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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine Linearkugellagereinheit, und zwar betrifft
die Erfindung im einzelnen eine Linearkugellagereinheit, die einen sich durch dieselbe
erstreckenden Spurschaft aufweist, und diese Einheit umfaßt einen Lagerkörper mit
einem Paar von symmetrisch angeordneten Kugelstrecken, die daran vorgesehen sind.
Erfindungsgemäß sind Käfig-und-Abdeckungs-Anordnungen ortsfest an den Stirnflächen
des Lagerkörpers befestigt, welche eine integrale, insbesondere einstückige, Kombination
eines Käfigs und einer Abdeckung umfassen, wobei ferner ein oberes Gleitteil und
ein Paar von symmetrisch angeordneten seitlichen Gleitteilen vorgesehen sind, und
zwar sind das obere Gleitteil und die seitlichen Gleitteile zwischen dem Lagerkörper
und dem Spurschaft angeordnet Nach dem Stande der Tech@ k sind die bisher bekannten
Linearkugellager allgemein derart aufgebaut, daß die Seitenabdeckungen an den Stirnflächen
des Lagerkörpers gesondert bzw. getrennt von in dem Lagerkörper aufgenommenen Käfigen
ausgebildet sind (es wird diesbezüglich auf die US-Patentschriften 4 040 679 und
4 253 709 sowie 4 296 974 verwiesen).
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Die konventionellen Käfige werden durch Preßbearbeitung aus einer
Stahlplatte hergestellt. Sie sind so ausgebildet, daß sie eine Mehrzahl von sich
axial erstreckenden Schlitzen aufweisen, die in einer jeweils vorbestimmten Position
angeordnet sind, sowie Zungen, die an beiden Enden der Schlitze vom Preßling vorstehen;
diese Zungen sollendazu dienen, die Kugeln anzuheben bzw. abzusenken, wenn letztere
in die Schlitze eintreten und dieselben verlassen. Aufgrund des vorstehend beschriebenen
Aufbaus der
Käfige ist es erforderlich, daß die Zungen eine hohe
mechanische Festigkeit und eine hohe Abnutzungsbeständigkeit haben.
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Um diese Erfordernisse zu erfüllen, wird Stahlmaterial für die Käfige
verwendet, das eine ausgezeichnete Festigkeit hat. Das Stahlmaterial wird nach der
Vollendung der Preßbearbeitung einer Wärmebehandlung unterworfen, wie beispielsweise
einer Härtung, einer Temperung, einer Vergütung o. dgl. Aufgrund dieser Verhältnisse
ergeben sich erhöhte Herstellungskosten.
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Wenn ein Bearbeitungsvorgang an einem Werkstück ausgeführt wird, das
fest auf einem Laufwerk, Schlitten, o.dgl.
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angebracht ist, wird das Linearkugellager, auf dem das Laufwerk, der
Schlitten o. dgl. ortsfest befestigt ist, in eine vorbestimmte Position bewegt,
und dann wird es arretiert. Jedoch erfordern konventionelle Linearkugellager einen
Klemmechanismus, damit die Arretierung des Laufwerks, Schlittens o. dgl. sichergestellt
wird, und dieser Klemmechanismus ist in einer solchen- Art und Weise gesondert von
der Lagereinheit angeordnet bzw. ausgebildet; daß ein Festklemmen auf dem Spurschaft
bewirkt wird.
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Die Anordnung bzw. Ausbildung des Klemmechanismus auf einer Metallbearbeitungsmaschine
hat zur Folge, daß der von der gesamten Maschine eingenommene Raum vergrößert wird,
was eine erhöhte Unbequemlichkeit beim Betrieb der Maschine zur Folge hat.
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Kurz zusammengefaßt sollen infolgedessen mit der Erfindung die den
konventionellen Linearkugellagereinheiten eigenen Nachteile, wie sie insbesondere
vorstehend beschrieben worden sind, überwunden werden.
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Mit der Erfindung soll eine Linearkugellagereinheit zur Verfügung
gestellt werden, die so aufgebaut ist, daß die Käfige keine hohe mechanische Festigkeit
und Steifigkeit erfordern und daß die lasttragenden Kugeln glatt, stoßfrei und sanft
angehoben bzw. abgesenkt bzw. in ihrer Laufrichtung umgelenkt werden; wobei in der
erfindungsgemäßen Linearkugellagereinheit die Käfige und Seitenabdekkungen vorzugsweise
aus wärmebeständigen Kunststoffen, wie beispielsweise Polycarbonatharz, Polyesterharz,
Polyacetalharz, Polypropylenharz oder dergl. oder aus metallischem Nichteisenmaterial,
wie beispielsweise Spritzgußlegierung oder dergl. hergestellt sind; gemäß der Erfindung
sind die Käfige und die Seitenabdeckungen integral aneinander befestigt, insbesondere
durch einstückige Ausbildung, und zwar so, daß Führungsräume für die lasttragenden
Kugeln in einer solchen Weise in den Käfigen ausgebildet werden, daß dadurch eine
weite Tragfläche für die lasttragenden Kugeln und ein glattes, stoßfreies und sanftes
Anheben und Absenken bzw. Umlenken der letzteren sichergestellt werden; und weiterhin
ist die Anordnung derart ausgebildet, daß die Käfige in dem Lagerkörper mittels
einer Mehrzahl von Gleitteilen gehaltert sind.
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Weiterhin wird mit der Erfindung eine Linearkugellagereinheit der
vorstehend beschriebenen Art zur Verfügung gestellt, in der der Lagerkörper ein
in einer der Seitenwände vorgesehenes Gewindeloch zum Aufnehmen einer Klemmschraube
hat, die mittels eines Handgriffs angezogen werden kann, um das bzw. ein Gleitteil
in dem Lagerkörper nach der Gleitoberfläche des Spurschafts hin zu drücken, so daß
dadurch der Lagerkörper fest auf dem Spurschaft festgeklemmt wird.
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Außerdem wird mit der Erfindung eine Linearkugellagereinheit der vorstehend
beschriebenen Art zur Verfügung ge-
stellt, in der der Bodenteil
des Spurschafts so ausgebildet ist, daß er der Querschnittskonfiguration einer Unterlage,
die beispielsweise V-förmig, schwalbenschwanzförmig o. dgl. sein kann, entspricht
bzw. komplementär ist, so daß der Spurschaft mittels Schrauben fest auf der Unterlage
gehalten werden kann.
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Darüber hinaus wird mit der Erfindung eine Linearkugellagereinheit
der vorstehend beschriebenen Art zur Verfügung gestellt, in der der Spurschaft einen
unteren Teil hat, der in der Form eines Schwalbenschwanzes ausgebildet ist, und
in der eine der geneigten Flächen des schwalbenschwanzförmigen unteren Teils in
Kontakt mit bzw. in Anlage an eine geneigte Fläche auf einem abgestuften Teil einer
Unterlage kommt, während die andere geneigte Fläche des schwalbenschwanzförmigen
unteren Teils mittels eines Halters fest niedergedrückt wird, so daß dadurch der
Spurschaft in einer vorbestimmten Position fest auf der Unterlagen gehalten wird.
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Gemäß der Erfindung wird, insbesondere um die vorstehenden Vorteile
zu erreichen, eine Linearkugellagereinheit, die einen sich durch dieselben erstreckenden
Spurschaft aufweist, zur Verfügung gestellt, welche im wesentlichen folgendes umfaßt:
Einen Lagerkörper, der einen Hohlraum aufweist, welchereine im wesentlichen rechteckige
Querschnittskonfiguration hat und mit einem Paar von gegenüberliegend angeordneten
Flanschen am unteren Teil der Seitenwände ausgebildet ist, sowie mit einem Paar
von symmetrisch angeordneten Rillen für lasttragende Kugeln, die einen Krümmungsradius
haben, der im wesentlichen gleich der Hälfte des Durchmessers der rollenden Kugeln
ist, wobei diese Rillen am oberen Ende der Seitenwände des Hohlraums vorgesehen
sind, wobei ferner der Lagerkörper weiter zwei Strecken von Löchern für nichtlasttragen-
de
Kugeln laufweist, die sich parallel zueinander durch denselben erstrecken und in
einem vorbestimmten Abstand aufwärts von den Rillen für die lasttragenden Kugeln
in vertikaler Übereinstimmung bzw. Fluchtung mit letzteren angeordnet sind; Käfig-und-Abdeckungs-Anordnungen,
die ortsfest an beiden Stirnflächen des Lagerkörpers befestigt sind und in integraler,
insbesondere einstückiger, Kombination einen Käfig und eine Abdeckung umfassen sowie
mit einer U-förmigen Ausnehmung bzw. zwei U-förmigen Ausnehmungen zum Umkehren der
Bewegungsrichtung der Kugeln jeweils im oberen Teil der Innenwand der Abdeckung
ausgebildet sind, wobei der obere Teil der jeweiligen U-förmigen Ausnehmung das
zugeordnete Loch für nichtlasttragende Kugeln fortsetzt, während der untere Teil
der jeweiligen U-förmigen Ausnehmung die zugeordnete Rille für lasttragende Kugeln
fortsetzt; der Käfig der Käfig-und-Abdeckungs-Anordnungen umfaßt ein Paar von symmetrisch
angeordneten Horizontalteilen und ei Paar von symmetrisch angeordneten Halteteilen,
die beill integral derart an der Abdekkung befestigt bzw. fest vorgesehen sind,
daß ein Führungsraum für lasttragende Kugeln zwischen denselben in einer solchen
Weise ausgebildet ist, daß ein Herab- bzw.
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Herausfallen der Kugeln von bzw. aus denselben verhindert wird, wobei
der Führungsraum für die lasttragenden Kugeln, soweit er von den Horizontalteilen
und den Halteteilen begrenzt wird, einen Krümmungsradius hat, der im wesentlichen
gleich dem Durchmesser der Kugeln ist; sowohl die Horizontalteile als auch die Halteteile
des Käfigs sind mit einer Verbindungsvorrichtung oder einem oder mehreren Verbindungsmitteln
jeweils an ihrem freien Endteil, an dem sie in Anlage mit dem entgegengesetzten
Horizontalteil bzw. Halteteil kommen, versehen; ein horizontales Gleitteil, das
ortsfest an der oberen Wand des Hohlraums befestigt ist und eine im wesentlichen
trapezförmige oder trapezoidförmige Querschnittskonfiguration hat, deren ge-
neigte
Endflächen denjenigen der Horizontalteile des Käfigs entsprechen bzw. komplementär
sind; und ein Paar von symmetrisch angeordneten seitlichen Gleitteilen, die ortsfest
an den Seitenwänden des Hohlraums befestigt sind und eine im wesentlichen dreieckige
Querschnittskonfiguration haben sowie zwischen dem zugeordneten Halteteil und dem
zugeordneten Flansch angeordnet sind, wobei die obere geneigte Endfläche der seitlichen
Gleitteile der unteren geneigten Fläche des Halteteils entspricht bzw. komplementär
ist.
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Weiter wird gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ein Arretierungsmechanismus
für die bzw. eine Linearkugellagereinheit vorgeschlagen, welche folgendes umfaßt:
Einen Lagerkörper, der einen Hohlraum aufweist, welcher eine im wesentlichen rechteckige
Querschnittskonfiguration hat und mit einem Paar von gegenüberliegend angeordneten
Flanschen am unteren Teil der Seitenwände und einem Paar von symmetrisch angeordneten
Rillen für lasttragende Kugeln am oberen Ende der Seitenwände des Hohlraums ausgebildet
ist, wobei diese Rillen einen Krümmungsradius haben, der im wesentlichen gleich
der Hälfte des Durchmessers der rollenden Kugeln ist, wobei ferner der Lagerkorper
zwei Strecken, insbesondere zwei geradlinige Strekken, von Löchern für nichtlasttragende
Kugeln aufweist, die sich parallel zueinander durch denselben erstrecken und in
einem vorbestimmten Abstand aufwärts von den Rillen für die lasttragenden Kugeln
sowie in vertikaler Übereinstimmung mit den letzteren angeordnet sind; wobei außerdem
der Lagerkörper in der einen seiner Seitenwände Bohrlöcher, insbesondere zwei Bohrlöcher,
und ein Gewindeloch aufweist, wobei das Gewindeloch zwischen den Bohrlöchern angeordnet
ist, so daß es eine Klemmschraube aufnehmen kann, die nach einwärts bewegbar ist,
so daß sie ein seitliches Gleitteil in dem Hohlraum nach einer seit-
lichen
Gleitfläche des Spurschafts zu drückt, wodurch der Lagerkörper fest auf der Spurstange
arretiert wird. Die Bohrlöcher sind vorzugsweise zum Befestigen des seitlichen Gleitteils
an der erwähnten Seitenwand vorgesehen.
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Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und vorteilhafte Merkmale
der Erfindung seien nachfolgend anhand einiger in den Fig.l bis 6 der Zeichnung
im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert;
es zeigen: Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Linearkugellagereinheit
gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine Vorderansicht eines Lagerkörpers für die Linearkugellagereinheit
der Fig. 1; Fig. 3 eine Querschni tsansicht der Linearkugellagereinheit; Fig. 4
eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Teils der Linearkugellagereinheit,
welche die Bewegung der Kugeln veranschaulicht; Fig. 5 eine Querschnittsansicht
eines Spurschafts, auf dem der Lagerkörper verschiebbar angebracht wird; und Fig.
6 eine Vorderansicht der Linearkugellagereinheit, die verschiebbar auf einem Spurschaft
angebracht ist, der so ausgebildet ist, daß er sich in seiner Querschnittskonfiguration
von derjenigen der Fig. 5 unterscheidet.
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Die Erfindung sei nun in näheren Einzelheiten unter Bezugnahme auf
die Figuren der Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsformen nach der Erfindung
dargestellt sind, näher erläutert.
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In den Figuren der Zeichnung ist mit 10 ein Lagerkörper bezeichnet,
der aus Stahlmaterial, wie beispielsweise Lagerstahl oder dergl., hergestellt ist.
Wie aus den Figuren der Zeichnung ersichtlich ist, ist der Lagerkörper so ausgebildet,
daß er eine im wesentlichen rechteckige bzw. quaderförmige Konfiguration hat und
einen an seinem Boden bzw.
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seiner Unterseite offenen Hohlraum aufweist. Im einzelnen wird der
Hohlraum von einer Kombination aus einer oberen Wand 11, einem Paar von geneigten
Wänden 12 und 13 (in gestrichelten Linien eingezeichnet), einem Paar von Seitenwänden
und einem Paar von Flanschen 16 und 17 gebildet.
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Die Flansche 16 und 17 haben offene End- bzw. Stirnseiten 14 und 15,
die einander gegenüberliegend angeordnet sind.
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Die symmetrisch angeordneten geneigten Wände 12 und 13 sind mit Kugelroll-
bzw. -wälzflächen versehen, d. h.
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mit lasttragenden Kugelrillen 19 und 20, die sich in der Axialrichtung
erstrecken und einen Krümmungsradius haben, der im wesentlichen gleich der Hälfte
des Durchmessers einer rollenden Kugel ist, so daß dadurch ein Paar von symmetrisch
angeordneten Kugelrolltrassen (zwei Linien bzw. geradlinigeAbschnitte von Rillen
für lasttragende Kugeln) auf dem innenseitigen Teil des Lagerkörpers 10 vorgesehen
sind.
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Mit 23 und 24 sind Löcher bzw. Kanäle für nichtlasttragende Kugeln
bezeichnet, die sich in der Axialrichtung parallel zueinander erstrecken, und diese
Löcher 23 und 24 für nichtlasttragende Kugeln sind von den Rillen 19 und 20 für
lasttragende Kugeln in der Radialrichtung im
Abstand vorgesehen
und in Übereinstimmung mit Vertikallinien 25 und 26 angeordnet, die sich durch die
Mitten der Kugeln erstrecken, welche in den Rillen 19 und 20 (siehe Fig. 2) rollen
(wie die Fig. 3 zeigt, verbinden dort die Vertikallinien 25 und 26 die Mitten der
lasttragenden und nichtlasttragenden Kugeln, so daß also die in der Rille 19 rollenden
Kugeln senkrecht unter den im Kanal 23 rollenden Kugeln angeordnet sind, und Entsprechendes
gilt für die in der Rille 20 und im Kanal 24 rollenden Kugeln).
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Mit 27 und 28 sind gebohrte Löcher bezeichnet, die sich durch den
Lagerkörper 10 erstrecken, und diese gebohrten Löcher 27 und 28 sind im wesentlichen
in der Mitte der oberen Wand 11 und in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet.
Durch die gebohrten Löcher 27 und 28 werden Befestigungsschrauben 30 gesteckt und
in Gewindelöcher geschraubt, die auf bzw. in einem sich horizontal erstreckenden
Gleitteil 29 vorgesehen sind, so daß das letztere ortsfest an de@ oberen Wand 11
befestigt wird.
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Das sich horizontal erstreckende Gleitteil 29 hat eine trapezförmige
Querschnittskonfiguration und weist ein Paar von symmetrisch angeordneten geneigten
Flächen 31 und -32 und eine horizontale Fläche 33 auf, wobei auf bzw. in letzterer
die beiden, Gewindelöcher 34 vorgesehen sind.
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Mit 35 sind gebohrte Löcher bezeichnet, die auf bzw. in den Seitenwänden
36 und 37 des Lagerkörpers 10 so vorgesehen sind, daß sie in einem vorbestimmten
Abstand voneinander angeordnet sind. In die gebohrten Löcher 35 werden Kopf- bzw.
Befestigungsschrauben 38 gesteckt und in Gewindelöcher eingeschraubt, die auf bzw.
in Seitenflächen-Gleitteilen 39 und 40 vorgesehen sind, so daß letztere ortsfest
an den Seitenwänden 36 und 37 befestigt werden.
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Die Seitenflächen-Gleitteile 39 und 40 haben eine im wesentlichen
dreieckige Querschnittskonfiguration und weisen eine obere geneigte Fläche 69, eine
vertikale Fläche 41, eine geneigte Fläche 42 und eine untere horizontale Fläche
70 auf. Gewindelöcher 43, in die die Kopf- bzw. Befestigungsschrauben 38 eingeschraubt
werden, erstrecken sich von der vertikalen Fläche 41 zu der geneigten Fläche 42
(siehe Fig. 1).
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Mit 47 ist ein Gewindeloch bezeichnet, das zwischen den Gewindelöchern
35 in der Seitenwand 37 des Lagerkörpers 10 angeordnet ist.
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Das Bezugszeichen 48 ist einer Klemmschraube zugeordnet, die durch
Drehen eines Handgriffs 44 in das Gewindeloch 47 eingeschraubt werden kann.
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Mit 49 ist je ein Gewindeloch bezeichnet, das in den beiden Stirnflächen
des Lagerkörpers 10 zum Zwecke des ortsfesten Befestigens von Räfig-und-Abdeckungs-Anordnungen
50 und 51 vorgesehen ist.
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Mit 52 und 53 ist ein Paar von symmetrisch angeordneten Horizontal
teilen bezeichnet, deren Basisenden fest an der Stirnfläche 56 der Seitenabdeckung
51 befestigt sind. Diese Horizontalteile 52 und 53 weisen äußere bogenförmige Flächen
57 und 58 auf, die sich in Axialrichtung erstrekken und einen Krümmungsradius haben,
der im wesentlichen gleich der Hälfte des Durchmessers der Kugeln 45 ist. Weiter
weisen die Horizontalteile geneigte innere Flächen 59 und 60 auf.
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Mit 61 und 62 ist ein Paar von symmetrisch angeordneten Halteteilen
bezeichnet, deren Basisenden fest an der Stirnfläche 56 der Seitenabdeckung 51 befestigt
sind. Die-
se Halteteile 61 und 62 weisen obere gekrümmte Flächen
bzw. je eine obere gekrümmte Fläche 65 und 66 auf, die symmetrisch relativ zu den
äußeren gekrümmten Flächen 57 und 58 der Horizontal teile 52 und 53 ausgebildet
sind, so daß sie als Führungseinrichtung für lasttragende Kugeln dienen, welche
verhindert, daß die Kugeln 45 herab- bzw.
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herausfallen, wenn ein Spurschaft 67, der weiter unten beschrieben
ist, gelöst wird (die Horizontalteile 52 und 53 bilden also zusammen mit den Halteteilen
61 und 62 einen Käfig).
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Mit 69 ist eine obere geneigte Fläche bezeichnet, die auf jedem der
seitlichen Gleitteile 39 und 40 in Entsprechung bzw. komplementär zu der jeweiligen
unteren geneigten Fläche 68 der Halteteile 61 und 62 ausgebildet ist.
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Das Bezugszeichen 70 ist einer unteren horizontalen Fläche von jedem
der seitlichen Gleitteile 39 und 40 zugeordnet, die mit der hor ontalen Fläche 71
der Flansche 16 und 17 auf bzw. an dem Lagerkörper 10 übereinstimmt (siehe Fig.
3).
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Mit 72 ist ein Eingriffsstift bezeichnet, der als eines der Teile
einer Verbindungsvorrichtung dient. Dieser Eingriffsstift 72 steht von dem freien
Ende des Horizontalteils 53 und des Halteteils 62 vor, die, gesehen von der Stirnfläche
des Lagerkörpers 10 her, auf der linken Seite angeordnet sind (siehe Fig. 1). Andererseits
ist je ein Bohrloch 73 in dem freien Ende des Horizontalteils 53 und des Halteteils
62 vorgesehen, die, gesehen von der Stirnfläche des Lagerkörpers 10 her (siehe Fig.
1) auf der rechten Seite angeordnet sind, und zwar so, daß diese Bohrlöcher 73 die
Eingriffsstifte 72 des jeweils gegenüberliegenden Horizontalteils 53 und Halteteils
62 aufnehmen. Selbstverständlich brauchen die Bohrlöcher nicht
unbedingt
gebohrt zu sein, sondern sie können auch bei der Herstellung der Horizontalteile
in diese eingeformt werden.
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Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß auch eine andere Verbindungsvorrichtung
oder ein anderes Verbindungsmittel zum Verbinden der beiden freien Enden der Horizontalteile
und der Halteteile vorgesehen sein kann, und zwar ist eines dieser Verbindungsmittel
ein Klebemittel auf Epoxybasis.
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Mit 75 und 76 ist je eine U-förmige Ausnehmung bezeichnet (siehe die
Fig. 1 und 4), die in der Stirnfläche 56 der Seitenabdeckung 51 derart ausgebildet
sind, daß sie die Bewegungsrichtung der Kugeln umkehren. Aus Fig. 1 ist ersichtlich,
daß der untere Teil der U-förmigen Ausnehmungen 75 und 76 zwischen der äußeren Fläche
der Horizontalteile 52 bzw. 53 und der oberen Fläche der Halteteile 61 bzw. 62 angeordnet
ist. Weiter bildet der untere Teil der U-förmigen Ausnehmungen 75 und 76 eine Fortsetzung
der Rillen 19 bzw. 20 für die lasttragenden Kugeln, während der obere Teil der Ausnehmungen
75 und 76 eine Fortsetzung der Löcher 23 bzw. 24 für die nichtlasttragenden Kugeln
bildet (siehe die Fig. 1 und 4).
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Die andere Seitenabdeckung 50 ist symmetrisch relativ zu der Seitenabdeckung
51 vorgesehen. Infolgedessen erübrigt sich eine weitere diesbezügliche Beschreibung.
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Mit 77 sind Bohrlöcher bezeichnet, die sich durch die Käfig-und-Abdeckungs-Anordnungen
50 und 51 erstrecken.
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Durch diese Bohrlöcher 77 werden Befestigungssschrauben 78 gesteckt
und in die Getindelöcher 49 in den Stirnflächen des Lagerkörpers 10 geschraubt,
so daß die Käfigund-Abdeckungs-Anordnungen 50 und 51 fest am Lagerkörper 10 befestigt
werden.
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Das Bezugszeichen 67 ist einem im wesentlichen X-förmigen Spurschaft
(der auch als Spurstange bezeichnet werden kann) zugeordnet, welcher in die Linearkugellagereinheit
nach der Erfindung eingebaut wird. Der Spurschaft 67 weist eine obere flache bzw.
ebene Fläche 88 auf, sowie ein Paar von symmetrisch angeordneten Schultern, an bzw.
auf denen sich Rillen 80 und 81 für lasttragende Kugeln befinden, deren Krümmungsradius
im wesentlichen gleich der Hälfte des Durchmessers der Kugeln ist; diese Rillen
80 und 81 sind in Entsprechung zu den Rillen 19 und 20 für die lasttragenden Kugeln,
die auf dem Lagerkörper 10 vorgesehen sind, ausgebildet. Infolgedessen rollen die
lasttragenden Kugeln auf den Roll- bzw. Wälzflächen, die mittels der vorerwähnten
Rillen 19, 20 und 80 sowie 81 für die lasttragenden Kugeln gebildet sind (siehe
Fig. 5).
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Mit 82 und 83 sind geneigte Flächen auf beiden Seitenwänden des Spurschafts
67 bezeichnet. Der von jeweils einer der geneigten Flächen 8 oder 83 und der Horizontalebene
eingeschlossene Winkel e ist so bemessen, daß er gleich dem entsprechenden Winkel
ist, den die geneigte Fläche 42 auf den seitlichen Gleitteilen 39 und 40 mit der
Horizontalebene bzw. mit der Fläche 70 einschließt.
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Mit 84 und 85 sind weitere geneigte Flächen bezeichnet, die sich gegenüber
den oberen geneigten Flächen 82 und 83 befinden. Diese unteren geneigten Flächen
84 und 85 haben den gleichen Neigungswinkel wie die oberen geneigten Flächen 82
und 83 (siehe Fig. 3); sie schließen also ebenfalls mit der Horizontalebene den
Winkel e ein.
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Mit 86 ist ein Durchgangsloch bezeichnet, das es ermöglicht, eine
Befestigungsschraube (nicht gezeigt) hindurchzustecken und damit den Spurschaft
67 auf einem sich bewegenden Teil oder einem stationären Teil einer Werkzeug-
maschine
oder dergleichen (nicht gezeigt) fest anzubringen.
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Mit 87 sind Gewindelöcher bezeichnet, die dazu dienen, den Lagerkörper
10 mittels einer darin einzuschraubenden Befestigungsschraube (nicht gezeigt) fest
an einer Werkzeugmaschine oder dergleichen (nicht gezeigt) zu befestigen.
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Nachdem vorstehend die Art und Weise beschrieben worden ist, in welcher
die Teile und Elemente der Linearlagereinheit nach der Erfindung ausgebildet und
aufgebaut sind, sei nun der Zusammenbau dieser Teile und Elemente nachstehend beschrieben.
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Zunächst wird das horizontale Gleitteil 29 ortsfest, jedoch noch etwas
locker, mittels der Befestigungsschrauben 30 an der oberen Wand 11 im Hohlraum des
Lagerkörpers 10 befestigt, und dann werden die seitlichen Gleitteile 39 und 40 mittels
der Befestigungsschrauben 38 ortsfest, jedoch ebenfalls noch etwas locker, an den
innenseitigen Oberflächen der Seitenwände 36 und 37 des Lagerkörpers 10 befestigt.
Als nächstes wird die Käfig-und-Abdeckungs-Anordnung 50 in den Hohlraum eingebaut
bzw. -gefügt und mittels der Befestigungsschrauben 78 an der Stirnfläche des Lagerkörpers
10 befestigt.
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Eine Anzahl von Kugeln 45 wird über die Löcher 23 und 24 für die nichtlasttragenden
Kugeln in den Lagerkörper eingefüllt,bis die U-förmigen Ausnehmungen 75 und 76 und
die Käfige damit gefüllt sind.
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Als nächstes wird die andere Käfig-und-Abdeckungs-Anordnung 51 in
den Hohlraum des Lagerkörpers 10 eingebaut, während sie mit Kugeln 45 gefüllt ist.
Während des Einfügens der Käfig-und-Abdeckungs-Anordnung 51 werden die Ein-
griffsstifte
72 auf dem freien Endteil des einen Käfigs in die Eingriffslöcher 73 im freien Endteil
des anderen Käfigs angebracht bzw. hineingesteckt, während die eingriffsstifte 72
auf dem freien Endteil des anderen Käfigs in die Eingriffslöcher 73 auf dem freien
Endteil des einen Käfigs angebracht bzw. hineingesteckt werden.
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Dann wird die Käfig-und-Abdeckungs-Anordnung 51 mittels Befestigungsschrauben
78, die durch die Bohrlöcher 77 gesteckt und in die Gewindelöcher 49 eingeschraubt
werden, fest am Lagerkörper 10 befestigt. Als nächstes wird, wie in Fig. 3 veranschaulicht,
das horizontale Gleitteil 29 durch Anziehen der Befestigungsschrauben 30 in einer
solchen Art und Weise fest an der oberen Wand 11 im Hohlraum des Lagerkörpers 10.befestigt,
daß die geneigten Flächen der Horizontalteile 52 und 53 mittels der geneigten Flächen
31 und 32 des horizontalen Gleitteils 29 nach aufwärts gedrückt werden. Weiter werden
die seitlichen Gleitteile 39 und @@ durch Anziehen der Befestigungsschrauben 38
in einer solchen Art und Weise fest an den Seitenwänden des Lagerkörpers 10 befestigt,
daß die unteren geneigten Flächen 68 der Halteteile 61 und 62 mittels der oberen
geneigten Flächen 69 der seitlichen Gleitteile 39 und 40 nach aufwärts gedrückt
werden. Auf diese Weise werden die erforderlichen Rillen für die lasttragenden Kugeln
erzielt bzw. (abgesehen von denen, die am Spurschaft vorgesehen sind) zusammengefügt.
Dann wird der Spurschaft durch den Hohlraum eingefügt, und damit ist der Zusammenbau
der Linearkugellagereinheit vollendet.
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Als nächstes sei eines der typischen Verfahren zum ortsfesten Anbringen
des Spurschafts 67 auf einer Unterlage 89 von bzw. an einer Werkzeugsmaschine oder
dergleichen nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.
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Die eine geneigte Fläche 84 auf dem Spurschaft 67 wird in Anlage an
eine geneigte Fläche 90 auf einem abgestuften Teil der Unterlage 89 gebracht, wogegen
die andere geneigte Fläche 85 des Spurschafts mittels einer geneigten Fläche 92
eines Halters 91 mit nach unten gerichtetem Druck beaufschlagt wird.
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Der Halter 91 besitzt einen Vorsprung 93, der in einer zu der geneigten
Fläche 92 des Halters entgegengesetzten Position vorgesehen ist, und dieser Vorsprung
93 wird in Eingriff mit einer entsprechenden Nut 94 auf der Unterlage 89 gebracht.
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Mit 95 ist eine Befestigungsschraube bezeichnet, die durch ein Bohrloch
96 im Halter 91 gesteckt und in ein Gewindeloch 97 in der Unterlage 89 eingeschraubt
wird.
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Die Fig. 6 veranschaulicht ein anderes Verfahren zum festen Anbringen
eines Spurschafts 100 auf einer Unterlage 101.
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Im einzelnen ist die Unterlage 101 mit einer V-förmigen Nut 102 versehen,
und der Spurschaft 100 weist eine V-förmige untere Verlängerung 103 auf, deren Querschnittskonfiguration
derjenigen der Nut 102 entspricht bzw. komplementär ist. Infolgedessen wird der
Spurschaft 100 durch Anbringen der unteren Verlängerung 103 in der Nut 102 und durch
Anziehen der Schraube 104 ortsfest auf der Unterlage 101 befestigt.
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Da die Linearkugellagereinheit in der oben beschriebenen Weise aufgebaut
ist und der Käfig bzw. die Käfige in der Einheit jeweils eine breite Lagerfläche
hat bzw. haben, ist sichergestellt, daß die Umlaufbewegung der Kugeln durch die
Rillen für die lasttragenden Kugeln, die U-för-
migen Ausnehmungen
und das Loch bzw. die Löcher für die nichtlasttragenden Kugeln sehr glatt, sanft
und stoßfrei bewirkt wird, und zwar insbesondere aufgrund der Anhebe-bzw. Absenkfunktion
bzw. der Umlenkfunktion längs der U-förmigen Ausnehmung, wenn die Einheit auf der
Spurstange angebracht ist und sich darauf vorwärts und rückwärts bewegt.
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Weiter wird, da die Anordnung so ausgebildet ist, daß jede hohe Schubbelastung
oder Aufwärtsbelastung (schwimmende Last) zufriedenstellend entweder mittels der
seitlichen Gleitteile oder mittels des horizontalen Gleitteils getragen bzw. abgestützt
wird, sichergestellt, daß eine glatte, sanfte und stoßfreie Bewegung des Lagerkörpers
selbst dann bewirkt wird, wenn eine hohe Schub- oder Aufwärtslast auf die Einheit
zur Einwirkung gebracht wird.
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Außerdem wird, da die Anordnung so ausgebildet ist, daß der Käfig
integral bzw. est verbunden mit der Seitenabdeckung in einer vorbestimmten Position
in dem Hohlraum mit Hilfe des horizontalen Gleitteils und der seitlichen Gleitteile
gehalten wird, sichergestellt, daß die Bewegung der Kugeln glatt, sanft und stoßfrei
bewirkt wird, ohne daß es zu irgendeinem übermäßig festen, engen und straffen Kontakt
mit dem Käfig während der Umlaufbewegung der Kugeln kommt.
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Vorausgesetzt, daß der Lagerkörper an einem Laufwerk, Schlitten o.
dgl. befestigt ist, auf bzw. an dem ein Schneid-, Fräs- oder Schleifwerkzeug oder
dergl. montiert ist, und ein gewisser Bearbeitungsvorgang ausgeführt werden soll,
während das Laufwerk, der Schlitten o. dgl.
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stationär in einer vorbestimmten Position auf dem Spurschaft gehalten
wird, wird der Lagerkörper ortsfest an dem Spurschaft befestigt.
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Hierzu wird zunächst der Handgriff 44 in der zum Einschrauben der
Klemmschraube 48 erforderlichen Richtung gedreht, und dadurch wird das eine der
seitlichen Gleitteile in seinem mittigen Teil elastisch deformiert. Wenn auf diese
Weise bewirkt wird, daß sich dieses seitliche Gleitteil im mittigen Teil nach einwärts
biegt, wird es in straffen Kontakt mit der geneigten Fläche 83 (siehe Fig. 3) der
Spurstange gebracht. Der Lagerkörper wird bis zu einem merklichen Ausmaß deformiert,
und dadurch werden die anderen Teile auf bzw. in dem Lagerkörper entsprechend deformiert.
Als Ergebnis hiervon wird der Lagerkörper fest auf dem Spurschaft gehalten, wodurch
eine genaue Bearbeitung sichergestellt wird, ohne daß irgendeine Bewegung des Laufwerks,
Schlittens o. dgl. während des gesamten Bearbeitungsvorgangs stattfindet.
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Der Lagerkörper ist aus einem teuren Spezialstahl, wie beispielsweise
Lagerstahl o. dgl. hergestellt, dagegen können die Käfig-und-Abdeckungs-Anordnungen
integral bzw.
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einstückig aus einem Kunststoffmaterial oder aus einem Nichteisenmetallmaterial
geformt, insbesondere durch Spritzguß, hergestellt sein. Infolgedessen kann die
Linearkugellagereinheit leicht mit einer erhöhten Arbeitsleistungsfähigkeit bzw.
Produktivität zusammengebaut werden, und daher ist es möglich, die Einheit mit vermindertem
Kostenaufwand herzustellen.
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Kurz zusammengefaßt wird mit der Erfindung eine Linearkugellagereinheit
mit einem sich durch dieselbe erstreckenden Spurschaft zur Verfügung gestellt. Die
Linearkugellagereinheit umfaßt im wesentlichen in Kombination einen Lagerkörper,
der einen Hohlraum aufweist, welcher eine im wesentlichen rechteckige Querschnittskonfiguration
hat, und dieser Hohlraum ist mit einem Paar von gegenüberliegend angeordneten Flanschen
am unteren Teil der Seitenwände versehen, sowie mit einem Paar von symmetrisch angeordneten
lasttragenden
Kugelrillen, deren Krümmungsradius im wesentlichen gleich der Hälfte des Durchmessers
der rollenden Kugeln ist, und die am oberen Ende der Seitenwände des Hohlraums vorgesehen
sind; dieser Lagerkörper weist weiter zwei geradlinig verlaufende nichtlasttragende
Kugellöcher auf, die sich parallel zueinander durch den Lagerkörper erstrecken und
in einem vorbestimmten Abstand aufwärts von den lasttragenden Kugelrillen in vertikaler
Fluchtung mit den letzteren angeordnet sind; Käfig-und-Abdeckungs-Anordnungen, die
ortsfest an beiden Stirnflächen des Lagerkörpers befestigt sind und je in integraler
bzw. einstückiger Kombination einen Käfig und eine Abdeckung umfassen sowie mit
einer U-förmigen Ausnehmung zum Umkehren der Bewegungsrichtung der Kugeln jeweils
im oberen Teil der Innenwand der Abdeckung bzw. mit je einer U-förmigen Ausnehmung
am rechten und linken oberen Teil der Innenwand der Abdeckung versehen sind, wobei
der obere Teil der U-förmigen Ausnehmung eine Fortsetzung des zugeordneten nichtlastt.
7enden Kugel lochs bildet, während der untere Teil derselben eine Fortsetzung der
zugeordneten lasttragenden Kugelrille bildet; der Käfig der Käfig-und-Abdeckungs-Anordnungen
umfaßt ein Paar von symmetrisch angeordneten Horizontalteilen und ein Paar von symmetrisch
angeordneten Halteteilen, die beide integral (z. B. durch starre Befestigung an
der Abdeckung oder durch einstückige Ausbildung mit der Abdeckung) an der Abdeckung
befestigt sind, so daß ein Führungsraum füridie lasttragenden Kugeln in einer solchen
Weise zwischen den Horizontalteilen und den Halteteilen ausgebildet ist, daß ein
Herab- bzw. Herausfallen der Kugeln aus dem Käfig verhindert wird, wobei der Führungsraum
für die lasttragenden Kugeln einen Krümmungsradius hat, der im wesentlichen gleich
dem Durchmesser bzw. dem halben Durchmesser der Kugeln ist; sowohl die Horizontalteile
als auch die Halteteile des Käfigs sind jeweils an ihrem
freien
Endteil, mit dem sie in Anlage an dem gegenüber angeordneten Endteil kommen, mit
einer Verbindungsvorrichtung bzw. Verbindungsmitteln versehen; ein horizontales
Gleit- bzw. Verschiebeteil, das ortsfest an der oberen Wand des Hohlraums befestigt
ist und eine im wesentlichen trapezförmige Querschnittskonfiguration hat, deren
geneigte Endflächen denjenigen der Horizontalteile des Käfigs bzw. der Käfige entsprechen;
und ein Paar von symmetrisch angeordneten seitlichen Gleit- bzw. Verschiebeteilen,
die ortsfest an den Seitenwänden des Hohlraums befestigt sind und eine im wesentlichen
dreieckige Querschnittskonfiguration haben sowie zwischen dem zugeordneten Halteteil
und dem zugeordneten Flansch angeordnet sind, während die obere geneigte Endfläche
dieser seitlichen Gleit- bzw. Verschiebeteile der unteren geneigten Fläche des Halteteils
bzw. der Halteteile entspricht bzw. komplementär ist.
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