DE3303832C2

DE3303832C2 - Linearlager mit umlaufenden Kugeln

Info

Publication number: DE3303832C2
Application number: DE3303832A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokio/Tokyo Teramachi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-02-13
Filing date: 1983-02-04
Publication date: 1985-11-07
Also published as: IT8347698A0; GB2119034A; IT1167076B; FR2521663A1; DE3303832A1; GB8303433D0; FR2521663B1; US4595244A; GB2119034B

Abstract

Ein Linearlager mit umlaufenden Kugeln, das Belastungen widerstehen kann, die auf das Linearlager von oben, von unten und von entgegengesetzten Querrichtungen aus wirken, wenn dieses entlang einer Führungsschiene mit T-förmigem Querschnitt rollt, weist einen Lagerkörper mit umgekehrt U-förmigem Querschnitt auf, an dessen Innenoberfläche gegenüberliegende Paare von Kugellaufbahnen in Längsrichtung ausgebildet sind. Jedes Paar von Kugellaufbahnen weist einen vertikalen Abstand von dem anderen Paar auf und ist in Richtung auf dieses andere Paar unter einem Winkel angeordnet. Ein Kugelrücklaufkanal erstreckt sich in Längsrichtung in der Nähe jeder Kugellaufbahn durch den Lagerkörper. Zwei Endkappen, die an gegenüberliegenden Enden des Lagerkörpers befestigt sind, sind jeweils in zwei seitliche Hälften unterteilt. Jede Hälfte jeder Endkappe weist auf der Innenfläche zwei Haarnadelkanäle auf, die jeweils eine Kugellaufbahn und einen benachbarten Kugelrücklaufkanal verbinden, um ein Umlaufen einer Gruppe von Wälzlagerkugeln durch diese Teile zu ermöglichen. Zwei Käfige mit W- oder Z-förmigem Querschnitt erstrecken sich entlang der jeweiligen Paare von Kugellaufbahnen auf dem Lagerkörper, um die Wälzlagerkugeln rollend an dem Lagerkörper zu halten. Die Käfige sind geschlitzt, damit die Kugeln teilweise durch diese Schlitze hindurch in Rolleingriff mit den Kugellaufbahnen auf der Führungsschiene vorspringen können. Die in Segmente unterteilten Endkappen und die getrennten Käfige .....

Description

nicht zur Befestigung der Käfige, sondern diese Käfige sind durch getrennte Befestigungselemente, beispielsweise Schrauben, an dem Lagerkörper befestigt

Durch den Fortfall der getrennten Befestigungsmittel für die Käfige kann bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Linearlagers weiterhin der Raumbedarf wesentlich verringert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert

In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Endansicht einer ersten Ausführungsform des Linearlagers mit umlaufenden Lagerkugeln, wobei dieses Linearlager zusammen mit einer Führungsschiene gezeigt ist, entlang der das Linearlager abrollt,

F i g. 2 eine bruchstückhafte Draufsicht auf die Ausführungsform des Linearlagers und der Führungsschiene,

F i g. 3 eine Seitenansicht von rechts auf das Linearlager nach F ig. 1,

F i g. 4 eine Längsschnittansicht durch das Linearlager entlang der Linie IV-IV nach F i g. 1,

Fig.5 eine Querschnittsansicht durch das Luiearlager entlang der Linie V-V nach F i g. 4, wobei das Linearlager zusammen mit der Führungsschiene gezeigt ist,

F i g. 6 eine bruchstückhafte Schnittansicht durch das Linearlager entlang der Linie VI-VI nach F i g. 5, wobei diese Ansicht insbesondere eine der geschlossenen Bahnen für den Umlauf der Wälzlagerkugeln zeigt,

F i g. 7 eine Innenansicht der in Segmente unterteilten Endkappe,

F i g. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie X-X nach F i g. 7, die eines der Endkappensegmente zeigt,

F i g. 9 eine Ansicht eines der beiden Käfige des Linearlagers nach F i g. 1,

Fig. 10 eine Schnittansicht durch den Käfig entlang

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UCf diine λμ-λιι uacii r ι g. r,

F i g. 11 eine bruchstückhafte Schnittansicht durch den Käfig entlang der Linie XIII-XIII nach F i g. 9,

Fig. 12 eine Endansicht der Führungsschiene zur Verwendung mit dem Linearlager nach F i g. 1,

Fig. 13 eine Qurschnittsansicht durch eine abgeänderte Ausführungsform des Linearlagers nach F i g. 1, wobei dieses modifizierte Linearlager zur Verwendung mit der dargestellten breiteren Führungsschiene ausgebildet ist,

Fig. 14 eine teilweise im Quersschnitt gezeigte Endansicht einer weiteren Ausführungsform des Linearlagers mit umlaufenden Kugeln, wobei dieses Linearlager zusammen mit einer Führungsschiene gezeigt ist,

Fig. 15 eine Seitenansicht des Linearlagers und der Führungsschiene nach F i g. 16.

F i g. 16 eine Innenansicht einer von zwei in Segmente unterteilten Endkappen des Linearlagers nach F i g. 16,

Fig. 17 eine Schnittansicht entlang der Linie XIX-XIX nach Fig. 16, die eines der Endkappensegmente zeigt,

Fig. 18 eine perspektivische vergrößerte Ansicht eines der Endkappensegmente nach den F i g.': 6 und 17,

F i g. 19 eine Ansicht eines der beiden Käfige des Linearlagers nach F i g, 14,

F i g. 20 eine Querschnittsansicht durch den Käfig entlang der Linie XXII-XXII nach F i g. 19.

In den Fig. 1 bis 12 ist eine erste Ausführungsform des Linearlagers mit umlaufenden Lagerkugeln dargestellt. Es wird zunächst auf die F i g. 1 bis 6 Bezug genommen, um den allgemeinen Aufbau des insgesamt mit 20 bezeichneten Linearlageis kurz zu erläutern. Es ist zu erkennen, daß das Linearlager 20 in den F i g. 1, 2,5 und 6 zusammen mit einer Führungsschiene 22 gezeigt ist. Das Linearlager 20 ist rittlings auf dieser Führungsschiene derart befestigt daß es in jeder Richtung auf dieser Führungsschiene rollen kann.

Das Linearlager 20 mit umlaufenden Lagerkugeln gemäß den F i g. 1 bis 6 umfaßt allgemein folgende Teile:

1. einen Lagerkörper 24, der im wesentlichen eine umgekehrt U-förmige Querschnittsform aufweist und mit zwei gegenüberliegenden Paaren von Kugellaufbahnen 26 und 26' (F i g. 5 und 6) mit bogenförmigem Querschnitt die in Längsrichtung auf den Innenoberflächen des Lagerkörpers ausgebildet sind, und mit zwei zugehörigen Paaren von Kugelrücklaufkanälen 28 und 28' versehen ist, die sich in Längsrichtung durch den Lagerkörper in der Nähe der jeweiligen Kugellaufbahnpaare 26,26' und parallel zu diesen erstrecken;

2. zwei in Segmente unterteilte Endkappen 30 und 30', die jeweils im wesentlichen c"v gleiche Form und Größe wie der Querschnitt des L'gerkörpers 24 aufweisen und die durch Verschrauben oder auf andere Weise an den gegenüberliegenden Enden des Lagerkörpers befestigt sind, wobei jede Endkappe vier haarnadelförmige Kanäle oder Nuten 32 und 32' (F i g. 5 und 6) aufweist, die auf der Innenoberfläche ausgebildet sind und jeweils eine Kugellaufbahn 26,26' und einen benachbarten Kugelrücklaufkanal 28,28' miteinander verbinden;

3. vier Gruppen von Wälzlagerkugeln 34, die getrennt entlang der vier Kugellaufbahnen 26 und 26' und durch die vier Kugelrücklaufkanäle 28 und 28' umlaufen können, die über die jeweiligen Haarnadelkanäle 32 und 32' miteinander in Verbindung stehen;

4. zwei Käfige 36 und 36' (F i g. 4 bis 6), die sich jeweils entlang eines Paares von Kugellaufbahnen 26,26' erstrecken, um die Wälzlagerkugein 34 rollend in einer derartigen Weise festzuhalten, daß ihr Rolleingriff mit der Führungsschiene 22 ermöglicht wtrd.

Bis auf die Wälzlagerkugeln werden alle vorstehend genannten Bauteile des Linearlagers 20 sowie d'e Führungsschiene 22 ausführlicher im folgenden noch näher erläutert.

Lagerkörper

F i g. 5 läßt die Geometrie des Lagerkörpers 24, der das grundlegende lasttragende Teil des Linearlagers 20 mit umlaufenden Lagerkugeln bildet, klarer erkennen. Dieser Lagerkörper umfaßt einen allgemein ebenen BrückeR'ii>38, der horizontal über der Führungsschiene 22 gemäß den Fig. 1, 2, 5 und 6 liegt, sowie zwei Fußplatten 40, die voi. den gegenüberliegenden Seiten des Brückenteils über dessen gesamte Länge herabhängen. Der Brückentcll 38 und die beiden Fußplatten 40 können so betrachtet werden, daß sie zusammen einen allgemein rechtwinkligen Raum umgrenzen. Der Lagerkörper 24 schließt weiterhin zwei flügelförmige Ansätze 44 ein, die sich seitlich von seinen gegenüberliegenden Seiten aus erstrecken. Diese flügeiförmigen Ansätze 44 weisen eine geeignete Anzahl von Befestigungslöchern auf, die in Vertikalrichtung durch die Ansätze hindurch ausgebildet sind. Diese Oefestigungslöcher dienen zur Befestigung des Lagerkörpers an einem über die Führungsschiene zu bewegenden Gegenstand mit Hilfe von Schrauben, die durch die Löcher hindurchlaufen.

In den beiden Fußplatten 40 des Lagerkörpers sind Ausnehmungen in den gegenüberliegenden inneren Seitenflächen ausgebildet, wobei sich jede Ausnehmung über die gesamte Länge des Lagerkörpers erstreckt und eine angenähert trapezförmige Querschnittsform aufweist Die bereits erwähnten zwei Paare von Kugellaufbahnen 26, 26' sind jeweils an beiden Seiten einer der Ausnehmungen angeordnet. Damit sind die Kugellaufbahnen jedes Paares in vertikalem Abstand voneinander und parallel zueinander angeordnet. Weiterhin ist jede Kugellaufbahn mit einem Radius gekrümmt, der angenähert gleich dem jeder Kugel ist, die auf dieser Kugellaufbahn rollen soll.

F i g. 5 zeigt weiterhin klar die Anordnung der beiden Paare von Kugelrücklaufkanälen 28 und 28', die sich in Längsrichtung durch den Lagerkörper 24 oder, genauer gesagt, durch seine Fußplatten 40 erstrecken. Der Durchmesser jedes Kugelt ücklaufkanais ist etwas größer als der Durchmesser jeder Kugel 34 ausgebildet, damit die Kugeln durch diese Kugelrücklaufkanäle mit minimalem Widerstand hindurchlaufen können.

Es ist weiterhin zu erkennen, daß die beiden Fußplatten 40 des Lagerkörpers 24 jeweils eine sehr erhebliche Stärke oder Querabmessung aufweisen. Obwohl die beiden Paare von Kugelrücklaufkanälen 28 und 28' zum größten Teil in den Fußplatten 40 liegen, rufen sie damit keine wesentliche Verringerung der Steifigkeit oder Festigkeit hervor. Die große Stärke der Fußplatten 40 dient zur Vergrößerung ihrer Steifigkeit und verhindert damit eine Verformung nach außen unter Lasteinwirkungen.

Endkappen

Die F i g. 1 und 7 zeigen eines der Paare von Endkapoen 30 und 3Q\ die 3Π den ^£Te^tTenubsr!ie^ofenden Enden des Lagerkörpers 24 befestigt sind. Weil beide Endkappen identisch sind, wird lediglich eine dieser Endkappen, und zwar die Endkappe 30, ausführlich beschrieben, wobei verständlich ist daß die gleiche Beschreibung auch für die andere Endkappe 30' gilt

Anhand der Fig. 1 und 7, die die Außen- bzw. Innenseite der Endkappe 30 zeigen, ist zu erkennen, daß die Endkappe in zwei seitliche Hälften oder Segmente 50 unterteilt ist Die Endkappensegmente werden getrennt beispielsweise durch Spritzguß eines Kunstharzes oder durch Druckguß aus einem Metall oder einer Legierung hergestellt Jedes Endkappensegment weist im wesentlichen die Form eines L auf. Die beiden Segmente bilden zusammen die ufi.gekehrt U-förmige Endkappe 30. Obwohl die Endkappe angenähert die gleiche Form und Größe aufweist wie der Querschnitt des Lagerkörpers 24, entsp-echen die Innenkanten der Endkappe, die einen allgemein rechtwinkligen Raum 52 begrenzen, besonders genau in ihrer Form den Innenoberfiächen des Lagerkörpers im Querschnitt Entsprechend weisen die beiden herabhängenden Teile der Endkappe Ausnehmungen 54 in den gegenüberliegenden Innenkanten auf, die den Ausnehmungen des Lagerkörpers entsprechen. Üblicherweise ist die Endkappe an dem Lagerkörper beispielsweise durch Innensechskantschrauben 56 befestigt wie dies am besten aus F i g. 4 zu erkennen ist

In der Innenfläche der Endkappe 30, die in direkter Berührung mit einer der Endflächen des Lagerkörpers 24 steht sind die beiden Paare von Haarnadelkanälen oder -nuten 3:2 und 32' ausgebildet, die die KugeUaufbahnen 26 und 26' und die Kugelrücklaufkanäle 28 und 28' in einer Weise miteinander verbinden, die am besten aus F i g. 6 zu erkennen ist. Die Haarnadelkanäle 32 und 32' sind nicht nur in der Ebene nach F i g. 6 gekrümmt, sondern auch in der unter rechten Winkeln hierzu verlaufenden Ebene, wie in F i g. 7 gezeigt.
Wie dies in F i g. 7 zu erkennen ist, sind die Haarnadelkanäle 32, 32' jedes Paares zweiseitig symmetrisch bezüglich der horizontalen Ebene X'-X', die durch den Mittelpunkt 0' des Raumes 52 verläuft, der durch die Innenkanten der Endkappe 30 begrenzt ist Eine Linie

ίο V-V, die eine Tangente an jeden Haarnadelkanal 32, 32' an demjenigen Ende bildet, das sich zu einer der Kugellaufbahnen an dem Lagerkörper öffnet, verläuft unter einem Winkel von 45° zur horizontalen Ebene X'-X'. Jeder Haarnadelkanal krümmt sich schwach ausgehend von diesem Ende zum anderen in Richtung auf die horizontale Ebene X'-X'und endet an dem Punkt, an dem sich der Kanal in einen der Kugelrücklaufkanäle in dem Lagerkörper öffnet.

Es ist damit zu erkennen, daß jeder Haarnadelkanal 32, 32' in der Endkappe 30 gegenüberliegende Enden aufweist, die sich zu einem Ende einer Kugellaufbahn 26,26' und zu einem Ende eines Kugelrücklaufkanals 28, 28' hin öffnen, so daß sie als Haarnadelkurve zwischen diesen Teilen dienen. Die anderen Enden der Kugellaufbahnen und der Kugelrücklaufkanäle sind selbstverständlich in gleicher Weise über entsprechende HaarnadelkanLie in der anderen Endkappe 30' miteinander verbunden. Entsprechend bilden jede Kugellaufbahn und ein benachbarter Kugelrücklaufkanal zusammen mit den beiden zugehörigen Haarnadelkanälen eine geschlossene Bahn gemäß Fig.6 für den Umlauf einer Gruppe von Wälzlagerkugeln.

Die als Beispiel beschriebene Endkappe 30 nach F i g. 7 weist weiterhin zwei Haltenuten 58, 58' auf der Innenoberfläche auf. Jede Haltenut 58,58' ist zur engen Aufnahme eines der in Län^srichtun" "s^snübs

den Enden eines der Käfige 36 und 36' bestimmt so daß sie die exakte Querschnittsform jedes Käfigs aufweist Die Querschnittsform jedes Käfigs 36, 36' wird noch erläutert Die Form jeder Haltenut wird außerdem aus der folgenden Beschreibung der Käfige verständlich. An dieser Stelle soll es daher ausreichend sein festzustellen, daß die Haltenuten 58 und 58' Abschnitte aufweisen, die sich über die jeweiligen Paare von Haarnadelkanälen 32 und 32' an deren Enden erstrecken, die sich zu den Kugellaufbahnen des Lagerkörpers hin öffnen. Wie dies in F i g. 8 gezeigt ist weisen die Haltenuten 58 und 58' eine Tiefe £>auf, die größer als die halbe Stärke der Endkappe 30 ist

Käfige

Die Fig.9 bis 11 zeigen ausführliche Darstellungen eines Käfigs 36 und 36' des Käfigpaares zur Führung der Wälzlagerkugeln 34 entlang der jeweiligen Paare von Kugellaufbahnen 26 und 26' auf dem Lagerkörper. Beide Käfige können von identischer Konstruktion sein, so daß lediglich der Käfig 36 ausführlich beschrieben wird, wobei davon auszugehen ist daß die gleiche Beschrei-

eo bung auch für den anderen Käfig 36' gilt

Der Käfig 36 wird durch Pressen eines Streifens aus Stahl oder ähnlichem starrem Material auf eine V-förmige Querschnittsform hergestellt wobei zwei divergierende Stegteiie 60 gebildet werden. Weiterhin wird bei dieser speziellen Ausführungsform der Käfig 36 so gebildet, daß er Flansche 62 und 64 einschließt, die sich entlang seiner gegenüberliegenden Seiten erstrecken und ungefähr rechtwinklig von diesen abgebogen sind.

Die Flansche dienen dazu, dem Käfig eine zusätzliche Steifigkeit zu verleihen. Insgesamt weist daher der Käfig 36 eine allgemein W-förmige Querschnittsform auf, wie dies am besten aus Fig. 10 zu erkennen ist. Dieser Querschnittsform des Käfigs entspricht der Form jeder Haltenut 58,58' in jeder Endkappe 30,30'. Der Käfig 36 ist gen>-£i innerhalb der beiden Kugellaufbahnen 26 auf dem Lagerkörper 24 dadurch befestigt, daß seine gegenüberliegenden Enden mit Preßsitz in die Haltenuten 58 in den Endkappen 30 und 30' eingesetzt sind, wie dies klar aus den F i g. 4 bis 6 zu erkennen ist.

In jedem der divergierenden Stegteile 60 des Käfigs ist ein Schlitz 66 in Längsrichtung ausgebildet. Jeder Schlitz 66 weist eine Breite auf, die in geeigneter Weise kleiner als der Durchmesser der Wälzlagerkugeln 34 ist. Genauer gesagt, muß die Breite jedes Schlitzes derart sein, daß die Wälzlagerkugeln beim Entlangrollen auf den Kugellaufbahnen 26 und 26' teilweise durch die Schlitze hindurch nach innen in Rollberührung mit der Führungsschiene 22 vorspringen, wie dies in den F i g. 5 und 6 gezeigt ist.

Der Käfig 36 ist weiterhin so geformt, daß er zwei Zungen 68 an den gegenüberliegenden Enden jedes Schlitzes 66 aufweist. Jede Zunge 68 ist von der Ebene des entsprechenden Stegteils 60 in Richtung auf die Führungsschiene 22 weggebogen, so daß sie eine Verlängerung eines der Haarnadelkanäle in den Endkappen bildet Wie dies aus einer Betrachtung der F i g. 6 am besten zu erkennen ist, sind die Zungen (in dieser Figur mit 68' bezeichnet) des Käfigs dazu bestimmt, einen gleichförmigen Übergang der Wälzlagerkugeln 34 zwischen den Kugellaufbahnen auf dem Lagerkörper und den Haarnadelkanälen in den Endkappen zu ermöglichen.

Damit erfüllen die beiden Käfige 36 und 36' mit den Zungen 68 und 68' die wichtige Aufgabe der Führung der Wälzlagerkugeln entlang der Kugellaufbahnen und zu den Haarnadelkanälen und von diesen fort Die Steifigkeit und Festigkeit der beiden Käfige muß für diese Funktion ausreichend hoch sein. Die aus Stahl hergestellten Käfige können daher durch eine geeignete Wärmebehandlung gehärtet werden.

Die F i g. 5 zeigt am besten die Lage der beiden Käfige 36 und 36', wenn sie an ihrem Platz auf dem Lagerkörper 24 befestigt sind, wobei die gegenüberliegenden Enden mit den W-förmigen Haltenuten in den beiden Endkappen in Eingriff stehen.

Führungsschiene

In Fig. 12 ist in etwas vergrößertem Maßstab die Führungsschiene 22 für das Linearlager 20 mit umlaufenden Kugeln gezeigt, das in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet ist Die Führungsschiene kann von dem Typ sein, der allgemein als T-Schiene bezeichnet ist und einen Kopf 70, einen Steg 72 und einen Fuß 74 aufweist An dem Kopf 70 der Führungsschiene sind zwei Paare von Kugellaufbahnen 76 und 76' in Längsrichtung der Führungsschiene ausgebildet, die in einen relativen Rolleingriff mit den jeweiligen Gruppen von Wälzlagerkugeln 34 an den entsprechenden Paaren der Kugellaufbahnen an dem Lagerkörper gelangen.

In Querschnittsrichtung oder vom Ende aus gesehen, wie in F i g. 12, ist jede Kugellaufbahn auf der Führungsschiene 22 ebenfalls mit einem Radius gekrümmt, der gleich dem jeder Wälzlagerkugel ist Weiterhin sind die Ebenen, die durch die längsgerichteten Mittellinien der Kueellaufbahnen 76 und 76' und die Mittelpunkte der damit in Rolleingriff stehenden Wälzlagerkugeln 34 verlaufen, jeweils auf einen Winkel von 45° zu der horizontalen Ebene eingestellt, um eine möglichst große Lasttragfähigkeit des Linearlagers 20 in jeder möglichen Richtung der Einwirkung der Last zu erzielen.

Die Führungsschiene 22 weist eine erforderliche Anzahl von gegengesenkten Bohrungen 78 unter in Längsrichtung verteilten Abständen auf, wie dies ebenfalls aus F i g. 2 zu erkennen ist. Diese Bohrungen dienen zur

ίο Aufnahme geeigneter Befestigungselemente zur Befestigung der Führungsschiene auf dem Bett einer Werkzeugmaschine oder auf einem gewünschten Teil irgendwelcher anderer Maschinen.

Betriebsweise der ersten Ausführungsform

Bei der Anwendung des Linearlagers 20 mit umlaufenden Kugeln wird der Lagerkörper 24 an einem gewünschten Gegenstand, der gegenüber dem Teil, auf dem die Führungsschiene 22 angeordnet ist, bewegbar sein soll, mit Hilfe von Befestigungselementen befestigt, die durch Befestigungslöcher in den flügeiförmigen Ansätzen 44 des Lagerkörpers hindurchlaufen. Wenn sich das Linearlager 20 in einer der beiden Richtungen entlang der Führungsschiene 22 bewegt, so rollen die vier Gruppen von Wälzlagerkugeln 34 zwischen den Kugellaufbahnen 26 und 26' auf dem Lagerkörper 24 und den Kugellaufbahnen 76 und 76' auf der Führungsschiene 22 unter der Führung durch die beiden Käfige 36 und 36' ab. Am hinteren Ende des Lagers lenken die Zungen 68 und 68' der Käfige die aufeinanderfolgenden Kugeln in die Haarnadelkanäle 32 und 32' in einer der Endkappen 30 und 30'. Die Lagerlast wird bei der Bewegung der Kugeln in die Haarnadelkanäle nicht mehr länger auf diese Kugeln übertragen.

Die Wälzlagerkugeln treten dann in die Kugelrücklaufkanäie 28 und 28' in dem Lagerkörper ein und durchlaufen diese Kanäle in einer Richtung, die der Bewegungsrichtung des Linearlagers gegenüber der Führungsschiene entspricht Die Kugeln treten dann über die Haarnadelkanäle 32 und 43' in der Endkappe am vorderen Ende des Lagers erneut in den Raum zwischen den Kugellaufbahnen 26 und 26' auf dem Lagerkörper und den Kugellaufbahnen 76 und 76' auf der Führungsschiene ein und tragen erneut die Last auf dem Lager 20. Wie dies aus dem Vorstehenden zu erkennen ist, laufen die vier Gruppen von Wälzlagerkugeln 34 entlang der jeweiligen geschlossenen Bahnen um, die durch die Kugellaufbahnen 26 und 26' auf dem Lagerkörper und die Kugellaufbahnen 76 und 76' auf der Führungsschiene, die Haarnadelkanäle 32 und 32' in den Endkappen und die Kugelrücklaufkanäle 28 und 28' in dem Lager* körper gebildet werden. Die Richtung, in der die Kugeln entlang dieser geschlossenen Bahn rollen, hängt selbstverständlich von der Bewegungsrichtung des Linearlagers 20 auf der Führungsschiene 22 ab.

Modifikation der ersten Ausführungsform

F i g. 13 zeigt eine Ausführungsform des Linearlagers mit umlaufenden Kugeln in einer Ausgestaltung für eine Führungsschiene 22a mit erheblich größerer Breite als die Führungsschiene 22, die im vorangehenden Ausführungsbeispiel verwendet wurde. Die breite Führungsschiene 22a ist zur Verwendung mit einem beweglichen Gegenstand 80 mit entsprechend großer Breitenabmessung bestimmt, wobei dieser Gegenstand einen Teil einer Werkzeugmaschine, eines Bürogerätes oder irgend-

ν 9 10

einer anderen Maschine oder Ausrüstung bilden kann. der einen Endkappe 130 dar, wobei die andere Endkap-

·;! Das allgemein mit 20a bezeichnete Linearlager mit pe 130' eine entsprechende Konstruktion aufweist Die

umlaufenden Kugeln ist lediglich hinsichtlich seines Endkappe 130 ist in zwei seitlichen Hälften 150 unter-

⁵V Lagerkörpers modifiziert, um die Verwendung mit der teilt, die jeweils zwei Haarnadelkanäle 132, 132' und

('! breiten Führungsschiene 22a zu ermöglichen. Der La- 5 eine Haltenut 158,158' auf der Innenoberfläche aufwei-

U gerkörper ist in Längsrichtung in zwei Hälften 24a auf- sen. Die Haarnadelkanäle 132 und 132' sind identisch zu

T' geteilt, obwohl *in einstückiger Lagerkörper in Abhän- den Haarnadelkanälen der Ausführungsform nach den

gigkeit von der Steifigkeit des beweglichen Gegenstan- F i g. 1 bis 12, während die Haltenuten 158 und 158' hindes 80 verwendet werden könnte. Die Lagerkörper- sichtlich ihrer Form geringfügig modifiziert sind, um sie Hälften 24a sind getrennt an dem Gegenstand 80 mit io an die abgeänderte Querschnittsform der noch zu erläu-Hilfe von Innensechskantschrauben 82 befestigt und ternden Käfige 136,136' anzupassen, stehen jeweils mit der Führungsschiene 22a über zwei Mit 194 sind zwei Nuten bezeichnet, die sich von halb-

Gruppen von Wälzlagerkugeln 34 in Rolleingriff. kreisförmigen Ausnehmungen 1% in den gegenüberlie-

Es sei daran erinnert, daß das Linearlager 20 nach den genden Innenkanten der Endkappenhälften 150 zu den F i g. 1 bis 10 die zwei getrennten Käfige 36 und 36' und 15 oberen Haarnadelkanälen 132 und 132' erstrecken. Di:^sdie beiden Endkappen 30 und 30' aufweist, die jeweils in se Nuten 194 dienen dazu, Fett in die Kugelbahnen des Hälften 50 unterteilt sind. Diese Bauteile des Lagers Linearlagers einzuleiten. Die Ausnehmungen 196 bilden erfordern keine Abänderung und können damit ohne £usamu"ici"i eine Bohrung für die Aufnahme eines weiteres bei dem aufgeteilten Lager 20a nach Fig. 13 Schmiernippels 198nachFig. 15. verwendet werden. Wie die getrennten Käfige und in 20 Wie dies aus den Fig. 19 und 20 zu erkennen ist, ist Segmente unterteilten Endkappen mit den geteilten jeder Käfig 136 in der Hinsicht den Käfigen 36 und 36' Lagerkörper-Hälften 24a kombiniert werden, ergibt ähnlich, daß er zwei divergierende Stegteile 160 mit sich ohne weiteres aus der vorstehenden Beschreibung einem in Längsrichtung in jedem Stegteil ausgebildeten des Linearlagers 20 und bei Betrachtung der F i g. 13. Schlitz 166 sowie mit zwei Zungen 168 an den gegen-

Die übrigen konstruktiven Einzelheiten des modifi- 25 überliegenden Enden jedes Schlitzes aufweist Im Gezierten Linearlagers 20a können identisch zu denen des gensatz zu den Käfigen 36 und 36' weist jeder Käfig 136 Lagers 20 sein. Die Betriebsweise entspricht ebenfalls lediglich einen Flansch 164 entlang einer seiner Seiten dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel. auf. Jeder Käfig weist damit einen angenähert Z-förmi-

gen Querschnitt auf. Bei dem zusammengebauten Line-

Zweite Ausführungsform 30 arlager 120 werden die beiden Käfige 136 im Inneren

des Lagerkörpers 124 dadurch gehaltert, daß ihre ge-

Die F i g. 14 bis 20 zeigen eine zweite Ausführungs- genüberliegenden Enden mit engem Sitz in den Haiteform des Linearlagers mit umlaufenden Kugeln. Diese nuten 158 und 158' der beiden Endkappen 130 und 130' Ausführungsform des allgemein mit 120 in den F i g. 14 gemäß den F i g. 16 bis 18 gehaltert sind, wie dies auch und 15 bezeichneten Linearlagers weist Einrichtungen 35 bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zur Abdichtung der gegenüberliegenden Enden und ge- der Fa!) war.

genüberliegenden Seiten des Lagers gegen das Eindrin-

gen von Staub und anderen Fremdkörpern auf. Mit Aus- Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

nähme der Staubschutzeinrichtungen entsprechen die

verschiedenen Teile des Linearlagers 120 im wesentli- 40 chen denen des Linearkgers 20 nach den Fig. 1 bis 12. Diese Teile des Linearlagers 120 werden daher mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wie sie zur Bezeichnung entsprechender Teile des Lagers 20 verwendet wurden, wobei jedoch die Zahl »1« vor diese Bezugszif- 45 fern gesetzt wird.

Wie es aus den Fig. 14 und 15 zu erkennen ist weist das Linearlager 120 einen Lagerkörper 124 mit umgekehrt U-förmigem Querschnitt auf, der rittlings über einer Führungsschiene 122 über vier Gruppen von 50 Wälzlagerkugeln 134 (siehe Fig. 14) befestigt ist Die Kugeln 134 rollen entlang den gegenüberliegenden Kugellaufbahnen auf dem Lagerkörper 124 und an der Führungsschiene 122 und sind durch zwei Käfige 136 gehalten, deren Form geringfügig von der der Käfige 36 55 und 36' der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 12 abweicht Zwei Endkappen 130 und 130', die an gegenüberliegenden Enden des Lagerkörpers 124 befestigt sind, sind hinsichtlich der Form ihrer inneren Oberfläche ebenfalls geringfügig modifiziert Sowohl die Käfige 136 60 als auch die Endkappen 130 und 130' werden daher im folgenden ausführlicher erläutert

Das Linearlager 120 weist insbesondere zwei Enddichtungen 190 und 190' und zwei Seitendichtungsn 192 und 192' auf. Die Konstruktion, die Anordnung und die 55 Funktionen dieser Dichtungseinrichtungen werden ebenfalh im folgenden erläutert Die F i g. 16 bis 18 stellen ausführliche Darstellungen

Claims

1 2 und in einer Vielzahl von anderen Maschinen oder GePatentansprüche: raten verwendet, bei denen ein Teil gegenüber einem anderen hin- und herbewegt werden muß.

1. Linearlager mit umlaufenden Kugeln, mit eimern Bei einem bekannten Linearlager der eingangs ge-Lagerkörper mit im wesentlichen umgekehrt U-för- 5 nannten Art (DE-OS 29 45 594) erfolgt die Umlenkung migem Querschnitt mit zwei gegenüberliegenden der Lagerkugeln von ihrem Weg zwischen dem Lager-Paaren von Kugellaufbahnen, die in Längsrichtung körper und der Führungsschiene, auf der der '.agerkörauf Innenoberflächen des Lagerkörpers ausgebildet per abrollt, in die Kugelrücklaufkanäle mit Hilfe von sind, wobei die Paare von Kugellaufbahnen in verti- einstückigen Endkappen, die an den jeweiligen Enden kalem Abstand voneinander und unter einem Win- io des Lagerkörpers befestigt sind. Diese einstückigen kel zueinander angeordnet sind und der Lagerkör- Endkappen weisen eine komplizierte Form auf, so daß per Kugelrücklaufkanäle aufweist, die in Längsrich- sie sehr schwierig herzustellen sind. Weiterhin wird bei tung durch den Lagerkörper hindurch in der Nähe dem bekannten Linearlager ein einstückiger Käfig verjeder Kugellaufbahn angeordnet sind, mit zwei an wendet, der die Lagerkugeln rollend auf Kugellaufbahgegenüberliegenden Enden des Lagerkörpers befe- 15 nen hält, die auf den Innenoberflächen des Lagerkörstigten Endkappen, die im wesentlichen die gleiche pers ausgebildet sind. Die Käfige weisen im Querschnitt Form und Größe aufweisen wie der Querschnitt des eine Hufeisenform auf, um sie an den Innenumriß des Lagerkörpers und in denen Haarnadelkanäle ausge- Lagerkörpers anzupassen, und der Käfig weist jeweils bildet siEdf,die jeweils eine Kugellaufbahn mit einem in Längsrichtung ausgebildete Schlitze auf, die es den benachbarten Kugelrücklaufkanal in dem Lagerkör- 20 Kugein ermöglichen, in Rolleingriff mit der Führungsper verbinden, mit einer Gruppe von umlaufenden schiene zu kommen. Der Käfig wird aus Stahlblech mit Wälzlagerkugeln, die entlang jeder Kugellaufbahn Hilfe einer Presse hergestellt, und es ist aufgrund der und durch einen benachbarten Kugelrücklaufkanal komplizierten Form des Käfigs schwierig, die Schlitze rollen können, der mit der Kugellaufbahn über die an exakten Positionen in dem Käfig auszubilden. Aus Haarnadelkanäle in Verbindung steht, und mit zwei 25 diesem Grunde wurden die Käfige in Form von zwei Käfigen, die sich jeweils entlang eines Paares von getrennten Käfigteilen hergestellt, die über ein Befesti-Kugellaufbahnen des Lagerkörpers erstrecken und gungsteil miteinander und mit dem Lagerkörper verdie Wälzlagerkugeln an diesen Laufbahnen rollend bunden werden müssen. Selbst bei dieser Ausbildung haltern, wobei jeder Käfig die Form eines Streifens des Käfigs ergaben sich in vielen Fällen Maßfehler und aus starrem Material aufweist, der im wesentlichen 39 Befestigungsfehler, die es unmöglich machen, den Käfig auf einen V-förmigen Querschnitt gebogen ist, um "* "starr an dem Lagerkörper zu halten. Weiterhin weisen zwei divergierende Stegteile zu bilden, in denen je- dieBefestigungsteile für den Käfig einen relativ großen weils ein Schlitz ausgebildet ';-\, der sich entlang ei- Raumbedarf auf.

ner Kugellaufbahn auf dem Lagerkörper erstreckt Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Line- und eine Breite aufweist, die kleiner als der Durch- 35 ariager der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angemesser jeder Wälzlagerkugel ist, so daß die Wälzla- gebenen Art zu schaffen, das eine einfachere Herstellgerkugeln teilweise nach innen durch die Schlitze barkeit und leichtere Montage aufweist
vorspringen können, während sie entlang der Kugel- Diese Aufgabe wird dutch, die un kennzeichnenden laufbahnen rollen, dadurch gekennzeich- Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gen e t, daß jede Endkappe (30,30'; 130,130') in zwei 40 löst

seitliche Hälften (50) unterteilt ist, daß in jeder HrJf- Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen te der Endkappe eine Haltenut (58; 158) ausgebildet der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,
ist und daß die beiden Käfige (36, 36'; 136, 136') in Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Linearlaihrer Position dadurch gehaltert sind, daß die gegen- gers ermöglicht nicht nur eine einfachere Herstellung überliegenden Enden mit engem Sitz in den Halte- 45 und Abformung der Endkappen, da diese in zwei Hälfnuten (58; 158) der beiden Endkappen (30,30'; 130, ten hergestellt sind, sondern auch gleichzeitig eine ver- 130') in Eingriff stehen. einfachte Montage, da bei der Montage der Endkappen

2. Linearlager nach Anspruch 1, dadurch gekenn- an dem Lagerkörper gleichzeitig die Käfigelemente zeichnet, daß an jedem Käfig (36,36'; 136,136') ein festgelegt werden. Damit können getrennte Befesti-Flansch (64; 164) an zumindestens einer Seitenkante 50 gungseinrichtungen für die Käfigelemente entfallen,
ausgebildet ist Die Steifigkeit der Käfige kann bei sehr langen Line-

3. Linearlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch arlagern gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der gekennzeichnet, daß auch der Lagerkörper in Erfindung dadurch vergrößert werden, daß ein Flansch Längsrichtung in zwei seitliche Hälften (24a) aufge- an zumindest einer Seitenkante jedes Käfigs ausgebilteilt ist. 55 det wird. Auf diese Weise ist die Befestigung der Käfige

ausschließlich an den Endkappen selbst bei sehr langen

J§ Linearlagern vollständig ausreichend.

■;J; Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Lineal arlagers und insbesondere der Endkappen und Käfigtei- |>> Die Erfindung bezieht sich auf ein Linearlager der im 60 Ie ist es weiterhin möglich, diese Endkappen und Käfige "'. Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. ohne Änderung auch für geteilte Lineariager zu ver-Derartige Linearlager dienen zur Führung der Bewe- wenden, d. h. für Linearlager, bei denen auch der Lager- |jj gung eines Gegenstandes entlang eines geradlinigen körper in Längsrichtung unterteilt ist.
ii Weges, wobei das Linearlager Gruppen von umlaufen- Es ist zwar bereits bekannt (DE-OS 30 05 579), die :' den Kugeln zur Verringerung der Reibung aufweist und 65 Endkappen von derartigen Linearlagern in zwei Hälften iS in allen Richtungen den bezüglich der Bewegungsbahn ' zu unterteilen, wenn der Lagerkörper des Linearlagers 'C einwirkenden Kräften gleich gut widerstehen kann. eine sehr große Breite aufweist. Bei diesem bekannten V₁. Derartige Linearlager werden in Werkzeugmaschinen Linearlager dienen jedoch die Endkappen ebenfalls