DE3506083A1

DE3506083A1 - Lagereinheit

Info

Publication number: DE3506083A1
Application number: DE19853506083
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Teramachi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-03-19
Filing date: 1985-02-21
Publication date: 1985-09-26
Also published as: FR2561332A1; JPS60196428A; KR870001204B1; GB8504123D0; IT1200598B; US4586758A; FR2561332B1; KR850006578A; JPH042808B2; IT8519948A0; GB2158526B; GB2158526A

Description

Lagereinheit

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagereinheit der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art-Derartige Lagereinheiten werden beispielsweise zur Führung eines Tisches oder Schlittens einer Werkzeugmaschine oder eines gleitenden Teils einer Zentraleinheit zur maschinellen Bearbeitung oder eines Transportsystems verwendet.

Bei einer typischen bekannten Lagereinheit, wie sie in Fig. 26 dargestellt ist, ist eine Führungsschiene 101 mit kontinuierlicher Länge an einer Seite mit einem Wulst 101a versehen, der sich in Längsrichtung der Führungsschiene erstreckt. Auf beiden Seiten des Wulstes 101a sind zwei Kugelabrolloberflächen 102 ausgebildet, die sich in Längsrichtung der Führungsschiene 101 erstrecken. Andererseits ist ein Lagerkörper 103, der entlang der Führungsschiene 101 in Längsrichtung gleitet, auf einer Seitenfläche mit einer Ausnehmung 103a versehen, die sich in Längsrichtung des Lagerkörpers 103 erstreckt und auf den Wulst 101a der Führungsschiene 101 gerichtet ist. Auf beiden Seiten der Ausnehmung 103a sind zwei Kugelabrolloberflächen 104, 104 ausgebildet, die jeweils auf die Kugelabrolloberflächen 102,102 auf den beiden Seiten des Wulstes 101a der Führungsschiene 101 gerichtet sind. Weiterhin ist eine Vielzahl von Kugeln 105,105 zwischen den einandergegenüberliegenden Kugelabrolloberflächen 102,102 und 104,104 angeordnet, so daß der Lagerkörper 103 leicht gegenüber der Führungsschiene gleiten kann, weil diese

Kugeln 105,105 abrollen. Um einen Umlauf der Kugeln 105,105 hervorzurufen, weist der massiv ausgebildete Lagerkörper 103 zwei Abrollbohrungen 107,107 für lastfreie Kugeln auf, die sich durch den Lagerkörper erstrecken, wobei diese Abrollbohrungen 107,107 kontinuierlich mit den beiden für die belasteten Kugeln vorgesehenen Abrollkanälen 106,106 ausgebildet sind, die jeweils durch die gegenüberliegenden Kugelabrolloberflächen 102,102 und 104,104 gebildet sind, so daß zwei endlose Kugelumlaufkanäle jeweils durch die Abrollkanäle 106,106 für die belasteten Kugeln und die Abrollbohrungen 107,107 für die lastfreien Kugeln gebildet sind, die einander entsprechen. Weiterhin werden die Kugeln 105,105 innerhalb der Kanäle 106,106 für belastete Kugeln durch ein Halteteil 109 geführt, das mit Schlitzen 108,108 ausgebildet ist, die sich in Längsrichtung derart erstrecken, daß die Kugeln 105,105 in geeigneter Weise innerhalb der Lastkugel-Abrollkanäle 106,106 abrollen und an einem Herausfallen gehindert sind.

Bei dieser bekannten Lagereinheit sind die Abrollbohrungen 107,107 für lastfreie Kugeln in Längsrichtung in dem massiven Lagerkörper 103 beispielsweise mit Hilfe eines Bohrers ausgebildet. Aus diesem Grunde wird es, wenn die Länge des Lagerkörpers 103 zunimmt, schwierig, eine genaue Bohrung auszuführen, beispielsweise aufgrund der Auslenkung des Bohrers. Wenn die Bohrung von beiden Endoberflächen des Lagerkörpers 103 derart ausgeführt wird, daß sich die beiden von den beiden Endflächen aus ausgebildeten Bohrungen an einem Mittelteil im Inneren des Lagerkörpers 103 treffen, so besteht die Gefahr, daß eine unerwünschte Stufe an dem Mittelteil

gebildet wird, an dem sich die Bohrungen treffen. Um eine derartige Stufe zu beseitigen, ist es in unvorteilhafter Weise erforderlich, einen Korrekturvorgang durchzuführen, beispielsweise durch Ausbildung einer größeren Bohrung, oder durch einen Räumschritt. Entsprechend ist viel Zeit und Arbeit erforderlich, um den Bohrvorgang durchzuführen, so daß sich eine erhebliche Erhöhung der Herstellungskosten ergibt.

Weil die Länge des Lagerkörpers 103 aus diesem Grunde beschränkt ist, ist auch die Länge jeder der Kugelabrollkanäle 106,106 für die belasteten Kugeln unvermeidbar ebenfalls beschränkt. Es ist daher äußerst schwierig, die Länge der Abrollkanäle 106,106 für die belasteten Kugeln zu verlängern, um die Belastungsfähigkeit des Lagers über einen vorgegebenen Grenzwert hinaus zu vergrößern.

Weiterhin ist es erforderlich, bei einer Änderung der Länge jeder der Kugelabrolloberflächen 104,104 an dem Lagerkörper 103 zur Änderung des Nennwertes der Belastungsfähigkeit des Lagers eine entsprechende Änderung der Länge des Halteteils vorzunehmen. In diesem Falle ist es weiterhin erforderlich, die Länge der beiden Schlitze 108,108 des Halteteils 109 und die Position einer (nicht gezeigten) Kugelführungszunge zu ändern, die von jedem Ende der beiden Schlitze 108 aus vorspringt. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, .die Ausgestaltung des Halteteils 109 entsprechend einer Änderung der Nennbelastbarkeit des Lagers zu ändern, damit das Halteteil 109 Schlitze mit richtiger Länge und mit an richtigen Stellen angeordnete Zungen aufweist, was ebenfalls zu einer Vergrößerung der Kosten führt.

Bei der bekannten Lagereinheit sind weiterhin die Kugelabrol!oberflächen 104,104 auf beiden Seiten der Ausnehmung 103a des Lagerkörpers 103 ausgebildet, so daß sich ein geringer Abstand d zwischen den Kugelabrol!oberflächen 104,104 und Schraubenaufnahmebohrungen 110 ergibt, die in dem Lagerkörper 103 ausgebildet sind. Wenn die Kugelabrolloberflächen 104,104 beispielsweise durch eine Hochfrequenz-Induktions-)Härtung gehärtet werden, um die Abnutzungsbeständigkeit zu vergrößern, so kann als Ergebnis der dünnwandige Teil zwischen den Kugelabrolloberflächen 104,104 und den Schraubenaufnahmebohrungen 110 bei der Erwärmung auf hohe Temperaturen in nachteiliger Weise schmelzen. Aus diesem Grunde ist es nicht möglich, den Abstand d zwischen den Schraubenauf nahmebohrungen 110 und den Kugelabrolloberflächen 104, 104 in weiten Grenzen zu verringern. Entsprechend ist die Verringerung der Größe und des Gewichtes des Lagerkörpers 103 und damit der Lagereinheit insgesamt sehr stark begrenzt.

Weiterhin sind die Kugelabrolloberflächen 102,102 der Führungsschiene 101 auf beiden Seiten des Wulstes 101a derart ausgebildet, daß sich die Kugelabrolloberflächen 102,102 horizontal erstrecken. Aus diesem Grund können Staub oder andere Fremdkörper in der Luft an den Kugelabrol!oberflächen 102,102 anhaften, was in nachteiliger Weise zu einer möglichen Störung eines gleichförmigen Gleitens des Lagerkörpers 103 gegenüber der Führungsschiene 101 führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagereinheit zu schaffen, deren Herstellung einfacher und damit preisgünstiger ist, wobei sich ein gleichförmiges Glei-

ten des Lagerkörpers an der Führungsschiene ergibt.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Lagereinheit ist ein Abrollkanal für die nicht belasteten Wälzelemente an dem Lagerkörper durch eine Abrollnut für diese lastfreien Wälzelemente sowie eine Abdeckung gebildet, wobei die Abrollnut auf einer der Seitenflächen des Lagerkörpers in dessen Längsrichtung ausgebildet ist, und wobei die Abdeckung derart ausgebildet ist, daß sie die Abrollnut für die lastfreien Wälzelemente in Längsrichtung des Lagerkörpers abdeckt.

Damit wird bei dem Lagerkörper die Abrollnut durch maschinelles Entfernen eines Teils des Lagerkörpers gebildet, und diese Abrollnut wird durch eine Abdeckung derart abgedeckt, daß sich ein Abrollkanal für die lastfreien Wälzelemente, beispielsweise die Kugeln, bildet. Auf diese Weise entfällt die Notwendigkeit der schwierigen und zeitraubenden Ausbildung der Abrollbohrung für die lastfreien Wälzelemente in dem Lagerkörper, so daß der Betriebswirkungsgrad vergrößert und die Herstellungskosten verringert werden, wobei es gleichzeitig möglich ist, die Länge des Lagerkörpers in gewünschter Weise zu vergrößern, d.h. die Länge der Abrolloberfläche für die belasteten Wälzelemente, die an dem Lagerkörper ausgebildet ist, so daß die Belastbarkeit des Lagers insgesamt in gewünschter Weise vergrößert werden kann.

Weiterhin weist auch das Halteteil für die belasteten
Wälzelemente einen einfachen Aufbau auf, so daß für
Lagerkörper unterschiedlicher Längen in einfacher Weise in ihrer Länge angepaßte Halteteile hergestellt werden können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht einer Ausführungs

form der Lagereinheit, wobei die Führungsschiene teilweise weggeschnitten dargestellt ist,

Figur 2 eine Vorderansicht der Lagereinheit

nach Fig. 1,

Figur 3 eine Schnittansicht entlang der Linie

III-III nach Fig. 1,

Figur 4 eine Schnittansicht entlang der Linie

IV-IV nach Fig. 3,

Figur 5 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Lagerkörpers, der bei der Lagereinheit verwendet wird,

Figur 6 eine Unteransicht des Lagerkörpers,

Figur 7 eine Vorderansicht eines Lagerblockes,

der den Lagerkörper bildet,

Figur 8 eine Draufsicht auf den Lagerblock, Figur 9 eine Seitenansicht des Lagerblockes,

Figur 10 eine Vorderansicht einer bei der Lagereinheit verwendeten Abdeckung,

Figur 11 eine Seitenansicht der Abdeckung,

Figur 12 eine Vorderansicht des Halteteils,

der bei der Ausführungsform der Lagereinheit verwendet wird,

Figur 13 eine Seitenansicht des Halteteils,

Figur 14 eine Vorderansicht eines Endplattenkörpers, der eine Endplatte bildet, die in der Lagereinheit verwendet wird,

Figur 15 eine Seitenansicht des Endplattenkörpers bei Betrachtung von dessen rechter Seite aus,

Figur 16 eine Rückansicht des Endplattenkörpers,

Figur 17 eine Seitenansicht des Endplat-tenkörp-

pers bei Betrachtung von dessen linker Seite aus,

- ίο -

Figur 18 eine Schnittansicht entlang der Linie

XVIII-XVIII nach Fig. 14,

Figur 19 eine Draufsicht auf den Endplattenkörper,

Figur 20 eine Seitenansicht eines inneren, die

Endplatte bildenden Bauteils,

Figur 21 eine Vorderansicht des inneren Bauteils,

Figur 22 eine Schnittansicht entlang der Linie

XXII-XXII nach Fig. 21,

Figur 23 eine Rückansicht des inneren Bauteils,

Figur 24 und 25 zusammen eine mit einem linearen Gleitlager versehene Tischeinheit, die eine Ausführungsform der Lagereinheit verwendet, wobei Fig. 24 eine Schnittansicht entlang der Linie XXVV-XXIV nach Fig. 25 und Fig. 25 eine Draufsicht auf die linear verschiebbare Tischeinheit ist,

Figur 26 eine Querschnittsansicht einer bekannten Lagereinheit.

In den Figuren 1 bis 23 ist eine Ausführungsform einer Lagereinheit gezeigt, die ein endloses Kugelschiebelager bildet.

Wie dies in den Figuren 1 bis 3 gezeigt ist, ist die La-

gereinheit durch eine Führungsschiene 2 mit kontinuierlicher Länge sowie durch einen Lagerkörper 4 gebildet, der entlang der Führungsschiene 2 in deren Längsrichtung über eine Vielzahl von Stahlkugeln 3,3 gleitet, die als Wälzelemente dienen. Die Führungsschiene 2 ist auf einer Seitenfläche mit einer Ausnehmung 2a von im wesentlichen trapezförmigem Querschnitt versehen, die sich in Längsrichtung der Führungsschiene 2 erstreckt. Auf den beiden Seiten der Ausnehmung 2a sind zwei erste Abrolloberflächen 5,5' für belastete Kugeln ausgebildet, die als erste Abrolloberflächen für belastete Wälzelemente dienen und die jeweils einen Krümmungsradius aufweisen, der im wesentlichen gleich dem der Kugeln 3,3' ist. Jede der ersten Abrolloberflächen 5,5' wird einer Oberflächenhärtungsbehandlung wie z.B. einer Hochfrequenz-(Induktions-)Härtung über den gesamten Bereich der Oberfläche unterworfen. Die ersten Abrolloberflächen 5,5' für belastete Kugeln sind, wie dies aus Fig. 3 zu erkennen ist, diagnonal nach unten bzw. nach oben gegenüber der Mittellinie 0 der Ausnehmung 2a geneigt.

Andererseits ist der Lagerkörper 4 gemäß den Figuren bis 6 im wesentlichen durch einen Lagerblock 6 mit im wesentlichen rechtwinkliger parallelepipedförmiger Form und durch Endplatten 7 gebildet, die jeweils an den Endflächen des Lagerblockes 6 befestigt sind. Die Anordnung dieser Bauteile wird im folgenden beschrieben.

Der Lagerblock weist einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, wie dies aus den Figuren 7 bis 9 zu erkennen ist. Der Lagerblock 6 weist zwei zweite Abrolloberflächen 8,8' für belastete Kugeln auf, wobei diese zwei-

ten Abrolloberflächen einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und auf einer der Seitenflächen des Blockes ausgebildet sind, die der Führungsschiene 2 derart gegenüberliegen, daß sie sich parallel in Längsrichtung des Lagerblockes 6 erstrecken, wobei die zweiten Abrol loberflächen 8,8' für die belasteten Lagerkugeln als zweite Abrolloberflächen für belastete Wälzelemente dienen, und einen Krümmungsradius aufweisen, der im wesentlichen gleich dem der Kugeln 3,3 ist. Diese zweiten Abrolloberflächen 8,8' für belastete Kugeln werden einer Oberflächenhärtungsbehandlung, wie z.B. einer Hochfrequenz-(Induktions-)Härtung unterworfen. Wie dies aus Fig. 7 zu erkennen ist, sind die zweiten Abrolloberflächen 8,8 in diagonal nach oben bzw. nach unten gerichteten Richtungen ausgerichtet, so daß sie mit den ersten Abrolloberflächen 5,5' zusammenwirken, um zwei Abrollkanäle 9,9' für belastete Kugeln bilden (siehe Fig.3), wobei diese Kanäle 9,9' die Abrollkanäle für belastete Wälzelemente bilden. Die ersten Abrolloberflächen 5,5' sind auf der Führungsschiene 2 derart ausgebildet, daß sie in diagonal nach unten bzw. nach oben gerichteten Richtungen zeigen, wie dies weiter oben erläutert wurde. Damit ist der Berührungswinkel zwischen den Kugeln 3,3 und den entsprechenden ersten und zweiten Abrolloberflächen 5,5 und 8,8 für belastete Kugeln auf ungefähr eingestellt (der Berührungswinkel ist jeder der Winkel α und β , die jeweils zwischen einer gedachten Linie I₁, die die Berührungspunkte zwischen einer Kugel und. den entsprechenden ersten und zweiten Abrolloberflächen verbindet, sowie den Linien I₂. Io der Kraftwirkung liegen, die sich aus der Belastung ergibt). In diesem Fall fällt die Kraftwirkungslinie I₂ mit der Mittellinie 0 der Ausnehmung 2a zusammen, während die Kraftwirkungslinie K vertikal zur Mittellinie 0 steht.

Wie es weiterhin in den Figuren 3 bis 6 gezeigt ist, weist der Lagerblock 6 einen Wulst 10 auf, der an dem Lagerblock zwischen den zweiten Abrolloberflächen 8,8 für die belasteten Kugeln derart ausgebildet ist, daß sich der Wulst in der Längsrichtung des Lagerblocks 6 erstreckt. Auf dem Wulst 10 ist in Längsrichtung ein Halteteil 11 (siehe Figuren 12 und 13) angeordnet, das Kugelführungsoberflächen 11a,11a mit einem kreisförmigen Querschnitt aufweist, die jeweils mit den zweiten Abrolloberflächen 8,8 verbunden sind. Die Anordnung ist derart, daß die Kugelführungsoberflächen 11a,11a des Halteteils 11 mit den seitlichen Kantenteilen der zweiten Abrolloberflächen 8,8 zusammenwirken, um ein Herausfallen der Kugeln 3,3 zu verhindern, die auf den zweiten Abrolloberflächen 8,8' angeordnet sind.

Andererseits sind zwei für die Führung lastfreier Kugeln dienende Abrollnuten 15,15 mit rechtwinkligem Querschnitt in Längsrichtung auf der gegenüberliegenden Seite des Lagerblockes 6 dadurch ausgebildet, daß die oberen und unteren Eckenteile des Lagerblockes 6 in der in den Figuren 7 und 8 gezeigten Weise maschinell entfernt sind. Diese zur Führung der lastfreien Kugeln dienenden Abrollnuten 15,15 sind gemäß Fig. 3 bis Fig. jeweils durch Abdeckungen 16,16 (siehe Figuren 10 und 11) in Längsrichtung des Lagerblockes 6 abgedeckt, wobei jede Abdeckung 16,16 einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist und auf der Innenseite mit einer Kugelführungsoberfläche 16a versehen ist. Damit werden zwei zur Führung lastfreier Kugeln dienende Abrollkanäle 17,17 jeweils durch die Kugelführungsoberflächen 16a,16a der Abdeckungen 16,16 und die Abrollnuten 15,15 des Lagerblocks

6 gebildet.

Es sei bemerkt, daß die Bezugsziffer 18 in den einzelnen Figuren jeweils eine von Befestigungsbohrungen bezeichnet, die in dem Lagerblock 6 zur Befestigung des Lagerkörpers 4 an beispielsweise einem beweglichen Tisch mit Hilfe von Schrauben und dergleichen bestimmt sind, während die Bezugsziffer 19 jeweils eine von Befestigungsbohrungen bezeichnet, die in der Führungsschiene 2 in deren Längsrichtung unter geeigneten Abständen angeordnet sind, um diese Führungsschiene 19 beispielsweise an einem festen Maschienbett befestigen zu können.

Jede der Endplatten 7, die an beiden Endflächen des Lagerblocks 6 befestigt sind, ist, wie dies aus Fig. zu erkennen ist, durch einen Endplattenkörper 7a und ein inneres Bauteil 7b gebildet, das in das Innere des Endplattenkörpers 7a eingesetzt ist. Wie dies in den Figuren 14 bis 19 gezeigt ist, weist der Endplattenkörper 7a einen im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt ähnlich dem des Lagerblocks 6 auf. Der Endplattenkörper 7a weist auf seiner Innenseite eine Paßnut (siehe Fig. 18) zum Einpassen des inneren Bauteils 7b auf, wobei die Paßnut 21 in Draufsicht eine halbkreisförmige Form aufweist. Am Außenumfang der Paßnut 21 sind zwei Verbindungsnuten 22,22 (siehe Figuren 14 und 18) ausgebildet, die in Draufsicht im wesentlichen halbkreisringförmig sind und einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Beide Enden der Verbindungsnuten 22,22 sind mit den jeweiligen Lastkugel-Abrol1 kanälen 9,9 und den Kugelabrollkanälen 17,17 für lastfreie Kugeln verbunden. Wie dies weiterhin aus den Figuren 14 und 16 bis 18 zu

erkennen ist, weist der Endplattenkörper 7a zwei Haltenuten 23,23 auf, die in seinen oberen und unteren Eckenteilen an den jeweiligen Endteilen 22a, 22a der Verbindungsnuten 22,22 ausgebildet sind, an denen sie jeweils mit den Kugelabrollkanälen 17, 17 für die lastfreien Kugeln verbunden sind, wobei die Haltenuten 23,23 einen L-förmigen Querschnitt ähnlich dem Querschnitt der Abdeckungen 16,16 aufweisen. Wenn die Endplattenkörper 7a an jeder Endfläche des Lagerblocks 6 befestigt sind, sind beide Endteile jeder Abdeckung 16 in die entsprechenden L-förmigen Haltenuten 23,23 der Endplattenkörper 7a, 7a derart eingesetzt, daß sie von diesen festgehalten werden. Zungen 24,24 sind an den jeweiligen Endteilen 22b,22b der Verbindungsnuten 22,22 ausgebildet, an denen sie jeweils mit den Lastkugel-Abrollkanälen 9,9 verbunden sind. Die Zungen 24,24 dienen zur Führung der Kugeln 3,3, die durch die Lastkugel-Abrollkanäle 9,9 hindurchrollen, in die jeweiligen Verbindungsnuten 22,22. Weiterhin ist auf der Innenseite des Endplattenkörpers 7a,7a ein Wulst 25 ausgebildet. Halteteil-Aufnahmenuten 25a mit einer Querschnittsform die ähnlich der des Halteteils 11 ist, sind an einem Teil des Wulstes 25 zwischen den Endteilen 22b,22b auf der Seite der Verbindungsnuten 22,22 ausgebildet, auf der die jeweiligen Zungen 24,24 liegen. Wenn daher der Endplattenkörper 7a an jeder Endfläche des Lagerblocks 6 befestigt ist, so sind beide Enden des Halteteils 11 in die Haitetei1-Aufnahmenuten 25a,25a derart eingesetzt, daß sie von diesen festgehalten werden.

Die Bezugsziffer 26 bezeichnet die einzelnen Schrauben-Aufnahmebohrungen, die zur Befestigung des Endplat-

tenkörpers 7a an dem Lagerblock 6 verwendet werden.

Wie dies aus den Figuren 20 bis 23 zu erkennen ist, weist das innere Bauteil 7b, das in die Paßnut 21 auf der Innenoberfläche des Endplattenkörpers 7 eingesetzt ist, in Draufsicht eine im wesentlichen halbkreisförmige Form auf (siehe Fig. 22) und es hat insgesamt die gleiche äußere Form wie die Paßnut 21. An der äußeren Umfangsflache des inneren Bauteils 7b sind zwei Verbindungsnuten 30,30 ausgebildet, die den Verbindungsnuten 22,22 am Außenumfang der Paßnut 21 entsprechen, wobei die Verbindungsnuten 30,30 in Draufsicht eine Halbkreisringform aufweisen und einen kreisförmigen Querschnitt haben. Wenn daher das innere Bauteil 7b in die Paßnut 21 des Endplattenkörpers 7a eingesetzt ist, so werden zwei halbkreisringförmige Verbindungskanäle 31,31 durch das Zusammenwirken der Verbindungsnuten 22,22 und 30,30 gebildet, die einander entsprechen. Entsprechend sind, wenn die Endplatten 7,7 an den beiden Endflächen des Lagerblocks 6 mit Hilfe von Schrauben 32,32 gemäß Fig. 4 befestigt sind, die Abrollkanäle 9,9 und 17,17 für die belasteten und lastfreien Kugeln, die einander entsprechen, jeweils miteinander über die Verbindungskanäle 31,31 verbunden, so daß auf diese Weise zwei endlose Kugelumlaufkanäle gebildet sind.

Weiterhin sind zwei Positioniervorsprünge 34,34 an der flachen inneren Oberfläche 33 des inneren Bauteils 7b derart ausgebildet, daß sie einen Abstand in Vertikalrichtung aufweisen. Wenn daher die Endplatte 7 an dem Lagerblock 6 befestigt ist, so sind die Positioniervorsprünge 34,34 in Positionierbohrungen 6a,6a eingepaßt, die in jeder Endfläche des Lagerblockes 6 ausge-

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bildet sind, so daß die Endplatte 7 und der Lagerblock 6 in geeigneter Weise positioniert sind.

Die Kugeln 3,3, die zwischen der Führungsschiene 2 und Lagerkörper 4 derart eingefügt sind, daß sie umlaufen, schließen Lastkugeln 3a,3a und lastfreie Kugeln 3b,3b ein, wie dies in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist. Die Lastkugeln 3a,3a rollen in den Lastkugel-Abrol lkanälen 9,9, die zwischen der Führungsschiene 2 und dem Lagerkörper 4 derart ausgebildet sind, daß die Kugeln 3a,3a belastet sind, während die lastfreien Kugeln 3b,3b in den Abrollkanälen 17,17 für lastfreie Kugeln rollen, die jeweils zwischen den Kugelabrollnuten 15,15 des Lagerblockes 6 und den Abdeckungen 16,16 ausgebildet sind. Es sei darauf hingewiesen, daß die gleichen Kugeln 3,3 einmal als Lastkugeln 3a,3a bezeichnet werden, wenn sie in dem belasteten Bereich rollen und zum anderen als lastfreie Kugeln 3b,3b bezeichnet werden, wenn sie sich in dem lastfreien Bereich befinden.

In den Figuren 24 und 25 ist eine linearverschiebbare Tischeinheit gezeigt, die die Lagereinheit 1 gemäß der im vorstehenden beschriebenen Ausführungsform verwendet. Bei der Tischeinheit ist ein festes Bett 40 auf seiner Oberfläche mit zwei parallelen Positionierwülsten 41,41 versehen, die sich in Längsrichtung erstrek ken. Auf dem festen Bett 40 sind weiterhin zwei Führungsschienen 2,2 mit Hilfe von Schrauben 42,42 derart befestigt, daß die jeweiligen Seitenflächen 2b,2b, die den mit den Lastkugel-Abrolloberflächen 5,5 versehenen Seitenflächen gegenüberliegen, gegen die jeweiligen äußeren Oberflächen der Positioniervorsprünge 41,41 an-

liegen. Die Tischeinheit weist weiterhin einen beweglichen Tisch 43 auf, der oberhalb des festen Bettes 40 befestigt ist. Der bewegliche Tisch 43 weist auf seinen beiden Seiten Schürzenabschnitte 43a,43a auf, die sich von dem beweglichen Tisch aus nach unten erstrekken. Vier Lagereinheiten 1 sind an den unteren Oberflächen des beweglichen Tisches 43 auf den jeweiligen Innenseiten der Schürzenabschnitte 43a,43a mit Hilfe von Schrauben 44,44 befestigt. Die Lagereinheiten 1 sind paarweise vongesehen, wobei ein Paar für jede Führungsschiene vorgesehen ist, derart, daß jedes Paar von Lagereinheiten 1 in einem geeigneten Abstand in Längsrichtung der zugehörigen Führungsschiene 2 angeordnet ist. In diesem Fall ist jede Lagereinheit 1 derart angeordnet, daß die Lastkugel-Abrolloberflächen 8,8 des Lagerkörpers 4 auf die entsprechenden Lastkugel-Abrol1-oberflächen 5,5 auf der zugehörigen Führungsschiene 2 gerichtet sind. Wie dies aus Fig. 24 zu erkennen ist, ist der Durchmesser jeder der Schrauben 42 zur Befestigung der Führungsschienen 2 kleiner ausgebildet, als der Durchmesser eines einen kleineren Durchmesser aufweisenden Abschnittes 19a der Befestigungsbohrungen 19 der Führungsschienen 2,2, so daß ein kleiner Spalt zwischen jeder Schraube 42 und dem einen kleineren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 19a der zugehörigen Befestigungsbohrung 19 gebildet wird. Weiterhin ist der Durchmesser jeder der Schrauben 44 zur Befestigung der Lagerkörper 4 kleiner als der Durchmesser eines einen kleineren Durchmesser aufweisenden Abschnittes 45a jeder der Befestigungsbohrungen 45 in dem beweglichen Tisch 43 gewählt, so daß ein geringer Spalt zwischen jeder Schraube 44 und dem einen kleineren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 45a der zugehörigen Bohrung 45

gebildet wird. Vorspannungs-Einstellschrauben 46,46 sind in einen der Schürzenabschnitte 43a des beweglichen Tisches 43 in geeigneten Absständen in Längsrichtung des beweglichen Tisches 43 eingeschraubt, wobei diese Vorspannungs-Einstellschrauben 46,46 zur Einstellung der Vorspannung oder Vorbelastung verwendet werden, die auf die Lastkugeln 3,3a ausgeübt wird, die zwischen jedem Lagerkörper 4 und der entsprechenden Führungsschiene 2 angeordnet sind. Durch Festziehen oder Lösen der Vorspannungs- oder Vorbelastungs-Einstellschrauben 46,46 wird jeder Lagerkörper 4 gegenüber dem beweglichen Tisch 43 nach innen oder nach außen bewegt, und zwar innerhalb eines Bereichs, der durch den Spalt zwischen dem einen geringeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 45a jeder Bohrung 45 zur Befestigung des beweglichen Tisches 43 und der Schraube 44 bestimmt ist, die hiervon aufgenommen wird, so daß es möglich ist, die Vorbelastung, die auf die Lastkugeln 3a,3a zwischen dem Lagerkörper 4 und der Führungsschiene 43 ausgeübt wird, richtig einzustellen.

Es ist zu erkennen, daß die Bezugsziffer 47 in den Figuren 24 und 25 jeweils eine Kontermutter bezeichnet, die dazu dient, eine unerwünschte Lockerung der zugehörigen Vorspann-Einstellschraube 46 zu verhindern.

Im folgenden wird die Betriebsweise der vorstehend beschriebenen linear verschiebbaren Tischeinheit erläutert.

Wenn sich die Lagerkörper 4 zusammen mit dem beweglichen Tisch 43 vorwärtsbewegen, so rollen die Lastkugeln 3a,3a,

die zwischen den Lastkugel-Abrolloberflächen 5,5 jeder Führungsschiene 2 und der entsprechenden Lastkugel-Abrolloberflache 8,8 des zugehörigen Lagerkörpers 4 festgehalten werden, zwischen diesen Oberflächen ab, während sie durch die Kugelführungsoberflächen 11a,11a des Halteteils 11 geführt werden, und sie werden durch die Zungen 24,24, die an den Endplatten 7 ausgebildet sind, derart geführt, daß sie in die halbkreisringförmigen Verbindungskanäle 31,31 innerhalb der Endplatte 7 rollen und dann zu den lastfreien Kugeln 3b,3b in der Weise werd e η , wie dies in den Figuren 4 bis 6 gezeigt ist. Wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, laufen die lastfreien Kugeln 3b,3b, die durch die Verbindungskanäle 31,31 rollen, dann durch die Kugelabrollkanäle 17,17 für lastfreie Kugeln in dem Lagerkörper 4 und in die halbkreisringförmigen Verbindungskanäle 31,31 in der gegenüberliegenden Endplatte 7, und sie kehren dann in die Abrollkanäle 9,9 für belastete Kugeln zurück, um wieder zu den Lastkugeln 3a,3a zu werden. Danach wiederholen die Kugeln 3,3 ihren Umlauf in der gleichen Weise, wie sie weiter oben beschrieben wurde.

Obwohl die beschriebene Ausführungsform im vorstehenden anhand einer endlosen linear verschiebbaren Lagereinheit beschrieben wurde, kann diese Ausführungsform auch für andere Arten von Lagereinheiten in einer zur vorstehend beschriebenen ähnlichen Weise verwendet werden, beispielsweise für eine endlos verschiebbare Kugellagereinheit, die Rollen als Wälzelemente verwendet.

Bei der im vorstehenden beschriebenen Ausführungsform sind die Lastkugel-Abrolloberf1ächen 8,8 direkt auf einer Seitenfläche des Lagerblockes 6 befestigt, während

bei üblichen Lagereinheiten die Lastkugel-Abrolloberflächen auf beiden Seiten der Ausnehmung ausgebildet sind, die auf einer Seitenfläche des Lagerblockes ausgebildet ist und sich in Längsrichtung erstreckt. Selbst wenn der Lagerblock 6 einen relativ kleinen Querschnitt aufweist, ist es möglich, einen relativ großen Abstand D zwischen den Lastkugel-Abrolloberflächen 8,8 und den Befestigungsbohrungen 18 zu erzielen, die in dem Lagerblock 6 ausgebildet sind, d.h. daß es möglich ist, die Wandstärke des Teils des Lagerblocks 6 zwischen den Lastkugel -Abrol !oberflächen 8,8 und den Befestigungsbohrungen 18 zu vergrößern. Wenn daher die Lastkugel-Abrolloberflächen 8,8 einer Oberflächenhärtungsbehandlung unterworfen werden, wie beispielsweise einer Hochfrequenz-(Induktions-)Härtung, so besteht keine Gefahr, daß die Lastkugel-Abrolloberflächen 8,8 in unerwünschter Weise bei der Erhitzung auf hohe Temperaturen schmelzen. Es ist daher möglich, eine Lagereinheit mit verringerter Größe zu schaffen. Weil weiterhin die Lastkugel-Abrolloberflächen 5,5 auf der Seitenoberfläche der Führungsschiene 2 mit der Ausnehmung 2a ausgebildet sind, ist es für äußeren Staub oder für Fremdkörper schwierig, an die Lastkugel-Abrolloberflächen 5,5 zu gelangen und an diesen anzuhaften, so daß die Kugeln 3a,3a gleichförmig auf den Lastkugel-Abrol!oberflächen 5,5 abrollen können, was es ermöglicht, eine leichte Beweglichkeit des Lagerkörpers 4 zu allen Zeiten sicherzustellen. Selbst wenn es erforderlich ist, eine Verformung, wie z.B. eine Verdrillung der Führungsschiene 2 zu korrigieren, die eine relativ große Länge aufweist, so ist es möglich, einen Korrekturvorgang in relativ einfacher und wirkungsvoller Weise auszuführen, ohne daß es erforderlich ist, eine spezielle Lehre mit komplizierter Form zu verwenden, wo-

bei diese Korrektur einfach dadurch durchgeführt wird, daß die ebene Oberfläche einer üblichen Korrekturlehre so angelegt wird, daß sie flach gegen eine äußere Umfangskante der Führungsschiene 2 anliegt, nicht jedoch gegen die mit der Ausnehmung 2a versehene Seitenoberfläche, worauf eine Druckkraft dann auf die Führungsschiene 2 ausgeübt wird. Weil weiterhin die Berührungswinkel α und β zwischen den Lastkugeln 3a,3a und den Lastkugel-Abrolloberflächen 5,5 und 8,8 auf ungefähr 45° eingestellt sind, ist es möglich, die auf die Lagereinheit 1 in nach rechts und nach links sowie in nach oben und nach unten gerichteten Lastrichtungen gleichförmig aufzunehmen.

Wie dies weiter oben beschrieben wurde, sind bei der im vorstehenden beschriebenen Ausführungsform die lastfreien Wälzelement-Abrollnuten an dem Lagerkörper in dessen Längsrichtung ausgebildet, und die Abdeckungen sind derart vorgesehen, daß sie die jeweiligen lastfreien Wälz-Element-Abrollnuten abdecken, so daß die Wälzelement-Abrol1-kanäle für die lastfreien Wälzelemente gebildet werden. Auf diese Weise wird es in vorteilhafter Weise unnötig, irgendwelche schwierigen und zeitraubenden Bohrvorgänge auszuführen, die eine nachteilig große Anzahl von Bearbeitungsschritten erforderlich machen, wie z.B. einen Bohrvorgang, der bei bekannten Lagereinheiten erforderlich ist, bei denen die Abrollbohrungen für die lastfreien Wälzelemente in dem massiven Hauptteil über die gesamte längsgerichtete Länge hiervon ausgebildet sind. Entsprechend ist es möglich, den Betriebswirkungsgrad beträchtlich zu vergrößern und gleichzeitig die Kosten zu verringern. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die Länge des Lagerkörpers nicht begrenzt, während eine der-

artige Begrenzung bei üblichen Lagereinheiten besteht, bei denen der Lagerkörper einem Bohrvorgang über seine gesamte Länge unterworfen wird. Es ist daher möglich, die Länge jeder an dem Lagerkörper ausgebildeten Abrolloberfläche für die belasteten Wälzelemente in gewünschter Weise zu verlängern und damit die Belastbarkeit des Lagers insgesamt zu vergrößern. Entsprechend ist es möglich, Lagereinheiten mit unterschiedlichen Längen in Abhängigkeit von der Größe der hiervon getragenen Belastungen herzustellen. Weiterhin ist es erforderlich, an dem Halteteil lediglich die Führungsoberflächen zur Führung der Rollbewegung der Wälzelemente auszubilden > die ein Herausfallen der Wälzelemente verhindern, und es ist nicht erforderlich, irgendeinen Schlitz in dem Halteteil auszubilden, während bei üblichen Lagereinheiten Schlitze in dem Halteteil ausgebildet werden müssen, die eine Länge aufweisen müssen, die der Länge jeder der Abrolloberflächen des Lagerkörpers für belastete Wälzelemente entspricht, wobei ein derartiger Schlitz entsprechend getrennt von der Ausformung des Halteteils hergestellt werden muß. Damit ist es möglich das Halteteil einfach und leicht entsprechend den verschiedenen Zwecken, für die die Lagereinheit zum Tragen einer Last verwendet wird, dadurch herzustellen, daß ein einfaches oder einstückiges Material abgeschnitten wird, an dem die Führungsoberflächen vorher ausgebildet wurden, wobei dieser Material abschnitt die gewünschte Länge jeder der Abrolloberflächen für die belasteten Wälzelemente aufweist. Dadurch können die Herstellungskosten weiter verringert werden.

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Claims

Patentanwälte Oip1.-frt*g::CuftWallach Europäische Patentvertreter Dipl.-Ing. GüntherKoch European Patent Attorneys 3506083 01P1-^8- DrTinO Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 2 60 80 78 · Telex 5 29513 wakai d )ί5Π*!'' Datum: 21. Februar 1985 H ίAOkäi TERAMACHI Unser Zeichen: 18 097- F/r Lagereinheit Patentansprüche

1. Lagereinheit mit einem Lagerkörper (4), der entlang einer Führungsschiene (2) über Wälzelemente (3) gleitet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abrollnut (15) für lastfreie Wälzelemente .-an dem Lagerkörper (4) in Längsrichtung durch Ent- ψ fernen eines Teils des Lagerkörpers (4) gebildet *\ ist, und daß eine Abdeckung (16) die Abrollnut (15) für die lastfreien Wälzelemente derart abdeckt, daß ein Kanal (17) für die lastfreien Wälzelemente gebildet wird, durch den hindurch die Wälzelemente, die in dem Bereich zwischen dem Lagerkörper (4) und der Führungsschiene (2) abrollen, zurücklaufen.

2. Lagereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halteteil (11) zwischen dem Lagerkörper (4) und der Führungsschiene (2) angeordnet ist, daß das Halteteil (11) eine Führungsoberfläche (11a) zur Führung der Wälzelemente (3) aufweist, die durch den Bereich zwischen dem Lagerkörper (4) und der Führungsschiene (2) abrollen, und daß die Führungsoberfläche das Herausfallen der Wälzelemente (3) verhindert.

L INSPECTED

3. Lagereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß erste Abrolloberflächen (5,5) für belastete Wälzelemente auf der Führungsschiene (2) in deren Längsrichtung auf beiden Seiten einer Ausnehmung (2a) ausgebildet sind, die in der Führungsschiene (2) in Längsrichtung vorgesehen ist, daß die ersten Abrolloberflächen (5,5) für die belasteten Wälzelemente schräg gegenüber der Mittellinie der Ausnehmung (2a) geneigt sind, daß zweite Abrolloberflächen (8,8) für belastete Wälzelemente auf der Seitenfläche des Lagerkörpers (4) ausgebildet sind, die der Ausnehmung (2a) gegenüberliegt, daß die zweiten Abrolloberflächen (8,8') für die belasteten Wälzelemente derart schräg verlaufen, daß sie jeweils auf die ersten Abrolloberflächen (5,5) der belasteten Wälzelemente gerichtet sind, und daß die Wälzelemente (3) zwischen den ersten und zweiten Abrolloberflächen (5,5 und 8,8) für belastete Wälzelemente angeordnet sind.

4. Lagereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Berührungswinkel zwischen den Wälzelementen (3) und den ersten und zweiten Abrol !oberflächen (5,5 und 8,8) für die belasteten Wälzelemente ungefähr 45° beträgt.

5. Lagereinheit nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e kennzei chnet, daß ein Halteteil (11) zwischen den ersten und zweiten Abrolloberf1ächen .(5 ,5 und 8,8) für die belasteten Wälzelemente angeordnet ist, und daß das Halteteil (11) eine Führungsoberflächen (11a) zur Führung der durch den Bereich zwischen den ersten und zweiten Abrolloberflächen (5,5 und 8,8) abrollenden Wälzelemente (3) und zur Verhinderung des Herausfallens der Wälzelemente (3) aufweist.