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Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Rollenverbinder, welcher eine Mehrzahl von Rollen drehbar
in einer Linie hält
und welcher in eine kontinuierliche Rollenumlaufbahn einer kontinuierlichen
linearen Führungseinheit
der gleitenden Art eingebunden wird, und außerdem eine Verbesserung in
der linearen Führungseinheit
der zuvor erwähnten
Art, welche einen derartigen Rollenverbinder verwendet.
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Beschreibung
der verwandten Technik
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Herkömmlicherweise war eine lineare
Führungseinheit
bekannt, bei welcher ein Schieber durch eine Linie von kontinuierlich
zirkulierenden Rollen mit einem Schienenstrang beweglich in Eingriff
gehalten wird. Konkret umfasst diese lineare Führungseinheit eine Mehrzahl
von Rollen, einen Schienenstrang, welcher auf einem unbeweglichen
Abschnitt, wie beispielsweise einem Bett, angeordnet ist und welcher mit
Rollenrolloberflächen
versehen ist, und einen Schieber, welcher mit Lastrolloberflächen versehen ist,
auf welchen die Rollen in Bezug auf die Rollenrolloberflächen des
Schienenstrangs rollen, während sie
eine Last darauf tragen, und eine kontinuierliche Rollenumlaufbahn
unter Einbeziehung der Lastrollenoberflächen, wodurch sich der Schieber,
welcher einen Tisch oder eine mechanische Vorrichtung darauf angebracht
aufweist, auf dem Schienenstrang frei bewegen kann, welcher der
kontinuierlichen Zirkulation der Rollen folgt.
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Die zuvor beschriebene lineare Führungseinheit
mit dem Schienenstrang und dem Schieber, welcher durch die Rollen
mit dem Schienenstrang in Eingriff gehalten wird, weist den Vorteil
auf, die Lasttragfähigkeit
des Schiebers im Vergleich zu solch einer Art von linearer Führungseinheit,
welche von Rollen Gebrauch macht, zu verbessern, obwohl andererseits
das Problem auftritt, dass die Neigung besteht, dass das so genannte
Schräglaufen
der Rollen (schwingende Drehung jeder Rolle um ihre Achse) stattfindet.
Es ist daher ein wichtiges Thema bei der Sicherstellung der gleichmäßigen Drehung
der Rollen und infolgedessen der gleichmäßigen Bewegung des Schiebers
innerhalb der kontinuierlichen Rollenumlaufbahn gewesen, das zuvor
beschriebene Schräglaufen
der Rollen zu verhindern.
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Daher wurden als ein Mittel zum Lösen der zuvor
beschriebenen Probleme ein Rollenverbinder, welcher eine Mehrzahl
von Rollen umfasst, die in einer vorbestimmten Stellung, wie einer
Perlenschnur, miteinander verbunden sind, und eine lineare Führungseinheit
mit einer kontinuierlichen Rollenumlaufbahn des Schiebers, in welche
der Rollenverbinder eingebunden wird, bereits bereitgestellt (japanische Patent-Auslegeschrift
Nr. 52217/1993). Wie in 18 und 19 dargestellt, umfasst ein derartiger
Rollenverbinder eine Mehrzahl von Rollen 100, welche in einer
Linie angeordnet sind, wobei ihre Drehachsen parallel zueinander
gehalten sind, eine Mehrzahl von Abstandshaltern 102, welche
zwischen den Rollen 100 angeordnet und mit konkaven Sitzen 101 versehen
sind, mit welchen die Rollen 100 jeweils in Gleitkontakt
kommen, und längliche
flexible Verbindungsabschnitte 103, welche die Abstandshalter 102 miteinander
verbinden und welche geeignet sind, jede Rolle 100 drehbar
zu halten, indem sie bewirken, dass die Abstandshalter die Rolle 100 dazwischen von
deren vorderer und deren hinterer Seite einkeilen.
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Wenn ein derartiger Rollenverbinder
in die kontinuierliche Rollenumlaufbahn des Schiebers der linearen
Führungseinheit
eingebunden wird, rollt demgemäß jede Rolle 100 innerhalb
der kontinuierlichen Rollenumlaufbahn, während sie mittels der Abstandshalter 102 sowohl
auf der vorderen als auch der hinteren Seite in ihrer vorbestimmten
Stellung festgehalten wird, so dass es möglich ist, zu bewirken, dass
die Rollen 100 gleichmäßig durch
die kontinuierliche Rollenumlaufbahn zirkulieren, während das
Schräglaufen
der Rollen 100 verhindert wird und es infolgedessen möglich ist,
die Bewegung der Schieber in Bezug auf den Schienenstrang gleichmäßig zu machen.
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Im Falle des herkömmlichen Rollenverbinders des
zuvor beschriebenen Aufbaus bestand jedoch bis jetzt die Möglichkeit,
dass die Verbindungsabschnitte in einem frühen Betriebsstadium ermüdeten, da
die Verbindungsabschnitte entlang beider axialen Endflächen jeder
Rolle ausgebildet sind, wie in 18 und 19 dargestellt, und sich
daher, wenn eine Kraft jede Rolle, welche durch die kontinuierliche
Rollenumlaufbahn rollt, zwingt, schräg zu laufen, das heißt eine
Kraft, welche die Drehachse jeder Rolle in Schwingung versetzt,
auf die Rolle einwirkt, durch eine derartige Kraft die Verbindungsabschnitte
auf eine sich dauernd wiederholende Weise ausdehnen und zusammenziehen.
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Des Weiteren muss, wo der zuvor beschriebene
Rollenverbinder in die kontinuierliche Rollenumlaufbahn des Schiebers
eingebunden wird, die Querschnittsfläche der kontinuierlichen Rollenumlaufbahn
um eine Breite vergrößert werden,
die jedem Verbindungsabschnitt, der die Abstandshalter miteinander
verbindet, entspricht. Wenn die Verbindungsabschnitte, wie zuvor
beschrieben, an beiden axialen Enden jeder Rolle vorhanden sind,
wo zum Beispiel eine kontinuierliche Rollenumlaufbahn durch Öffnen einer
Rollenrücklaufbahn
in einem Schieber ausgebildet ist, muss der Durchmesser der Rollenrücklaufbahn
demgemäß so groß gestaltet
werden, dass die Steifigkeit des Schiebers bis zu einem Grad, der
zur Verhinderung der Miniaturisierung des Schiebers führt, abnimmt.
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Kurzdarstellung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der
zuvor beschriebenen Probleme entwickelt.
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Demgemäß ist eine Aufgabe der Erfindung, einen
Rollenverbinder bereitzustellen, welcher eine Mehrzahl von Rollen
für einen
längeren
Zeitraum innerhalb einer kontinuierlichen Rollenumlaufbahn, welche
in einem Schieber einer linearen Führungseinheit ausgebildet ist,
drehbar und stabil in einer vorbestimmten Stellung festhalten kann.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung
ist es, einen Rollenverbinder bereitzustellen, welcher die Steifigkeit
des Schiebers verbessern und zur Miniaturisierung des Schiebers
beitragen kann.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist es, eine lineare Führungseinheit
bereitzustellen, welche einen derartigen Rollenverbinder verwendet.
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Um die zuvor beschriebenen Aufgaben
zu erfüllen,
umfasst der Rollenverbinder der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl
von Rollen, welche in einer Linie angeordnet sind, wobei die Drehachsen der
Rollen parallel zueinander gehalten sind, eine Mehrzahl von Abstandshaltern,
welche zwischen den Rollen angeordnet sind und von welchen jeder
mit einem Paar von konkaven Sitzen versehen ist, mit welchen jede
Rolle in Gleitkontakt kommt, und einen länglichen flexiblen Verbindungsabschnitt,
welcher die Abstandshalter miteinander verbindet, wobei der Verbindungsabschnitt
mit den Abstandshaltern an einer Stelle verbunden ist, an welcher
der Verbindungsabschnitt die äußere Umfangsfläche jeder
Rolle in der axialen Richtung in zwei im Wesentlichen gleiche Teile
teilt, und wobei der Verbindungsabschnitt nur auf einer Seite der
Linie von Rollen angeordnet ist.
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Des Weiteren muss die lineare Führungseinheit
der vorliegenden Erfindung, welche den zuvor beschriebenen Rollenverbinder
verwendet, einen Aufbau aufweisen, welche eine Anzahl von Rollen, einen
Schienenstrang mit Rollenrolloberflächen und einen Schieber umfasst,
welcher mit einer kontinuierlichen Rollenumlaufbahn versehen ist,
welche Lastrolloberflächen
aufweist, auf welchen die Rollen in Bezug auf die Rollenrolloberfläche des
Schienenstrangs rollen, während
sie eine Last tragen, wobei der zuvor beschriebene Rollenverbinder
in die kontinuierliche Rollenumlaufbahn eingebunden wird, der Verbindungsabschnitt
des Rollenverbinders innerhalb der inneren Umfangsfläche der
kontinuierlichen Rollenumlaufbahn des Schiebers liegt und die kontinuierliche
Rollenumlaufbahn mit Gleitraumnuten versehen ist, durch welche der
Verbindungsabschnitt des Rollenverbinders aufgenommen und geführt wird.
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Gemäß derartigen technischen Mitteln
wie im Falle des zuvor beschriebenen herkömmlichen Rollenverbinders wird
jede Rolle auf der Vorderseite und auf der Hinterseite durch die
aneinander stoßenden
Abstandshalter und Rollen durch die kontinuierliche Rollenumlaufbahn
des Schiebers der linearen Führungseinheit
in einem Zustand eingekeilt, in welchem sie durch die Abstandshalter
in einer vorbestimmten Stellung festgehalten wird. Folglich wird
es möglich,
wirksam zu verhindern, dass irgendeine Rolle innerhalb der kontinuierlichen
Rollenumlaufbahn schräg
läuft.
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Im Falle des herkömmlichen Rollenverbinders sind
jedoch die Verbindungsabschnitte, welche die Abstandshalter verbinden,
entlang beider Endflächen
jeder Rolle in deren axialer Richtung davon angeordnet, so dass
die Verbindungsabschnitte dazu neigen, infolge einer auf sie ausgeübten Kraft
darauf, welche die Rollen zwingt, während des Rollens schräg zu laufen,
zu ermüden,
während
im Gegensatz dazu der Verbindungsabschnitt der Rollenverbindung
gemäß der vorliegenden
Erfindung mit jedem Abstandshalter an einer Stelle verbunden ist,
an welcher der Verbindungsabschnitt die äußere Umfangsfläche jeder
Rolle in der axialen Richtung in zwei im Wesentlichen gleiche Teile
teilt, so dass der Verbindungsabschnitt sich nicht infolge der zuvor
erwähnten
Art von Kraft wiederholt ausdehnt und zusammenzieht, wodurch der
aus der Ermüdung
resultierende Bruch des Verbindungsabschnitts verhindert wird.
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Da der Verbindungsabschnitt nur auf
einer Seite der Linie von Rollen vorgesehen ist, kann, wo der Rollenverbinder
der vorliegenden Erfindung in die kontinuierliche Rollenumlaufbahn
des Schiebers der linearen Führungseinheit
eingebunden wird, die Querschnittsfläche der kontinuierlichen Rollenumlaufbahn
außerdem
schmäler
als im Falle des herkömmlichen
Rollenverbinders sein und wo die Rollenrücklaufbahnen im Schieber ausgebildet
sind, kann auch die Abnahme der Steifigkeit des Schiebers vermieden
werden, so dass die Miniaturisierung des Schiebers leicht erfolgen
kann.
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Gleichzeitig wird, wenn beide axialen
Endflächen
jeder Rolle mit der Innenwand der kontinuierlichen Rollenumlaufbahn
des Schiebers während
des Rollbetriebs der Rolle in Kontakt kommen, die Stellung der Rollen
infolge einer Reibungskraft, welche zwischen den beiden entsteht,
unstabil, so dass die Neigung besteht, dass Schräglaufen der Rollen stattfindet.
Demgemäß ist es
von dem zuvor erwähnten Gesichtspunkt
aus vorzuziehen, dass die Abstandshalter so bereitgestellt werden,
dass sie die Bewegung jeder Rolle in der axialen Richtung verhindern. Zum
Beispiel kann eine ringförmige
Nut im Mittelabschnitt der äußeren Umfangsfläche jeder
Rolle in der axialen Richtung vorgesehen werden, so dass jeder Abstandshalter
in eine derartige ringförmige
Nut passt, um mit der Rolle in Gleitkontakt zu kommen.
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Da die axiale Position jeder Rolle
durch den Verbindungsabschnitt des Rollenverbinders und jeden Abstandshalter
bestimmt wird, ist es bei dem zuvor beschriebenen Aufbau, wenn Gleitraumnuten zum
Führen
des Verbindungsabschnitts des Rollenverbinders in der kontinuierlichen
Rollenumlaufbahn des Schiebers, welcher mit dem Rollenverbinder
einzubinden ist, ausgebildet sind, möglich, die Verschiebung jeder
Rolle in der axialen Richtung während
deren Drehung ganz zu verhindern und die Möglichkeit des Schräglaufens
der Rolle auf ein Minimum herabzusetzen.
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Wo der Rollenverbinder durch die
kontinuierliche Rollenumlaufbahn zirkuliert, wenn er sich dehnt und
zusammenzieht, wird außerdem
vorzugsweise ein Schlitz in jedem Abstandshalter von der Seite gegenüber dem
Verbindungsabschnitt gebildet, um das Paar von konkaven Sitzen,
welche auf beiden Seiten davon ausgebildet sind, unter dem Gesichtspunkt
zu trennen, dass jeder Rolle erlaubt wird, ihre passende Stellung
durch die Abstandshalter beizubehalten. Infolgedessen kann durch
die Bildung eines derartigen Schlitzes in jedem Abstandshalter,
selbst wenn sich der Rollenverbinder innerhalb der kontinuierlichen Rollenumlaufbahn
zu einem hohen Grad biegt, jeder Abstandshalter durch Verbreitern
des Schlitzes, mit der äußeren Umfangsfläche jeder
Rolle in Gleitkontakt gehalten werden, dass die Rolle stets ihre
geeignete Stellung beibehalten kann. Die Bildung des Schlitzes weist
des Weiteren den Vorteil auf, dass jede Rolle leicht zwischen den
anstoßenden
Abstandshaltern abnehmbar angebracht werden kann.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Vorderansicht (teilweise im Schnitt) einer linearen Führungseinheit,
welche einen Rollenverbinder gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet;
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2 ist
eine Seitenansicht (teilweise im Schnitt) der linearen Führungseinheit,
welche in 1 dargestellt
ist;
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3 ist
eine Explosionsansicht einer kontinuierlichen Rollenumlaufbahn eines
Schiebers der linearen Führungseinheit, aus 1, wobei die Ansicht zeigt,
wie die kontinuierliche Rollenumlaufbahn des Schiebers zusammengebaut
wird;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht eines Endflächenabschnitts eines beweglichen
Blocks gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht eines in eine lineare Führungseinheit
einzubindenden Rollenverbinders gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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6 ist
eine Vorderansicht eines Rollenverbinders gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
eine Seitenansicht des Rollenverbinders, welcher in 6 dargestellt ist;
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8 ist
eine Draufsicht des Rollenverbinders, welcher in 6 dargestellt ist;
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9 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
des Rollenverbinders, welcher in 6 dargestellt
ist, insbesondere, wenn der Rollenverbinder in die kontinuierliche
Rollenumlaufbahn des Schiebers der linearen Führungseinheit gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eingebunden wird;
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10 ist
eine perspektivische Ansicht eines in die lineare Führungseinheit
einzubindenden Rollenverbinders gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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11 ist
eine Vorderansicht des Rollenverbinders, welcher in 10 dargestellt ist;
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12 ist
eine Draufsicht des Rollenverbinders, welcher in 10 dargestellt ist;
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13 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie XIII-XIII in 11;
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14 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie XIV-XIV in 13;
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15 ist
eine Schnittansicht des Rollenverbinders, welcher in 10 dargestellt ist, insbesondere,
wenn der Rollenverbinder in seinem gebogenen Zustand innerhalb einer
kontinuierlichen Rollenumlaufbahn eines Schiebers ist;
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16 ist
eine vergrößerte Schnittansicht des
Rollenverbinders, welcher in 10 dargestellt ist,
insbesondere, wenn der Rollenverbinder in die kontinuierliche Rollenumlaufbahn
des Schiebers eingebunden wird;
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17 ist
eine vergrößerte Schnittansicht, welche
veranschaulicht, wie der Verbindungsabschnitt des Rollenverbinders
durch das Schräglaufen jeder
der Rollen beeinflusst wird;
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18 ist
eine Seitenansicht eines herkömmlichen
Rollenverbinders; und
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19 ist
eine Draufsicht auf einen herkömmlichen
Rollenverbinder.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Ein Rollenverbinder gemäß der vorliegenden Erfindung
und eine lineare Führungseinheit,
welche den Rollenverbinder verwendet, werden nun unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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1 und 2 stellen eine lineare Führungseinheit
dar, welche einen Rollenverbinder gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet.
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In diesen Figuren bezeichnet das
Bezugszeichen 1 einen Schienenstrang, welcher auf einem
unbeweglichen Abschnitt, wie beispielsweise einem Bett einer Werkzeugmaschine,
angeordnet ist, das Bezugszeichen 2 einen Schieber zum
Führen
eines beweglichen Körpers,
wie beispielsweise einen Tisch, entlang des Schienenstrangs 1 und
das Bezugszeichen 3 Rollen, welche imstande sind, zwischen
dem Schienenstrang 1 und dem Schieber 2 zu rollen,
während
sie eine Last tragen und die innerhalb des Schiebers 2 kontinuierlich
zirkulieren.
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Zunächst weist der Schienenstrang 1 eine
im Wesentlichen rechteckige Form auf und ist mit insgesamt vier
Rollenrolloberflächen 11a und 11b versehen,
welche sich entlang der Längsrichtung
(vertikal in 1) des
Schiebers erstrecken. Diese Rollenrolloberflächen 11a und 11b sind
an beiden Seitenflächen
beziehungsweise an beiden Kanten der oberen Fläche des Schienenstrangs 1 auf
eine Weise ausgebildet, dass die Rollenrolloberflächen 11a an
beiden Seitenflächen
nach innen und nach unten in einem Winkel von 30° in Bezug auf die Horizontale
ausgebildet sind, während
die Rollenrolloberflächen 11b an der
oberen Fläche
vertikal und nach oben ausgebildet sind. Ferner ist der Schienenstrang 1 mit
einer Mehrzahl von Schraubenpasslöchern 12 versehen, welche
in der Längsrichtung
des Schienenstrangs 1 zueinander beabstandet sind, und
ist mittels Verankerungsschrauben (nicht dargestellt), welche in
die jeweiligen Schraubenpasslöcher
einzufügen
sind, am unbeweglichen Abschnitt befestigt.
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Andererseits ist der Schieber 2 aus
einem beweglichen Block 4 gebildet, welcher eine Befestigungsfläche 41,
an welchem ein beweglicher Körper, wie
beispielsweise ein Tisch, befestigt wird, eine Mehrzahl von Gewindelöchern 42,
in welche jeweils Verankerungsschrauben für den beweglichen Körper eingeschraubt
sind, und zwei Abdeckungen 5 aufweist, welche an der vorderen
beziehungsweise hinteren Endfläche
des beweglichen Blocks 4 zu befestigen sind, wobei durch
Befestigen der Abdeckungen 5 am beweglichen Block 4 eine
kontinuierliche Rollenumlaufbahn für die Rollen 3 innerhalb
des Schiebers gebildet wird. Des Weiteren sind an den Abdeckungen 5 jeweils
Dichtungselemente 6 befestigt, welche mit dem Schienenstrang 1 in
Gleitkontakt kommen, wodurch der Eintritt von Staub, welcher am Schienenstrang 1 haftet,
in den Schieber 2 infolge der Bewegung des Schiebers 2 verhindert
wird. Es ist zu beachten, dass das Bezugszeichen 7 in den Zeichnungen
einen Schmiernippel zur Schmierölzufuhr
in den Schieber 2 bezeichnet.
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Der bewegliche Block 4 hat
einen im Wesentlichen sattelförmigen
Querschnitt unter Einbeziehung eines horizontalen Abschnitts 4a,
auf welchem die Befestigungsfläche 41 ausgebildet
ist, und zweier Einfassungen 4b und 4b, welche
sich vom horizontalen Abschnitt 4a nach unten erstrecken.
Des Weiteren sind an der unteren Fläche des horizontalen Abschnitts 4a und
an der Innenfläche
jedes Einfassungsabschnitts 4b vier Lastrolloberflächen 43a und 43b zu
den Rollenrolloberflächen 11a beziehungsweise 11b des
Schienenstrangs 1 gegenüberliegend ausgebildet.
Außerdem
sind an den horizontalen Abschnitten 4a und den Einfassungsabschnitten 4b Rollenrücklaufkanäle 44a und
44b ausgebildet,
um den Lastrolloberflächen 43a beziehungsweise 43b entsprechen.
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Dieser bewegliche Block 4 wird
durch Spritzgießen
eines Kunstharzmaterials hergestellt. Das heißt, er umfasst einen Metallblock 40 und
einen Kunstharzabschnitt, welcher durch Spritzgießen auf ersteren
aufgetragen wird, und die zuvor beschriebene Befestigungsfläche 41 des
beweglichen Körpers und
die Lastrolloberflächen 43a und 43b der
Rollen 3, welche eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen
müssen,
sind auf dem beweglichen Block 40 ausgebildet, während die
Rollenrücklaufkanäle 44a und 44b,
welche keine so hohe mechanische Festigkeit aufweisen müssen, auf
dem Kunstharzabschnitt ausgebildet sind, wodurch das Gewicht des beweglichen
Blocks 4 auf den geringst möglichen Wert reduziert.
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Wie in 3 dargestellt,
wird die kontinuierliche Umlaufbahn für die Rollen durch Befestigen
der Abdeckungen 5 an den jeweiligen Endflächen des beweglichen
Blocks 4 vervollständigt.
Das heißt,
die Innenfläche
jeder Abdeckung 5 ist mit einer U-förmigen
Nut 51 zum Führen
der Rollen 3 versehen, welche auf den Lastrolloberflächen 43a und 43b gerollt sind,
während
vorstehende halbkreisförmige
Rollenführungsabschnitte 46 auf
beiden Endflächen
des beweglichen Blocks 4 ausgebildet sind, wie in 4 dargestellt, so dass,
wenn die Abdeckungen 5 jeweils an den Endflächen des
beweglichen Blocks 4 befestigt werden, der Rollenführungsabschnitt 46 des
beweglichen Blocks 4 in die U-förmige Nut 51 jeder
Abdeckung 5 passt, um dadurch eine U-förmige Richtungsänderungsbahn 52 zu
vervollständigen,
wie in 2 dargestellt.
Infolgedessen werden durch diese Richtungsänderungsbahn 52 die
Lastrolloberflächen 43a und 43b des
beweglichen Blocks 4 und die Rollenrücklaufkanäle 44a und 44b verbunden.
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Wenn die Rollen 3, welche
eine Last zwischen den Rollenrolloberflächen 11a und 11b des Schienenstrangs 1 und
den Lastrolloberflächen 43a und 43b des
beweglichen Blocks 4 tragen, auf den Lastrolloberflächen 43a und 43b mit
der Bewegung des Schiebers gerollt sind, werden die Rollen 3 bei der
zuvor beschriebenen Anordnung von der Last befreit, um in die Richtungsänderungsbahn 52 einer
der Abdeckungen 5 einzutreten. Dann rollen die Rollen 3 durch
die Rollenrücklaufkanäle 44a und 44b des
beweglichen Blocks 4 in einer Richtung entgegengesetzt
zu ihrer Rollrichtung durch die Lastrolloberflächen 43a und 43b in
einem unbelasteten Zustand. Des Weiteren treten die Rollen 3,
welche durch die Rollenrücklaufkanäle 44a und 44b durchgerollt
sind, wieder zwischen den Schienenstrang 1 und den beweglichen
Block 4 durch die Richtungsänderungsbahn 52 der
anderen Abdeckung 5 ein und rollen auf den Lastrolloberflächen 43a und 43b,
während
sie eine Last tragen.
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Des Weiteren sind auf beiden Seiten
jeder Lastrolloberfläche 43a und 43b Rollenführungsabschnitte 45 aus
Kunstharz zum Führen
beider Endflächen
der Rollen 3 ausgebildet, welche auf den Lastrolloberflächen 43a und 43b rollen,
so dass die Rollrichtung der Rollen 3 durch die Rollenführungsabschnitte 45 von
deren beider Seiten reguliert wird und das Schräglaufen der Rollen 3 während ihres Rollbetriebs
verhindert wird.
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5 bis 8 zeigen eine erste Ausführungsform
des Rollenverbinders der vorliegenden Erfindung, welche in der linearen
Führungseinheit
zu verwenden ist. Der Rollenverbinder 30 umfasst ein flexibles
Verbindungselement 31 aus Kunstharz und eine Mehrzahl von
Rollen 3, welche auf dem Rollenverbindungselement 31 zueinander
beabstandet angeordnet sind, wobei die Drehachsen der Rollen 3 parallel
zueinander gehalten sind. Das Rollenverbindungselement 31 umfasst
eine Mehrzahl von Abstandshaltern 32, welche jeweils zwischen
den anstoßenden
Rollen 3 angeordnet sind, und einen bandförmigen Verbindungsabschnitt 33 zum
Verbinden der Abstandshalter 32, wobei jeder Abstandshalter 32 mit
einem Paar von konkaven Sitzen versehen ist, welche mit den anstoßenden Rollen 3 in
Gleitkontakt kommen. Demgemäß wird jede
Rolle 3 durch die Abstandshalter 32 sowohl auf
der Vorderseite als auch der Rückseite
ihrer Rollrichtung festgehalten, so dass die Rollen 3 durch
das Verbindungselement 31 drehbar gehalten werden. Des
Weiteren weisen der Abstandshalter 32 und der Verbindungsabschnitt 33
am vorderen oder hinteren Ende des Rollenverbinders 30 jeweils
konvexe gebogene Führungsflächen 34 auf,
so dass die Bewegung des Rollenverbinders 30 zum Zeitpunkt
des Rollens der Rollen 3 gleichmäßig gemacht wird.
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Des weiteren ist der Verbindungsabschnitt 33,
welcher die Abstandshalter 32 verbindet, mit den Abstandshaltern 32 an
einer Stelle verbunden, an welcher die äußere Umfangsfläche der
Rolle 3 in der axialen Richtung in zwei im Wesentlichen
gleiche Teile geteilt ist, und die Endflächen jeder Rolle 3 sind
offen gelassen, ohne durch den Verbindungsabschnitt 33 abgedeckt
zu werden. Demgemäß wird die
Bewegung jeder Rolle 3 in der axialen Richtung zum Zeitpunkt
ihres Rollens durch die zuvor beschriebenen Rollenführungsabschnitte 45 reguliert.
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Ferner ist der Verbindungsabschnitt 33 nur auf
einer Seite der Rollen 3, welche in einer Linie angeordnet
sind, vorgesehen, und in Bezug auf die Richtung, welche der anderen
Seite der Rollen 3 entgegengesetzt ist, ist der Rollenverbinder 30 so
gemacht, dass er sich frei biegt. Folglich ist, wo der Rollenverbinder 30 in
die kontinuierliche Umlaufbahn des Schiebers 2 eingebunden
wird, der Verbindungsabschnitt 33 so gemacht, dass er innerhalb
der kontinuierlichen Umlaufbahn liegt, wie in 1 und 2 dargestellt.
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Ein derartiger Rollenverbinder 30 wird
durch Spritzgießen
eines Kunstharzmaterials derart gebildet, dass die Rollen 3 als
Kerne in eine Form eingefügt
werden und durch ein solches Spritzgießen das Verbindungselement 31,
welches jeden Abstandshalter 32 und das Verbindungselement 31 umfasst,
welche miteinander einstückig
sind, gebildet wird, und der Rollenverbinder 30 mit den
Rollen 3, welche entlang des Verbindungsabschnitts 33 angeordnet
sind, aus der Form genommen werden kann.
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9 ist
eine vergrößerte Schnittansicht, welche
zeigt, wie die Rollen 3 innerhalb der kontinuierlichen
Rollenumlaufbahn rollen. In der vorliegenden Ausführungsform
sind die Rollen 3 in die kontinuierliche Rollenumlaufbahn
des Schiebers in einem Zustand eingebunden, in welchem sie entlang
des Verbindungselements 31 aus Kunstharz, wie zuvor beschrieben,
angeordnet sind, und der Verbindungsabschnitt 33 des Elements 31,
welcher die Abstandshalter 32 verbindet, steht vom äußeren Umfang
jeder Rolle 3 nach außen
vor, so dass die Lastrolloberflächen 43a und 43b des
Schiebers 2 jeweils mit Gleitraumnuten 47 zur
Aufnahme des Verbindungsabschnitts 33 versehen sind, während gleichzeitig ähnliche
Gleitrumnuten 48 jeweils in den Rollenrücklaufkanälen 44a und 44b entlang
der Längsrichtung
ausgebildet sind. Wenn die Rollen 3 der Bewegung des Schiebers 2 bezüglich des
Schienenstrangs 1 folgend durch die kontinuierliche Rollenumlaufbahn
des Schiebers 2 zirkulieren, zirkuliert demgemäß der Rollenverbinder 30 zusammen
mit den Rollen 3 in einem Zustand, in welchem der Verbindungsabschnitt 33 des
Rollenverbinders 30 innerhalb der Gleitraumnuten 47 und 48 aufgenommen
gehalten wird, durch die kontinuierliche Rollenumlaufbahn.
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Gemäß der linearen Führungseinheit
der vorliegenden Ausführungsform
mit dem zuvor beschriebenen Aufbau rollen, wenn sich der Schieber 2 auf
dem Schienenstrang 1 bewegt, die Rollen 3 zwischen
dem Schieber 2 und dem Schienenstrang 1 und der
Rollenverbinder 30 zirkuliert durch die kontinuierliche
Schiene, welche innerhalb des Schiebers 2 ausgebildet ist.
Selbst wenn in diesem Fall eine Kraft, welche jede rollende Rolle 3 zwingt,
schräg
zu laufen, das heißt,
eine Kraft, welche bewirkt, dass die Drehachse jeder Rolle 3 schwingt,
auf die Rolle einwirkt, wirkt, da der Verbindungsabschnitt 33 des
Rollenverbinder 30 der vorliegenden Ausführungsform mit
den Abstandshaltern 32 an einer Stelle verbunden ist, an
welcher der Verbindungsabschnitt 33, welcher die Abstandshalter 32 miteinander
verbindet, die äußere Umfangsfläche jeder
Rolle 3 in der axialen Richtung in zwei im Wesentlichen
gleiche Teile teilt, wie in 17 dargestellt,
die Schwingkraft auf jede Rolle 3 auf die Weise, welche
durch die gestrichelten Linien um den Mittelabschnitt des Verbindungsabschnitts 33 dargestellt
ist, so dass sich der Verbindungsabschnitt 33 infolge der
Schwingkraft weder ausdehnt noch zusammenzieht. Folglich kann das
Problem, dass der Rollenverbinder 30 innerhalb der kontinuierlichen
Rollenumlaufbahn infolge der Ermüdung
des Verbindungsabschnitts 33 in einem frühen Betriebsstadium
bricht, vermieden werden, und es ist möglich, die gleichmäßige Zirkulation
der Rollen 3 innerhalb der kontinuierlichen Rollenumlaufbahn
für einen
längeren
Zeitraum aufrechtzuerhalten und die gleichmäßige Bewegung des Schiebers
in Bezug auf den Schienenstrang 1 sicherzustellen.
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Des Weiteren ist der Verbindungsabschnitt zum
Verbinden der Abstandshalter in diesem Fall des Rollenverbinders
der vorliegenden Ausführungsform nur
auf einer Seite der Linie von Rollen vorgesehen, weshalb die Größe des Rollenrücklaufkanals,
welcher im Schieber ausgebildet ist, im Vergleich zum herkömmlichen
Rollenverbinder, welcher auf beiden Endflächen jeder Rolle Rollenverbindungsabschnitte in
der axialen Richtung aufweist, reduziert sein kann und es ist daher
möglich
ist, die mechanische Steifigkeit des Schiebers bis zu diesem Grad
von Größenreduktion
zu verbessern.
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10 bis 14 zeigen einen Rollenverbinder gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie im Fall der ersten Ausführungsform
umfasst der Rollenverbinder 70 ein Verbindungselement 71,
welches aus einem flexiblen Kunstharzmaterial hergestellt ist, und
eine Mehrzahl von Rollen 8, welche entlang des Verbindungselements 71 zueinander
beabstandet angeordnet sind, wobei die Drehachsen der Rollen 8 parallel
zueinander gehalten sind. Das Verbindungselement 71 umfasst
eine Mehrzahl von Abstandshaltern 72, welche zwischen den
anstoßenden
Rollen angeordnet sind, und einen bandförmigen Verbindungsabschnitt 73 zum
Verbinden der Abstandshalter 72 miteinander, wobei jeder
Abstandshalter 72 mit einem Paar von konkaven Sitzen 74 versehen
ist, welche mit den anstoßenden
Rollen 8 in Gleitkontakt kommen. Des Weiteren ist jede
Rolle 8 auf der Umfangsfläche davon mit einer ringförmigen Nut 81 versehen,
um die Umfangsfläche
der Rollen in der axialen Richtung zu halbieren, so dass jeder Abstandshalter 72 in
diese ringförmige
Nut 81 passt und das Paar von konkaven Sitzen 74 mit
den Rollen 8 innerhalb der ringförmigen Nut 81 in Gleitkontakt
ist. Demgemäß wird jede
Rolle 8 durch die Abstandhalter 72 sowohl auf
der Vorder- als auch auf der Rückseite
in ihrer Rollrichtung eingekeilt und durch das Verbindungselement 71 drehbar gehalten,
während
die Bewegung der Rollen 8 in der axialen Richtung durch
die Abstandshalter 72, welche in die ringförmige Nut 81 eingepasst
sind, gestoppt gehalten wird.
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Des weiteren ist der Verbindungsabschnitt 73 wie
im Falle des Rollenverbinders 30 gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nur auf einer Seite der Linie von Rollen 8 auf
eine derartige Weise vorgesehen, dass der Rollenverbinder 70 auf
dieser Seite frei gebogen werden kann. Außerdem ist im Falle des Rollenverbinders 70 der
zweiten Ausführungsform
jeder Abstandshalter 72 mit einem Schlitz 75 versehen,
welcher so ausgebildet ist, dass er das Paar von konkaven Sitzen 74,
welche jeweils auf deren beiden Seiten ausgebildet sind, trennt,
wie in 13 und 14 dargestellt. Konkreter
ist dieser Schlitz 75 in jedem Abstandshalter 72 auf
der Seite gegenüber
dem Verbindungsabschnitt 73 ausgebildet.
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Wenn der Rollenverbinder 70 in
die kontinuierliche Rollenumlaufbahn des Schiebers 2 eingebunden
wird, und so eingebunden wird, dass der Verbindungsabschnitt 73 an
der Innenseite der kontinuierlichen Umlaufbahn zu liegen kommt,
dann öffnet sich
demgemäß jeder
Schlitz 75 weit, wenn sich der Rollenverbinder 70 innerhalb
der Richtungsänderungsbahn 52 in
der Form des Buchstaben U biegt, wie in 15 dargestellt, so dass der Abstandshalter 72,
welcher durch den Schlitz 75 halbiert ist, einen Zustand
aufrechterhalten kann, in welchem die konkaven Sitze 74 mit
jeder Rolle 8 in Gleitkontakt sind. Folglich halten die
Abstandshalter 72, welche innerhalb der Richtungsänderungsbahn 52 auf
beiden Seiten jeder Rolle 8 liegen, die Rollen 8 sicher
fest, wodurch sie die Stellung jeder Rolle 8, welche innerhalb
der Rollenumlaufbahn des Schiebers rollt, konstant stabilisieren.
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Das Verbindungselement 71,
welches mit den Abstandshaltern 72 und dem Verbindungsabschnitt 73 versehen
ist, wird durch Spritzgießen
eines Kunstharzmaterials gebildet, aber im Gegensatz zum Rollenverbinder 30 der
ersten Ausführungsform
wird jede Rolle 8 auf dem Verbindungselement 71 angebracht,
nachdem das Verbindungselement 71 durch Gießen geformt
wurde. Infolgedessen ist der Schlitz 75 im Fall des Rollenverbinders 70 der
zweiten Ausführungsform
in jedem Abstandshalter 72 ausgebildet, so dass im Gegensatz
zum Rollenverbinder der ersten Ausführungsform, welcher nicht mit
Schlitzen versehen ist, der Raum zwischen dem Paar von konkaven
Sitzen 74, welche die Rollen 8 festhalten, leicht
weit geöffnet
werden kann, wodurch jede Rolle 8 leicht zwischen den Abstandshaltern 72 angebracht
werden kann. Des Weiteren kann die Ersetzung der Rollen 8,
welche an dem Verbindungselement 71 angebracht sind, aus
demselben Grund leicht durchgeführt
werden, so dass die Größe der Vorlast
auf der linearen Führungseinheit
leicht eingestellt werden kann.
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16 ist
eine vergrößerte Schnittansicht, welche
einen Zustand darstellt, in welchem der Rollenverbinder 70 der
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in die kontinuierliche Rollenumlaufbahn
der linearen Führungseinheit,
welche in 1 und 2 dargestellt ist, eingebunden
ist. Wie im Falle des Rollenverbinders 30 der ersten Ausführungsform
steht auch beim Rollenverbinder 70 der zweiten Ausführungsform
der Verbindungsabschnitt 73, welcher die Abstandshalter 72 miteinander
verbindet, von den äußeren Umfangsflächen der
Rollen 8 vor, so dass er innerhalb der Gleitraumnuten 47, welche
in den Lastrolloberflächen 43a und 43b des Schiebers 2 ausgebildet
sind, und auch in den Gleitraumnuten 48, welche in den
Rollenrücklaufkanälen 44a und 44b ausgebildet
sind, aufgenommen wird. Wo der Rollenverbinder 70 durch
die kontinuierliche Rollenumlaufbahn des Schiebers 2 zirkuliert,
kann der Verbindungsabschnitt 73 des Rollenverbinders 70 der
zweiten Ausführungsform
folglich stets durch die Gleitraumnuten 47 und 48 auf
der Seite des Schiebers 2 geführt werden.
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Wie im Falle des Rollenverbinders 30 der ersten
Ausführungsform
ist der Rollenverbinder 70 dieser zweiten Ausführungsform
so aufgebaut, dass der Verbindungsabschnitt 33, welcher
die Abstandshalter 32 miteinander verbindet, mit jedem
Abstandshalter 32 an einer Stelle verbunden ist, an welcher der
Verbindungsabschnitt 33 die äußere Umfangsfläche jeder
Rolle 3 in der axialen Richtung in zwei im Wesentlichen
gleiche Teile teilt, und ist des Weiteren nur auf einer Seite der
Linie von Rollen vorgesehen, so dass die zweite Ausführungsform
der Erfindung dieselbe Funktionsweise und Wirkung wie im Fall der ersten
Ausführungsform
erzeugt.
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Da die Abstandshalter 72,
welche einstückig mit
dem Verbindungsabschnitt 73 ausgebildet sind, die axiale
Bewegung jeder Rolle 8 stoppen, wenn der Verbindungsabschnitt 73 durch
die Gleitraumnuten 47 und 48 geführt wird,
werden zusätzlich
zu dem Vorhergesagten des Weiteren auch die Rollen 8 durch
diese Gleitraumnuten 47 und 48 geführt, wobei die
axiale Bewegung jeder Rolle durch die kontinuierliche Rollenumlaufbahn
durch die Gleitraumnuten 47 und 48 verhindert
werden kann. Wo der Rollenverbinder 70 der zweiten Ausführungsform
in die kontinuierliche Rollenumlaufbahn der linearen Führungseinheit zur
Verwendung eingebunden wird, kann die kontinuierliche Zirkulation
der Rollen daher gleichmäßig geführt werden,
ohne dass Rollenführungen 45 auf
beiden Seiten der Lastrolloberflächen 43a und 43b bereitgestellt
werden müssen, um
die beiden Endflächen
jeder Rolle 8 zu führen,
wodurch der Aufbau der linearen Führungseinheit vereinfacht wird.
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In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass
der Rollenverbinder 70 der zweiten Ausführungsform innerhalb der Richtungsänderungsbahn 52 des
Schiebers infolge der Bereitstellung des Schlitzes 75 in
jedem Abstandshalter 72 gleichmäßig gebogen werden kann, aber
auch der Rollenverbinder 30 der ersten Ausführungsform
ebenso dazu imstande ist, wenn derselbe Schlitz in jedem Abstandshalter 32 des
Rollenverbinders 30 gebildet wird.
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Des Weiteren sind das Verbindungselement 31 der
ersten Ausführungsform
und das Verbindungselement 71 der zweiten Ausführungsform
aus einem Kunstharzmaterial hergestellt, aber die Abstandshalter 32 und
der Verbindungsabschnitt 33, welche das Verbindungselement 31 bilden,
oder die Abstandshalter 72 und der Verbindungsabschnitt 73, welche
das Verbindungselement 71 bilden, können durch Verwenden desselben
Materials oder verschiedener Materialien einstückig miteinander gebildet werden.
Wenn verschiedene Materialien verwendet werden, ist es vorzuziehen,
dass das Material zur Bildung des Verbindungsabschnitts 33 (73)
bessere Abriebschutzeigenschaften aufweist als das für den Abstandshalter 32 (72).
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Wie bereits erwähnt ist der Verbindungsabschnitt,
welcher die Abstandshalter verbindet, welche zwischen den anstoßenden Rollen
angeordnet sind, gemäß dem Rollenverbinder
der vorliegenden Erfindung und der linearen Führungseinheit, welche denselben
verwendet, mit jedem Abstandshalter an einer Stelle verbunden, an
welcher er die äußere Umfangsfläche jeder
Rolle in der axialen Richtung in im Wesentlichen gleiche Teile teilt,
so dass der Verbindungsabschnitt nicht infolge einer Kraft, welche
die rollenden Rollen zwingt, schräg zu laufen, in einem frühen Betriebsstadium
ermüdet,
mit den Vorteilen, dass kein Bruch des Rollenverbinders innerhalb
der kontinuierlichen Rollenumlaufbahn der linearen Führungseinheit
zu befürchten
ist und es möglich
ist, die gleichmäßige Bewegung
des Schiebers in Bezug auf den Schienenstrang für einen längeren Zeitraum sicherzustellen.
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Wo der Rollenverbinder der vorliegenden
Erfindung in die kontinuierliche Rollenumlaufbahn des Schiebers
der linearen Führungseinheit
eingebunden wird, ist es dadurch ferner möglich, die Querschnittsfläche der
endlosen Rollenumlaufbahn für
den Durchgang der Rollen schmäler
zu machen als jene des herkömmlichen
Rollenverbinders. Folglich wird es möglich, die Abnahme der Steifigkeit
des Schiebers zu verhindern, wodurch die Bewegungsgenauigkeit und
Lasttragfähigkeit
des Schiebers verbessert und der Schieber außerdem auf einfache Weise kompakt
gemacht werden kann.