DE4210655C2

DE4210655C2 - Linearkugellager mit Flansch

Info

Publication number: DE4210655C2
Application number: DE4210655A
Authority: DE
Inventors: Katsuhito Imai; Masahi Konomoto
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1991-04-02
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1999-01-28
Anticipated expiration: 2012-04-01
Also published as: KR0148275B1; US5244282A; GB2254384A; ITMI920791A0; KR920020097A; JPH04307107A; FR2674917B1; DE4210655A1; GB2254384B; JPH0742982B2; FR2674917A1; ITMI920791A1; GB9207242D0; IT1255081B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Linearkugellager, wie ein Loslager oder eine Kugel-Keilverbindung, welche bei linearen Führungsteilen bei unterschiedlichen Industriemaschinen ein gesetzt werden, und insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Weiterentwicklung eines Linearkugellagers mit einer Bauart, die einen Flansch zum Fixieren des Lagers hat.

Das Linearkugellager sowie das Loslager oder eine Kugel- Keilverbindung wird in großem Umfang bei linearen Führungs teilen von unterschiedlichen Industriemaschinen eingesetzt, so daß es unterschiedliche Erzeugnisse gibt, welche an eine Vielzahl von unterschiedlichen Einsatzarten angepaßt sind.

Fig. 10 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines soge nannten "mit Flansch versehenem Kugellager", welches einen Flansch zum Fixieren des Lagers an einem Befestigungsteil, wie einem Bett oder einem Tisch, hat.

Insbesondere ist das mit Flansch versehene Kugellager so ausgelegt, daß es folgendes umfaßt: eine Lagerbuchse 101, welche derart ausgebildet ist, daß sie ein im wesentlichen zylindrisches Teil hat und an welchem integral ein Flansch 103 ausgeformt ist, welcher Befestigungsschrauböffnungen 102 am Außenumfang derart hat, daß er sich linear um eine Lager welle 105 über eine Mehrzahl von endlos umlaufenden Kugeln 104 bewegen kann; und einen Kugelhalter 107, welcher mit Ku gelführungsnuten 106 ausgebildet ist, um die Kugeln 104 end los zwischen der Lagerwelle 105 und der Lagerbuchse 101 um laufen zu lassen, und welcher fest passend in einem hohlen Teil der Lagerbuchse 101 vorgesehen ist. Somit wird dieses Kugellager so eingesetzt, daß der Flansch 103 an einem Befe stigungsteil 109 beispielsweise mit Hilfe von Be festigungsschrauben 108 angebracht wird, und daß das Befe stigungsteil 109 und die Lagerwelle 105 relativ zueinander eine Längsbewegung ausführen können.

Bei dem Linearkugellager dieser Bauart ist es erforderlich, daß die Lagerbuchse mittels einer Härtungsbehandlung behan delt wird, so daß die Verschleißfestigkeit des inneren Um fangs der Lagerbuchse verbessert wird, auf welcher die Ku geln bei der Ausführung einer Abwälzbewegung geführt sind. Diese Härtungsbehandlung jedoch bringt große Schwierigkeiten bei der Herstellung des vorstehend angegebenen, mit einem Flansch versehenen Kugellagers mit sich. Der Grund hierfür wird nachstehend näher beschrieben. Da der Flansch dicker als die anderen Teile der Lagerbuchse ausgelegt ist, bleibt ein Wärmeverzug in der Lagerbuchse erhalten, wenn der Flansch gehärtet wurde und nachdem er abgeschliffen wurde, so daß die Lagerbuchse nicht genau fertiggestellt werden kann. Wenn hingegen der auszubildende Flansch nach der Här tungsbehandlung erstellt wird, ist das Material zu hart, um geschliffen zu werden.

Andererseits bringt der Flansch an der Lagerbuchse eine ge wisse Schwierigkeit dahingehend mit sich, daß das Schleifen wesentlich umständlicher als beim Schleifen eines gerad-zy lindrischen Gehäuseteils wird, welches keinen Flansch hat. Eine derartige gerad-zylindrische Lagerbuchse läßt sich ef fektiv in einem Schritt unter Verwendung einer spitzenlosen Rundschleifmaschine schleifen, aber eine mit Flansch verse hene Lagerbuchse kann nicht mittels einer spitzenlosen Rund schleifmaschine bearbeitet werden, so daß sie auf eine zyklische Weise durch Schleifen bearbeitet werden muß. Ins besondere macht ein solches Schleifverfahren zwei Stufen er forderlich, d. h. die Stufen zum Schleifen des zylindrischen Teils und des Flansches.

Daher wurde zur Überwindung dieser Schwierigkeit ein Linear kugellager vorgeschlagen, welches dadurch hergestellt ist, daß ein im allgemeinen ringförmiges Flanschteil und eine La gerbuchse gesondert voneinander ausgeformt bzw. gegossen sind und daß der Flansch und die Lagerbuchse mittels Preß sitz oder Hartlöten nach der Härtungsbehandlung der Lager buchse verbunden werden. Hierdurch ergibt sich jedoch eine weitere Schwierigkeit hinsichtlich der Anzahl von Bearbei tungsschritten zum Herstellungszeitpunkt oder der Anzahl der Teile, und daher ist eine derartige Lösung im Hinblick auf die Herstellungskosten und die Herstellungseffizienz nicht zufriedenstellend.

Die US-3 364 699 zeigt eine Kugelführung ohne Kugelhalter mit an der Lagerbuchse angesetztem Flansch. Die Laufflächen für die Kugeln sind in die Lagerwelle und die Lagerbuchse eingearbeitet.

Die US-3 014 382 zeigt ein Verbundlager, bei dem drei Teile eines Kugelhalters miteinander verbunden sind, wobei jeder Teil eingearbeitete Kugellaufbahnen aufweist. Eine Verdre hung des Kugelhalters bezüglich einer Kolbenstange und einer Hülse wird durch eine Zahnführung verhindert. Der Kugelhal ter übt die Funktion einer Lagerbuchse aus und trägt an einem Ende einen Ring zum Anschluß an ein Gehäuse.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Überwindung der zuvor geschilderten Schwierigkeiten ein mit einem Flansch verse henes Linearkugellager bereitzustellen, bei welchem sich die Herstellungskosten senken lassen und sich die Produktivität des Herstellungsverfahrens beträchtlich verbessern läßt.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche ge löst.

Nach der Erfindung wird ein mit einem Flansch versehenes Li nearkugellager bereitgestellt, welches folgendes aufweist: eine Lagerbuchse, welche mittels einer Lagerwelle zur Aus führung von linearen Bewegungen geführt ist; eine Mehrzahl von Kugeln, welche zwischen der Lagerbuchse und der Lager welle zur Ausführung einer Abwälzbewegung unter einer Bela stung gehalten sind; und einen Kugelhalter, welcher passend in dem hohlen Teil des Lagergehäuses angeordnet und die Ku geln in ihrer Anordnung hält, wobei sich die Weiterentwick lung dadurch auszeichnet, daß ein Flansch mit dem Kugelhal ter zum Fixieren des Lagers an einem Befestigungsteil, wie einem Bett oder einem Tisch einteilig ausgebildet ist.

Bei dieser technischen Auslegung kann der Flansch, der von dem vorstehend genannten Kugelhalter vorstehen muß, dadurch gebildet werden, daß ein ringförmiges Flanschteil an den äußeren Umfang des Kugelhalters geschweißt wird. Vorzugs weise sind jedoch der Flansch und der Kugelhalter integral mittels Spritzgießens oder Verspritzens eines Kunstharzes einteilig ausgebildet.

Ferner läßt sich das Linearkugellager, bei welchem derartige technische Einrichtungen vorgesehen sind, dadurch beispiel haft näher beschreiben, daß eine Mehrzahl von endlos umlau fenden Kugeln zwischen einer zylindrischen Lagerbuchse und einer Lagerwelle derart gehalten sind, daß sie relative Li nearbewegungen aufnehmen. Die technische Einrichtung kann nicht nur bei Linearkugellagern der üblichen Bauart, sondern auch bei Kugel-Keilverbindungen eingesetzt werden, welche die Fähigkeit haben eine Drehmomentübertragung zwischen der Lagerbuchse und der Lagerwelle zu ermöglichen.

Da der Flansch am Kugelhalter ausgebildet ist, um der Lager buchse eine gerad-zylindrische Gestalt entsprechend den vor stehend angegebenen technischen Einzelheiten zu verleihen, kann die Härtungsbehandlung der Lagerbuchse beträchtlich vereinfacht werden, und insbesondere wird auch das Schleifen mittels einer spitzenlosen Rundschleifmaschine ermöglicht. Als Folge hiervon läßt sich die Schleifbehandlung auf effek tive Weise mit vertretbaren Kosten vornehmen, wodurch sich die Ausstoßleistung verbessern läßt und sich die Herstel lungskosten drastisch senken lassen.

Wenn man ferner den Flansch von der Lagerbuchse wegläßt, läßt sich die Lagerbuchse des Linearkugellagers ohne Flansch leicht in eine solche für ein mit einem Flansch versehenes Linearkugellager umwandeln, so daß die Teile für unter schiedliche Produkte gemeinsam genutzt werden können. Auch hierdurch wird es möglich, die Herstellungseffizienz zu ver bessern und die Herstellungskosten zu senken.

Wenn ferner der Flansch und der Kugelhalter einteilig mit tels Spritzgießens aus einem Kunstharz hergestellt sind, kann eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Herstel lungseffizienz erwartet werden, da kein zusätzlicher Schritt bei der Herstellung des Flansches erforderlich wird.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen den Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Be zugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines mit einem Flansch versehenen Linearkugellagers nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung eines Kugel halters gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungs form nach der Erfindung,

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung einer Lager buchse gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 6 eine Vorderansicht zur Verdeutlichung eines acht eckigen Springringes bei der ersten bevorzugten Aus führungsform nach der Erfindung,

Fig. 7 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung des achtecki gen Springringes bei der ersten bevorzugten Ausfüh rungsform nach der Erfindung.

Fig. 8 eine Vorderansicht zur Verdeutlichung eines Verbin dungszustandes von Lagerbuchse und Kugelhalter unter Verwendung des achteckigen Springringes;

Fig. 9 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines mit einem Flansch versehenen Linearkugellagers nach der Erfindung, und

Fig. 10 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung eines mit einem Flansch versehenen Linearkugellagers üblicher Bauform.

Ein mit einem Flansch versehenes Linearkugellager nach der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeich nungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht zur Verdeutlichung einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines mit einem Flansch versehenen Linearkugellagers nach der Erfindung. Das mit einem Flansch versehene Loslager gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform umfaßt hinsichtlich der Konstruktion folgen des: eine Lagerbuchse 2, die mittels einer Lagerwelle 1 zur Ausführung von linearen Bewegungen geführt ist; eine Mehr zahl von Kugeln 3, welche eine Abwälzbewegung ausführen, wenn das Lager eine Belastung zwischen der Lagerwelle 1 und der Lagerbuchse 2 aufnimmt, und einen Kugelhalter 5, welcher eine äußere Umfangsfläche hat, welche mit einem vorspringen den Flansch 4 versehen ist und passend in einem aufgeweite ten Teil 21 der Lagerbuchse 2 zum Halten und Anordnen der Kugeln 3 vorgesehen ist.

Vor allem ist die Lagerbuchse 2 derart ausgebildet, daß sie eine im allgemeinen zylindrische Gestalt derart hat, daß sie lose mit einem vorbestimmten Zwischenraum um die Lagerwelle 1 passend angeordnet ist, und daß der Innenumfang wie in Fig. 5 gezeigt mit fünf lasttragenden Wälzflächen 22 verse hen ist, die in regelmäßigen Umfangsabständen zum Halten der Kugeln 3 mit der Lagerwelle 1 und den nichtlasttragenden Wälznuten 23 angeordnet sind, welche jeweils zwischen zwei benachbarten, lasttragenden Wälzflächen 22 zur Ausführung einer Abwälzbewegung der Kugeln angeordnet sind, welche von der Lastaufnahme freikommen. Ferner ist das aufgeweitete Teil 21 an einem Öffnungsrand mit einer ringförmigen Nut 24 versehen, welche in Umfangsrichtung zur Aufnahme eines spä ter noch zu beschreibenden, vieleckigen Springringes 6 ver läuft.

Andererseits ist der Kugelhalter 5, wie in Fig. 3 und 4 ge zeigt, derart ausgebildet, daß er eine im allgemeinen zylin drische Gestalt und eine Durchgangsöffnung 51 hat, um in passender Weise die Lagerwelle 1 darin aufzunehmen, und eine äußere Umfangsfläche hat, welche mit einem Flansch 4 verse hen ist, welcher seinerseits mit Schraubkopföffnungen 41 versehen ist. Der Kugelhalter 5 ist einteilig mit dem Flansch 4 mittels Spritzgießens eines Kunstharzes ausgebil det. Der Kugelhalter 5 hat an seinem äußeren Umfang eine derartige Ausbildung, daß sie den einzelnen, lasttragenden Wälzflächen 22 entspricht, wozu folgendes vorgesehen ist: mit Schlitzen versehene, lasttragende Kugelführungsnuten 52, welche verhindern, daß die Kugeln 3 auf den vorstehend ange gebenen, lasttragenden Wälzflächen 22 eine Abwälzbewegung ausführen und aus den Nuten heraustreten, wenn die Lager buchse 2 von der Lagerwelle 1 abgezogen wird; nichtlasttra gende Kugelführungsnuten 53 zum Anordnen der entlasteten Ku geln, welche eine Abwälzbewegung in den nichtlasttragenden Wälznuten 23 ausführen; und Kugelwendenuten 54 zur Herstel lung von Verbindungen und Verbindungseinrichtungen zwischen den lasttragenden Kugelführungsnuten 52 und den nichtlast tragenden Kugelführungsnuten 53, um die Kugeln 3 endlos zwi schen den beiden Nuten 52 und 53 umlaufen zu lassen. Ande rerseits ist der äußere Umfang des Kugelhalters 5 mit einer ringförmigen Nut 55 versehen, welche der ringförmigen Nut 24 der vorstehend angegebenen Lagerbuchse 2 zugeordnet ist. So mit ist ein Raum zwischen der ringförmigen Nut 24 der Lager buchse 2 und der ringförmigen Nut 55 des Kugelhalters 5 aus gebildet, welche einander gegenüberliegen, wenn der Kugel halter 5 passend auf der Lagerbuchse 2 vorgesehen ist.

Bei der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform sind die Lagerbuchse 2 und der Kugelhalter 5 mit Hilfe eines achteck förmigen Springringes 6 verbunden, wie dies in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. Eine spezielle Kupplungsverbindung wird nachstehend näher beschrieben. Zuerst wird der achteckige Springring 6 passend in die ringförmige Nut 24 eingesetzt, welche in dem inneren Umfang der Lagerbuchse 2 ausgebildet ist, und dann wird der Kugelhalter 5 mittels Preßsitz in das hohle Teil 21 der Lagerbuchse 2 eingesetzt. Dann kommt das Endteil des Kugelhalters 5 in Anlageberührung gegen die ein zelnen, mittleren Seitenteile 61 des achteckigen Springrin ges 6, so daß der Springring 6 elastisch verformt oder ge dehnt wird. Wenn die Preßpassungsverbindung für den Kugel halter 5 fortgesetzt wird, kommt die ringförmige Nut 55 zur Ausrichtung mit der ringförmigen Nut 24 der Lagerbuchse 2. Dann hat der achteckige Springring 6 mittlere Seitenteile 61, welche stufenförmig in die ringförmige Nut 55 des Kugel halters 5 eingreifen, während seine Ecken 62 in die ringför mige Nut 24 passen. Somit sind die Lagerbuchse 2 und der Ku gelhalter 5 miteinander gekoppelt bzw. verbunden.

Wenn darüber hinaus das mit einem Flansch versehene Linear kugellager mit dem vorstehend genannten Aufbau und gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung zusammenge setzt ist, hat der Flansch 4 des Kugelhalters 5, welcher an einem (nicht gezeigten) Teil mit Hilfe von (nicht gezeigten) Schrauben angebracht ist, eine solche Auslegung, daß man re lativ lineare Bewegungen zwischen dem Flanschbefestigungs teil und der Lagerwelle 1 erhält, wie dies auch bei dem mit einem Flansch versehenen Linearkugellager üblicher Bauart der Fall ist.

Dank des Flansches 4, welcher von dem Kugelhalter 5 bei der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung vorsteht, lassen sich jedoch zeitraubende Arbeitsschritte, die bei der Ausbildung des Flansches 4 an der Lagerbuchse 2 bei der üb lichen Ausführungsform erforderlich sind, vermeiden, um das maschinelle Bearbeiten der Lagerbuchse 2 beträchtlich zu vereinfachen und hierdurch die Herstellungsleistung zu ver bessern und die Herstellungskosten zu senken.

Insbesondere ist bei der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung der Flansch 4 integral mit dem Kugelhalter 5 mittels Spritzgießens aus einem Kunstharz derart ausgebil det, daß der Schritt zum Ausbilden des Flansches 4 nicht vorsätzlich vorgesehen zu sein braucht, wodurch man die Produktivität weiter steigern kann.

Fig. 9 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines mit einem Flansch versehenen Linearkugellagers nach der Er findung.

Der Flansch 4 und der Kugelhalter 5 sind bei dieser bevor zugten Ausführungsform ebenfalls einteilig ausgeformt, aber die Verbindung von Kugelhalter 5 und Lagerbuchse 2 unter scheidet sich von jenem nach der ersten bevorzugten Ausfüh rungsform. Nach dem passenden Einsetzen des Kugelhalters 5 in die Lagerbuchse 2 wird insbesondere gemäß dieser bevor zugten Ausführungsform ein Anschlagring 7 passend auf die äußere Umfangsfläche des Endabschnitts des Kugelhalters 5 gesetzt, welcher von der Lagerbuchse 2 vorsteht, und der An schlagring 7 und die Lagerbuchse 2 werden so in Eingriff ge bracht, daß der Kugelhalter 5 und die Lagerbuchse 2 mitein ander verbunden sind. Ansonsten stimmt die restliche Ausle gung mit jener bei der voranstehend beschriebenen bevorzug ten Ausführungsform überein und die Beschreibung kann daher entfallen, da insbesondere für gleiche oder ähnliche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.

Bei diesem mit einem Flansch versehenen Linearkugellager ist der Flansch 4 ebenfalls integral mit dem Kugelhalter 5 aus gebildet, wodurch ermöglicht wird, daß sich die Herstel lungsleistung verbessern läßt und sich die Herstellungsko sten senken lassen.

Claims

1. Linearkugellager
mit einem Kugelhalter (5) mit einem einseitig angebrach ten, einteilig mit dem Kugelhalter ausgebildeten Flansch (4) zur Befestigung des Linearkugellagers an einem ent sprechenden Teil eines Maschinenbettes oder -tisches,
mit einer Lagerbuchse (2),
mit Kugeln (3), welche mit dem Kugelhalter (5) zwischen der Lagerbuchse (2) und der Lagerwelle (1) umlaufen,
mit einer Anordnung zur axialen Festlegung der Lagerbuchse (2) auf dem Kugelhalter (5).

2. Linearkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Flansch (4) und Kugelhalter (5) als Kunststoff- Spritzgußteil einteilig hergestellt sind.

3. Linearkugellager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur axialen Festlegung der Lagerbuchse (2) auf dem Kugelhalter (5) mit einem vieleckigen Springring (6) gebildet ist, welcher in eine ringförmige Nut (55) auf dem Kugelhalter (5) und in eine ringförmige Nut (25) in der Lagerbuchse (2) eingreift.