ihre Richtungen längs eines normalen, geraden Abschnitts der Spurstange 16 zu ändern und um in ihren normalen Zustand zurückzukehren, wodurch die Symmetrieachse X₀-X₀ der Lagerlaufbahnen 12, 13 mit der Längsachse X₃-X₃ der Spurstange 16 zusammenfällt und somit die Ausrichtung durchgeführt wird. Es soll darauf hingewiesen werden, daß im Fall, in dem die Spurstange 16 vertikal verbogen ist, die Richtungsänderung der Lager-0 laufbahnen 12, 13 durch eine vertikale Schwenkung des Paares der linken und rechten Lagerlaufbahnen 12, 13 in Bezug auf das am Grundkörper 1 befestigte Lagerlaufbahndruckteil 29 mit ihren mittleren Abschnitten als Drehpunkten durchgeführt wird. Wenn andererseits die Spurstange 16 horizontal verbogen ist, ändern die Lagerlaufbahnen 12, 13 ihre Richtung durch die einstückige horizontale Schwenkung des Lagerlaufbahndruckteils 29 und der dadurch einstückig verbundenen Lagerlaufbahnen 12, 13 an der Verbindung des Lagerlaufbahndruckteils 29 mit dem Grundkörper 1, d.h. mit der Stellung der Gewindebohrung 2a.als Drehpunkt.

Das lineare Gleitlager mit dem oben beschriebenen Aufbau und der oben beschriebenen Arbeitsweise bietet die folgenden verschiedenen Vorteile:

Da die Lagerlaufbahnen mit einer tonnenähnlichen Form schwingend oder schwenkbar innerhalb der entsprechenden Lagerlaufbahn aufnehmenden Nuten des Grundkörpers des Lagers gehalten werden, können die Lagerlaufbahnen vor allem ihre Richtungen ändern, so daß sie genau den vertikal oder horizontal gebogenen Abschnitt der Spurstange folgen. Es ist somit möglich, nicht nur eine örtliche Steigerung des Berührungsdrucks der Kugeln zu verhindern, der sonst auftreten würde, wenn der Grundkörper den gebogenen Abschnitt der Spurstange überläuft, sondern ebenfalls den auf den Grundkörper einwirkenden Widerstand zu vermindern, wenn er gleitet. Auf diese Weise ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Sicherheit der Kanäle für belastete Kugeln und eine stoßfreie Gleitbewegung des Grundkörpers des Lagers sicherzustellen. Da weiter jede Lagerlaufbahn aus einem bogenförmigen Teil mit halbkreisförmigem Querschnitt, der einen großen Torsionswiderstand aufweist, besteht, wird die Lagerlaufbahn unter einer aufgebrachten Belastung nicht verdreht. Hierdurch kann der Berührungsdruck der längs der Lagerlaufbahn abrollenden Kugeln gleichförmig gehalten werden; hierdurch ist es möglich, einen stoßfreien Umlauf der Kugeln sicherzustellen.

Da weiter ein Paar rechter und linker Lagerlaufbahnen mittels der Befestigungsflächen der Endabdeckungen durch einfaches Einstellen eines einzigen Laufbahndruckteils gleichzeitig befestigt werden kann, wird das Befestigen der Laufbahnen stark vereinfacht, wodurch die Herstellungskosten des gesamten Lagers vermindert werden. Weiter besteht, auch wenn irgendein Fehler bei dem Einklemmen des Laufbahndruckteils auftritt, keine Möglichkeit irgendeiner unerwünschten Verschiebung des Krümmungsmittelpunkts der Nut für belastete Kugeln, da der Krünunungsmittelpunkt jeder Laufbahn auf-

- SLO-

nehmenden Nut und der in der Laufbahn ausgebildeten Nut für belastete Kugeln, die in der Laufbahn aufnehmenden Nut vorgesehen ist, zusammenfällt. Entsprechend wird, auch wenn irgendein Montagefehler vorhanden ist, der Kontaktdruck der Kugeln in vorteilhafter Weise niemals ungleichförmig.

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Claims

KADOR · KLUNKER · SCHMITT-NUrMsi-'HIRSGH.^{: :}..^: * *: * IATENTA W&ÄU

ΕΙΉΟΓΚΛΝ IÄTKNTATIX)RN

K 21 348/7

Hiroshi Teramachi
2-34-8 Higashi-Tamagawa Setagaya-Ku
Tokyo, Japan

Lineares Gleitlager

Patentansprüche

Lineares Gleitlager, gekennzeichnet durch

- einen einstückigen Grundkörper (1) mit einem Paar Randabschnitten (4, 5), die zwischen sich einen mittleren Hohlraum (3) bilden, wobei jeder Randabschnitt (A, 5) an seiner Innenfläche mit einer Laufbahn aufnehmenden Nut (6, 7) versehen ist, die sich zum mittleren Hohlraum (3) hin öffnet, und wobei die Laufbahn aufnehmende Nut (6, 7) einen von ihrem unteren bogenförmigen Ende vorstehenden Anschlag

(8, 9) und jeder Randabschnitt (4, 5) weiter einen längs dadurch gebohrten Kugelkanal (10, 11) für unbelastete Kugeln aufweist;

- ein Paar rechter und linker-Lagerlaufbahnen (12, 13), jede in Form eines bogenförmigen Teils von halbkreisförmigem Querschnitt mit einer tonnenförmigen äußeren ümfangsfläche, die jeweils in der entsprechenden Laufbahn aufnehmenden Nut (6, 7) im Grundkörper (1) hin- und herbewegbar befestigt sind, wobei das bogenförmige Teil in der Mitte seiner Innenfläche mit einer Nut (14, 15) für belastete Kugeln versehen ist, deren Krümmungsmittelpunkt mit dem der Laufbahn aufnehmenden Nut (6, 7) zusammenfällt;

- ein Laufbahndruckteil (29) in Form eines Keilteils, das einstellbar an die Innenfläche des Deckenteils

(2) des Grundkörpers (1) angeschraubt ist, wobei das Laufbahndruckteil (29) Keilflächen aufweist, die gleichzeitig in anliegenden Eingriff mit einer Seitenfläche der Lagerlaufbahnen (12, 13) gebracht werden können, so daß die Lagerlaufbahnen (12, 13) gegen die Anschläge (8, 9) gedrückt werden; - eine Spurstange (16) , die in den mittleren Hohlraum (3) im Hauptkörper (1) eingepaßt werden kann und auf ihrer rechten und linken Seitenfläche mit Nuten (19, 20) für belastete Kugeln versehen ist, deren Krümmungsmittelpunkt mit dem der entsprechenden Nut (14, 15) für belastete Kugeln der Lagerlaufbahn (12, 13) zusammenfällt;

- ein Paar vorderer und hinterer aus Deckelteilen bestehender Endabdeckungen (21, 22), die an den vorderen und hinteren longitudinalen Endflächen des Grundkörpers (1) befestigbar sind, wobei jede Endabdeckung Bahnhaltenuten (27, 28) zum Lagern von einem Ende der Lagerlaufbahnen (12, 13), und auf ihren Innenflächen Kugelumlenknuten (26a, b) zur Verbindung zwischen den Kanälen für belastete Kugeln, die mittels der Nuten (14, 15, 19, 20) für belastete Kugeln in den Lagerlaufbahnen (12,

13) und in der Spurstange (16) gebildet werden, und den im Grundkörper (1) gebildeten Kanälen (10, 11) für unbelastete Kugeln, aufweist; und durch

- die miteinander verbundenen Kanäle für belastete und unbelastete Kugeln umlaufende Kugeln.
2. Lineares Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Grundkörper (1) aus einem leichten Kunstharz besteht.
3. Lineares Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Berührungswinkel zwischen jeder Kugel (B₁) und der entsprechenden Nut (14, 15; 19, 20) für belastete Kugeln so ausgewählt wird, daß er etwa 45° beträgt.
4. Lineares Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennz eichnet , daß die Nuten (14, 15; 19, 20) für belastete Kugeln jeweils eine Nut mit einem bogenförmigen Querschnitt umfassen.