DE69120127T2 - Linearlager - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Antifriktion- Linearbewegung-Lager und insbesondere auf Verbesserungen an den Rollenspuren und Rollenhaltern für solche Lager.
• Linearbewegung-Lager sind im Stand der Technik allgemein bekannt und werden extensiv in einer großen Vielzahl von Maschinen, Maschinenwerkzeugen und anderen Ausrüstungen verwendet, wo ein Teil relativ zu dem anderen in Längsrichtung bewegt werden soll. Diese Lager weisen generell einen umgekehrten U-förmigen Lagerschlitten auf, der rittlings über einer Schiene mit einer modifizierten I- oder T-Trägerform montiert ist. Bei dem Schlitten ist ein Paar oder sind zwei Paare von Spuren und Rückkehrbahnen für eine Vielzahl von umlaufenden Rollenelementen vorgesehen, wie bspw. Kugeln oder Rollen. Diese Rollenelemente bewegen sich abwechselnd durch Lastlagerspuren und Rückkehrspuren hindurch, um eine Bewegung entlang der Schiene mit einer minimalen Reibung bereitzustellen. Endkappen sind an jedem Ende des Schlittens angeordnet und sind gewöhnlich mit darin ausgebildeten Umläufen oder Umlaufspuren versehen, um die umlaufenden Rollenelemente von den Lastlagerspuren zu den Rückkehrspuren zu transferieren. Diese Umläufe oder Umlaufspuren sind durch eine geformte Spur ausgebildet, die eine Lastspur mit einer Rückkehrspur verbindet. Es sind Endkappen vorgesehen, die eine innere Führung in der Mitte der Spur aufweisen, um die Bewegung der Rollenelemente um den gekrümmten Bereich herum von der Lastspur zu der Rückkehrspur zu glätten und die Rollenelemente daran zu hindern, sich an den Umlenkungen anzuhäufen. Die Endkappen sind gewöhnlich aus Kunststoffmaterial geformt unter Verwendung von Formen, welche die gekrümmten Spuren des Umlaufs einstückig mit der Endkappe ausbilden. Es ist jedoch schwierig, eine Form bereitzustellen, die eine mit den Endkappen einstückige innere Führung hat. Tatsächlich werden die inneren Führungen gewöhnlich in einem separaten Arbeitsgang geformt und werden in die passende Position in der Endkappe während des Zusammenbaus des Lagers eingefügt. Diese getrennt geformten inneren Führungen sind extrem klein und werden während des Zusammenbaus leicht versetzt oder sogar übersehen. Wo die Linearbewegung-Lager ein integriertes Schmiersystem aufweisen, können die inneren Führungen weiterhin für eine Installierung in nur einer Richtung ausgebildet sein, um eine angemessene Schmierung der Spuren zu schaffen. Verwiesen wird bspw. auf das U.S. Patent No. 4 743 124 von Blaurock. Diese inneren Führungen können während des Zusammenbaus leicht umgekehrt werden, was in einem vorzeitigen Betriebsausfall als Folge einer unangemessenen Schmierung resultiert.
• Wenn sich die umlaufenden Rollenelemente in dem Bereich der Lastlagerspur des Lagerschlittens befinden, werden sie innerhalb der Spur durch einen Rollenelementehalter beweglich gehalten. Diese Struktur ermöglicht den Zusammenbau und die Zerlegung des Linearbewegung-Lagers durch die Verhinderung eines Herausfallens der Rollenelemente aus der Lastlagerspur, wenn der Lagerschlitten von der Schiene entfernt wird. Die Rollenelementhalter gibt es generell in zwei Arten. Bei der einen Art ist die Hälfte des Halters in jede Endkappe eingegliedert und verriegelt sich mit dem gegenüberliegenden Halter und der Endkappe in der Mitte des Lagerschlittens, wenn das Lager zusammengebaut wird. Siehe dazu die U.S. Patente No. 4 743 124 von Blaurock, 4 420 193 und 4 376 557 von Teramachi et al. Diese Lagertypen sind eigenständig schwierig zu formen. Weiterhin wird auch der Zusammenbau mehr erschwert durch das Erfordernis der Verwendung einer speziellen Ausrüstung, um die umlaufenden Rollenelemente in die Spuren zu laden.
• Die andere Art eines Halters ist als eine getrennte Struktur geformt und verriegelt sich in den Endkappen für eine Abstützung. Siehe bspw. die U.S. Patente No. 4 502 737 von Osawa und 4 582 369 von Itoh. Diese Lager lassen sich einfacher formen oder herstellen als die zuerst erwähnten Lager. Sie ergeben jedoch ebenfalls Schwierigkeiten beim Zusammenbau. Insbesondere muß der Halter am Ort gehalten werden, bis die umlaufenden Rollenelemente eingesetzt sind und die beiden Endkappen gesichert sind.
• Andere Schwierigkeiten, die sich bei solchen Lagern ergeben, beziehen sich auf eine passende Lastverteilung zwischen den Rollenelementen und den Spuren. Einige Lager verwenden Kugeln oder kugelförmige Rollen als Rollenelemente. Nochmals andere benutzen gerade Rollen, um die Lasttragefähigkeit zu erhöhen. Siehe bspw. das U.S. Patent No. 4 572 590 von Teramachi.
• Bei Lagern, welche Kugeln verwenden, sind die Orientierung der belasteten Spuren, die Kugeln und die Schienen von solcher Art, daß jede angelegte Kraft oder jedes Moment durch Reaktionskräfte in wenigstens zwei Spuren widerstanden wird. Während diese Gestaltung die Last wirksam verteilt, ist sie durch die Berührung beschränkt, die bei der Reaktion der Kugel entweder mit der Spur oder mit der Schiene auftritt. Die Fähigkeit des Lagers, hohen Lasten zu widerstehen, wird auch bestimmt durch die Verformung des Lagerkörpers, da solche Reaktionen einen Wechsel der Orientierungen der Kugelspur/Schiene verursachen können.
• Die Lasttragefähigkeit von Linearbewegung-Lagern wird, wie angemerkt, generell erhöht durch die Verwendung von zylindrischen Rollen für die Rollenelemente. Diese Lager weisen eine Vielzahl von im wesentlichen zylindrischen Rollen anstelle von Kugeln auf. In einigen Fällen sind die zylindrischen Rollen aneinandergekettet, um die positionsmäßige Steuerung beizubehalten. Siehe bspw. das U.S. Patent No. 4 563 045 von Katayama. Während die Reaktion einer zylindrischen Rolle auf einer flachen Schiene oder Spur bei der Übertragung einer Last wirksamer ist als Folge der vergrößerten Oberfläche, können Endwirkungen und eine konzentrierte Kantenbelastung extrem hohe lokalisierte Beanspruchungen erzeugen, welche die effektive Last verringern, die das Lager tragen kann. Zusätzlich ist der Schlittenkörper des Lagers einer Verformung bei einer Belastung unterworfen, sodaß so die Orientierung der Rolle in Bezug auf die Spur oder die Schiene verändert wird und die hohen Beanspruchungszustände an den Rollenenden vergrößert werden.
• Es wurden Versuche unternommen, die Wirkungen des vorerwähnten Zustands einer hoher Beanspruchung bei den Rollen durch eine Modifizierung der Form der Rollen zu verringern. Typisch für diese Annäherung ist die Verwendung von kugelförmigen Rollen und leicht ausgewölbten zylindrischen Rollen anstelle der im wesentlichen geraden zylindrischen Rollen. Die Verwendung von ausgewölbten Rollen und/oder kugelförmigen Rollen vermeidet etwas die Kanten- und Endbelastungsprobleme wie vorstehend beschrieben, jedoch verringert sie eigenständig das Lastvermögen des Lagers, weil eine kleinere Kontaktfläche besteht. Die Herstellung von besonders geformten kugelförmigen und ausgewölbten Rollen ist zusätzlich schwieriger und teurer herzustellen als im wesentlichen zylindrische Rollen. Solche Rollen erfordern bspw. zusätzliche Herstellungsstufen, wie bspw. ein Schleifen, usw.
• Die FR-A-2 271 442 zeigt eine Ausbildung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
• Erfunden wurde ein Linearbewegung-Lager, welches eine effektive Lastverteilung unter Verwendung von zylindrischen Rollen sowie Ausführungsformen bereitstellt, die ein einzigartiges System von Halterelementen und damit verbundenen Endkappen einschließt. Die vorliegende Erfindung schafft so eine verbesserte Lasttragefähigkeit für das Lager, während gleichzeitig die vorerwähnten Probleme vermieden werden, die mit der Verformung der eine Last tragenden Komponenten verbunden ist. Die Baugruppe eines Lagers gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiterhin vereinfacht werden, sodaß so ein vorhersagbarer und präziser Betrieb ermöglicht wird.
• Die Erfindung schafft ein Linearbewegung-Lager gemäß dem Patentanspruch 1.
• Bei der bevorzugten Ausführungsform definieren die Lastlager- Spuren konvexe Flächen, sodaß die Reaktion auf die Rollen und Spuren eine Ellipse mit einer großen Fläche erzeugt, die zu einer Abstützung von hohen Lasten fähig ist und tolerant gegenüber einem Versatz in der axialen Richtung.
• Die Geometrie der Rolle ist geradlinig zylindrisch und daher billig herzustellen. Die konvexen Spuren schaffen keine zusätzlichen Herstellungskosten. Die Spuren sind auch mehr tolerant gegenüber einem Versatz.
• Eine Vielzahl von Rollenhaltern kann in Verbindung mit einer inneren Rollenführung an jedem Ende des Lagers vorgesehen sein. Die Rollenhalter können mit der inneren Rollenführung einstückig ausgebildet sein oder damit klebend oder mittels eines Ultraschalls befestigt sein, sodaß so die Montagezeit und ein potentieller Fehler verringert werden. Die Rollenhalter bestehen vorzugsweise aus einem Material mit niedriger Reibung, wie bspw. Nylon oder Nylon gefüllt mit einem Schmiermedium, wie bspw. Teflon. Die inneren Rollenführungsglieder und die äußeren Endkappen funktionieren in Verbindung miteinander zur Ermöglichung einer freien Rollenbewegung zwischen belasteten und unbelasteten Spuren.
• Für die bevorzugte Ausführungsform schafft die Erfindung ein Linearbewegung-Lager gemäß dem Anspruch 14.
• Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, bei welchen
• Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Linearbewegung-Lagers in einer Ausbildung gemäß der Erfindung ist, wobei für die Zwecke der Darstellung Teile getrennt und entfernt sind;
• Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines Linearbewegung- Lagers in einer Ausbildung gemäß der Erfindung mit einer Darstellung des Schlittens, der Schiene und der Rollenhalterelemente im zusammengebauten Zustand;
• Fig. 3 ist eine stark vergrößerte Ansicht einer typischen Spur und einer Rolle in einer Lastlagerspur des in Fig. 1 gezeigten Lagers mit einer Darstellung des Merkmals der konvexen Lastlagerfläche der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 4 ist eine Perspektivansicht der äußeren Endkappe und der inneren Rollenumlaufführung sowie den damit verbundenen Rollenhalterelementen mit einer Perspektivdarstellung, wobei für die Zwecke der Darstellung Teile abgetrennt sind;
• Fig. 5 ist eine Draufsicht der in Fig. 4 gezeigten inneren Rollenumlaufführung, wobei die Rollenhalterelemente gezeigt sind, die an der Führung befestigt sind;
• Fig. 6 ist eine Draufsicht auf eine der äußeren Endkappen, die in Fig. 4 gezeigt sind; und
• Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die einen einheitlichen Schlitten eingliedert.
• Unter Bezugnahme zuerst auf die Fig. 1 ist dort eine Perspektivansicht eines Linearbewegung-Lagers 10 in einer Ausbildung gemäß der Erfindung gezeigt, wobei für Zwecke der Darstellung Teile getrennt sind. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist der Schlittenkörper 12 aus drei Komponenten gebildet, welche Lagerelemente 14, 16 und eine daran durch Bolzen 20 befestigte obere Platte 18 einschließen, wie gezeigt in Fig. 2. Der Schlittenkörper 12 ist auf einer Schiene 22 durch Rollen 24 abgestützt, die in Fig. 2 in ihrer Position gezeigt sind; für eine bequeme Darstellung sind jedoch die Rollenhalter und die Endkappen, die ein Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung bilden, in Fig. 1 nicht gezeigt. Aus diesem Grund sind wegen der Abwesenheit der Rollenhalter die Rollen 24 in Fig. 1 andererseits teilweise unabgestützt gezeigt.
• Unter Bezugnahme nun auf Fig. 2 ist dort eine Querschnittsansicht des Linearbewegung-Lagers 10 der Fig. 1 gezeigt mit einer Darstellung des Schlittenkörpers 12 und der Schiene 22, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind. Der Lager-Schlittenkörper 12 ist mit vier Lastlagerflächen 26, 28, 30 und 32 sowie vier Rückkehrflächen 34, 35, 38 und 39 gezeigt. Die Schiene 22 weist entsprechende Lastlagerflächen 26a, 28a, 30a und 32a auf, die sich mit den Lastlagerlächen 26, 28, 30 und 32 des Schlittenkörpers 12 kombinieren, um zwei Paare von Lastlagerflächen für eine Vielzahl von Rollenelementen zu bilden, in diesem Fall die Rollen 24.
• Der Schlittenkörper 12 ist aus zwei Lagergliedern 14, 16 gebildet, die mit einer Verschraubung an einer oberen Platte 18 mit Bolzen 20 gezeigt sind. Zylindrische Bolzen 24 sind mit einer Anordnung innerhalb von Lastlagerspuren gezeigt, die durch Lastlagerflächen 26, 28, 30 und 32 des Schlittens 12 und Lastlagerflächen 26a, 28a, 30a und 32a der Schiene 22 definiert sind.
• Fig. 3 ist eine stark vergrößerte Ansicht der Darstellung der Position der Rollen 24 in einer typischen Lastlagerspur, die durch den Schlitten und die Schiene definiert ist, bspw. mit den Lastlagerflächen 28 und 28a der Fig. 1. Die in Fig. 3 gezeigten Flächen 28 und 28a stellen ein Merkmal einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Bei dieser Ausführungsform sind die Lastlagerflächen oder "Spuren" 28 und 28a durch einen großen Radius "R" definiert, der eine konvexe Fläche bildet, die gegen die äußere Arbeitsfläche der Rolle an jeder Seite ausgerichtet ist. Die Rolle kann frei um eine Achse "X" drehen oder "kippen", die quer zu ihrer Rollenachse (und ihrer Bewegungsrichtung) verläuft über einen begrenzten Bogen, während die anfängliche Kontaktfläche, die Gestaltung und die Position in Bezug auf die Spuren beibehalten wird. Mit der gezeigten Struktur werden Verformungen der Schiene und des Schlittens unter Lastzuständen keine wesentlichen Konzentrationen der Beanspruchung an den Enden der Rollen erzeugen als Folge des an jedem Ende in Fig. 3 gezeigten Freiraumes "A". Solche Konzentrationen der Beanspruchung waren, wie angemerkt, typischerweise bei den Lagern der bekannten Ausbildungen vorhanden, wo ein kontinuierlicher Kontakt zwischen den zylindrischen Rollen und flachen Lastlagerflächen bestanden hat.
• Unter Bezugnahme wieder auf die Fig. 2 sind die Lastlagerspuren, die durch die Flächen 26, 28, 30 und 32 sowie 26a, 28a, 30a und 32a definiert sind, mit unbelasteten Rückkehrspuren verbunden, die zum Teil durch die Flächen 34, 35, 38, 39 des Schlittenkörpers 12 definiert sind, wie gezeigt, und weiter durch spezielle gestaltete Rollenhalter, die in den Fig. 2 und 4 gezeigt sind. Diese Rückkehrspuren dienen für eine Führung der Rollen gegen und weg von den Lastlagerspuren. Wenn die Rollen 24 nahe dieser Rückkehrspuren positioniert sind, sind sie dann unbelastet. Die Flächen 34, 35, 38, 39 müssen daher nicht besonders geformt sein wie in dem Fall der Lastlagerflächen.
• Unter Bezugnahme wiederholt auf die Fig. 1 in Verbindung mit den Fig. 2 und 4 ist das Rollenhaltemerkmal der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Rollen 24 sind in den belasteten Spuren und in den Rückkehrspuren durch Rollenhalteelemente 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 und 54 gehalten und gesteuert, wie gezeigt in Fig. 2. In den Lastlagerspuren stützen die Halterelemente die Rollen 24 generell an ihren Endflächen ab, wie gezeigt, sowie dort, wo die Flächen hinterschnitten sind und der Halter einen Teil der Arbeitsfläche der Rolle überlappt; die tatsächliche Lastabstützung wird jedoch durch die zuvor beschriebenen Lastlagerflächen bereitgestellt. In den Rückkehrspuren werden die Rollen durch die Halterelemente an ihren Endflächen abgestützt, wie gezeigt, sowie auch an ihren Rollenflächen, da sie in diesen Spuren unbelastet sind. In dieser Hinsicht wird bspw. auf die Halter 40, 42, 44, 46 verwiesen. Mittige Rollenhalter 48 und 50 stützen die beiden Sätze der Rollen an ihren Endflächen in den Lastlagerspuren ab.
• Rollenhalter 52, 54 stützen die Rollen an ihren Endflächen und an wenigen Bereichen ihrer Rollflächen neben hinterschnittenen Zonen ab, wie gezeigt. Die Rollen werden daher an einer Entfernung aus dem Lager durch das umhüllende Merkmal gehindert, das durch die Halterelemente vorgesehen ist.
• Die Halterelemente 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 und 54 bestehen vorzugsweise aus einem Material niedriger Reibung, wie bspw. Nylon. Solche Materialien, wie Nylon oder Nylon gefüllt mit einem geeigneten Schmiermedium, wie bspw. Teflon oder Graphit, werden bevorzugt. Sie sind vorzugsweise als getrennte Komponenten bereitgestellt, die mit der inneren Rollenumlauf-Steuerführung 56 einstückig geformt sind, wie gezeigt in Fig. 4. Es wird daher eine freie Rollbewegung durch die Halter ermöglicht.
• Unter Bezugnahme nunmehr auf die Fig. 4 sind die Rollenhalter als getrennt geformte Halterbaugruppen 58, 60 vorgesehen, die eine innere Umlaufsteuerführung 56, 56a aufweisen, welche mit jedem Ende einstückig geformt ist. Die in Fig. 4 auf der rechten Seite gezeigte Baugruppe 60 weist Rollenhalter 44a, 46a und 54a mit integrierten Stiften 62 auf, und die Baugruppe 58 auf der linken Seite weist Rollenhalter 44, 46 und 54 auf, die an ihren Endflächen entsprechende Öffnungen (nicht gezeigt) haben, die zur Aufnahme der Stifte 52 gestaltet sind. Die Schlittenkomponenten werden zuerst zusammengebaut, wobei die mittigen Halter 58, 50 in Position gebracht sind. Wenn die Schlittenkomponenten zusammengebaut werden, wobei die Rollen 24 in ihrer Position angeordnet sind, dann wird jede Rollenhalterkomponente 58, 60 von jedem Ende her so in ihre Position eingefügt, daß die Stifte 62 in die Öffnungen 64 eintreten. Die Komponenten 58, 60 sind durch geeignete Mittel befestigt, wie bspw. ein Ultraschallschweißen, ein Verbinden, ein Verkleben, usw. an dem Treffpunkt der Stifte und der Öffnungen vor dem Zusammenbau, wobei der mittige Rollenhalter 50 in seine Position eingefügt ist. Es kann so unmittelbar verstanden werden, daß der Zusammenbau des Lagers wesentlich vereinfacht wurde.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 ist dort beispielhaft eine Rollenumlaufführung 56a in Draufsicht gezeigt, wobei Rollen 24 in Phantomlinien gezeigt sind. Es sind halbkreisförmige Rollenführungsglieder 70, 72 gezeigt. Halter 44a, 46a, 54a sind als Teil der Rollenführung 56a gezeigt. Ein mittiger Halter so ist in Phantomlinien gezeigt als eine Komponente, die von der inneren Führung 56a getrennt ist. Dieser mittige Halter ist tatsächlich als ein Einzelstück ausgebildet und verläuft über die Länge des Schlittens durch die inneren Führungen 56, 56a hindurch.
• Die inneren Rollenumlauf-Steuerführungen 56, 56a weisen halbkreisförmige Glieder 66, 68, 70, 72 auf, die damit integriert ausgebildet sind, wie gezeigt, um die Rollen zwischen den belasteten und unbelasteten Spuren zu führen.
• Unter Bezugnahme nunmehr auf die Fig. 6 ist dort beispielhaft eine äußere Endkappe 76 gezeigt, die ein Rollenumlauf- Steuergehäuse 78, 80 aufweist und einen zylindrischen Querschnitt hat, wie gezeigt in Fig. 4, mit einer Ausbildung innerhalb der Endkappe 76, um halbkreisförmige Rollenführungsglieder 70, 72 aufzunehmen, wie gezeigt in den Fig. 4 und 5. Die zylindrischen Gehäuse 78, 80 weisen einen Querschnittsradius größer als der Radius der halbkreisförmigen Steuerglieder 70, 72 der inneren Führungen 56 auf. Die zylindrischen Öffnungen 78, 80 und die Führungsglieder 70, 72 definieren so einen gekrümmten Raum, der eine unbeeinträchtigte Rollenbewegung zwischen den belasteten und unbelasteten Spuren ermöglicht. Mit Ausnahme der Rückwärtsorientierung der Form dort, wo angegeben, sind die verbleibenden Endkappen gleich wie die Endkappe 76.
• Die inneren Rollenumlauf-Steuerführungen 56, 56a sind präzise in die äußeren Endkappen 74, 76 eingepaßt. Jede innere Rollenumlauf-Steuerführung ist mit den Rollenhaltern in ihrer Lage positioniert. Der mittige Halter so ist in seiner Lage so eingesetzt, daß er durch jede innere Führung 56, 56a an jedem Ende hindurch verläuft. Die äußeren Endkappen 74, 76 sind über jeder inneren Rollensteuerführung 56, 56a positioniert. Durch die integrierte Formgebung der Halterelemente mit der inneren Rollenführung 56, 56a wird eine gleichzeitige Positionierung der Rollen und der Halter erreicht. Die fluchtende Anordnung der inneren Steuerführung 56, 56a und der äußeren Endkappen 74, 76 ermöglicht eine freie Rollenbewegung zwischen den belasteten und unbelasteten Spuren. Die äußeren Endkappen 74, 76 sind für eine Abdichtung gegen die Endfläche des Lagergliedes 14 angepaßt, sodaß das innere Gehäuse der Endkappen 74, 76 als ein Speicher für Schmierstoffe dient, die über einen Schmierstoffnippel (nicht gezeigt) eingeführt werden, der innerhalb der Öffnung 82 positioniert sein wird. Schmiermittelkanäle 84 sind an dem Rückkehrort der Endkappe 74, 76 vorgesehen, damit die Schmiermittel mit möglichst vielen Rollen in Berührung kommen, bevor sie entweichen.
• Die Vorteile der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik werden unmittelbar von den Fachleuten verstanden. Bspw. sind die Halterelemente 40, 42, 44, 46, 52 und 54 mit den inneren Rollenführungen 56, 56a wie gezeigt einstückig geformt oder sie können durch Klebstoffe miteinander verbunden sein. Bei anderen Ausführungsformen können die Rollenhalterelemente mit den Stirnseiten der beiden inneren Rollenführungen 56, 56a an beiden Seiten des Lagers klebend verbunden sein. Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform können die Halterelemente an jedem der gegenüberliegenden Enden der inneren Rollenführungen 56, 56a mittels Ultraschall verschweißt sein.
• Bei der bevorzugten Ausführungsform können die inneren Rollenführungen 56, 56a wie oben beschrieben mit Rollenhaltern örtlich positioniert sein. Eine erste äußere Endkappe 76 kann an der inneren Führung durch Schrauben, Bolzen usw. über einen Halterabstützvorsprung 86, 88, 86a, 88a befestigt sein oder verläuft durch den Vorsprung hindurch zu einer wahlweise mit einem Gewinde versehenen Öffnung (nicht gezeigt) in den Lagergliedern. Das Lager wird dann von dem gegenüberliegenden Ende mit passenden Rollen gefüllt. Die verbleibende Endkappe kann dann auf ähnliche Art und Weise befestigt werden.
• Wie angemerkt sind gemäß der bevorzugten Ausführungsform die Rollenhalter mit den inneren Rollenführungen 56, 56a einstückig geformt und sind innerhalb des Lagers von jedem Ende her mit Stiften 62 positioniert, die in Öffnungen 64 positioniert sind. Die Glieder sind durch ein Ultraschallschweißen, ein Verkleben, usw. befestigt.
• Es ist zu erkennen, daß gemäß der vorliegenden Erfindung im wesentlichen zylindrische Rollen vorgesehen sind, die konvexe Flächen der Spuren bei einem Linearrollenlager berühren. Bei der bevorzugten Ausführungsform erzeugt die Reaktion der Rollen und der Spuren eine Ellipse von großer Fläche, die zu einer Abstützung hoher Lasten fähig ist und tolerant gegenüber einem Versatz in der axialen Richtung.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 7 ist dort ein Lager 10 gezeigt, das gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist, bei welcher der Lagerschlitten 12 ein einheitliches Glied ist. Die Anordnung mit den drei Komponenten der Fig. 2 kann daher durch die Ausführungsform der Fig. 7 ersetzt werden.
• Zusammengesetzt schafft die Geometrie der Rollen ein einfach herzustellendes Rollenelement von relativ niedrigen Kosten und eliminiert das Erfordernis für eine Auswölbung der Rolle, wie es im Stand der Technik praktiziert wurde. Die konvexen Lastlagerspuren schafft keine zusätzlichen Kosten in Bezug auf die Herstellung der Schiene mit einer normalen Präzision.
• Die Bereitstellung von Rollenhalterelementen mit einer niedrigen Reibung für ein Halten der Rollen in ihren unbelasteten Positionen in der beschriebenen Art und Weise ermöglicht einen raschen und einfachen Zusammenbau frei von jeder Möglichkeit eines Versatzes oder einer unkorrekten Anordnung einer Komponente. Die Halter können in dem Lager wie gezeigt und beschrieben zusammengebaut werden. Alternativ können sie als fortgesetzte Glieder ausgebildet werden, die mit einer inneren Rollenführung zusammengebaut und dann in das Lager eingefügt werden. Danach können sie mit der inneren Rollenführung an dem anderen Ende verklebt oder durch Ultraschall befestigt werden. Die Baugruppe des Lagers wird so mit der vorliegenden Erfindung vereinfacht.
• Die Gestaltung der Rollenhalter wie hier beschrieben erlaubt eine Linearbewegung-Charakteristik eines Rollenlagers mit einer minimalen Reibung, ohne daß die konzentrierten Beanspruchungen als Folge der Rollenbelastung an den Kanten und Enden auftritt. Die konvexe Spur erlaubt eine solche Mobilität der Kontaktellipse, daß die Kontaktellipse auch in dem Fall eines Versatzes um die axiale Richtung beibehalten wird.

Claims (13)

1. Linearbewegung-Lager (10), bestehend aus:

einer Schiene (22) mit Lastlagerflächen (26a, 28a, 30a, 32a), und

einem Lagerschlitten (12) mit Lastlagerflächen (26, 28, 30, 32), die mit den Lastlagerflächen (26a, 28a, 30a, 32a) der Schiene (22) Lastlagerspuren (26, 26a; 28, 28a; 30, 30a; 32, 32a) für die Aufnahme einer Vielzahl zylindrischer Rollenelemente (24) definiert, wobei der Schlitten (12) weiterhin Rückkehrspuren (34, 35, 38, 39) definiert, die mit den Lastlagerspuren (26, 26a; 28, 28a; 30, 30a; 32, 32a) für eine Führung der Vielzahl von zylindrischen Rollenelementen (24) zwischen den Lastlagerspuren (26, 26a; 28, 28a; 30, 30a; 32, 32a) und den betreffenden Rückkehrspuren (34, 35, 38, 39) in Verbindung stehen, wobei die Rollenelemte (24) den Schlitten (12) in Bezug auf die Schiene (22) abstützen, wenn sie sich in einer Lastlagerspur (26, 26a; 28, 28a; 30, 30a; 32, 32a) befinden, und wobei jede Lastlagerfläche (26, 28, 30, 32) des Schlittens (12) eine solche generell konvexe Querschnittsgestaltung hat, daß die Oberfläche (26, 28, 30, 32) die Rollelemente (24) generell zentral davon berührt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lastlagerflächen (26a, 28a, 30a, 32a) der Schiene (22) eine solche generell konvexe Querschnittsgestaltung haben, daß diese Flächen (26a, 28a, 30a, 32a) die Rollelemente (24) generell zentral davon berühren.

2. Linearbewegung-Lager nach Anspruch 1, welches weiterhin eine Vielzahl von Rollenhaltern (40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54) zum Abstützen der Rollen (24) innerhalb der Spuren (26, 26a; 28, 28a; 30, 30a; 32, 32a; 34; 35; 38; 39) aufweist.

3. Linearbewegung-Lager nach Anspruch 2, welches weiterhin innere Rollenführungsmittel (56, 56a) aufweist, die mit den Haltern (40, 42, 44, 46, 48, 52, 54) an jedem Ende des Schlittens (12) verbunden sind.

4. Linearbewegung-Lager nach Anspruch 3, bei welchem die Vielzahl von Haltern (40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54) und inneren Rollenführungsmitteln (56, 56a) Rollenhalterkörper (42, 46, 48, 50, 52, 54) aufweisen, die über die Länge des Schlittens (12) verlaufen und die Rollemente (24) an ihren Endflächen in den Lastlagerspuren (26, 26a; 28, 28a; 30, 30a; 32, 32a) abstützen.

5. Linearbewegung-Lager nach Anspruch 4, bei welchem die Rollenhalterkörper (40, 42, 44, 46, 48, 50, 54) aus einem Material mit niedriger Reibung hergestellt sind, welches zur Abstützung der Rollen (24) an ihren Endflächen und an Endbereichen benachbart davon angepaßt ist, während es deren Drehung erlaubt.

6. Linearbewegung-Lager nach Anspruch 5, bei welchem die inneren Rollenführungsmitteln (56, 56a) einen inneren Rollenführungskörper (56, 56a) aufweisen, der an jedem Endbereich des Schlittens (12) und der Schiene (22) positioniert ist.

7. Linearbewegung-Lager nach Anspruch 6, bei welchem eine äußere Endkappe (74, 76) über jeden inneren Rollenführungskörper (56, 56a) in einer abgedichteten Beziehung mit dem Schlittens (12) positioniert ist, wobei die außere Endkappe (74, 76) mit dem inneren Rollenführungskörper (56, 56a) Spuren (66, 80; 68, 78; 70, 80; 72, 78) definiert, um die Rollbewegung der Rollelemente (24) zwischen den Lastlager- (26, 26a; 28, 28a; 30, 30a; 32, 32a) und den Rückkehrspuren (34, 35, 38, 39) zu ermöglichen.

8. Linearbewegung-Lager nach Anspruch 7, bei welchem die Rollenhalterkörper (40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54) mit dem inneren Rollenführungskörper (56, 56a) einstückig ausgebildet sind.

9. Linearbewegung-Lager nach Anspruch 8, bei welchem die Rollenhalterkörper (40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54) aus zwei Abschnitten (58, 60) gebildet sind, von denen jeder (58, 60) über einen Bereich der Länge des Schlittens (12) verläuft und jeder (58, 60) an dem gegenüberliegenden Abschnitt (60, 58) durch Klebemittel oder durch ein Ultraschallschweißen befestigt ist.

10. Linearbewegung-Lager nach Anspruch 9, bei welchem der innere Rollenführungskörper (56, 56a) einen generell halbzylindrischen Körper (66, 68, 70, 72) definiert, der zwischen jedem Paar der belasteten (26, 26a; 28, 28a; 30, 30a; 32, 32a) und unbelasteten (34, 35, 38, 39) Spuren positioniert ist, wenn der Führungskörper (56, 56a) gegen den Endbereich des Schlittens (12) positioniert ist, wobei der innere Rollenführungskörper (56, 56a) weiterhin ein Paar Öffnungen neben dem generell halbzylindrischen Körper (66, 68, 70, 72) definiert, um die Bewegung der Rollen (24) zwischen den belasteten (26, 26a; 28, 28a; 30, 30a; 32, 32a) und den unbelasteten (34, 35, 38, 39) Spuren zu erleichtern und dadurch zu führen.

11. Linearbewegung-Lager nach Anspruch 8, bei welchem die äußere Endkappe (74, 76) eine generell halbzylindrische Aussparung (78, 80) definiert, die für die Aufnahme des generell halbzylindrischen Führungskörpers (66, 68, 70, 72) gestaltet, dimensioniert und positioniert ist und zusammen mit diesem eine gekrümmte Rollenumlaufspur (66, 80; 68, 78; 70, 80; 72, 78) definiert, um die Bewegung der Rollen (24) zwischen den belasteten (26, 26a; 28, 28a; 30, 30a; 32, 32a) und den unbelasteten (34, 35, 38, 39) Spuren zu erleichtern und zu führen.

12. Linearbewegung-Lager nach Anspruch 10, bei welchem die äußere Endkappe (74, 76) eine generell halbzylindrische Aussparung (78, 80) definiert, die für die Aufnahme des generell halbzylindrischen Führungskörpers (66, 68, 70, 72) gestaltet, dimensioniert und positioniert ist und zusammen mit diesem eine gekrümmte Rollenumlaufspur (66, 80; 68, 78; 70, 80; 72, 78) definiert, um die Bewegung der Rollen (24) zwischen den belasteten (26, 26a; 28, 28a; 30, 30a; 32, 32a) und den unbelasteten (34, 35, 38, 39) Spuren zu erleichtern und zu führen.

13. Linearbewegung-Lager (10) nach Anspruch 1, bei welchem die Rollenhaltermittel (40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54) gestaltet und dimensioniert sind, um die Rollelemente (24) in den Spuren (26, 26a; 28, 28a; 30, 30a; 32, 32a) in Position zu halten, wobei die Rollenhaltermittel (40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54) an jedem Ende davon mit einer inneren Führungskappe (56, 56a) verbunden sind für ein Führen der Rollelemente (24) zwischen den Lastlagerspuren (26, 26a; 28, 28a; 30, 30a; 32, 32a) und den Rückkehrspuren (34, 35, 38, 39); und eine außere Endkappe (74, 76) über jeder inneren Führungskappe (56, 56a) positioniert ist und Umlaufspuren (78, 80) aufweist, welche die Lastlagerspuren (26, 26a; 28, 28a; 30, 30a; 32, 32a) und die Rückkehrspuren (34, 35, 38, 39) verbindet.