DE4227599A1

DE4227599A1 - Lineargleitlager

Info

Publication number: DE4227599A1
Application number: DE4227599A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Teramachi
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1991-08-21
Filing date: 1992-08-20
Publication date: 1993-03-04
Anticipated expiration: 2012-08-21
Also published as: JP2877994B2; JPH0552214A; GB9217213D0; DE4227599C2; KR960014637B1; KR930004647A; GB2258892B; FR2680554B1; FR2680554A1; US5375931A; ITMI922005A1; ITMI922005A0; IT1256344B; GB2258892A

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Linearbewegungslager der Bauart für eine gleichförmige Belastung in vier Richtungen, welches als eine Gleitfläche, beispielsweise eines Bearbeitungs zentrums und eines Tischschlittens einer Werkzeugmaschine einge setzt wird, und welches auch an einer Stelle zum hin- und herge henden Tragen eines schweren Gegenstandes bei einer Transport- Vorrichtung eingesetzt wird.

Ein gegebenes Linearbewegungslager ist in den Fig. 6 und 7 ge zeigt, welches eine hohe Steifigkeit gegenüber einem Belastungs moment hat und eine stabile Arbeitsleistung erzielen kann. Ins besondere wird das Lager von einer Schienenbahn 60 gebildet, welche eine große Breite hat und die mit einer Bezugsfläche R mittels Befestigungsschrauben in mehreren Reihen zum Tragen eines Bela stungsmomentes fest verbunden ist und ferner umfaßt das Lager ein Gleitstück 50, welches auf der Schienenbahn 60 angeordnet ist, und eine große Anzahl Kugeln 70, welche zwischen dem Gleit stück 50 und der Schienenbahn 60 derart angeordnet sind, daß das Gleitstück 50 entlang der Schienenbahn 60 gleitbeweglich ist.

Die Schienenbahn 60 ist an jeder Seitenfläche mit zwei Kugel wälzflächen 61 versehen, welche in eine axiale Richtung verlau fen, und sie ist auch mit Befestigungsöffnungen 62 in mehreren Reihen versehen, über welche die Befestigungsschrauben einge setzt werden können.

Das Gleitstück 50 wird von einem Lagerkörper 51 und einem Paar von endseitigen Kappen 52 gebildet, welche an den gegenüberlie genden Endflächen des Körpers 51 festgelegt sind. Der Lagerkör per 51 hat einen horizontalen Abschnitt 51a und ein Paar von Randabschnitten 51b, welche von den gegenüberliegenden Seiten des horizontalen Abschnittes 51a ausgehen und somit eine kanal ähnliche Gestalt haben. Jeder Randabschnitt 51b ist an seiner inneren Fläche mit zwei Kugelwälzflächen 51d versehen, welche den Kugelwälzflächen 61 der Schienenbahn 60 gegenüberliegen. Auch ist jeder Randabschnitt mit Kugelaustrittsöffnungen 51e versehen, welche axial das massive Teil durchsetzen. Der hori zontale Abschnitt 51a des Lagerkörpers ist an jeder Seite und an jedem Mittelteil mit zwei Befestigungsöffnungen 51f zum Anbrin gen und Befestigen eines Tisches T mit Hilfe von sechs Schrauben versehen.

Ferner ist die Endkappe mit Kugelrücklaufausnehmungen versehen, welche die Kugelwälzflächen 51d des Lagerkörpers 51 mit den Kugelaustrittsöffnungen 51e verbinden. Endlose Bahnen für die Kugeln werden dadurch gebildet, daß die endseitigen Kappen am Lagerkörper fest angebracht werden.

Halter 80, welche ein Herausfallen der Kugeln 70 verhindern, wenn das Gleitstück 50 der Schienenbahn 60 abgenommen wird, sind an einem Hohlraum 51c angebracht, welcher an einer inneren Seite des Lagerkörpers 51 ausgebildet ist und in dem jeweiligen Rand abschnitt 51b endet.

Da ein derart ausgebildetes lineares Bewegungslager eine große Steifigkeit gegenüber dem Belastungsmoment hat, kann es als eine Ein-Achs-Konstruktion bei einem Gleitteil eingesetzt werden, bei dem Lagerungen in zwei oder mehr Achsen infolge eines großen Belastungsmomentes bei den üblichen Auslegungen erforderlich sind, und somit läßt sich ein Raum für das Gleitteil im Ver gleich zu den üblichen Auslegungsformen verkleinern.

Bei dem vorstehend beschriebenen, üblichen linearen Bewegungs lager jedoch ist der Abstand W zwischen den Kugeln 70, welche an den gegenüberliegenden Seiten der Schienenbahn 60 liegen, groß, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, so daß ein Mittelteil des hori zontalen Abschnitts 51a des Lagerkörpers 51 sich leicht nach unten auslenken kann.

Bei dem linearen Bewegungslager wird daher die Dicke des hori zontalen Abschnittes 51a des Lagerkörpers 51 vergrößert, um die Steifigkeit zu erhöhen, wodurch aber in unzweckmäßiger Weise ein Abstand von der Bezugsfläche R zu einer Befestigungsfläche des Tisches T, d. h. eine Höhe des Lagers, größer wird.

Um Kugelwälzflächen 51d in zwei Reihen an dem jeweiligen Rand abschnitt 51b des Lagerkörpers 51 auszubilden, muß ein Raum zwischen den beiden Kugelwälzflächen 51d größer als ein Durch messer der Kugel sein, und ferner ist ein gewisser Abstand zwi schen dem horizontalen Abschnitt 51a und der jeweiligen Kugel wälzfläche 51d, welche in dessen Nähe liegt, im Hinblick auf die maschinelle Bearbeitung mittels einer Schleifmaschine erforder lich. Aus diesen Gründen läßt sich die Höhe des so ausgebildeten linearen Bewegungslagers nicht reduzieren.

Wenn die Höhe des Lagers größer wird, nimmt in unvermeidbarer Weise die Steifigkeit gegenüber dem Belastungsmoment ab, und daher läßt sich die Steifigkeit gegenüber dem Belastungsmoment bei dem linearen Bewegungslager gemäß der üblichen und zuvor beschriebenen Bauform nicht in ausreichender Weise erhöhen.

Ferner sind bei einem so ausgebildeten linearen Bewegungslager die Schrauben zum Befestigen des Tisches T derart angeordnet, daß sie mit dem horizontalen Abschnitt 51a des Lagerkörpers 51 zusammenarbeiten, so daß eine Verformung des horizontalen Ab schnitts 51 in Richtung nach unten verhindert wird. Jedoch läßt sich die Zugkraft durch die Schrauben nicht in einem großen Maße vergrößern, so daß man Vorteile bei dieser Konstruktion nicht in ausreichendem Maße erwarten kann.

Die Erfindung wurde zur Überwindung der vorstehend genannten Schwierigkeiten geschaffen und zielt darauf ab, ein lineares Bewegungslager bereitzustellen, welches eine extrem große Stei figkeit gegenüber dem Belastungsmoment hat sowie die Fähigkeit hat, ein stabiles Arbeitsvermögen beizubehalten.

Nach der Erfindung wird hierzu ein lineares Bewegungslager be reitgestellt, welches ein Gleitstück bzw. einen Schlitten mit einer kanalähnlichen Gestalt aufweist, das einen horizontalen Abschnitt und ein Paar von Randabschnitten hat, die von den gegenüberliegenden Seiten des horizontalen Abschnitts ausgehen, wobei eine Kugelwälzfläche nach oben weist, welche an einer inneren Seite des jeweiligen Randabschnittes ausgebildet ist, und wobei wenigstens zwei Kugelwälzflächen, welche nach unten weisen, in der Nähe eines Mittelteils einer inneren Fläche des horizontalen Abschnittes ausgebildet sind; ferner eine Schienen bahn aufweist, auf der das Gleitstück angeordnet ist, wobei die Schienenbahn an ihren gegenüberliegenden Seitenflächen mit Ku gelwälzflächen versehen ist, welche nach unten in Richtung auf die oberen Kugelwälzflächen des Gleitstücks weisen und an ihren oberen Flächen mit Kugelwälzflächen versehen sind, welche nach unten in Richtung auf die unteren Kugelwälzflächen des Gleit stückes weisen; und eine große Anzahl von Kugeln aufweisen, welche in endlosen Bahnen im Gleitstück sich bewegen und zwi schen den oberen Wälzflächen des Gleitstücks und den unteren Gleitflächen der Schienenbahn und zwischen den unteren Wälzflä chen des Gleitstücks und den oberen Wälzflächen der Schienenbahn zur Lastaufnahme vorgesehen sind.

Nach der Erfindung wird der horizontale Abschnitt des Gleit stücks in Richtung nach oben durch die Kugel in Reihen abge stützt, welche sich auf den zwei oder mehr Kugelwälzflächen abwälzen, die nach unten weisen und in der Nähe des Mittelteils der inneren Seite vorgesehen sind, so daß das Mittelteil des horizontalen Abschnittes durch eine Belastung nicht nach unten ausgelenkt bzw. verformt wird. Bei dem linearen Bewegungslager, auf welches sich die Erfindung bezieht, ist es daher möglich, in positiver Weise die Breiten des Gleitstücks und der Schienenbahn größer zu machen, und daher lassen sich ein Leistungsvermögen und eine Steifigkeit gegenüber einem Belastungsmoment des Lagers beträchtlich verbessern.

Da das Mittelteil des horizontalen Abschnitts des Gleitstücks nicht nach unten verformt wird, läßt sich die Dicke des horizon talen Abschnitts des Gleitstücks im Vergleich zu dem linearen Bewegungslager nach dem Stand der Technik kleiner machen, und somit läßt sich die Höhe des Lagers insgesamt verkleinern. Fer ner ist nur eine Kugelwälzfläche, welche nach unten weist, an dem Randabschnitt des Gleitstückes ausgebildet, und die nach unten weisenden Kugelwälzflächen sind in der Nähe des Mittel teils des horizontalen Abschnitts des Gleitstücks ausgebildet. Daher läßt sich die Länge des Randabschnittes reduzieren, ohne daß man wechselseitige Behinderungen zwischen den Kugeln erhält, welche sich auf den oberen und unteren Kugelwälzflächen abwäl zen, wodurch sich auch die Höhe des Lagers reduzieren läßt.

Da wie vorstehend angegeben ist, die Höhe des linearen Bewe gungslagers nach der Erfindung beträchtlich herabgesetzt werden kann, läßt sich die Steifigkeit gegenüber einem Belastungsmoment beträchtlich erhöhen.

Da das Mittelteil des horizontalen Abschnitts des Gleitstücks sich nicht nach unten verformt, wenn eine Belastung hierauf einwirkt, verlaufen die Randabschnitte des Gleitstückes nicht divergierend nach außen und daher läßt sich die große Steifig keit gegenüber der Belastung in jeglicher Richtung einhalten.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung erge ben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.

Darin zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht zur Verdeutlichung einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines linearen Bewegungs lagers nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein lineares Bewegungslager nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine Schnittansicht zur Verdeutlichung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines linearen Bewegungs lagers nach der Erfindung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein lineares Bewegungslager gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 5 eine Ansicht zur Verdeutlichung der Verteilung einer Reaktionskraft und der Verformung eines Gleitstückes, wenn Belastungen in verschiedenen Richtungen auf das lineare Bewegungslager gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform einwirken,

Fig. 6 eine Schnittansicht zur Verdeutlichung eines linearen Bewegungslagers einer üblichen Bauform, und

Fig. 7 eine Draufsicht auf ein lineares Bewegungslager gemäß einer üblichen Bauform.

Ein lineares Bewegungslager bzw. ein lineares Gleitlager nach der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeich nungen näher erläutert.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein lineares Bewegungslager gemaß einer ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung. Das li neare Bewegungslager gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform wird von einer Schienenbahn 20 gebildet, welche fest mit einer Bezugsfläche mit Hilfe von nicht dargestellten Befestigungs schrauben in mehreren Reihen verbunden ist sowie von einem Gleitstück 10, welches auf der Schienenbahn angeordnet ist, und mit einer großen Anzahl Kugeln 30, welche zwischen dem Gleit stück 10 und der Schienenbahn 20 angeordnet sind, und dazu die nen, das Gleitstück 10 in einer axialen Richtung zu der Schie nenbahn 20 (senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 1) gleitbeweglich zu führen.

Die Schienenbahn 20 hat einen etwa länglichen Querschnitt, wel cher eine Breite hat, die größer als die Höhe ist. Die Schienen bahn ist an jeder Seitenfläche mit einer Kugelwälzfläche 21 versehen, welche axial verläuft und nach unten weist, und sie ist auch in der Nähe des Mittelteils der oberen Fläche mit zwei Kugelwälzflächen 22 versehen, welche axial verlaufen und nach oben weisen. Diese nach unten und oben gerichteten Kugelwälz flächen 21 und 22 sind in Querrichtung symmetrisch zueinander bezüglich eines Schnittes C-C angeordnet, welche eine Achse der Schienenbahn 20 enthält. Bei dieser ersten bevorzugten Ausfüh rungsform ist ein Abstand L₁ zwischen der Kugelwälzfläche 21 und dem Schnitt C-C etwa doppelt so lang als ein Abstand L₂ zwischen der nach oben weisenden Kugelwälzfläche 22 und dem Schnitt C-C. Jede Kugelwälzfläche 21 und 22 bildet eine einzige, pumpenförmi ge Ausnehmung, welche einen Krümmungsradius hat, welcher etwa gleich einem Krümmungsradius der Kugel 30 ist. Mit dem Bezugs zeichen 23 werden Befestigungsöffnungen bezeichnet, durch die sich Befestigungsschrauben einsetzen lassen.

Das Gleitstück 10 wird von einem Lagerblock 11 gebildet, welcher aus Metall hergestellt ist und einem Paar von endseitigen Kap pen 12, welche aus Kunststoff hergestellt sind, und die an den gegenüberliegenden Endflächen des Blockes 11 fest angebracht sind. Der Lagerblock 11 hat eine kanalähnliche Gestalt und um faßt einen horizontalen Abschnitt 11a und ein Paar von Randab schnitten 11b, welche von den gegenüberliegenden Seitenrändern des Abschnitts 11a nach unten verlaufen. Ferner hat er auch eine kanalförmige Ausnehmung 11c, welche über der Schienenbahn 20 liegt und komplementär zu der Gestalt der Schiene 20 ausgelegt ist. Jeder Randabschnitt 11b ist an seiner inneren Seite mit einer nach oben weisenden Kugelwälzfläche 13 versehen, welche der nach unten weisenden Kugelwälzfläche 21 auf der Schienenbahn 20 zugewandt ist. Der horizontale Abschnitt 11a ist in der Nähe des Mittelteils der inneren Seite mit zwei Kugelwälzflächen 14 versehen, welche in Richtung auf die nach unten weisenden Kugel wälzflächen 22 der Schienenbahn 20 weisen. Diese Kugelwälzflä chen 13 und 14 bilden einzelne, bogenförmige Ausnehmungen ähnlich wie die Kugelwälzflächen 21 und 22 der Schienenbahn 20.

Die zugeordneten Kugelwälzflächen 13 und 14 sind in Querrichtung symmetrisch bezüglich des Schnitts C-C angeordnet, welche die Achse des Lagerblocks 11 enthält. Bei dieser bevorzugten Aus führungsform ist ein Abschnitt L₁ zwischen der nach oben gerich teten Kugelwälzfläche 13 des Randabschnitts 11b und des Schnitts C-C etwa doppelt so groß als ein Abschnitt L₂ zwischen der nach unten weisenden Kugelwälzfläche 14 des horizontalen Abschnitts 11a und des Schnitts C-C. Dieser Zusammenhang von L₁=2L₂ wird bestimmt, um die Verformung bzw. Auslenkung des horizontalen Abschnitts 11a nach unten so klein wie möglich zu machen, wenn eine nach unten wirkende Belastung auf den Lagerblock 11 ein wirkt. Diese Bestimmung erfolgt aufgrund von mechanischen Be rechnungen, bei denen der horizontale Abschnitt als ein an bei den Enden abgestützter Balken angenommen wird.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist nur eine Kugelwälz fläche 13, welche nach oben weist, an dem Randabschnitt 11b des Lagerblocks 11 ausgebildet, und die nach unten weisenden Kugel wälzflächen 14 sind in der Nähe des Mittelteils des horizontalen Abschnittes 11a ausgebildet. Selbst wenn daher die Länge des Randabschnitts 11b kurz bemessen ist, behindern die Kugeln 30, welche sich auf der nach oben weisenden Kugelwälzfläche 13 ab wälzen, nicht die Kugeln 30, welche sich auf der nach unten wei senden Kugelwälzfläche 14 abwälzen. Folglich lassen sich die Höhen des Lagerblocks 11 und somit des Gleitstücks 10 kleiner machen.

Ferner sind die Kugeln 30 zwischen der nach unten weisenden Kugelwälzfläche 21 der Schienenbahn 20 und der nach oben weisen den Kugelwälzfläche des Lagerblocks 11 oder zwischen der nach oben weisenden Kugelwälzfläche 22 der Schienenbahn 20 und der nach unten weisenden Kugelwälzfläche 14 des Lagerblocks 11 ein gespannt und wälzen sich auf diesen Wälzflächen während der Lastaufnahme ab.

Bei dieser Arbeitsweise schließt eine Kontaktrichtung der Kugel 30 zu der nach oben weisenden Kugelwälzfläche 13 des Rand abschnitts 11b, d. h. in eine Richtung der Kugelkontaktlinie, etwa einen Winkel von 45° zur Horizontalen ein. Auch schließt eine Richtung der Kugelkontaktlinie an der nach unten weisenden Kugelwälzfläche 14 des horizontalen Abschnittes 11a etwa einen Winkel von 45° zur horizontalen Richtung ein.

Somit kann das lineare Bewegungslager gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform die Belastung gleichmäßig in vertikaler Richtung und in Querrichtung tragen. Vorausgesetzt, daß die Richtung der Kugelkontaktlinie an den jeweiligen Kugelwälzflächen 13 und 14 zur Horizontalen in einem Bereich von 45±10° liegt, kann das lineare Bewegungslager die Belastung im wesentlichen gleichför mig in den vier Richtungen tragen.

Kugelaustrittsöffnungen 15, welche den Kugelwälzflächen 13 und 14 zugeordnet sind, durchsetzen in axialer Richtung die massiven Teile der Randabschnitte 11b und des horizontalen Randabschnit tes 11a. Die gegenüberliegenden Enden jeder Kugelaustrittsöff nung 15 sind in den Enden der zugeordneten Kugelwälzflächen über Kugelrückausnehmungen (nicht gezeigt) bzw. Kugelrücklaufkanäle verbunden, so daß die Kugeln 30 endlos über die Kugelwälzflächen und die Kugelaustrittsöffnungen 15 laufen.

Kugelhalter 40, 41 und 42, welche von Stahlplatten gebildet werden, sind an den Enden der inneren Flächen der Randabschnitte 11b und der unteren Fläche des horizontalen Randabschnittes 11a des Lagerblocks 11 vorgesehen, so daß ein Herausfallen der Kugel 30 verhindert werden kann, wenn das Gleitstück bzw. der Schlit ten 10 von der Schienenbahn 20 abgenommen wird. Diese Halter 40, 41 und 42 sind fest mit dem Lagerblock 11 beispielsweise mit Hilfe von Schrauben verbunden.

Der horizontale Abschnitt 11a des Lagerblocks 11 ist an den gegenüberliegenden Seitenteilen und am Mittelteil mit Befesti gungsflächen 17 und 18 zum Anbringen eines Tisches versehen. Die Montagefläche 17 an jeder Seite ist mit zwei Befestigungsöff nungen 16 versehen. Somit läßt sich das Gleitstück 10 an dem Tisch mit Hilfe von vier Schrauben festlegen. Bei der Erfindung ist es nicht erforderlich, eine Befestigungsöffnung im Mittel teil der Befestigungsfläche 18 des horizontalen Abschnittes 11a vorzusehen. Der horizontale Abschnitt 11a wird von der Unter seite mittels Kugeln 30 abgestützt, welche zwischen den nach oben weisenden Kugelwälzflächen 22 der Schienenbahn 20 und den nach unten weisenden Kugelwälzflächen 14 des horizontalen Ab schnittes 11a sich abwälzen. Hierdurch erhält man eine Konstruk tion, welche die Fähigkeit hat, daß Verformungen bzw. Auslenkun gen des Mittelteils des horizontalen Abschnittes 11a verhindert oder wesentlich vermindert werden. Da bei der dargestellten Ausführungsform die Kugeln 30 den horizontalen Abschnitt 11a in Richtung nach oben unterstützen, kann der horizontale Abschnitt 11a eine kleine Dicke haben, ohne daß Verformungen bzw. Auslen kungen zu befürchten sind.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung. Bei dem linearen Bewegungslager gemäß dieser Ausfüh rungsform sind Befestigungsöffnungen 19 zum Anbringen des Ti sches an Stellen in der Nähe des Mittelteils des horizontalen Abschnittes 11a des Lagerblocks 11 vorgesehen. Die weiteren Einzelheiten dieser Auslegungsform sind ähnlich wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform ausgelegt und werden daher nachstehend nicht nochmals näher beschrieben.

Wenn Belastungen in verschiedenen Richtungen auf das lineare Bewegungslager nach der Erfindung einwirken, werden Reaktions kräfte in verschiedenen Richtungen und Verformungen des Lager blocks 11 wie nachstehend beschrieben hervorgerufen.

a) Wenn das Gleitstück 10 eine nach unten wirkende Belastung (1) aufnimmt, und wenn der Tisch T eine nach unten gerich tete Belastung P auf das Gleitstück 10 aufbringt, wird die Belastung P in den Befestigungsflächen 17 und 18 des Lager blocks 11 verteilt, wie dies in Fig. 5(a) gezeigt ist und man erhält eine gleichmäßige Verteilungsbelastung P₁ und P₂, welche jeweils auf die Befestigungsflächen 17 und 18 wir ken, wobei P=2P₁+P₂.
(2) Die Kugeln, welche die Belastungen tragen, sind Kugeln (wie dies mit durchgezogenen schwarzen Kreisen in der Figur dargestellt ist), welche auf den nach unten gerichteten Kugelwälzflächen 14 des Lagerblocks 11 eine Abwälzbewegung ausführen. Da diese Kugeln in der Nähe des Mittelteils des horizontalen Abschnittes 11a liegen, welcher die Belastung trägt, wird der horizontale Abschnitt 11a durch die Bela stung P₂, welche auf die Befestigungsfläche 18 wirkt, nicht verformt oder ausgelenkt und daher haben beide Randab schnitte 11b keinen nach außen divergierenden Verlauf. Daher erhält man bei dem linearen Bewegungslager nach der Erfindung eine gleichbleibende ausreichende Steifigkeit gegenüber einer nach unten wirkenden Belastung.
b) Wenn das Gleitstück 10 eine nach oben gerichtete Belastung (1) aufnimmt, und wenn der Tisch T die nach oben gerichtete Belastung P gegen das Gleitstück 10 zur Wirkung bringt, wirkt diese Belastung P auf den Lagerblock 11 als eine Belastung P₀, welche über die Schrauben übertragen wird, wie dies in Fig. 5(b) gezeigt ist, wobei P = P₀+P₀ gilt.
(2) Die Kugeln, welche die Belastungen tragen, sind Kugeln (wie dies mit durchgezogenen schwarzen Kreisen in der Figur verdeutlicht ist), welche eine Abwälzbewegung auf den Ku gelwälzflächen 13 des Lagerblocks 11 ausführen. Wenn diese Kugeln die Belastung tragen, versuchen die Randab schnitte 11b in Richtung nach hinten einen divergierenden Verlauf einzunehmen und gleichzeitig versucht das Mittel teil des horizontalen Abschnittes 11a sich in Richtung nach unten zu verformen bzw. auszulenken. Da jedoch der horizon tale Abschnitt 11a in Richtung nach oben durch die Kugeln abgestützt ist, welche eine Abwälzbewegung auf den nach unten weisenden Kugelwälzflächen 14 ausführen, wird der horizontale Abschnitt 11a nicht nach unten verformt. Als Folge hiervon läßt sich die Verschiebung bzw. Verformung der Randabschnitte 11b unterdrücken. Somit behält das li neare Bewegungslager nach der Erfindung eine ausreichende Steifigkeit gegenüber einer nach oben gerichteten Belastung bei.
c) Wenn das Gleitstück 10 die Querbelastungen (1) aufnimmt und wenn der Tisch T die Querbelastung P auf das Gleitstück 10 aufbringt, wird diese Belastung P in die Belastungen P₃, welche auf die Befestigungsflächen 17 des Lagerblocks 11 wirken, aufgeteilt, wie dies in Fig. 5(c) gezeigt ist, wobei P=P₃+P₃ gilt.
(2) Die Kugeln, welche die Belastungen tragen, sind Kugeln (wie dies mit durchgezogenen schwarzen Kreisen dargestellt ist), welche eine Abwälzbewegung auf der nach oben weisen den Kugelwälzfläche 13 ausführen, welche am linken Rand abschnitt 11b ausgebildet sind und auf der nach unten wel senden Kugelwälzfläche 14 ausführen, welche auf der rechten Seite im horizontalen Abschnitt 11a vorgesehen ist.
(3) Zuerst soll eine Beschreibung der bisher üblichen Ku geln erfolgen. Wenn diese Kugeln die Belastung aufnehmen, versucht der linke Randabschnitt 11b sich in Richtung nach außen zu verformen bzw. auszulenken, wie dies mit einem Pfeil verdeutlicht ist und zugleich versucht das Mittelteil des horizontalen Abschnittes 11a sich in ähnlicher Weise wie beim vorstehend genannten Fall (b) nach unten zu ver formen bzw. auszulenken. Da jedoch der horizontale Abschnitt 11a in Richtung nach oben durch die Kugeln abge stützt ist, welche eine Abwälzbewegung auf den nach unten weisenden Kugelwälzflächen 14 ausführen, kann sich der horizontale Abschnitt 11a nicht nach unten verformen bzw. auslenken. Als Folge hiervon läßt sich die Verlagerung des Randabschnittes 11b unterdrücken.
(4) Dann erfolgt eine Beschreibung der rechten Kugeln. Wenn diese Kugeln die Querbelastung aufnehmen, bewirkt die Reak tionskraft hiervon, daß das Mittelteil des horizontalen Abschnittes 11a nach oben gedrückt wird. Jedoch ist das Mittelteil des horizontalen Abschnittes 11a in Kontakt mit dem Tisch T über die Befestigungsfläche 18 des Lagerblocks 11 und kann sich somit durch die Belastung nicht nach oben verformen. Auf diese Weise läßt sich eine Verlagerung des Randabschnittes 11b unterdrücken.

Somit erhält man bei den linearen Bewegungslagern nach der Er findung eine konstante ausreichende Steifigkeit gegenüber der Querbelastung.

Die Richtungen der Kugelkontaktlinien in den oberen Kugelwälz flächen 13 und den unteren Kugelwälzflächen 14, welche im Lager block 11 ausgebildet sind, sind nicht auf jene Größenangaben beschränkt, welche zuvor in Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsformen erläutert wurden. Vielmehr lassen sich diese in beliebiger Weise nach Maßgabe der Richtungen der mit Hilfe des Lagers aufzunehmenden Belastungen bestimmen. Beispielsweise kann die Richtung der Kugelkontaktlinie in der nach unten weisenden Kugelwälzfläche 14 einen Winkel von 90° zur horizontalen Rich tung einschließen und die Richtung der Kugelkontaktlinie in der nach oben gerichteten Wälzfläche 13 kann einen Winkel von etwa 30° zur horizontalen Richtung einschließen.

Obgleich hier die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen erläutert wurde, ist die Erfindung natürlich nicht auf die dort beschriebenen Einzelheiten beschränkt, son dern sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Schutz gedanken nach der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Lineares Bewegungslager, gekennzeichnet durch:

- ein Gleitstück (10) mit einer kanalähnlichen Gestalt, wel ches einen horizontalen Abschnitt (11a) und ein Paar von Randabschnitten (11b) hat, die sich von den gegenüberlie genden Seiten des horizontalen Abschnitts (11a) weg er strecken, wobei eine Kugelwälzfläche (13), welche nach oben weist, an einer inneren Seite jedes Randabschnitts (11b) ausgebildet ist, und wenigstens zwei Kugelwälzflä chen (14), welche nach unten weisen, in der Nähe eines Mittelteils einer inneren Fläche des horizontalen Abschnittes (11a) ausgebildet sind;
- eine Schienenbahn (20), auf welcher das Gleitstück (10) angeordnet ist, wobei die Schienenbahn (20) an ihren ge genüberliegenden Seitenflächen mit Kugelwälzflachen (21, 22) versehen ist, welche nach unten in Richtung auf die nach oben gerichteten Kugelwälzflächen (13) des Gleit stücks (10) weisen und die an ihrer oberen Fläche mit Kugelwälzflächen (22) versehen ist, welche nach oben in Richtung auf die nach unten weisenden Kugelwälzflächen (14) des Gleitstücks (10) weisen; und
- eine grobe Anzahl von Kugeln (30), welche sich längs end losen Bahnen im Gleitstück (10) bewegen und zwischen den nach oben weisenden Wälzflächen (13) des Gleitstücks (10) und den nach unten Wälzflächen (21) der Schienenbahn (20) und zwischen nach unten weisenden Wälzflächen (14) des Gleitstücks (10) und den nach oben weisenden Wälzflächen (22) der Schienenbahn (20) zur Aufnahme einer Belastung angeordnet sind.

2. Lineares Bewegungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Richtungen der Kugelkontaktlinien in den nach oben weisenden Kugelwälzflächen (13) und den nach unten wei senden Kugelwälzflächen (14) des Gleitstücks (10) einen Win kel von 45±10° bezüglich der horizontalen Richtung bilden.

3. Lineares Bewegungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß ein horizontaler Abstand zwischen der nach oben weisenden Kugelwälzfläche (13) des Gleitstücks (10) und einer Achse des Lagers doppelt so groß als sein horizontaler Ab stand zwischen der nach unten weisenden Kugelwälzfläche (14) des Gleitstücks (10) und der Achse des Lagers ist.

4. Lineares Bewegungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß ein Abstand in einer Höhenrichtung zwischen der nach oben weisenden Kugelwälzfläche (13) und der nach unten wei senden Kugelwälzfläche (14) des Gleitstücks (10) im wesentli chen gleich oder kleiner als ein Durchmesser der Kugel (30) ist.