DE3817694A1 - Lager fuer geradlinige und krummlinige bewegungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lager sowohl für geradlinie als auch für krummlinige Bewegungen, das geeignet ist, einen Gegenstand geradlinig und/oder krummlinig zu führen, der in einem Teil beispielsweise einer Werkzeugmaschine, eines In­ dustrieroboters oder einer Teile-Förderanlage, in dem Gleitbe­ wegungen erfolgen, von einer ersten Position, einer Bezugs­ bzw. Ausgangsposition, zu einer zweiten Position, einer Ziel­ position, bewegt werden muß.

Bisher wurden schon die verschiedensten Linearlager vor­ geschlagen und praktisch angewandt, die dafür ausgelegt sind, einen Gegenstand geradlinig bzw. linear von einer Ausgangspo­ sition zu einer Zielposition zu führen. Bei einem Typ eines herkömmlichen Linearlagers ist ein Lagerkörper, der längs einer Führungs- oder Spurschiene gleitet, durch einen Gleit­ körper festgelegt, der einen horizontalen Teil und Arm- oder Muffenteile hat, die von der linken bzw. rechten Seite des ho­ rizontalen Teils ausgehend nach unten verlaufen, so daß sich ein im wesentlichen U-förmiger Querschnitt mit einer Ausneh­ mung in seiner Unterseite ergibt. Dieser Grundkörper weist weiterhin eine belastete Kugel-Rollfäche bzw. Kugel-Abrollbahn auf, die auf der Innenseite eines jeden der Armteile gebildet ist, womit eine Verringerung der Höhe des Lagers möglich wird. Auch bei einem anderen Typ eines herkömmlichen Linearlagers weist der Lagerkörper, der entlang einer Spurschiene gleitet, einen Gleitkörper mit einem horizontalen Teil und Arm- bzw. Muffenteilen auf, die von der linken bzw. rechten Seite des horizontalen Teils ausgehend nach unten verlaufen, so daß sich ein im wesentlichen U-förmiger Querschnitt mit einer Ausneh­ mung auf der Unterseite ergibt. Der Gleitkörper hat ein Paar von nebeneinander liegenden belasteten Kugel-Abrollflächen, die auf der Innenseite eines jeden der Muffenteile ausgebildet sind, wodurch es möglich wird, in vier Richtungen, d.h. radial nach außen und nach innen sowie horizontal nach links und nach rechts, aufgebrachte Lasten gleichmäßig zu lagern oder haupt­ sächlich in Radialrichtung aufgebrachte Lasten zu lagern. Es wurde auch ein geteiltes Linearlager vorgeschlagen, bei dem ein Gleit-Grundkörper, aus dem der Lagerkörper aufgebaut wird, zwei Hälften aufweist, die jeweils einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt haben und mit einem Paar von neben­ einander liegenden belasteten Kugel-Abrollflächen versehen sind, und bei dem auch eine Spurschiene Schienenhälften auf­ weist, die den Gleitkörper-Hälften entsprechen, wodurch eine Verringerung der Höhe des Lagers erfolgen kann und es gleich­ zeitig möglich wird, in den vier Richtungen aufgebrachte La­ sten gleichmäßig zu lagern.

Im Gegensatz dazu fanden bislang Einrichtungen für eine krummlinige Führung eines Gegenstands von einer Ausgangsposi­ tion zu einer Zielposition keine wesentliche Beachtung. Wenn beispielsweise unter dem Gesichtspunkt der Verbindung zu einer Maschine oder einem Werkzeug an der Systemperipherie in einer Teile-Förderanlage oder ähnlichem oder unter dem Gesichtspunkt der Systemauslegung eine krummlinige Führung erforderlich ist, findet herkömmlich eine Vorrichtung für krummlinige Führungen Anwendung, wie sie in Fig. 38 dargestellt ist. Im einzelnen ist eine Spurschiene 101 so ausgebildet, daß sie entweder ei­ nen bogenförmigen oder einen kreisförmigen Querschnitt hat. Auf beiden Schulterteilen der Spurschiene 101 sind Rippen 102 mit einem im wesentlichen V-förmigen Querschnitt ausgebildet. Andererseits ist ein Gleitkörper 103 durch eine rechteckige Platte 104 festgelegt, die zwei auf der äußeren Umfangsseite der Spurschiene 101 angeordnete Kurvenrollen 105 a sowie zwei auf der inneren Umfangsseite der Spurschiene 101 angeordnete Kurvenrollen 105 b aufweist. Diese vier Kurvenrollen 105 a und 105 b sind an den vier Ecken der Platte 104 angebracht. Jede der Kurvenrollen 105 a und 105 b enthält ein Außenrad 106 mit einer im wesentlichen V-förmigen Rollkontaktnut bzw. Rollkon­ taktrinne 107, die umlaufend in seinem Außenumfang ausgebil­ det ist. Wenn die Rinnen 107 mit den Rippen 102 der Spurschie­ ne 101 in Eingriff kommen, wird der Gleitkörper 103 krummlinig längs der Spurschiene 101 geführt.

Dieser Typ einer Vorrichtung für krummlinige Führungen leidet jedoch an den folgenden Nachteilen: die darin verwende­ ten Kurvenrollen 105 a und 105 b sind im allgemeinen so aufge­ baut, daß das Außenrad 106 einer jeden Kurvenrolle über eine Vielzahl von Nadelwalzen bzw. Nadellagern 109 von einer Trä­ gerwelle 108 gehalten wird, so daß es um die Achse der Trä­ gerwelle 108 drehbar ist, wobei die Achsen der Nadelwalzen 109 in der Axialrichtung der Trägerwelle 108 verlaufen. Dement­ sprechend ist es möglich, eine relativ schwere Last zu lagern, die senkrecht zur Achse der Trägerwelle 108 aufgebracht wird, es ist jedoch praktisch unmöglich, eine Last zu lagern, die parallel zur Achse der Trägerwelle 108 aufgebracht wird. Daher ist es notwendig, in Verbindung mit den oben genannten Elemen­ ten zusätzliche Einrichtungen zu verwenden, um eine parallel zur Achse der Trägerwelle 108 aufgebrachte Last zu lagern, oder solche Zusatzeinrichtungen einzubauen. Beim Stand der Technik, in dem die Kurvenrollen 105 a und 105 b Anwendung fin­ den, tritt daher das Problem auf, daß der Aufbau kompliziert wird.

Weiterhin leidet dieser Stand der Technik an unerwünsch­ tem Gleiten bzw. Rutschen und einem großen Reibungswiderstand, der zwischen dem Außenrad 106 einer jeden der Kurvenrollen 105 a und 105 b und der entsprechenden Rippe 102 der Spurschiene 101 im Kontaktbereich zwischen der auf der Rippe 102 gebilde­ ten schräg nach oben oder nach unten verlaufenden Spurfläche und der schräg nach unten oder oben verlaufenden Kontaktfläche der im Außenrad 106 gebildeten Rollkontaktnut 107 auftritt. Daher ist diese Vorrichtung für einen Hochgeschwindigkeits­ betrieb ungeeignet. Falls eine Vorlast zwischen den Rippen 102 der Spurschiene 101 und den Kurvenrollen 105 a, 105 b des Gleit­ körpers 103 aufgebracht wird, wird der dazwischen auftretende Reibungswiderstand zusätzlich größer. Daher ist es nicht mög­ lich, eine Vorlast aufzubringen, um den Grad der Genauigkeit der Gleitbewegung zu verbessern und die Steifigkeit zu erhö­ hen. Damit ist es bislang unmöglich gewesen, diesen Typ einer Vorrichtung für krummlinige Führungen mit einem hohen Präzi­ sionsgrad herzustellen.

Davon ausgehend hat der Erfinder ein Lager für krummlini­ ge Bewegungen vorgeschlagen, das frei von den oben beschriebe­ nen Problemen der herkömmlichen Vorrichtung für krummlinige Führungen ist, in der Kurvenrollen Anwendung finden (vgl. ja­ panische Patentanmeldung Nr. 62-14 132/1987). Im einzelnen ist das vorgeschlagene Lager für krummlinige Führungen so ausge­ legt, daß Lasten, die in vier Richtungen aufgebracht werden, d.h. radial nach außen und nach innen sowie horizontal nach links und nach rechts, zwischen einer Spurschiene und einem Lagerkörper, der längs der Spurschiene gleitet, abgestützt werden können. Es ist möglich, eine schwere Last mittels Ku­ geln zu lagern, die dafür ausgelegt sind, eine Last im wesent­ lichen gleichmäßig in dem Bereich abzustützen, der zwischen einer auf dem Lagerkörper gebildeten belasteten Kugel-Abroll­ fläche und der auf der Spurschiene gebildeten Spurfläche fest­ gelegt ist. Weiterhin ist es möglich, durch Aufbringen einer Vorlast den Genauigkeitsgrad der Gleitbewegung zu erhöhen und die Steifigkeit zu steigern.

Als Folge der jüngsten Entwicklungen in der industriel­ len Technologie entstand eine Nachfrage nach Führungsmechanis­ men, die nicht nur dafür ausgelegt sind, einen Gegenstand ge­ radlinig oder krummlinig mit einer vorgegebenen Krümmung von einer Ausgangsposition zu einer Zielposition zu führen, son­ dern auch dafür, eine Vielzahl von Kombinationen von geradli­ nigen und krummlinigen Bewegungen zu führen, d.h. geradlinig - krummlinig, geradlinig - krummlinig - geradlinig, krummlinig - geradlinig - krummlinig usw. Um dieser Nachfrage gerecht zu werden, ist es bislang üblich, Lager für geradlinige und für krummlinige Führungen, wie sie oben beschrieben wurden, in Kombination zu verwenden. Da die Lager für geradlinige Füh­ rungen und die für krummlinige Führungen verschiedene Lager­ körper verwenden, die so ausgelegt sind, daß sie längs gerad­ liniger Spurschienen bzw. längs krummliniger Spurschienen gleiten, ist es notwendig, einen Gegenstand zwischen den ge­ radlinigen und den krummlinigen Lagertyp einzubringen. Für dieses Einbringen ist eine komplizierte Maschine oder Vorrich­ tung erforderlich. In dem Fall, in dem der Gegenstand bei Be­ wegung am Lagerkörper befestigt werden muß, ist es besonders schwierig, dieses Einbringen durchzuführen. Es gibt Fälle, in denen es notwendig ist, eine komplizierte und umfangreiche Vorrichtung aufzubauen, z.B. die geradlinigen und die krumm­ linigen Lager jeweils aufeinander anzuordnen.

Entsprechend obigen Ausführungen besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Lager sowohl für geradlinige als auch für krummlinige Bewegungen anzugeben, das so ausge­ legt ist, daß damit die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile überwunden werden, so daß insbesondere eine Führung von geradlinigen und von krummlinigen Bewegungen mit einem einzigen Lager möglich ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein La­ ger sowohl für geradlinige als auch für krummlinige Bewegungen anzugeben, das den Aufbau eines Führungsmechanismus ermög­ licht, der geeignet ist, einen Gegenstand von einer Ausgangs­ position zu einer Zielposition ruhig und gleichmäßig zu füh­ ren, ohne daß es nötig ist, den Gegenstand zuzuführen, selbst wenn die Führung dieses Gegenstandes in kombinierten geradli­ nigen und krummlinigen Bewegungsabläufen erfolgen muß.

Weiterhin soll es mit dem erfindungsgemäßen Lager möglich sein, in vier Richtungen, d.h. radial nach außen und nach in­ nen sowie horizontal nach links und nach rechts, aufgebrachte Lasten zwischen einer Spurschiene mit geradlinig und krummli­ nig belasteten Bereichen oder Abschnitten und einem Lagerkör­ per, der entlang der Spurschiene gleitet, abzustützen bzw. zu lagern.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein La­ ger für geradlinige und krummlinige Bewegungen anzugeben, das so ausgelegt ist, daß mit Kugeln eine Last in dem Bereich, der zwischen einer auf einem Lagerkörper gebildeten belasteten Kugel-Abrollfläche und einer auf einer Spurschiene gebildeten Spurfläche festgelegt ist, im wesentlichen gleichmäßig gela­ gert werden kann, wodurch die Abstützung einer schweren Last und das Aufbringen einer Vorlast möglich wird, um eine Erhö­ hung des Genauigkeitsgrads der Gleitbewegungen sowie eine Steigerung der Steifigkeit zu erzielen.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellungen weist ein Lager für geradlinige und krummlinige Bewegungen erfindungsgemäß folgen­ de Elemente auf: eine Führungs- oder Spurschiene mit einer in Längsrichtung ausgebildeten Spurfläche, einen Lagerkörper, der mit einer endlosen Spur bzw. Führungsbahn versehen ist, die eine der Spurfläche gegenüberliegende belastete Kugel-Abroll­ bahn sowie einen nicht belasteten Kugel-Umlaufdurchlaß bzw. Kugel-Rückführdurchlaß aufweist, der kontinuierlich mit beiden Enden der belasteten Kugel-Abrollfläche verbunden ist, und ei­ ne Vielzahl von Kugeln, die durch die in dem Lagerkörper vor­ gesehene endlose Führungsbahn umlaufen, um eine Last in dem Bereich zu lagern, der zwischen der belasteten Kugel-Abroll­ fläche und der Spurfläche der Spurschiene festgelegt wird, wobei die belastete Kugel-Abrollfläche, die die endlose Füh­ rungsbahn in dem Lagerkörper bildet, einen geradlinigen bela­ steten Abschnitt sowie einen krummlinigen belasteten Abschnitt mit einer vorgegebenen Krümmung aufweist, so daß in einem ge­ radlinigen Bereich der Spurfläche der Spurschiene eine Last durch Kugeln gelagert wird, die auf dem geradlinigen belaste­ ten Abschnitt rollen, während in einem krummlinigen Bereich der Spurfläche der Spurschiene eine Last durch Kugeln gelagert wird, die auf dem krummlinigen belasteten Abschnitt rollen.

Nach vorliegender Erfindung ist die oben beschriebene Spurschiene nur erforderlich, um eine Spurfläche für die Füh­ rung des Lagerkörpers über die Kugeln zu erhalten. Sie kann daher eine geradlinige Spurschiene sein, die nur in geradlini­ ger Form ausgebildet ist, oder sie kann eine krummlinige Spur­ schiene sein, die bogen- oder kreisförmig mit einer vorgegebe­ nen Krümmung ausgebildet ist. Die Spurschiene kann auch eine ungleichmäßige Form mit geradlinigen und krummlinigen Ab­ schnitten haben oder sie kann als eine Verbundschiene ausge­ bildet sein, bei der geradlinige, krummlinige und ungleichmä­ ßige Schienenteile entweder mit oder ohne Ende entsprechend miteinander kombiniert sind. Ein krummliniger Bereich, der auf der Spurfläche dieser Spurschienen gebildet ist, muß sich in einer vorgegebenen Richtung biegen und eine bestimmte Krüm­ mung haben.

Der oben angesprochene Lagerkörper kann einer der folgen­ den Typen sein: der Lagerkörper kann einen Gleit-Grundkörper haben, der einen horizontalen Teil sowie Arm- bzw. Muffenteile aufweist, die von der linken bzw. rechten Seite des horizon­ talen Teils ausgehend nach unten verlaufen, so daß sich ein im wesentlichen U-förmiger Querschnitt mit einer in der Unter­ seite des Teils festgelegten Ausnehmung ergibt. Der Gleitkör­ per hat eine belastete Kugel-Abrollfläche, die auf der Innen­ seite eines jeden der Muffenteile vorgesehen ist, und er hat weiterhin in Entsprechung zu jeder der belasteten Kugel-Ab­ rollflächen einen nicht belasteten Kugeldurchlaß. An den zwei axialen Enden des Gleitkörpers ist ein Paar von Abdeckungen angebracht, wobei jede Abdeckung einen Kugel-Umkehrdurchlaß hat, der im Zusammenwirken mit dem entsprechenden nicht bela­ steten Kugeldurchlaß einen nicht belasteten Kugel-Rückführ­ durchlaß bzw. Kugel-Umlaufdurchlaß festlegt. Der Lagerkörper kann auch einen Gleitkörper aufweisen, der wiederum einen horizontalen Teil sowie Arm- oder Muffenteile aufweist, die von der linken bzw. rechten Seite des horizontalen Teils aus­ gehend nach unten verlaufen, so daß sich ein im wesentlichen U-förmiger Querschnitt mit einer in der Unterseite des Teils festgelegten Ausnehmung ergibt, wobei der Gleitkörper jedoch ein Paar von nebeneinander liegenden belasteten Kugel-Abroll­ flächen aufweist, die auf der Innenseite eines jeden der Muf­ fenteile vorgesehen sind. Weiterhin hat auch dieser Lagerkör­ per wieder einen nicht belasteten Kugeldurchlaß in Entspre­ chung zu jeder der belasteten Kugel-Abrollflächen sowie ein Paar von Abdeckungen, die an den zwei axialen Enden des Gleit­ körpers befestigt sind, wobei jede Abdeckung einen Kugel-Um­ kehrdurchlaß aufweist, der im Zusammenwirken mit dem entspre­ chenden nicht belasteten Kugeldurchlaß einen nicht belasteten Kugel-Umlaufdurchlaß festlegt. Der Lagerkörper kann weiterhin Gleitkörper-Hälften mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Jede Gleitkörper-Hälfte hat ein Paar von nebeneinander liegenden belasteten Kugel-Abrollflächen sowie einen nicht belasteten Kugeldurchlaß in Entsprechung zu jeder der belasteten Kugel-Abrollflächen, ein Deckplatten­ element zwischen den entsprechenden oberen Oberflächen der Gleitkörper-Hälften, an denen es befestigt ist, sowie ein Paar von Abdeckungen, die an den beiden axialen Enden des Gleitkör­ pers angebracht sind, wobei jede Abdeckung einen Kugel-Umkehr­ durchlaß hat, der im Zusammenwirken mit dem entsprechenden nicht belasteten Kugeldurchlaß einen nicht belasteten Kugel- Umlaufdurchlaß bzw. Kugel-Rückführdurchlaß festlegt.

Obwohl das erfindungsgemäße Lager nur so ausgelegt werden muß, daß die auf der belasteten Kugel-Abrollfläche des auf der Spurschiene montierten Lagerkörpers rollenden Kugeln nicht durch den Zwischenraum zwischen dem Gleitkörper und der Spur­ schiene fallen können, wird das Lager vorzugsweise so ausge­ legt, daß die Kugeln nicht herausfallen, selbst wenn der La­ gerkörper von der Spur- bzw. Führungsschiene getrennt wird. Zu diesem Zweck kann ein bekannter Kugel-Rückhalter verwendet werden, vorzugsweise wird jedoch eine Rinne oder Nut für die belasteten Kugeln (belastete Kugelrinne) in dem den Lagerkör­ per aufbauenden Gleitkörper vorgesehen, wobei zumindest die Öffnungsweite dieser Rinne kleiner als der Durchmesser der Kugeln ist, und eine belastete Kugel-Abrollfläche wird inner­ halb dieser Kugelrinne ausgebildet, um dadurch das Herausfal­ len der Kugeln zu verhindern, selbst wenn der Lagerkörper von der Spurschiene abgenommen wird. Obwohl keine Beschränkung auf ein spezielles Verfahren für die Ausbildung einer solchen Ku­ gelrinne besteht, wird diese belastete Kugelrinne oder Kugel­ nut vorzugsweise mittels eines Schneid-und Schleifprozesses integral mit dem den Lagerkörper bildenden Gleitkörper ausge­ bildet oder eine Kugelrinne wird durch eine Kombination eines Rinnenbereichs mit einer relativ großen Öffnungsweite, der in dem Gleitkörper ausgebildet ist, und eines die Rinne bildenden Elements festgelegt, das an dem Gleitkörper so angebracht ist, daß die Öffnungsweite des Rinnenbereichs verringert wird.

In dem Fall, in dem der den Lagerkörper bildende Gleit­ körper einen horizontalen Teil sowie von der linken bzw. rech­ ten Seite des horizontalen Teils aus nach unten verlaufende Muffenteile hat, so daß sich ein im wesentlichen U-förmiger Querschnitt mit einer Vertiefung in der Unterseite ergibt, und der Gleitkörper ein Paar von auf der Innenseite jedes Muffen­ teils vorgesehenen, nebeneinander liegenden belasteten Kugel- Abrollflächen aufweist, oder in dem Fall, in dem der Lagerkör­ per durch Gleitkörper-Hälften mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt festgelegt ist, wobei jede Gleitkörper-Hälfte ein Paar von nebeneinander liegenden belasteten Kugel-Abrollflä­ chen aufweist, wird eine Spur- oder Führungsschiene verwendet, die Spurflächen in Entsprechung zu diesen belasteten Kugel-Ab­ rollflächen hat, so daß das oben beschriebene Paar von bela­ steten Kugel-Abrollflächen so angeordnet werden kann, daß die Flächen entweder in zueinander konvergierende oder divergie­ rende Richtungen blicken.

Was die geradlinigen belasteten Bereiche und die krummli­ nigen belasteten Bereiche mit einer vorgegebenen Krümmung anbelangt, die auf der oben beschriebenen belasteten Kugel-Ab­ rollfläche nach vorliegender Erfindung ausgebildet sind, so ist die belastete Kugel-Abrollfläche in Längsrichtung in drei Bereiche unterteilt, mit denen ein oder zwei geradlinige be­ lastete Bereiche sowie ein oder zwei krummlinige belastete Be­ reiche gebildet werden. In dem Fall, in dem der den Lagerkör­ per bildende Gleitkörper einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt und eine oder zwei auf den jeweiligen Innenseiten der Muffenteile vorgesehene belastete Kugel-Abrollflächen auf­ weist, müssen die geradlinigen und die krummlinigen belasteten Bereiche abwechselnd so angeordnet sein, daß auf einer bela­ steten Kugel-Abrollfläche geradlinige und krummlinige belaste­ te Bereiche einander abwechseln, z.B. geradliniger Bereich - krummliniger Bereich-geradliniger Bereich oder krummliniger Bereich-geradliniger Bereich-krummliniger Bereich. Was die einander gegenüberstehenden belasteten Kugel-Abrollflächen an­ langt, so steht ein auf einer belasteten Kugel-Abrollfläche ausgebildeter geradliniger belasteter Bereich einem krummli­ nigen belasteten Bereich gegenüber, der auf der anderen bela­ steten Kugel-Abrollfläche gebildet ist. In dem Fall, in dem ein Paar von belasteten Kugel-Abrollflächen auf einem Muffen­ teil gebildet ist, sind geradlinige und krummlinige belastete Bereiche auf jeder der belasteten Kugel-Abrollflächen eines Paars in derselben Reihenfolge angeordnet.

In dem Fall, in dem der den Lagerkörper bildende Gleit­ körper aus Gleitkörper-Hälften mit im wesentlichen rechtecki­ gem Querschnitt aufgebaut ist, ist es nur erforderlich, daß die oben beschriebenen geradlinigen und krummlinigen belaste­ ten Bereiche auf jeder belasteten Kugel-Abrollfläche abwech­ selnd ausgebildet sind, z.B. geradliniger Bereich - krummlini­ ger Bereich - geradliniger Bereich, krummliniger Bereich - ge­ radliniger Bereich - krummliniger Bereich, geradliniger Be­ reich - krummliniger Bereich oder krummliniger Bereich - ge­ radliniger Bereich. In einem Fall jedoch, in dem ein Paar von Lagerkörpern zur Bildung einer Lageranordnung zusammengesetzt wird, um Lasten lagern zu können, die in vier Richtungen auf­ gebracht werden, d.h. radial nach außen und nach innen sowie horizontal nach links und nach rechts, muß die Beziehung zwi­ schen geradlinigen und krummlinigen belasteten Bereichen, die auf jeder belasteten Kugel-Abrollfläche in der Lageranordnung gebildet sind, gleich der Beziehung in dem Fall sein, in dem der Lagerkörper durch einen Gleitkörper vorgegeben ist, der mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt ausgebildet ist und eine oder zwei belastete Kugel-Abrollflächen hat, die auf den jeweiligen Innenseiten der zwei Muffenteile gebildet sind.

Die Anzahl von Kugeln, die auf jedem der geradlinigen und krummlinigen belasteten Abschnitte rollen, die auf jeder bela­ steten Kugel-Abrollfläche ausgebildet sind, kann entsprechend verschiedenen Bedingungen gewählt werden, z.B. der Größe des herzustellenden Lagers, dem dafür vorgesehenen Material, der Größe der Last, die auf das Lager aufgebracht werden soll, der Größe der verwendeten Kugeln usw. Wenn die belastete Kugel-Ab­ rollfläche jedoch in Längsrichtung in drei Abschnitte unter­ teilt ist, soll die Gesamtzahl von Kugeln, die in den zwei Ab­ schnitten in den Endbereichen der Abrollfläche in Längsrich­ tung liegen, vorzugsweise im wesentlichen mit der Anzahl von Kugeln übereinstimmen, die in dem Zwischenbereich liegen, wo­ durch sich ein Ausgleich zwischen der Anzahl von Kugeln, die auf einer belasteten Kugel-Abrollfläche belastet werden, mit der Anzahl von Kugeln ergibt, die auf der anderen belasteten Kugel-Abrollfläche belastet werden. Damit ist es möglich, eine horizontale Augenblicksbelastung im wesentlichen gleichmäßig abzustützen.

Bei dem erfindungsgemäßen Lager für geradlinige und krummlini­ ge Bewegungen stimmt der Mittelpunkt des imaginären Kreises eines krummlinigen belasteten Abschnitts, der auf einer bela­ steten Kugel-Abrollfläche des Lagerkörpers gebildet ist, vor­ zugsweise mit dem Mittelpunkt des imaginären Kreises eines krummlinigen Bereichs überein, der auf der Spurschiene gebil­ det ist, vorzugsweise mit dem Mittelpunkt überein, der auf der Spurschiene gebildet ist, wodurch eine Erhöhung des Kontakt­ grads von Kugeln möglich wird, die durch den Bereich rollen, der zwischen einem krummlinigen belasteten Abschnitt einer Ku­ gel-Abrollfläche und dem entsprechenden krummlinigen Bereich der Spurfläche der Führungsschiene festgelegt ist. Als Folge davon wird es möglich, daß die Kugeln eine Last im wesent­ lichen gleichmäßig lagern, womit eine gleichmäßige und stoß­ freie Gleitbewegung erzielt wird.

In dem erfindungsgemäßen Lager sind ein geradliniger be­ lasteter Abschnitt und ein krummliniger belasteter Abschnitt mit einer vorgegebenen Krümmung auf einer belasteten Kugel-Ab­ rollfläche ausgebildet, die eine in dem Lagerkörper vorgese­ hene endlose Führungsbahn aufbaut, so daß in einem geradli­ nigen Bereich der Spurfläche der Führungsschiene eine Last durch Kugeln abgestützt wird, die auf dem geradlinigen bela­ steten Abschnitt rollen, während in einem krummlinigen Bereich der Spurfläche der Führungsschiene eine Last durch Kugeln ab­ gestützt wird, die auf dem krummlinigen belasteten Abschnitt rollen. Damit ist es möglich, mit einem einzigen Lager sowohl geradlinige als auch krummlinige Führungsoperationen vorzu­ nehmen.

Mit dem erfindungsgemäßen Lager kann daher eine Führung sowohl von geradlinigen als auch von krummlinigen Bewegungen längs geradliniger bzw. krummliniger Führungsschienen erfol­ gen, wobei eine Last getragen wird. Dieses Lager ist daher für eine Vielzahl von Anwendungen einsetzbar.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen be­ schrieben. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Lagers für geradlinige und krummlinige Bewegungen nach einem ersten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine Vorderansicht des Lagers nach Fig. 1; Fig. 3 eine Seitenansicht des Lagers nach Fig. 1; Fig. 4 eine Draufsicht auf das Lager nach Fig. 1; Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in Fi­ gur 1;

Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht der linken Hälf­ te von Fig. 5;

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in Fig. 5, die die Anordnung im Falle einer geradlinigen Füh­ rungsschiene zeigt;

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in Fig. 5, die die Anordnung im Falle einer krummlinigen Füh­ rungsschiene zeigt;

Fig. 9 eine Ansicht von einer der in Fig. 1 darge­ stellten Abdeckungen von unten,

Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in Fi­ gur 9;

Fig. 11 eine Schnittansicht entlang der Linie XI-XI in Fig. 10;

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht von einem eines Paares von Abdeckteilen;

Fig. 13 ein Teile-Fördersystem mit einer Führungsschie­ ne, die in Form einer Rennbahn aus geradlinigen und krummlini­ gen Führungs- oder Spurschienen gebildet ist;

Fig. 14 und 15 in anderen Formen ausgebildete Füh­ rungsschienen;

Fig. 16 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 5, in der ein Lager für geradlinige und krummlinige Bewegungen nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist;

Fig. 17 eine vergrößerte Ansicht der linken Hälfte von Fig. 16;

Fig. 18 bis 20 Schnittansichten ähnlich Fig. 16, die jeweils Abwandlungen des zweiten Ausführungsbeispiels darstel­ len;

Fig. 21 und 22 Schnittansichten ähnlich Fig. 16, die jeweils weitere Abwandlungen des zweiten Ausführungsbeispiels darstellen;

Fig. 23 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 5, die ein La­ ger für geradlinige und krummlinige Bewegungen nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;

Fig. 24 eine vergrößerte Schnittansicht der linken Hälf­ te von Fig. 23;

Fig. 25 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 24, die eine Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels darstellt;

Fig. 26 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 5, die ein Lager nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 27 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils von Fig. 26;

Fig. 28 eine perspektivische Ansicht eines Laufrings bzw. einer Laufbahn nach Fig. 27;

Fig. 29 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 26, die eine Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 30 eine perspektivische Ansicht von einem der in Fig. 29 gezeigten Laufringe;

Fig. 31 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 5, in der ein Lager nach einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist;

Fig. 32 eine perspektivische Ansicht von einem der in Fig. 31 gezeigten Laufringe;

Fig. 33 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 31, die eine Abwandlung des fünften Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 34 eine perspektivische Ansicht von einem der in Fig. 33 gezeigten Laufringe;

Fig. 35 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 5, in der ein Lager nach einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist,

Fig. 36 eine perspektivische Explosionsdarstellung des in Fig. 35 gezeigten Lagerkörpers;

Fig. 37 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 5, die ein Lager nach einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; und

Fig. 38 eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer herkömmlichen Vorrichtung für krummlinige Führungen.

Das erfindungsgemäße Lager für geradlinige und krummlini­ ge Bewegungen wird im folgenden im einzelnen anhand von Aus­ führungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.

Die Fig. 1 bis 8 zeigen zusammen ein Lager Al für ge­ radlinige und krummlinige Bewegungen nach einem ersten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung.

Das Lager Al weist folgende Elemente auf: eine Spur- oder Führungsschiene 1 mit in Längsrichtung ausgebildeten Spur­ flächen 4, einen Lagerkörper 2 mit Endlos-Spuren bzw.-Füh­ rungsbahnen, die jeweils eine der entsprechenden Spurfläche 4 gegenüberstehende belastete Kugel-Abrollfläche 5 sowie einen nicht belasteten Kugel-Umlaufdurchlaß bzw. Rückführdurchlaß 6 aufweisen, der ohne Unterbrechung an die beiden Enden der be­ lasteten Kugel-Abrollfläche 5 anschließt, und eine Vielzahl von Kugeln 3, die durch die Endlos-Führungsbahnen im Lager­ körper 2 umlaufen, um eine Last in dem Bereich zwischen jeder der belasteten Kugel-Abrollflächen 5 des Lagerkörpers 2 und der entsprechenden Spurfläche 4 der Führungsschiene 1 abzu­ stützen.

Im ersten Ausführungsbeispiel weist der Lagerkörper 2 ei­ nen Gleitkörper oder eine Gleitplatte 2 a sowie ein Paar von Abdeckungen 2 b auf. Der Gleitkörper 2 a hat einen horizontalen Teil 7 und ein Paar von Arm- oder Muffenteilen 8, die von der linken bzw. rechten Seite des horizontalen Teils 7 aus­ gehend nach unten verlaufen, so daß sie auf der Unterseite des Körpers 2 a eine Ausnehmung festlegen. Jeder Muffenteil 8 hat eine in der inneren Seitenfläche ausgebildete belastete Kugel­ rinne 9, auf deren Innenseite die oben beschriebene belastete Kugel-Abrollfläche 5 ausgebildet ist. Der Muffenteil 8 weist weiterhin eine nicht belastete Kugelbohrung 6 a auf, die in Längsrichtung parallel zu der belasteten Kugelrinne 9 ausge­ bildet ist und einen Teil des oben beschriebenen nicht bela­ steten Kugel-Umlaufdurchlasses 6 darstellt. Die Abdeckungen 2 b sind jeweils an den zwei axialen Endflächen des Gleitkörpers 2 a angebracht, so daß die Abdeckungen 2 b eine Verbindung zwi­ schen den belasteten Kugelrinnen 9 und den entsprechenden nicht belasteten Kugelbohrungen 6 a schaffen, um die Endlos- Umlaufdurchlässe 6 für das Rezirkulieren der Kugeln 3 zu bil­ den. Die belasteten Kugelrinnen 9 werden mittels eines Schneid- und Schleifprozesses integral mit dem Gleitkörper 2 a so ausgebildet, daß ihr Innendurchmesser größer als der Durchmesser d der Kugeln 3 ist, während die Öffnungsweite 1 kleiner als dieser Durchmesser d ist, wodurch die Kugeln 3 frei längs der auf der Innenseite der belasteten Kugelrinnen 9 gebildeten belasteten Kugel-Abrollflächen 5 rollen können, während gleichzeitig verhindert wird, daß die Kugeln 3 aus den belasteten Kugelrinnen 9 fallen, selbst wenn der Lagerkörper 2 von der Führungsschiene 1 getrennt wird.

Die belasteten Kugel-Abrollflächen 5 des Lagerkörpers 2, die Endlos-Führungsbahnen bilden, sind so angeordnet, wie es in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist. Im einzelnen ist ein Muf­ fenteil 8 mit zwei geradlinigen belasteten Abschnitten L-ld und mit einem krummlinigen belasteten Abschnitt C-ld mit einer vorgegebenen Krümmung versehen, während der andere Muffenteil 8 mit einem geradlinigen belasteten Abschnitt L-ld und zwei krummlinigen belasteten Abschnitten C-ld versehen ist. Die auf den belasteten Kugel-Abrollflächen 5 der zwei Muffenteile 8 gebildeten geradlinigen und krummlinigen belasteten Abschnit­ te L-ld und C-ld sind abwechselnd angeordnet, so daß, wenn die geradlinigen und krummlinigen Abschnitte für den einen Muf­ fenteil 8 in der Reihenfolge: geradliniger Abschnitt L-ld­ krummliniger Abschnitt C-ld - geradliniger Abschnitt L-ld an­ geordnet sind, die geradlinigen und krummlinigen Abschnitte für den anderen Muffenteil 8 in folgender Reihenfolge ange­ ordnet sind: krummliniger Abschnitt C-ld - geradliniger Ab­ schnitt L-ld-krummliniger Abschnitt C-ld. Damit steht ein ge­ radliniger belasteter Abschnitt L-ld bzw. ein krummliniger be­ lasteter Abschnitt C-ld, die jeweils auf der belasteten Kugel- Abrollfläche 5 eines Muffenteils 8 gebildet sind, einem krumm­ linigen belasteten Abschnitt C-ld bzw. einem geradlinigen be­ lasteten Abschnitt L-ld gegenüber, die jeweils auf der bela­ steten Kugel-Abrollfläche 5 des anderen Muffenteils 8 ausge­ bildet sind. Weiterhin fallen die Mittelpunkte der imaginären Kreise aller krummlinigen belasteten Abschnitte C-ld, die auf den belasteten Kugel-Abrollflächen 5 gebildet sind, mitein­ ander zusammen. Die geradlinigen und krummlinigen belasteten Abschnitte L-ld und C-ld sind so angeordnet, daß in geradli­ nigen Bereichen L-ar auf den Spurflächen 4 der Führungsschiene 1 die geradlinigen belasteten Abschnitte L-ld eine Last mit­ tels darauf rollender Kugeln 3 a tragen, während in krummli­ nigen Bereichen C-ar auf den Spurflächen 4 der Führungsschiene 1 die krummlinigen belasteten Abschnitte C-ld mittels darauf rollender Kugeln 3 b die Last tragen. Die Anzahl der Kugeln 3, die auf den auf jeder der belasteten Kugel-Abrollflächen 5 gebildeten geradlinigen und krummlinigen belasteten Abschnit­ ten L-ld und C-ld abrollen, ist so festgelegt, daß sie 3 - 7 ­ 3 beträgt. Ist die Gesamtzahl von Kugeln, die in den zwei longitudinalen Endbereichen einer belasteten Kugel-Abroll­ fläche 5 eine Last abstützen, 6, beträgt damit die Anzahl von Kugeln, die eine Last in dem Zwischenbereich der anderen be­ lasteten Kugel-Abrollfläche 5 abstützen, 7. Daher besteht ein Ausgleich zwischen der linken und der rechten Seite des Lagers Al, so daß eine horizontale Augenblicksbelastung im wesent­ lichen gleichmäßig gelagert bzw. abgefangen werden kann.

Die Spur-oder Führungsschiene 1 weist ein geradliniges Element la, das die geradlinigen Bereiche L-ar der Spurflächen 4 festlegt, sowie ein bogenförmiges krummliniges Element lb auf, das die krummlinigen Bereiche C-ar der Spurflächen 4 festlegt. Die Anordnung ist so, daß die Mittelpunkte der ima­ ginären Kreise aller auf dem Lagerkörper 2 gebildeten krumm­ linigen belasteten Abschnitte C-ld mit dem Mittelpunkt (mit dem Bezugszeichen O in Fig. 13 bezeichnet) des imaginären Kreises des krummlinigen Führungsschienen-Elements 1 b zusam­ menfallen.

In dem ersten Ausführungsbeispiel weist jede der Abdek­ kungen 2 b, die jeweils an einer der zwei axialen Endflächen des Gleitkörpers 2 a angebracht sind, einen Abdeckungsrumpf 11 a sowie ein Paar von Abdeckungsteilen 11 b auf, wobei jeder die­ ser Teile 11 b an einem von zwei Armteilen des Abdeckungsrump­ fes 11 a angebracht ist, wie in den Fig. 9 bis 12 darge­ stellt. Somit werden der Endbereich von jeder der in dem Gleitkörper 2 a ausgebildeten belasteten Kugelrinnen 9 und der Endbereich der entsprechenden nicht belasteten Kugelbohrung 6 a miteinander über einen Kugel-Umkehrdurchlaß 6 b in Verbindung gebracht, um dadurch Endlos-Führungsbahnen für die Kugeln 3 zu bilden. Im einzelnen ist der Abdeckungsrumpf 11 a auf seiner Innenseite mit Rinnen 12 versehen, die in Draufsicht im we­ sentlichen halbkreisförmig sind. An der Öffnungskante jeder Rinne 12 ist ein Halteabsatz 13 ausgebildet, um jeden der Ab­ deckungsteile 11 b fest einzupassen. Jeder Abdeckungsteil 11 b hat eine umlaufende Rinne 14, die im Zusammenwirken mit der entsprechenden Rinne 12 einen Kugel-Umkehrdurchlaß 6 b fest­ legt, wenn der Abdeckungsteil 11 b in den entsprechenden Halte­ vorsprung 13 des Abdeckungsrumpfes 11 a eingepaßt ist. Die Ab­ deckungen 2 b sind an dem Gleitkörper 2 a folgendermaßen ange­ bracht: wie in Fig. 3 gezeigt, sind in den axialen Endbe­ reichen des Gleitkörpers 2 a Schrauben- oder Bolzen-Aufnahme­ bohrungen 15 vorgesehen, während jede Abdeckung 2 b mit gestuf­ ten Bolzen-Aufnahmebohrungen 16 versehen ist, die jeweils den Bolzen-Aufnahmebohrungen 15 entsprechen. Halte-Bolzen bzw. Halte-Schrauben 17 sind jeweils durch die abgestuften Bolzen- Aufnahmebohrungen 16 in der Abdeckung 2 b gesteckt, und in die Bolzen-Aufnahmebohrungen 15 im Gleitkörper 2 a eingeschraubt.

Es ist anzumerken, daß in den Fig. 1, 4, 5, 7, 8 und 13 die Bezugsziffer 18 durchgehende Öffnungen bezeichnet, die in jede Führungsschiene 1 für die Aufnahme von Haltebolzen ge­ bohrt sind, um die Führungsschiene 1 auf einer gewünschten Ma­ schine oder Vorrichtung zu befestigen, während die Bezugszif­ fer 19 mit Gewinde versehene Aufnahmebohrungen bezeichnet, in die Befestigungsbolzen eingeschraubt werden, wenn beispiels­ weise eine Platte 20, wie sie mit der strichpunktierten Linie in Fig. 13 dargestellt ist, an dem Gleitkörper 2 a befestigt wird.

Mit dem Lager Al nach dem ersten Ausführungsbeispiel wer­ den beispielsweise, wie es in Fig. 13 gezeigt ist, eine Viel­ zahl von geradlinigen Führungsschienen-Elementen 1 a und eine Vielzahl von krummlinigen Führungsschienen-Elementen 1 b mit­ einander verbunden, um in diesem Fall eine Führungsschiene 1 in Form einer Laufbahn zu bilden. Stationen S 1 bis S 4, bei­ spielsweise für die Zuführung von Teilen, sind an entsprechen­ den Positionen längs der Führungsschiene 1 angeordnet. Ande­ rerseits ist eine Platte 20 an jedem der Lagerkörper 2 befe­ stigt, die entlang der Führungsschiene 1 gleiten. Bei der Gleitbewegung dieser Lagerkörper 2 längs der Schiene 1 wird in jedem geradlinigen Bereich L-ar der Führungsschiene 1 eine Last durch die Kugeln 3 a gelagert, die auf den geradlinigen belasteten Abschnitten L-ld eines jeden Lagerkörpers 2 abrol­ len, während in jedem krummlinigen Bereich C-ar der Führungs­ schiene 1 die Last durch die Kugeln 3 b gelagert wird, die auf den krummlinigen belasteten Abschnitten C-ld jedes Lagerkör­ pers 2 abrollen. Damit ist es möglich, daß man jeden Lager­ körper 2 um die Führungsschiene 1 mit geradlinigen und krumm­ linigen Bereichen L-ar und C-ar umlaufen läßt, während er eine Last lagert, und es ist daher auch möglich, ein Fördersystem aufzubauen, in dem Teile zwischen den Stationen S 1 bis S 4 und den Platten 20 zugeführt werden, die um die Führungsschiene 1 auf den jeweiligen Lagerkörpern 2 umlaufen.

Es ist anzumerken, daß die Konfiguration der Führungs­ schiene 1, die durch Zusammenbau einer Vielzahl von geradli­ nigen Schienenelementen 1 a und einer Vielzahl von krummlinigen Schienenelementen 1 b gebildet ist, nicht auf die in Fig. 13 dargestellte Laufbahn-Form beschränkt ist, sondern in einer beliebigen gewünschten Form ausgelegt werden kann, z.B. in einer im wesentlichen quadratischen Form, wie es in Fig. 14 dargestellt ist, oder spiralförmig, wie es in Fig. 15 darge­ stellt ist.

Die Fig. 16 und 17 zeigen zusammen ein Lager A 2 für geradlinige und krummlinige Bewegungen nach einem zweiten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung. Im Gegensatz zum oben be­ schriebenen ersten Ausführungsbeispiel hat dieses zweite Aus­ führungsbeispiel ein Paar von oberen und unteren belasteten Kugelrinnen 9 a und 9 b, die in der inneren Seitenfläche eines jeden der Muffen- oder Armteile des den Lagerkörper 2 bilden­ den Gleitkörpers 2 a ausgebildet sind. Jede der belasteten Ku­ gelrinnen 9 a und 9 b ist integral mit dem Gleitkörper 2 a mit­ tels eines Schneid- und Schleifprozesses so ausgebildet, daß ihr Innendurchmesser größer als der Durchmesser d der Ku­ geln 3, ihre Öffnungsweite 1 jedoch, wie im ersten Ausfüh­ rungsbeispiel, kleiner als der Kugeldurchmesser d ist. Weiter­ hin sind die belasteten Kugel-Abrollflächen 5, die auf der In­ nenseite der auf einer Seite, d.h. entweder auf der linken oder auf der rechten Seite, liegenden oberen und unteren bela­ steten Kugelrinnen 9 a und 9 b gebildet sind, um 45° schrägge­ stellt, so daß sie jeweils in Richtungen liegen, die so zusam­ menlaufen bzw. konvergieren, daß sie einander in einem Winkel von 90° schneiden, wodurch es möglich wird, Lasten gleichmäßig zu lagern, die radial nach außen und nach innen sowie horizon­ tal nach links und nach rechts aufgebracht werden.

Im Lager A 2 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die zwei Paare von linken und rechten Endlos-Spuren, die in den oberen bzw. unteren Bereichen der Muffenteile 8 liegen, so ausgebildet, daß die Beziehung zwischen den geradlinigen und krummlinigen belasteten Abschnitten L-ld und C-ld der auf der Innenseite jeder der belasteten Kugelrinnen 9 a und 9 b gebilde­ ten belasteten Kugel-Abrollfläche 5 der Beziehung entspricht, wie sie sich in der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Anordnung ergibt und unter Bezugnahme auf diese Figuren beschrieben wur­ de. In den belasteten Kugel-Abrollflächen 5, die auf der In­ nenseite der belasteten Kugelrinnen 9 a und 9 b in den oberen und unteren Endlos-Führungsbahnen gebildet sind, die in einem Muffenteil 8, d.h. entweder in dem linken oder in dem rechten Muffenteil 8 ausgebildet sind, ist die Beziehung zwischen den geradlinigen und den krummlinigen belasteten Abschnitten L-ld und C-ld der Kugel-Abrollfläche 5 in der belasteten Kugelrinne 9 a dieselbe wie in der belasteten Kugelrinne 9 b. Das heißt im einzelnen, wenn die belastete Kugel-Abrollfläche 5 der oberen Endlos-Führungsbahn geradlinige und krummlinige Abschnitte L-ld und C-ld in der Reihenfolge geradliniger Abschnitt L-ld - krummliniger Abschnitt C-ld - geradliniger Abschnitt L-ld auf­ weist, weist die belastete Kugel-Abrollfläche 5 der unteren Endlos-Führungsbahn auch geradlinige und krummlinige Abschnit­ te L-ld und C-ld auf, die in der gleichen Reihenfolge angeord­ net sind.

Damit kann auch das Lager A 2 nach dem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel auf den geradlinigen und krummlinigen Bereichen L-ar und C-ar der Spurflächen 4 der Führungsschiene 1 gleiten, während es, auf dieselbe Weise wie das erste Ausführungsbei­ spiel, eine Last in den geradlinigen bzw. krummlinigen bela­ steten Abschnitten L-ld und C-ld der auf dem Lagerkörper 2 ge­ bildeten Kugel-Abrollflächen 5 lagert.

In den Fig. 18 bis 20 sind Modifikationen des Lagers A 2 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Anders als die in Fig. 16 gezeigte Anordnung sind diese Ab­ wandlungen so aufgebaut, daß die gepaarten oberen und unteren belasteten Kugelrinnen 9 a und 9 b, die in der inneren Seiten­ fläche eines jeden Muffenteils 8 des den Lagerkörper 2 bilden­ den Gleitkörpers 2 a gebildet sind, durch einen Rinnenbereich 21, der in dem Gleitkörper 2 a ausgebildet ist, sowie durch ein die Rinne formendes Element 22 festgelegt sind, das an dem Gleitkörper 2 a befestigt ist, so daß der Innendurchmesser von jeder der belasteten Kugelrinnen 9 a und 9 b größer als der Durchmesser der Kugeln 3, ihre Öffnungsweite jedoch kleiner als der Kugeldurchmesser ist. Zusätzlich ist der Abstand zwi­ schen dem Paar von oberen und unteren nicht belasteten Kugel­ bohrungen 6 a, die in jedem Muffenteil 8 ausgebildet sind, ge­ ringfügig größer als der Abstand zwischen den belasteten Ku­ gelrinnen 9 a und 9 b ausgelegt. Auch die Lager A 2 entsprechend diesen Abwandlungen können geradlinig und krummlinig auf den geradlinigen und krummlinigen Bereichen L-ar und C-ar der Spurflächen 4 der Führungsschiene 1 gleiten, während sie - auf dieselbe Weise wie das in Fig. 16 dargestellte Ausführungs­ beispiel - eine Last in den geradlinigen bzw. krummlinigen belasteten Abschnitten L-ld und C-ld der auf dem Lagerkörper 2 gebildeten Kugel-Abrollflächen 5 abstützen.

Die Fig. 21 und 22 zeigen weitere Abwandlungen des oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels. Anders als die in den Fig. 16 und 18 bis 22 gezeigten Anordnungen sind diese Ausführungsbeispiele so aufgebaut, daß ein relativ brei­ ter Rinnenbereich 21 in jeder der einander gegenüberstehenden Innenflächen des Gleitkörpers 2 a des Lagerkörpers 2, und eine belastete Kugel-Abrollfläche 5 entlang jeder Ecke des Rinnen­ bereichs 21 ausgebildet ist. Zusätzlich ist auf jeder Innen­ fläche des Gleitkörpers 2 a ein Kugelrückhalter 22 a angeordnet, um zu verhindern, daß die Kugeln 3 von den jeweiligen bela­ steten Kugel-Abrollflächen 5 herunterfallen, wenn der Lager­ körper 2 von der Führungsschiene 1 getrennt wird. Der Kugel­ rückhalter 22 a dient daneben als ein die Rinne formendes Ele­ ment 22. In der in Fig. 22 gezeigten Abwandlung sind auch nicht belastete Kugelbohrungen 6 a durch die Kombination eines Rinnenbereichs 21 und eines Kugelrückhalters 22 a festgelegt.

Die Fig. 23 und 24 zeigen zusammen ein Lager A 3 für geradlinige und krummlinige Bewegungen nach einem dritten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung. Das dritte Ausführungsbeispiel ist dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel bis auf die Ausnahme ähnlich, daß die belasteten Kugel-Abrollflächen 5, die auf der Innenseite der in einem Muffen- bzw. Armteil 8, d.h. entweder in dem linken oder in dem rechten Muffenteil 8 vorgesehenen oberen und unteren belasteten Kugelrinnen 9 a und 9 b ausgebildet sind, um 45° geneigt sind, so daß sie in Rich­ tungen liegen, die zueinander in einem Winkel von 90° ausein­ anderlaufen (divergieren), wodurch es möglich wird, Lasten gleichmäßig zu lagern, die radial nach außen und nach innen sowie horizontal nach links und nach rechts aufgebracht wer­ den.

Auch das Lager A 3 nach dem dritten Ausführungsbeispiel kann auf den geradlinigen und krummlinigen Bereichen L-ar und C-ar der Spurfläche 4 der Führungsschiene 1 gleiten, während es eine Last auf den geradlinigen und krummlinigen belasteten Abschnitten L-ld bzw. C-ld der auf dem Lagerkörper 2 ausgebil­ deten belasteten Kugel-Abrollflächen 5 auf dieselbe Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel abstützt.

In Fig. 25 ist ein Lager A 3 für geradlinige und krummli­ nige Bewegungen nach einer Modifikation des oben beschriebenen dritten Ausführungsbeispiels dargestellt. Anders als die in Fig. 23 gezeigte Anordnung ist diese Abwandlung so aufgebaut, daß ein Paar von oberen und unteren belasteten Kugelrinnen 9 a und 9 b, die in der inneren Seitenfläche eines jeden Muffen­ teils 8 des den Lagerkörper 2 aufbauenden Gleitkörpers 2 a ge­ bildet sind, durch einen in dem Gleitkörper 2 a ausgebildeten Rinnenbereich 21 und ein an dem Gleitkörper 2 a angebrachtes Element 22 so festgelegt wird, daß der Innendurchmesser von jeder der Rinnen 9 a und 9 b größer als der Durchmesser der Ku­ geln, und ihre Öffnungsweite kleiner als der Kugeldurchmesser ist. Auch das Lager A 3 nach dieser Abwandlung kann auf den ge­ radlinigen und krummlinigen Bereichen L-ar und C-ar der Spur­ flächen 4 der Führungsschiene 1 gleiten, während eine Last in den geradlinigen und krummlinigen belasteten Abschnitten L-ld bzw. C-ld der in dem Lagerkörper 2 gebildeten belasteten Ku­ gel-Abrollflächen 5 auf dieselbe Weise wie in dem in Fig. 23 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel gelagert wird.

Die Fig. 26 bis 28 zeigen zusammen ein Lager A 4 für geradlinige und krummlinige Bewegungen nach einem vierten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel ist dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel bis auf die Ausnahme ähnlich, daß der den Lagerkörper 2 bildende Gleit­ körper 2 a einen Gleitkörper-Rumpf 2 a-A mit Paßnuten 23, die in den jeweiligen inneren Seitenflächen der zwei Muffenteile 8 ausgebildet sind, und ein Paar von Laufringen bzw. Laufrillen 2 a-B aufweist, die jeweils in die in dem Gleitkörper-Rumpf 2 a-A vorgesehenen Paßnuten 23 eingelassen bzw. eingepaßt sind. Jeder Laufring 2 a-B ist mit einem Paar von oberen und unteren belasteten Kugelrinnen 9 a und 9 b versehen, die einen Innen­ durchmesser haben, der größer als der Durchmesser der Kugeln 3 ist, und eine Öffnungsweite, die kleiner als der Kugeldurch­ messer ist. Auch das Lager A 4 nach dem vierten Ausführungs­ beispiel kann auf den geradlinigen und krummlinigen Bereichen L-ar und C-ar der Spurflächen 4 der Führungsschiene 1 gleiten, während eine Last auf den geradlinigen und krummlinigen bela­ steten Abschnitten L-ld bzw. C-ld der in dem Lagerkörper 2 ge­ bildeten belasteten Kugel-Abrollflächen 5 auf dieselbe Weise wie im oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel gelagert wird.

Die Fig. 29 und 30 zeigen zusammen eine Abwandlung des Lagers A 4 nach dem vierten Ausführungsbeispiel. Anders als die in Fig. 26 dargestellte Anordnung ist diese Lagervariante so aufgebaut, daß die nicht belasteten Kugelbohrungen 6 a, die in dem Gleitkörper 2 a ausgebildet sind, durch in dem Gleitkörper- Rumpf 2 a-A gebildete Rinnen 6 a-A und die entsprechenden Rin­ nen 6 a-B festgelegt werden, die in den Laufringen 2 a-B ausge­ bildet sind. Auch dieses modifizierte Lager A 4 kann auf den geradlinigen und krummlinigen Bereichen L-ar und C-ar der Spurflächen 4 der Führungsschiene 1 gleiten, während eine Last auf den geradlinigen und krummlinigen belasteten Abschnitten L-ld bzw. C-ld der in dem Lagerkörper 2 gebildeten belasteten Kugel-Abrollflächen 5 wie im oben beschriebenen vierten Aus­ führungsbeispiel gelagert wird.

Die Fig. 31 und 32 zeigen zusammen ein Lager A 5 für geradlinige und krummlinige Bewegungen nach einem fünften Aus­ führungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel ist dem oben beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel bis auf die Ausnahme ähnlich, daß der den Lagerkörper 2 aufbauende Gleit­ körper 2 a einen Gleitkörper-Rumpf 2 a-A mit Paßnuten 23, die in den jeweiligen inneren Seitenflächen von zwei Gleitkörper-Muf­ fenteilen 8 gebildet sind, sowie ein Paar von Laufringen bzw. Laufrillen 2 a-B aufweist, die jeweils in die in dem Gleit­ körper-Rumpf 2 a-A vorgesehenen Paßnuten 23 eingepaßt sind. Je­ der Laufring 2 a-B ist mit einem Paar von oberen und unteren belasteten Kugelrinnen 9 a und 9 b versehen, deren Innendurch­ messer größer als der Durchmesser der Kugeln 3, und deren Öff­ nungsweite kleiner als der Kugeldurchmesser ist (wie im drit­ ten Ausführungsbeispiel). Das Lager A 5 nach dem fünften Aus­ führungsbeispiel kann ebenfalls auf den geradlinigen und krummlinigen Bereichen L-ar und C-ar der Spurflächen 4 der Führungsschiene 1 gleiten, während es - auf dieselbe Weise wie im dritten Ausführungsbeispiel - eine Last auf den geradlini­ gen und krummlinigen belasteten Abschnitten L-ld bzw. C-ld der auf dem Lagerkörper 2 gebildeten belasteten Kugel-Abrollflä­ chen 5 abstützt bzw. lagert.

Die Fig. 33 und 34 zeigen zusammen eine Modifikation des Lagers A 5 entsprechend dem oben beschriebenen fünften Aus­ führungsbeispiel. Anders als die in Fig. 31 dargestellte An­ ordnung ist diese Abwandlung des Lagers so aufgebaut, daß die nicht belasteten Kugelbohrungen 6 a, die in dem Gleitkörper 2 a gebildet sind, durch in dem Gleitkörper-Rumpf 2 a-A gebildete Rinnen 6 a-A und die entsprechenden Rinnen 6 a-B festgelegt wer­ den, die in den Laufringen 2 a-B ausgebildet sind. Auch das Lager A 5 nach dieser Abwandlung kann auf den geradlinigen und krummlinigen Bereichen L-ar und C-ar der Spurflächen 4 der Führungsschiene 1 gleiten, während es - auf dieselbe Weise wie im oben beschriebenen fünften Ausführungsbeispiel - eine Last auf den geradlinigen und krummlinigen belasteten Abschnitten L-ld bzw. C-ld der auf dem Lagerkörper 2 gebildeten belaste­ ten Kugel-Abrollflächen 5 lagert.

Die Fig. 35 und 36 zeigen zusammen ein Lager A 6 für geradlinige und krummlinige Bewegungen nach einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Anders als die oben be­ schriebenen Ausführungsbeispiele umfaßt diese Ausführungsform einen Lagerkörper 2, der ein Paar von Gleitkörper-Hälften 30 a und 30 b, die als ein Paar von Schrägkontakt-Lagerelementen dienen, sowie ein Deckplattenelement 31 aufweist, das sich zwischen den entsprechenden oberen Oberflächen des Paars von parallelen Gleitkörper-Hälften 30 a und 30 b erstreckt und daran mittels Befestigungsbolzen 32 angebracht ist, um die Hälften miteinander zu verbinden. Wenn geradlinige und krummlinige Ab­ schnitte für eine Gleitkörper-Hälfte, beispielsweise 30a, in der Reihenfolge: geradliniger belasteter Abschnitt L-ld krummliniger belasteter Abschnitt C-ld - geradliniger bela­ steter Abschnitt L-ld angeordnet sind, sind geradlinige und krummlinige Abschnitte für die andere Gleitkörper-Hälfte 30 b in der Reihenfolge: krummliniger belasteter Abschnitt C-ld geradliniger belasteter Abschnitt L-ld - krummliniger bela­ steter Abschnitt C-ld angeordnet, so daß, wenn die Gleitkör­ per-Hälften 30 a und 30 b und das Deckplattenelement 31 zu dem Lagerkörper 2 zusammengesetzt sind, ein geradliniger bela­ steter Abschnitt L-ld bzw. ein krummliniger belasteter Ab­ schnitt C-ld, die jeweils auf der Kugel-Abrollfläche 5 einer Gleitkörper-Hälfte 30 a ausgebildet sind, einem krummlinigen belasteten Abschnitt C-ld bzw. einem geradlinigen belasteten Abschnitt L-ld gegenübersteht, die jeweils auf der Kugel-Ab­ rollfläche 5 der anderen Gleitkörper-Hälfte 30 b ausgebildet sind.

In dem sechsten Ausführungsbeispiel weist jede der Gleit­ körper-Hälften 30 a und 30 b ein Gleitelement 33 mit einem Paar von oberen und unteren belasteten Kugelrinnen 9 und mit einem Paar von oberen und unteren nicht belasteten Kugelbohrungen 6 a sowie ein Paar von Abdeckelementen 34 auf, die jeweils an den zwei axialen Enden des Gleitelements 33 angebracht sind, wo­ bei jedes Abdeckelement 34 ein Paar von oberen und unteren Ku­ gel-Umkehrdurchlässen 6 b hat. Jede belastete Kugelrinne 9 ist mittels eines Schneid- und Schleifprozesses integral mit dem Gleitelement 33 so ausgebildet, daß ihr Innendurchmesser grö­ ßer als der Durchmesser d der Kugeln 3 ist, während die Öff­ nungsweite 1 kleiner als der Kugeldurchmesser d ist. Dadurch können die Kugeln 3 frei längs der auf der Innenseite der be­ lasteten Kugelrinnen 9 gebildeten belasteten Kugel-Abrollflä­ chen 5 rollen, während gleichzeitig verhindert wird, daß die Kugeln 3 aus den belasteten Kugelrinnen 9 fallen, selbst wenn der Lagerkörper 2, d.h. die Kombination der Gleitkörper-Hälf­ ten 30 a und 30 b von der Führungsschiene 1 abgenommen wird. Auch das Lager A 6 nach dem sechsten Ausführungsbeispiel kann auf den geradlinigen und krummlinigen Bereichen L-ar und C-ar der Spurflächen 4 der Führungsschiene 1 gleiten, während es - auf dieselbe Weise wie in den oben beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen - eine Last auf den geradlinigen und krummli­ nigen belasteten Abschnitten L-ld bzw. C-ld der auf dem La­ gerkörper 2 gebildeten belasteten Kugel-Abrollflächen 5 ab­ stützt.

Es ist noch anzumerken, daß auch im Falle des sechsten Ausführungsbeispiels die belasteten Kugelrinnen 9, die in je­ der der zusammen den Lagerkörper 2 aufbauenden Gleitkörper- Hälften 30 a und 30 b ausgebildet sind, selbstverständlich durch einen Rinnenbereich, der in der Oberfläche der Gleitkörper- Hälfte 30 a (30 b) auf der Seite, die dem Gleitelement 33 näher ist, ausgebildet ist, und ein die Rinne bildendes Element festgelegt werden können, das an dem Gleitelement 33 befestigt ist, wie es in den Fig. 18 bis 20 gezeigt ist.

Fig. 37 zeigt ein Lager A 7 nach einem siebten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel ent­ spricht dem oben beschriebenen sechsten Ausführungsbeispiel bis auf die Ausnahme, daß gepaarte obere und untere belastete Kugel-Abrollflächen 5, die in jeder der Gleitkörper-Hälften 30 a und 30 b ausgebildet sind, jeweils in divergierenden Rich­ tungen blicken, d.h. die Beziehung zwischen den belasteten Kugel-Abrollflächen 5 ist umgekehrt zu der im Falle des sech­ sten Ausführungsbeispiels. Auch nach diesem Ausführungsbei­ spiel kann das Lager A 7 sowohl geradlinig als auch krummlinig auf dieselbe Weise wie die oben beschriebenen Ausführungsbei­ spiele gleiten. Daneben können die belasteten Kugelrinnen 9 in jeder der Gleitkörper-Hälften 30 a und 30 b durch einen Rinnen­ bereich, der in der Oberfläche der GleitkörperHälfte 30 a (30 b) auf der Seite ausgebildet ist, die näher an dem Gleitelement 33 liegt, sowie durch ein die Rinne bildendes Element festge­ legt werden, das an dem Gleitelement 33 auf dieselbe Weise wie im sechsten Ausführungsbeispiel angebracht ist.

Claims (9)

1. Lager für geradlinige und krummlinige Bewegungen, gekennzeichnet durch
eine Führungsschiene (1) mit einer in Längsrichtung aus­ gebildeten Spurfläche (4),
einen Lagerkörper (2), der mit einer endlosen Führungs­ bahn versehen ist, die eine der Spurfläche (4) gegenüberlie­ gende belastete Kugel-Abrollfläche (5) sowie einen nicht bela­ steten Kugel-Umlaufdurchlaß (6) aufweist, der kontinuierlich mit beiden Enden der belasteten Kugel-Abrollfläche (5) ver­ bunden ist, und
eine Vielzahl von Kugeln (3), die durch die in dem Lager­ körper (2) vorgesehene endlose Führungsbahn umlaufen, um eine Last in dem Bereich zu lagern, der zwischen der belasteten Ku­ gel-Abrollfläche (5) und der Spurfläche (4) der Führungsschie­ ne (1) festgelegt ist,
wobei die belastete Kugel-Abrollfläche (5) als Teil der endlosen Führungsbahn in dem Lagerkörper (2) einen geradlini­ gen belasteten Abschnitt (L-ld) sowie einen krummlinigen bela­ steten Abschnitt (C-ld) mit einer vorgegebenen Krümmung auf­ weist, so daß in einem geradlinigen Bereich (L-ar) der Spur­ fläche (4) der Führungsschiene (1) eine Last durch Kugeln (3 a) gelagert wird, die auf dem geradlinigen belasteten Abschnitt (L-ld) abrollen, während in einem krummlinigen Bereich (C-ar) der Spurfläche (4) eine Last durch Kugeln (3 b) gelagert wird, die auf dem krummlinigen belasteten Abschnitt (C-ld) abrollen.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (2) einen Gleitkörper (2 a) aufweist, der einen ho­ rizontalen Teil (7) sowie Armteile (8) hat, die von der linken bzw. rechten Seite des horizontalen Teils (7) ausgehend nach unten verlaufen, so daß sich ein im wesentlichen U-förmiger Querschnitt mit einer Ausnehmung in der Unterseite ergibt, wo­ bei in dem Gleitkörper (2 a) eine belastete Kugel-Abrollfläche (5) auf der Innenseite eines jeden der Armteile (8) vorgesehen ist. (Fig. 1 bis 12)

3. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (2) einen Gleitkörper (2 a) aufweist, der einen ho­ rizontalen Teil (7) sowie Armteile (8) hat, die von der linken bzw. rechten Seite des horizontalen Teils (7) ausgehend nach unten verlaufen, so daß sich ein im wesentlichen U-förmiger Querschnitt mit einer Ausnehmung in der Unterseite ergibt, wo­ bei in dem Gleitkörper (2 a) ein Paar von nebeneinander lie­ genden belasteten Kugel-Abrollflächen (5) auf der Innenseite eines jeden der Armteile (8) vorgesehen ist. (Fig. 16 bis 34).

4. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (2) einen Gleitkörper aufweist, der Gleitkörper- Hälften (30 a, 30 b) mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und mit jeweils einem Paar von nebeneinander lie­ genden belasteten Kugel-Abrollflächen (5) sowie ein Deckplat­ tenelement (31) umfaßt, das zwischen den oberen Oberflächen der Gleitkörper-Hälften (30 a, 30 b) liegt und an diesen befe­ stigt ist. (Fig. 35 bis 37)

5. Lager nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gepaarten nebeneinander liegenden belasteten Kugel-Abroll­ flächen (5) in zueinander konvergierenden Richtungen liegen.

6. Lager nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gepaarten nebeneinander liegenden belasteten Kugel-Abroll­ flächen (5) in zueinander divergierenden Richtungen liegen.

7. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Lagerkörper (2) mit einer belasteten Kugel­ rinne (9; 9 a, 9 b) versehen ist, bei der zumindest die Öff­ nungsweite (1) kleiner als der Durchmesser (d) der Kugeln (3) ist, wobei die belastete Kugel-Abrollfläche (5) auf der Innen­ seite dieser belasteten Kugelrinne (9; 9 a, 9 b) ausgebildet ist.

8. Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die belastete Kugelrinne (9; 9 a, 9 b) mittels eines Schneid- und Schleifprozesses integral mit dem Lagerkörper (2) ausgebildet ist.

9. Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die belastete Kugelrinne (9; 9 a, 9 b) durch einen im Lagerkörper (2) gebildeten Rinnenbereich (21) sowie durch ein am Lager­ körper (2) befestigtes Element (22) aufgebaut ist.