DE60315611T2 - Segmentierte kugel-/rollenführung für eine linearbewegungsführungseinheit - Google Patents

Segmentierte kugel-/rollenführung für eine linearbewegungsführungseinheit Download PDF

Info

Publication number
DE60315611T2
DE60315611T2 DE60315611T DE60315611T DE60315611T2 DE 60315611 T2 DE60315611 T2 DE 60315611T2 DE 60315611 T DE60315611 T DE 60315611T DE 60315611 T DE60315611 T DE 60315611T DE 60315611 T2 DE60315611 T2 DE 60315611T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ball
guide assembly
rolling elements
spacers
guide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60315611T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60315611D1 (de
Inventor
Eric Flushing KIM
Alison New York NG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TGA North America Holdings III Inc
Original Assignee
Thomson Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson Industries Inc filed Critical Thomson Industries Inc
Publication of DE60315611D1 publication Critical patent/DE60315611D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60315611T2 publication Critical patent/DE60315611T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/068Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track
    • F16C29/0683Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a rail or rod of circular cross-section, i.e. the linear bearing is not suited to transmit torque
    • F16C29/0685Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a rail or rod of circular cross-section, i.e. the linear bearing is not suited to transmit torque with balls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/38Ball cages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/38Ball cages
    • F16C33/3818Ball cages formed of unconnected segments
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46Cages for rollers or needles
    • F16C33/51Cages for rollers or needles formed of unconnected members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • F16H25/2233Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with cages or means to hold the balls in position
    • F16H25/2238Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with cages or means to hold the balls in position using ball spacers, i.e. spacers separating the balls, e.g. by forming a chain supporting the balls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine segmentierte Kugel-/Rollenführungsbaugruppe, mit der Schwingungen infolge eines Kontakts zwischen Kugeln in Linearlagern eliminiert werden sollen.
  • 2. Beschreibung der zugehörigen Technik
  • Linearlager oder Kugelumlaufspindeln sind im Vergleich zu Gleitlagern oder Leitspindeln für ihre signifikante Verringerung an Gleit- und Haftreibung unter Last bekannt. Auf dem Markt werden heute verschiedene Arten von Linearlagern und Kugelumlaufspindeln angeboten. Sie konzentrieren sich jedoch alle darauf, den Kugelumlauf entsprechend zu steuern, um eine gleichmäßige Linear- oder Drehbewegung bereitzustellen.
  • Typische Linearwälzlagerbaugruppen weisen eine Reihe von Wälzkörpern auf, die sich auf einem Umlaufweg bewegen, der im Umfang eines Schienenelements ausgebildet ist, wobei eine sie umgebende und umschließende Lagerabdeckung die Wälzkörper auf ihrem Umlaufweg hält. Um eine genaue Linearbewegung zu erreichen, muss die Achse der Lagerbaugruppe präzise auf die gewünschte Bewegungsrichtung längs der gelagerten Struktur ausgerichtet sein. Außerdem werden durch diese präzise Ausrichtung auch Schräglaufkräfte minimiert, die auf die Lagerbaugruppe wirken und dazu neigen, die Belastbarkeit/Lebensdauer der Lagerbaugruppe zu verringern.
  • Die Montage solcher Lagerbaugruppen auf einer tragenden Struktur (d.h. Welle, Keilwelle, Führung oder Schiene) umfasst typischerweise die Präzisionsbearbeitung von Führungsflächen, um die Lagerbaugruppe auf der tragenden Struktur entsprechend auszurichten. Solche Lagerbaugruppen werden normalerweise in Sätzen montiert, die jeweils aus einer Anzahl von in verschiedenen Richtungen weisenden Lagern bestehen, um an einer Reihe von Oberflächen auf der tragenden Struktur anzugreifen (d.h. zum Beispiel über und unter einer tragenden Fläche und/oder längs eines Seitenrandes einer tragenden Fläche). In diesen Fällen ist es üblich, eine Lagereinstellung bereitzustellen, um eine Präzisionseinstellung der Lagerbaugruppe auf der gelagerten Struktur zu erlauben und um außerdem eine entsprechende Lagervorspannung zu erreichen, indem eine gegenüberliegende Lagerbaugruppe aus dem Fachmann wohlbekannten Gründen entsprechend eingestellt wird. Bei solchen Installationen ist eine beträchtliche Präzisionsbearbeitung der gelagerten Struktur notwendig, was auf der tragenden Struktur schwierig und teuer zu bewerkstelligen ist.
  • Viele der erläuterten Nachteile wurden bei einer Linearlagerkonstruktion überwunden, die unter anderem in den an Alison Ng erteilten und im gemeinsamen Besitz von Thomson industries, Inc. befindlichen US-Patenten Nr. 5,346,313 ; 5,558,442 ; 5,613,780 offenbart sind. Die oben genannten Patente, und insbesondere das US-Patent Nr. 5,613,780 , offenbaren eine Linearlagerbaugruppe mit mehreren Kugelhaltesegmenten einschließlich mindestens einer Kugellaufbahn mit einem lasttragenden Abschnitt, einem Rücklaufabschnitt und einem Umlenkabschnitt. Mehrere einzelne Kugeln sind dann in der Kugellaufbahn angeordnet, damit das Linearlager eine reibungsarme Bewegung bereitstellen kann.
  • Eine solche geringe Reibung ist besonders vorteilhaft bei Strukturen im Zusammenhang mit vorgespannten Linearlagerbaugruppen des Typs, wo ein Schlitten oder ein Lagerbock für eine Linearbewegung längs einer langgestreckten Keilwelle gelagert ist. Diese Lagerbaugruppen können entweder vom offenen Typ oder vom geschlossenen Typ sein.
  • Bei Linearlagerbaugruppen, wie sie in den oben genannten Patenten offenbart sind, führt der Kontakt zwischen den Kugeln in der Kugellaufbahn typischerweise zu ungünstigen Bedingungen, wenn das Lager in Betrieb ist. Der Kontakt zwischen den Kugeln erzeugt mechanische und/oder akustische Schwingungen. Industriebetriebe, die mit Radiallagern arbeiten, haben eine Technologie des Kugelkäfigs entwickelt, um Schwingungen infolge des Kontakts zwischen den Kugeln zu eliminieren. Neuere Entwicklungen auf dem Gebiet der Linearlagertechnologie bemühen sich jedoch um eine Beseitigung des Kontakts zwischen den Kugeln selbst.
  • Bei einer solchen Entwicklung handelt es sich um eine Wälzkörperkette, auch bekannt als Kugelkette. Wälzkörperketten sind so konstruiert, dass sie eine Reihe von Wälzkörpern, d.h. Kugeln, als Unterbaugruppe enthalten, wobei zwischen den Wälzkörpern Abstandshalter vorgesehen sind, um einen Kontakt zwischen den Kugeln zu vermeiden. Ein Beispiel für eine solche Wälzkörperkette ist in dem US-Patent Nr. 5,947,605 von Shirai offenbart. Die Wälzkörperkette besteht normalerweise aus einem sehr biegsamen Material, um den Kugelumlauf zu erlauben. Außerdem werden die Schwingungsdämpfungseigenschaften der Kugelkette durch sorgfältige Materialauswahl verbessert.
  • So sehr es von Vorteil ist, Geräusche oder Schwingungen zu reduzieren, hat die Wälzkörperkette doch auch ihre Nachteile. Die Wälzkörperkette gibt den Konstrukteuren nicht viel Freiheit bei der Auslegung der Geometrie der Kugellaufbahn. Wegen des Einkettenmechanismus müssen die Wälzkörper einer Laufbahngeometrie folgen, die senkrecht oder fast senkrecht zur Richtung einer auf die Kugellaufbahn wirkenden Kraft ist. Dies schränkt die Lage der Rücklaufgeometrie für die Kugellaufbahn ein und führt oft zu einer unerwünschten Vergrößerung oder Modifikation der Außenabmessung des Lagergehäuses aufgrund der Lage der Rücklaufgeometrie für die Wälzkörper. Wenn das Lager eine sehr strenge Rücklaufgeometrie weg von der Richtung erfordert, die zu der auf die Kugellaufbahn wirkenden Kraft senkrecht ist, muss die Wälzkörperkette aus einem sehr biegsamen Material bestehen, um mehr Torsion zu erlauben. Dies ist jedoch eine sehr unerwünschte Konstruktion wegen der langfristigen Auswirkungen auf das Material, wenn es konstant verdreht wird.
  • Eine weitere Entwicklung in Richtung einer Beseitigung des Kontakts zwischen den Kugeln bei Linearlager- und Kugelumlaufspindelsystemen ist ein Kugelabstandshalter. Kugelabstandshalter sind einzelne Stücke aus einem Material wie zum Beispiel einem Harz oder Polymer, die die Wälzkörper in einem Lager oder einer Kugelumlaufspindel trennen. Kugelabstandshalter erlauben die Beseitigung des Kontakts zwischen den Kugeln ohne die durch die Wälzkörperkette bereitgestellten Einschränkungen. Die einzelnen Kugelabstandshalter haben zwischen sich keine Verbindungen wie bei der Wälzkörperkette und erlauben es den Konstrukteuren, ohne größere Änderung der Kugellaufbahngeometrie Kugelabstandshalter zu implementieren. Die Vorveröffentlichung EP 1 024 305 A2 offenbart einen Wälzkörperabstandshalter, um die in einer geradlinig bewegbaren Vorrichtung verwendeten Wälzkörper drehbar und verschieblich festzuhalten. Bei der offenbarten Vorrichtung umfassen einige der Wälzkörper Führungen oder Zwischenräume und sind im Wechseln mit Wälzkörpern, die keine solchen Führungen oder Zwischenräume umfassen, in eine Kugelumlaufbahn eingesetzt.
  • Wenngleich Kugelabstandshalter mehr Freiheit bei der Konstruktion der Kugelrücklaufgeometrie erlauben, haben sie auch Nachteile. Wegen der Verwendung einzelner Abstandshalter müssen die Konstrukteure sicherstellen, dass die Abstandshalter während des Betriebs nicht aus ihrer Position herausfallen. Wenn die Abstandshalter aus ihrer Position zwischen den Kugeln zum Boden oder zur Seite der Kugellaufbahn herausfallen, entstehen dadurch schwere Beeinträchtigungen einer Linearbewegung. Diese könnte zu einem katastrophalen Schaden an den Lagern führen.
  • Das US-Patent Nr. 6,352,367 veranschaulicht den oben genannten Nachteil, indem es einen Abstandshalter offenbart, der zwischen benachbarten Wälzkörpern angeordnet und so gestaltet ist, dass er leicht aus einer Kugellaufbahn verschoben werden kann, wenn der Abstand zwischen den Kugeln größer ist als die Außenabmessung des Abstandshalters, was zu den oben erläuterten Folgen führt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue Kugelabstandshaltertechnologie bereitzustellen, die die Nachteile der vorbekannten Wälzkörperketten und Kugelabstandshalter eliminieren wird.
  • Es ist noch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine segmentierte Kugel-/Rollenführung bereitzustellen, um den Kontakt zwischen den Kugeln bei Linearlagern zu beseitigen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine segmentierte Kugel-/Rollenführung bereitzustellen, um mechanische und/oder akustische Schwingungen bei Linearlagern zu reduzieren.
  • Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine segmentierte Kugel-/Rollenführung bereitzustellen, die bei der Konstruktion der Rücklaufgeometrie mehr Flexibilität erlaubt.
  • Die erfindungsgemäße Kugel-/Rollenführungsbaugruppe hat eine Führung, die so gestaltet ist, dass sie mindestens einen Wälzkörper trägt und führt, so dass dieser, selbst wenn ein Abstand zwischen benachbarten Wälzkörpern, die längs einer Kugellaufbahn verschieblich sind, so groß wird, dass die Führung aus der Laufbahn herausfällt, immer noch auf der Laufbahn bleibt. Da die Führung somit an einer inakzeptablen Verschiebung gehindert wird, die sonst zu Behinderungen der Linearbewegung führten könnte, bleibt die gewünschte Ausrichtung zwischen benachbarten Wälzkörpern längs der Kugellaufbahn erhalten. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Führungsbaugruppe für mindestens einen längs eines Weges verschiebbaren Wälzkörper und mit einer Führung, die so gestaltet ist, dass sie den mindestens einen Wälzkörper längs des Weges führt und dabei einen im Wesentlichen kontinuierlichen Gleitkontakt längs des Weges damit hält, wobei mehrere Wälzkörper vorgesehen sind und wobei jeder Wälzkörper eine Führung hat, so dass die Führungen auf benachbarten Wälzkörpern miteinander in Kontakt kommen, wenn die Wälzkörper verschoben werden. Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die segmentierte Kugel-/Rollenführung der vorliegenden Erfindung kann einen ersten Abstandshalter, einen zweiten Abstandshalter und mindestens ein Verbindungselement umfassen, um den ersten und den zweiten Abstandshalter in einem gleichen diametralen Abstand um ein Kugellager herum zu verbinden und zu tragen. Der erste und der zweite Abstandshalter können im Allgemeinen in einer scheibenartigen Form ausgebildet sein und können mit mindestens einer konkaven Fläche ausgebildet sein, so dass das zusammengebaute Kugellager drehbar in der segmentierten Kugel-/Rollenführung gehalten werden wird. Vorzugsweise ist die Führung so dimensioniert, dass ein im Wesentlichen kontinuierlicher Gleitkontakt mit dem so gelagerten Kugellager aufrechterhalten wird. Im Gebrauch wird das Kugellager auf einer Kugellaufbahn eines Linearlagers zirkulieren, wobei die Abstandshalter einen Kontakt zwischen den Kugeln verhindern. Wenn jede segmentierte Kugel-/Rollenführung zwei Abstandshalter aufweist, ist nur eine segmentierte Kugel-/Rollenführung für jede zweite Kugel einer Vielzahl von Kugeln auf der Kugellaufbahn eines Linearlagers erforderlich. Außerdem wirkt das Verbindungselement als Führung für die Kugel, wenn diese auf der Kugellaufbahn zirkuliert.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser ersichtlich aufgrund der folgenden ausführlichen Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer segmentierten Kugelführungsbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 eine Draufsicht der ersten Ausführungsform einer segmentierten Kugelführungsbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 eine perspektivische Ansicht der segmentierten Kugelführung von 1 zeigt, wobei die Kugel weggelassen ist;
  • 4 eine perspektivische Ansicht der Trag-/Führungskonstruktion der in 1 dargestellten segmentierten Kugelführung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4A eine Querschnittansicht längs der Linie I-I in 4 zeigt;
  • 5 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Trag-/Führungskonstruktion einer segmentierten Kugelführung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 6 eine perspektivische Ansicht noch einer weiteren Ausführungsform einer Trag-/Führungskonstruktion einer segmentierten Kugelführung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 7 mehrere segmentierte Kugelführungsbaugruppen in einem lasttragenden Abschnitt einer Kugellaufbahn einer Linearlagerbaugruppe zeigt;
  • 8 eine vergrößerte Ansicht von 7 zeigt; und
  • 9 eine perspektivische Ansicht noch einer weiteren Ausführungsform einer segmentierten Kugelführung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden wohlbekannte Funktionen oder Konstruktionen nicht näher beschrieben, um zu vermeiden, dass die Erfindung nicht unnötigerweise unverständlich wird. Es ist vorgesehen, dass identische Elemente in allen Zeichnungen konstruktions- und funktionsmäßig äquivalent sind.
  • Mit Bezug auf 18 wird eine segmentierte Kugel-/Rollenführung gemäß der vorliegenden Erfindung allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.
  • In 15 ist eine segmentierte Kugel-/Rollenführungsbaugruppe 100 mit einem darin enthaltenen Kugellager dargestellt. Die segmentierte Kugel-/Rollenführung 10 der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens einen ersten Abstandshalter 12. Während der erste Abstandshalter 12 einen Wälzkörper, wie zum Beispiel ein Kugellager 20 ganz oder teilweise umgeben kann, wie nachfolgend erläutert, umfassen viele der erfindungsgemäßen Modifikationen der Halterung/Führung 10 einen zweiten Abstandshalter 14. Die Abstandshalter 12 und 14 sind längs einer Bewegungsrichtung voneinander beabstandet und wirken als Schutz, der einen Kontakt zwischen benachbarten Kugellagern 20, die sich längs einer Laufbahn bewegen, verhindert. Der Abstand zwischen den Abstandshaltern 12 und 14 kann so gewählt werden, dass er zumindest etwas größer ist als der Außendurchmesser des Kugellagers 20. Infolgedessen hält zumindest der hintere Abschnitt der Führung 10 einen im Wesentlichen kontinuierlichen Gleitkontakt mit dem Kugellager 20, ohne die Drehung des Kugellagers nachteilig zu beeinflussen. Infolge der Geometrie der Abstandshalter 12, 14 und des Kugellagers 20 sind Erstere vorzugsweise in einem gleichmäßigen radialen Abstand um das Kugellager 20 herum angeordnet und jeweils mit ihren vorderen und hinteren Segmenten oder Bereichen 23, 21 nebeneinander angeordnet. Um einen solchen einheitlichen Abstand aufrechtzuerhalten, umfasst die erfindungsgemäße Baugruppe mindestens ein erstes Verbindungselement 16 (5), vorzugsweise aber zwei Verbindungselemente 16 und 18, wie in 1-4 besser dargestellt.
  • Um das Kugellager 20 zuverlässig zu führen, kann der erste und der zweite Abstandshalter 12, 14 jeweils mit einer Aufnahme ausgebildet sein, die eine konkave Fläche 22, 24 (siehe 3) aufweist, die sich komplementär zu den Bereichen 21, 23 der Kugellager 20 erstreckt. Die zusammengebauten Kugellager 20 werden demzufolge drehbar in der segmentierten Führung 10 gehalten, und selbst wenn ein Abstand zwischen benachbarten Kugellagern 200206 (8) in inakzeptabler Weise vergrößert wird, bleibt die Führung 10 in Gleitkontakt mit dem geführten Kugellager. Die Führung 10 kann praktisch nicht aus ihrer Position zwischen benachbarten Kugellagern, die längs eines Umlaufkanals einer in einem Lagerschlitten ausgebildeten Kugellaufbahn laufen, verschoben werden, unabhängig davon, wie diese längs der Kugellaufbahn zueinander positioniert sind. Vorzugsweise werden die Abstandshalter 12, 14 auf beiden Seiten 24, 26 ausgebildete konkave Flächen aufweisen, eine zum Halten der Kugel 20 und eine zum Kontakt mit einer benachbarten Kugel, wenn diese in Bewegung ist, wobei diese Funktionsweise nachfolgend beschrieben wird. Alternativ können die Innenflächen 22, 24 jedoch flach oder sogar konvex sein, um nach wie vor einen Kontakt mit dem vorderen und hinteren Bereich 23, 21 des Kugellagers 20 bereitzustellen.
  • In 4 bis 6 sind verschiedene Ausführungsformen der segmentierten Kugel-/Rollenführung dargestellt. Die Variationen bei den verschiedenen Ausführungsformen liegen im Grunde in der Zahl und Konstruktion der Verbindungselemente. Gemäß 5 umfasst die Kugel-/Rollenführung 10 nur ein Verbindungselement 16, während bei der in 6 dargestellten Ausführungsform eines der Verbindungselemente eine Vertiefung hat. Die Geometrie und spezielle Konstruktion der Verbindungselemente 16, 18 richten sich nach der speziellen Konstruktion der Kugellaufbahn. Vorteilhafterweise sind die Böden 17 und 19 der Verbindungselemente 16, 18 zu einer gebogenen oder im Wesentlichen konischen Form verschmälert (4A), was die Kontaktfläche und, infolgedessen, die Reibungskräfte zwischen den Verbindungselementen und den Seitenflächen der Kugellaufbahn verringern wird. Im Betrieb haben die in 4 bis 6 dargestellten Ausführungsformen eine ähnliche Funktionsweise. Die Abstandshalter 12, 14 sowie die Verbindungselemente 16 und 18 können durch verschiedene Befestigungselemente lösbar miteinander verbunden werden. Außerdem kann die Führung so gestaltet sein, dass alle Bauteile so bearbeitet sind, dass ihre Oberflächen während der Montage der Führung 10 komplementär zueinander und ineinandergreifend verlaufen. Zum Beispiel können die Abstandshalter 12, 14 jeweils Ausnehmungen aufweisen, die komplementär ausgebildete Vorsprünge der Verbindungselemente 16, 18 aufnehmen. Alternativ können die Bauteile der Kugel-/Rollenführung aus einer Vielzahl von Materialien einschließlich technischer Polymere und Thermoplaste, die durch einen niedrigen Reibungskoeffizienten gekennzeichnet sind, integral oder einstückig hergestellt werden.
  • Im Gebrauch wird die segementierte Kugel-/Rollenführung auf einer Kugellaufbahn eines Linearlagers zirkulieren, wobei die Abstandshalter einen Kontakt zwischen den Kugeln verhindern. In 7 und 8 ist ein Kugelhaltesegment oder Lagerschlitten 72 einer Linearlagerbaugruppe 70 dargestellt. Das Kugelhaltesegment 72 umfasst eine Kugellaufbahn 74 mit einem lasttragenden Abschnitt 76, einem Rücklaufabschnitt 78 und einem Umlenkabschnitt 80. Da jede segmentierte Kugel-/Rollenführung 10 zwei Abstandshalter 12 und 14 umfasst, ist nur eine segmentierte Kugel-/Rollenführung 10 für jede zweite Kugel einer Vielzahl von Kugeln auf der Kugellaufbahn 74 des Linearlagers 70 erforderlich. Die Abstandshalter 12 und 14 werden eine erste Kugel 200 festhalten, und eine zweite Kugel 202 wird in der konkaven Außenfläche 26 des Abstandshalters 14 und in einer konkaven Außenfläche (nicht dargestellt) des Abstandshalters 12 der nächsten benachbarten Führung 10 zirkulieren. Wenn die Kugeln 200, 202, 204, 206 zirkulieren, um eine Linearbewegung bereitzustellen, werden die Abstandshalter 12, 14 einen Kontakt zwischen den Kugeln eliminieren. Außerdem wirken die Verbindungselemente 16, 18 als Führung für die Kugeln 20, wenn diese um die Kugellaufbahn 74 zirkulieren, während sie eine Verschiebung der Kugeln aus der Laufbahn verhindern.
  • 9 veranschaulicht eine fünfte Ausführungsform der segmentierten Kugelführung. Gemäß 9 ist die Führung 90 als ringförmiges Element mit einer Innenfläche 92, einer Außenfläche 94, einer oberen Fläche 96 und einer unteren Fläche 98 ausgebildet. Die Führung ist vorzugsweise mit ebenen Flächen ausgebildet. Als Modifikation an dem ringförmigen Element können die Innenfläche 92 und die Außenfläche 94 konkav ausgebildet sein, um den Abstand zwischen den Kugeln 20 zu minimieren. Wie bei den anderen oben beschriebenen Ausführungsformen, wird das ringförmige Element 90 als Führung für die Kugeln wirken, wenn diese um die Kugellaufbahn zirkulieren.
  • Die vorliegende Erfindung erlaubt es, die Vorteile sowohl der Wälzkörperkette als auch der Kugelabstandshalter ohne die damit verbundenen Nachteile zu nutzen. Die segmentierte Kugel-/Rollenführung der vorliegenden Erfindung wirkt in ganz genau derselben Weise wie die Wälzkörperkette ohne den Nachteil einer begrenzten Torsion. Indem die einzelnen segmentierten Kugelführungsbaugruppen nicht miteinander verbunden werden, ist ein unbegrenztes Maß an Torsion zwischen den Kugelführungen möglich, was in einem hohen Maß an Flexibilität bei der Konstruktion der Rücklaufgeometrie resultiert.
  • Ferner läuft die segmentierte Kugel-/Rollenführung nicht Gefahr, aus ihrer Position herauszufallen, wenn der Abstand zwischen Wälzkörpern, d.h. Lagerkugeln, mit der Zeit größer wird, wie dies bei Kugelabstandshaltern der Fall ist. Dies wird erreicht durch das bzw. die Verbindungselemente 16, 18 zwischen den Kugelabstandshaltern. Dadurch können Konstrukteure von Linearlagern die Toleranzanforderungen bei der Kugellaufbahngeometrie herabsetzen. Dies gibt den Konstrukteuren außerdem die Freiheit, hartes oder weiches Material für die segmentierte Kugel-/Rollenführung zu wählen, da Änderungen im Abstand zwischen den Kugeln nicht zu einem katastrophalen Schaden führen werden.
  • Die vorliegende Erfindung wurde zwar anhand der bevorzugten Ausführungsformen ausführlich beschrieben, doch stellen diese lediglich beispielhafte Anwendungen dar. So kann zum Beispiel das Kugellager 20 in Radiallager integriert werden. Die Außenfläche 85 (9) mindestens eines der Abstandshalter 12, 14 kann längs der hinteren oder vorderen Bereiche 23, 21 des Wälzkörpers 20 vertieft sein, so dass ein benachbartes Kugellager aufgrund der Form und Größe der Vertiefung geführt und gestützt werden kann. Somit versteht es sich ganz klar, dass von einem Durchschnittsfachmann viele Veränderungen vorgenommen werden können.

Claims (14)

  1. Führungsbaugruppe (100) für mindestens einen längs eines Weges (72) verschiebbaren Wälzkörper (20) und mit einer Führung (10), die so gestaltet ist, dass sie den mindestens einen Wälzkörper (20) längs des Weges (72) führt und dabei einen im Wesentlichen kontinuierlichen Gleitkontakt längs des Weges (72) damit hält, wobei mehrere Wälzkörper (20) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Wälzkörper (20) eine Führung (10) hat, so dass die Führungen (10) auf benachbarten Wälzkörpern (200, 202, 204, 206) miteinander in Kontakt kommen, wenn die Wälzkörper (20) verschoben werden.
  2. Führungsbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (10) mindestens einen Abstandshalter (12, 14) aufweist, der sich zwischen diametral entgegengesetzten vorderen und hinteren Bereichen des mindestens einen Wälzkörpers (20) erstreckt.
  3. Führungsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Führungen (10) zwei Abstandshalter (12, 14) umfasst, die so angeordnet sind, dass sie um den jeweiligen Wälzkörper (20) herum in Richtung der Verschiebung längs des Weges (72) sitzen, wobei jeder Abstandshalter (12, 14) Innenflächen (22, 24) aufweist, die so angeordnet sind, dass sie den jeweiligen Wälzkörper (20) berühren, und Außenflächen (26), die so angeordnet sind, dass sie die Außenflächen (26) von Führungen (10) auf benachbarten Wälzkörpern (20) berühren, und wobei nur ein Verbindungselement (16) die Abstandshalter (12, 14) jeder Führung (10) miteinander verbindet.
  4. Führungsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Führungen (10) zwei Abstandshalter (12, 14) umfasst, die so angeordnet sind, dass sie um den jeweiligen Wälzkörper (20) herum in Richtung der Verschiebung längs des Weges (72) sitzen, wobei jeder Abstandshalter (12, 14) Innenflächen (22, 24) aufweist, die so angeordnet sind, dass sie den jeweiligen Wälzkörper (20) berühren, und Außenflächen (26), die so angeordnet sind, dass sie die Außenflächen (26) von Führungen (10) auf benachbarten Wälzkörpern (20) berühren, und zwei Verbindungselemente, wobei ein Verbindungselement (16) jeden der Abstandshalter (12, 14) berührt und diese miteinander verbindet, und wobei das andere Verbindungselement nicht durchgehend ist.
  5. Führungsbaugruppe (100) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (16) und die Abstandshalter (12, 14) lösbar montiert oder unitär ausgebildet sind.
  6. Führungsbaugruppe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (10) aus Materialien besteht, die ausgewählt sind aus der aus Polymeren, Thermoplasten und einer Kombination von Polymeren und Thermoplasten bestehenden Gruppe, und gekennzeichnet durch einen niedrigen Reibungskoeffizienten.
  7. Führungsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenflächen (22, 24) und die Außenflächen (26) der Abstandshalter (12, 14) entweder parallel zueinander sind oder zum Boden hin konvergieren, um eine Kontaktfläche des Bodens zu verringern.
  8. Führungsbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden eine gebogene oder im Wesentlichen konische Oberfläche hat.
  9. Führungsbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (22, 24) des mindestens einen Abstandshalters (12, 14) mindestens einen Abschnitt aufweist, der jeweils einem der vorderen und hinteren Bereiche des Wälzkörpers (20) benachbart ist und gekrümmt ist, um jeweils den im Wesentlichen kontinuierlichen Kontakt mit dem vorderen oder hinteren Bereich aufrechtzuerhalten.
  10. Führungsbaugruppe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Abschnitt des Abstandshalters eine Oberfläche besitzt, die sich jeweils komplementär zu dem vorderen oder hinteren Bereich des mindestens einen Wälzkörpers erstreckt.
  11. Führungsbaugruppe (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenflächen (26) des Abstandshalters (12, 14) gekrümmt sind.
  12. Führungsbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (10) durch ein ringförmiges Teil (90) gebildet wird, das sich kontinuierlich um den Umfang jedes der Wälzkörper (20) erstreckt.
  13. Führungsbaugruppe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Teil (90) eine Innenfläche (92), eine Außenfläche (94), eine obere Fläche (96) und eine untere Fläche (98) besitzt.
  14. Führungsbaugruppe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (92) und die Außenfläche (94) konkav ausgebildet sind, um den Abstand zwischen den Wälzkörpern (20) zu minimieren.
DE60315611T 2002-02-27 2003-02-27 Segmentierte kugel-/rollenführung für eine linearbewegungsführungseinheit Expired - Lifetime DE60315611T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US36015502P 2002-02-27 2002-02-27
US360155P 2002-02-27
PCT/US2003/005653 WO2003072966A1 (en) 2002-02-27 2003-02-27 Segmented ball/roller guide for a linear motion bearing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60315611D1 DE60315611D1 (de) 2007-09-27
DE60315611T2 true DE60315611T2 (de) 2008-06-05

Family

ID=27766197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60315611T Expired - Lifetime DE60315611T2 (de) 2002-02-27 2003-02-27 Segmentierte kugel-/rollenführung für eine linearbewegungsführungseinheit

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20050175264A1 (de)
EP (1) EP1488119B1 (de)
KR (1) KR20040111370A (de)
CN (1) CN1650114A (de)
AU (1) AU2003225600A1 (de)
CA (1) CA2477628C (de)
DE (1) DE60315611T2 (de)
MX (1) MXPA04008238A (de)
WO (1) WO2003072966A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009008996A1 (de) 2009-02-14 2010-08-19 Neo-Plastic Dr. Doetsch Diespeck Gmbh Abstandhalter für Wälz- und/oder Klemmkörper
DE102011017755A1 (de) * 2011-04-29 2012-10-31 Aktiebolaget Skf Linearwälzlager
DE202017107296U1 (de) * 2017-09-08 2018-12-12 Liebherr-Components Biberach Gmbh Wälzlager

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1321278C (zh) * 2003-10-31 2007-06-13 上银科技股份有限公司 滚动元件保持器
CN100365297C (zh) * 2003-11-03 2008-01-30 上银科技股份有限公司 滚动元件导引结构
DE10354064A1 (de) * 2003-11-19 2005-06-02 Ina-Schaeffler Kg Rollengewindetrieb
DE102004037123A1 (de) * 2004-07-30 2006-03-23 Ina-Schaeffler Kg Kugelgewindetrieb
EP1847730B1 (de) 2005-02-07 2011-05-18 Thk Co., Ltd. Bewegungsführungsvorrichtung
CN100427803C (zh) * 2005-09-08 2008-10-22 上银科技股份有限公司 间隔珠配置装置
US20070081746A1 (en) * 2005-10-07 2007-04-12 Hiwin Technologies Corp. Parallel spacer for a linear guideway
CN105003540B (zh) * 2006-03-10 2018-07-27 Ntn株式会社 衬垫
US8100025B2 (en) * 2008-11-24 2012-01-24 Hiwin Technologies Corp. Rolling element retainer
WO2010088363A1 (en) * 2009-01-28 2010-08-05 The Timken Company Oscillating ball bearing
US8167501B2 (en) * 2009-02-02 2012-05-01 Hamilton Sundstrand Corporation Separator for bearing assemblies with cyclic loads
CN103154540B (zh) * 2010-07-15 2015-06-24 托马森工业(有限)公司 具有带多个部件的板保持结构的直线运动轴承
EP3279488B1 (de) * 2015-05-22 2021-02-24 NSK Ltd. Rollführungsvorrichtung
TWI601888B (zh) * 2016-11-04 2017-10-11 Hiwin Tech Corp Spacer flexible bearings
CN109225828B (zh) * 2018-10-21 2021-11-19 山东耀华特耐科技有限公司 耐火材料颗粒料振动式筛分设备
US11545380B2 (en) * 2018-11-01 2023-01-03 Brooks Automation Us Llc Transport apparatus with linear bearing
CN112727917B (zh) * 2021-01-25 2022-04-15 河南科技大学 一种低摩擦力矩的滚子轴承

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2416198A1 (de) * 1974-04-03 1975-10-16 Schaeffler Ohg Industriewerk Waelzlager zur laengsbeweglichen lagerung eines teiles mit ebener laufflaeche
DE3824191A1 (de) * 1988-07-16 1990-01-18 Werner Jacob Umlauffuehrung fuer waelzkoerper
US5346313A (en) * 1993-07-20 1994-09-13 Thomson Industries, Inc. Linear motion bearing assembly
US5558442A (en) 1993-07-20 1996-09-24 Thomson Industries, Inc. Linear motion bearing assembly
US5613780A (en) * 1995-06-29 1997-03-25 Thomson Industries, Inc. Linear motion bearing assembly
JPH102332A (ja) * 1996-06-18 1998-01-06 Thk Kk 複列ボールチェインを備えた直線運動案内装置
JP3243415B2 (ja) * 1996-06-27 2002-01-07 テイエチケー株式会社 摺動案内装置及びその有端転動体チェーン
JP3950511B2 (ja) * 1997-04-04 2007-08-01 日本トムソン株式会社 直動転がり案内ユニット
JP3971837B2 (ja) * 1998-03-04 2007-09-05 日本トムソン株式会社 直動転がり案内ユニット
JPH11270559A (ja) * 1998-03-25 1999-10-05 Nippon Seiko Kk ボール保持器
JP3695195B2 (ja) * 1998-06-02 2005-09-14 日本精工株式会社 ボールねじ機構、および直動装置
JP4256003B2 (ja) * 1999-01-29 2009-04-22 Thk株式会社 転動体保持スペーサー及びこれを用いた直線運動装置
JP4331820B2 (ja) * 1999-04-30 2009-09-16 Thk株式会社 直線運動装置用スペーサおよびそのスペーサを用いた直線運動装置
US6565947B2 (en) * 2000-01-11 2003-05-20 Nsk Ltd. Retaining piece structure
JP4515589B2 (ja) * 2000-03-21 2010-08-04 Thk株式会社 ローラ用リテーナ及びこれを用いた直動案内装置並びにローラねじ
JP4454192B2 (ja) * 2001-08-07 2010-04-21 Thk株式会社 案内装置の転動体干渉防止具
DE102004037123A1 (de) * 2004-07-30 2006-03-23 Ina-Schaeffler Kg Kugelgewindetrieb

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009008996A1 (de) 2009-02-14 2010-08-19 Neo-Plastic Dr. Doetsch Diespeck Gmbh Abstandhalter für Wälz- und/oder Klemmkörper
DE102011017755A1 (de) * 2011-04-29 2012-10-31 Aktiebolaget Skf Linearwälzlager
DE202017107296U1 (de) * 2017-09-08 2018-12-12 Liebherr-Components Biberach Gmbh Wälzlager
US11035410B2 (en) 2017-09-08 2021-06-15 Liebherr-Components Biberach Gmbh Rolling bearing

Also Published As

Publication number Publication date
CA2477628C (en) 2012-03-20
DE60315611D1 (de) 2007-09-27
MXPA04008238A (es) 2005-09-08
US20050175264A1 (en) 2005-08-11
EP1488119B1 (de) 2007-08-15
KR20040111370A (ko) 2004-12-31
EP1488119A1 (de) 2004-12-22
CA2477628A1 (en) 2003-09-04
AU2003225600A1 (en) 2003-09-09
CN1650114A (zh) 2005-08-03
WO2003072966A1 (en) 2003-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60315611T2 (de) Segmentierte kugel-/rollenführung für eine linearbewegungsführungseinheit
DE4126317C2 (de) Lageranordnung mit variabler Vorspannung
DE3627169C2 (de) Lineare Wälzkörperführung
DE19711422C2 (de) Rollenmutteranordnung und Linearversatzvorrichtung mit einer solchen Rollenmutteranordnung
EP2212572B1 (de) Radial-axial-wälzlager
DE60124063T2 (de) Führungseinrichtung für lineare Bewegung
DE60116013T2 (de) Trennkörper für die Wälzelemente von Wälzelementführungen
DE3416207A1 (de) Linear-kugellageranordnung
WO2002064989A1 (de) Linearführung zum übertragen von drehmomenten
EP1101044B1 (de) Gummilager mit radialer wegbegrenzung und dämpfungsmittelkanal
DE60209452T2 (de) Linearführungseinheit mit Trennkörpern zwischen jedem angrenzendem Wälzkörper
DE10121311B4 (de) Wälzkörper-Abstandshalter in einer Rollführungsvorrichtung
DE19925040C5 (de) Kugelumlaufspindeleinrichtung und Linearversatzeinrichtung
DE3347869C2 (de)
DE10297385T5 (de) Einstellvorrichtung für die Riemenscheibenbreite eines stufenlos verstellbaren Getriebes
DE19781289B4 (de) Getriebe mit Lageranordnung
DE19755211B4 (de) Lineare Verstelleinrichtung
EP1552171A1 (de) Linearführungseinheit
DE3417160A1 (de) Lineares gleitlager
DE4227599C2 (de) Längsführung mit einer Wälzkörperumlauflagerung
DE2403676A1 (de) Laengsfuehrungslager
DE10201974A1 (de) Spielfreie Drehlagerung
EP0619862B1 (de) Dämpfungsvorrichtung für linear-wälzlager-führungen
EP0051834B1 (de) Wälzlager für Längsbewegungen
EP1158193A2 (de) Hochgeschwindigkeits-Wälzlager, insbesondere Schrägkugellager

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition