DE3400849A1

DE3400849A1 - Umlenkweg eines rollenlagers fuer eine endlose linearbewegung

Info

Publication number: DE3400849A1
Application number: DE19843400849
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Geka
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 1983-02-15
Filing date: 1984-01-12
Publication date: 1984-08-16
Also published as: IT8419573A0; IT8420834V0; IT1175804B; US4556262A; KR840007941A; JPS59125616U; ES528587A0; JPS6135777Y2; KR860001686B1; CA1226610A; ES8501704A1

Description

Nippon Thompson Co. Ltd.
Minato-ku, Tokyo / Japan

"Umlenkweg eines Rollenlagers für eine endlose Linearbewegung"

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rollenlager für eine endlose Linearbewegung} in dem ein auf einer linearen Laufschiene befestigtes Gehäuse mittels einer Mehrzahl von endlos 'zirkulierenden Rollen eine endlose Linearbewegung ausführen kann. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Form der Wandflächen eines Umlenkweges der Rollen, die an dem vorderen und an dem hinteren Ende des Gehäuses des Rollenlagers für endlose Linearbewegung angebracht sind. Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Querschnittsform eines Umlenkweges, der nicht den Reibungswiderstand der Rollen unnötigerweise erhöht. Der Umlenkweg verbindet kreisbogenförmig die Enden einer Laufbahn, die eine Belastungszone darstellt, und eines Rücklaufkanals, der eine Nicht-Belastungszone darstellt, und erlaubt eine weiche Umlenkbewegung der Rollen. Die Laufbahn und der Rücklaufkanal sind geradlinig, parallel zueinander und liegen symmetrisch zueinander bezüglich einer Ebene.

Eine AusfUhrungsart des Rollenlagers für endlose Linearbewegung hat eine Konstruktion wie etwa in Figur 2 und Figur 3 gezeigt. In dieser Ausführungsart führt ein auf einer Laufschiene 1 von linearem Verlauf befestigtes Gehäuse 2 mittels einer Mehrzahl von endlos zirkulierenden Rollen eine endlose Linearbewegung aus. Der endlose Umlaufweg der Rolle 3 umfaßt eine Laufbahn 4 und einen Rücklaufkanal 5, beide geradlinig und parallel zueinander, und Umlenkwege 6, die beide Enden Jeweils der Laufbahn 4 und des Rücklaufkanal es 5 miteinander verbinden, und erlaubt eine weiche Umlenkbewegung der Rollen. Die Laufbahn 4, der Rücklaufkanal 5 und der Umlenkweg 6 haben einen nahezu quadratischen Querschnitt, dessen Seitenlänge etwa gleich a ist. Die Mittellinien, die die Mittelpunkte der angenähert quadratischen Querschnitte dieser Laufbahn 4, dieses Rücklaufkanales 5 und dieses Umlenkweges 6 miteinander verbinden, liegen alle in einer gemeinsamen Ebene, der Mittelebene 12 (Figur 1). Die Rolle 3 hat eine solche Form, daß die Dimension der Höhe und des Durchmessers nahezu gleich a ist.

Die Laufbahn 4 ist ausgebildet als eine rechtwinklige V-förmige Aussparung 7 auf dem Gehäuse 2 und als eine rechtwinklige V-förmige Aussparung 8 auf der Laufschiene 1. Der Rücklaufkanal 5 ist innerhalb des Gehäuses 2 geschaffen. Der Umlenkweg 6 ist, ausgebildet in einer Seitenplatte 9, jeweils an dem vorderen und an dem hinteren Ende des Gehäuses 2 vorgesehen.

Wie In Figur 1 gezeigt, liegen die Laufbahn 4 und der Rücklaufkanal 5 symmetrisch zueinander bezüglich einer senkrechten Halbierungsebene 13 einer Mittelebene 20, die durch die Mittelpunkte 10, 11 der Rollen hindurchgeht, die jeweils in der Laufbahn 4 und in dem Rücklaufkanal rollen, wobei beide jeweils lineare Wege

sind. Der Umlenkweg 6 ist ein halbkreisförmiger Bogen mit einem Krümmungsmittelpunkt auf dieser Mittelebene 20, so daß er beide Enden jeweils der Laufbahn und des Rücklaufkanales miteinander verbindet. Die Drehachse des Umlenkweges ist die Mittelsenkrechte (in Figur 1 ist die Mittelsenkrechte gleichzeitig mit der senkrechten Halbierungsebene dargestellt), welche eine Schnittlinie ist zwischen einer Ebene senkrecht zur Mittelebene durch beide Enden der Laufbahn 4 und des Rücklaufkanales 5 und dieser senkrechten Halbierungsebene 13.

Dementsprechend sind, wie in Figur 26 gezeigt, die vier Wandflächen des Umlenkweges 6 im Prinzip als Flächen ausgebildet, die jeweils von inneren bzw. äußeren konischen Flächen 16_P 17 bzw. 18, 19 umgeben werden. Diese stehen jeweils senkrecht aufeinander und liegen jeweils im Abstand a/2 zu den konischen Flächen, die durch die Mittelpunkte 10 bzw. 11 hindurch gehen, und ihren Scheitelpunkt bei 14 bzw. bei 15 haben. Das sind die Schnittpunkte der Mittelsenkrechten von den entsprechenden Seiten der quadratischen Querschnitte der Laufbahn 4 und des Rücklaufkanales 5 (beide Schnittpunkte 14, 15 liegen auf der Mittelsenkrechten 13). Unter den vier Wandflächen des Umlenkweges werden die inneren Wandflächen mit 6a, 6b gekennzeichnet und die äußeren Wandflächen werden mit 6c, 6d gekennzeichnet. Desweiteren ist in Figur 1 die Mittelebene 20 gezeigt als eine Mittellinie 12, die die Mittelpunkte 10, 11 miteinander verbindet.

Wie vorher beschrieben^ ist der Durchmesser und die Höhe der Rolle 3 beide Male gleich a, und der Querschnitt entlang der Achse der Rolle 3 ist ein Quadrat mit Seitenlänge a. Deshalb haben jeweils die Laufbahn

und der Rücklaufkanal 5 ein Quadrat mit einer Seitenlange geringfügig größer als a als Querschnittsform, so daß ein Rollen der Rolle 3 dadurch erlaubt wird. Jedoch wird ein Rollen der Rolle 3 unmöglich bei dem Versuch, die Rolle 3 in einem Umlenkweg rollen zu lassen, dessen Querschnittsform von der gleichen Größenordnung ist wie die der Laufbahn 4 und des Rücklaufkanales 5. Weitere Details, die diesen Punkt betreffen, werden einsichtig aus den noch auszuführenden Beschreibungen.

Um die Bewegung der Rollen während einer Richtungsänderung zu ermöglichen, war bis zum jetzigen Stand der Technik die Querschnittsform des Umlenkweges 6

!5 von quadratischer Form mit einer Seitenlänge a + X, welches beträchtlich größer als die Seitenlänge des quadratischen Querschnittes der Laufbahn 4 und des Rücklaufkanales 5 ist. Der Abstand zwischen den Wandflächen 6a und 6d sowie der Abstand zwischen den Wandflächen 6b und 6c war nämlich a + X.

Der gerade eben beschriebene Umlenkweg mit einem vergrößerten quadratischen Querschnitt führte zu einem zu großen Spiel der Rollen, die in diesem Umlenkweg sich bewegten. Ein zu großes Spiel war der Hauptgrund der sogenannten "stick-slip^N-Bewegung und vergrößerte den Reibungswiderstand innerhalb des Umlenkweges. In anderen Worten: Dies war einer der Gründe, die den Reibungswiderstand des Rollenlagers für eine endlose Linearbewegung insgesamt vergrößerten.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Umlenkweges eines Rollenlagers für eine endlose Linearbewegung mit einem geringeren Gleitwiderstand gg und mit einer weichen Richtungsänderung der darin sich bewegenden Rollen.

ι Aufgrund der Ergebnisse von verschiedenen Experimenten und Nachforschungen war der Erfinder der vorliegenden Anmeldung in der Lage, den Grund für die sogenannte stick-slip-Bewegung der sich in dem Umlenkweg bewegenden Rollen zu analysieren und er gelangte zu einer dieser Bewegung vorbeugenden Bemessung.

Die Konstruktion der vorliegenden Erfindung ist so, wie in den Ansprüchen beschrieben. Dort wird ein Umlenkweg geschaffen für die Rollen eines Rollenlagers für eine endlose Linearbewegung, das mittels endlos zirkulierender, zylindrischer Rollen eine endlose Linearbewegung eines auf einer Laufschiene befestigten Gehäuses erlaubt. Der Umlenkweg gestattet den Rollen in einer Laufbahn eine Rollbewegung bis zu einem Rücklaufkanal, der in einer Nicht-Belastungszone liegt, und bewirkt eine Richtungsänderung. Die Umlenkwege sind jeweils an den vorderen und an den hinteren Enden des Gehäuses des Rollenlagers vorgesehen. Die äußere Wandfläche dieses Umlenkweges ist ausgebildet als eine gekrümmte Oberfläche eines sphärischen Bandes, das sich nach außen konvex mit einem festen Krümmungsmaß erstrecktο Betrachtet man die Rollen, die innerhalb des Umlenkv/eges rollen, so

kann demzufolge jede RoIIe₉ deren Achse um 90° verdreht ist zu einer anderen Rolle, ein minimales Spiel mit den Wandflächen besitzen«, Dies garantiert eine weiche Umlenkbewegung,und der Reibungswiderstand zwischen den Rollen und dem Umlenkweg wird klein werden, so daß alsdann der Reibungswiderstand des Rollenlagers für eine endlose Linearbewegung insgesamt reduziert ist. Demzufolge wird bei einem geringeren Spiel der geometrische Ort der Rollen innerhalb des Umlenkweges genauer definiert sein. Daher wird es möglich, die Anzahl der Rollen, die innerhalb eines endlosen Umlaufweges untergebracht werden müssen, genau

festzulegen. Wenn der Anteil des Spieles in der Reihe der Rollen zu einem Minimum gemacht werden kann, wird es deswegen möglich, einen überdurchschnittlichen Effekt zu erzielen, wie etwa eine wesentliche Steigerung der Tragkraft des Rollenlagers für eine endlose Linearbewegung.

Diese und andere Eigenschaften und Vorteile dieser Erfindung werden augenscheinlich aus den folgenden, detaillierten Beschreibungen, die am Beispiel von vorgezogenen Ausführungsarten im Hinblick auf die beigefügten Zeichnungen gegeben werden.

Fig. 1 ist ein teilweiser Querriß einer ersten

Ausführungsart der vorliegenden Erfindung, gezeigt durch einen Schnitt senkrecht zur Bewegungsrichtung eines Gehäuses;

Fig. 2 ist eine Draufsicht von Figur 3, wobei

die rechte Hälfte in einem Schnitt entlang der Linie II - II von Figur 3 gezeigt ist;

Fig. 3 ist eine Seitenansicht von Figur 2,

wobei die rechte Hälfte in einem Schnitt entlang der Linie III - III von Figur gezeigt ist;

Fig. 4 ist eine Seitenansicht einer oberen

Seitenplatte einer Ausführungsart;

Fig. 5 ist eine Seitenansicht von Seitenplatten;

Fig. 6 ist ein Grundriß entlang der

Mittellinie einer Laufbahn in einem Gehäuse;

Fig. 7 ist eine Seitenansicht einer oberen Seitenplatte gesehen von einer äußeren Seite aus;

Fig. 8 ist eine Seitenansicht der Seitenplatten ι

Fig. 9 ist eine Seitenansicht einer unteren

Seitenplatte von oben gesehen; 15

Fig. 10 ist eine Seitenansicht einer oberen Seitenplatte von einer inneren Seite aus gesehen;

Fig. 11 ist eine Seitenansicht von Seitenplatten;

Fig. 12 ist eine Seitenansicht einer unteren Seitenplatte von oben gesehen;

Fig. 13 ist eine Seitenansicht eines Käfigs;

Fig. 14 ist ein Querriß entlang der Linie XIV- XIV von Figur 13l

Fig. 15 ist ein Querriß entlang der Linie

XV - XV von Figur 13;

Fig. 16 ist ein teilweiser Querriß einer Ausführungsart, wobei θ aus Fig. 1

den Wert 22,5° annimmt;

Fig. 17 ist ein vergrößerter Querriß eines Teiles, wo der Umlenkweg von obengenannter Figur 16 mit einem Rücklaufkanal in Verbindung kommt;

Fig. 18 ist ein teilweiser Querriß, der eine zweite Ausführungsart zeigt;

Fig. 19 ist eine vergrößerte Querschnitts-10

ansicht des obigen Umlenkweges;

Fig. 20 ist ein teilweiser Querriß, dereine dritte Ausführungsart zeigt;

15

Fig. 21 ist ein vergrößerter Querriß des

obigen Umlenkweges;

Fig. 22 zeigt eine Projektion der Rollen,

die in dem in Figur 18 gezeigten

Umlenkweg rollen;

Fig. 23 zeigt die Rollen, die in dem obigen Umlenkweg rollen, gesehen aus einer Richtung senkrecht zur Drehebene der Rollen in diesem Umlenkweg;

Fig. 24 ist eine vergrößerte Teilansicht davon j

30

Fig. 25 ist eine anschauliche Zeichnung, die

ein Ausmaß des Spieles in der Reihe von Rollen in einem endlosen UmIaufweg darstellt und

Fig. 26 ist eine anschauliche Zeichnung der Wandflächen eines Umlenkweges.

Im folgenden wird das Prinzip der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

Vie in Figur 22 dargestellt, wird angenommen, daß eine Rolle 3, die innerhalb eines Umlenkweges 6 rollt, ihre Endflächen in gleitendem Kontakt hat mit einer inneren Wandfläche 6b bzw. einer äußeren Wandfläche 6c, dargestellt durch 3a, 3b, 3c ...... wenn sie auf einer äußeren Wandfläche 6d bzw« auf einer inneren Wandfläche 6a abrollt. In diesem Fall ist der Abstand zwischen den Wandflächen 6a und 6d ungefähr a. Wie in Figur 23 dargestellt, muß jedoch der Abstand zwischen den Wandflächen 6b und 6c mindestens um einen Anteil (f größer sein wegen der Richtungsänderung der Rolle.

Betrachtet man gleichermaßen eine benachbarte Rolle zu dieser in Figur 22 und 23 dargestellten Rolle mit einer um 90 gedrehten Achse, so sind deren Endflächen in gleitendem Kontakt mit den Wandflächen 6a bzw. 6d, wenn diese auf der Wandfläche 6b bzw. 6c abrollt.

Gleichermaßen erkennt man, wie in der eben beschriebenen Darstellung, daß der Abstand zwischen den Wandflächen 6b und 6c ungefähr gleich dem Durchmesser der Rolle sein kann. Jedoch kann man ein weiches Abrollen der Rollen nicht erhalten, wenn der Abstand zwischen den Wandflächen 6a und 6d nicht mindestens um cf größer ist als der Durchmesser a der Rollen«

Dem Stand der Technik entsprechend ist der Umlenkweg 6, der ein innerhalb einer Seitenplatte 9 ausgebildeter yeg für die Rolle 3 ist, ausgebildet durch vier konische Flächen, die einen quadratischen Querschnitt bilden und eine Seitenlänge der Dimension a + X haben. In anderen Worten: Die Dimension a + X wurde größer gemacht als a + <f . Die Dimension a ist die Seiten-

"- """ ^: 34008A9 11

länge eines quadratischen Querschnittes entlang der Achse der Rolle 3. Bis zum jetzigen Stand der Technik nämlich wurde die Dimensionierung in einer solchen Weise ausgeführt, daß X nur größer ist als cf

Das oben beschriebene </ kann man wie folgt erhalten:

Wie in Figur 24 gezeigt, ist die Wandfläche 6b eine zylindrische Flache im Abstand r von einem Drehmittelpunkt 15. Wenn der Zwischenraum X = ei ist, ist die Wandfläche eine zylindrische Fläche mit einem Abstand R = r + a von dem Drehmittelpunkt 15. Es wird angenommen, daß die Wandfläche 6c eine zylindrische Fläche ist mit einem Abstand R_Q = R + cf von dem Drehmittelpunkt 15. Aus der Zeichnung wird klar, daß gilt:

H₀Z . R² ♦ (_!_) ²

Es ist nämlich:
20

.P-R

Dementsprechend war in Umlenkwegen bis zum jetzigen Stand der Technik der Abstand zwischen der inneren Wandfläche 6b und der äußeren Wandfläche 6c an allen Stellen gleichermaßen größer als a + <f .

Ähnlich ist bis zum jetzigen Stand der Technik der Abstand zwischen der inneren Wandfläche 6a und der äußeren Wandfläche 6d an allen Stellen gleichermaßen größer gemacht worden als a + cf . Wie eben beschrieben, wird eine Rolle, deren Höhe und Durchmesser beide gleich a sind, nicht weich auf der Wandfläche 6b oder auf der Wandfläche 6c abrollen, es sei denn, daß der

Abstand in Richtung der Rollenachse, nämlich der Abstand zwischen den Wandflächen, mit denen die Endflächen der Rollen in gleitendem Kontakt stehen, zum Beispiel, der Abstand zwischen der Wandfläche 6a und der Wandfläche 6d,zumindest gleich a+cfgemacht wird. Daher gibt es dann ein Spiel zwischen den Wandflächen 6b oder 6c und der zylindrischen Seitenfläche der Rolle von der Größenordnung dC .

Gleichermaßen wird die Rolle in dem Fall, wenn eine Rolle ihre Achse um 90° verdreht zur oben beschriebenen Rolle hat, nämlich in dem Fall, wo die Wandflächen 6b, 6c mit den Endflächen der Rolle in gleitendem Kontakt stehen, nicht auf der Wandfläche 6a oder auf der Wandfläche 6d abrollen, es sei denn, daß der Abstand zwischen diesen Wandflächen 6b und 6c gleich a + cf ist.

Daher gibt es ein Spiel von der Größenordnung sehen den Wandflächen 6a oder 6d und der zylindrischen Seitenfläche der Rolle. Das Spiel wird weiter vergrößert in dem Fall des Umlenkweges 6 zum bisherigen Stand der Technik, wo X größer ist als (Γ , wie eben beschrieben.

Als Ergebnis der Anhäufung dieser Zwischenräume wird, wie in Figur 25 gezeigt, das Spiel c der Gesamtheit aller Rollen in einer Reihe groß. Es ist gezeigt worden, daß dies ein wichtiger Grund für die stick-slip-Bewegung innerhalb eines endlosen Umlaufweges ist und insbesondere für die stick-slip-Bewegung innerhalb des Umlenkweges, was den Widerstand der Rollen in dem endlosen Umlaufweg erhöht und was den Rollwiderstand des Rollenlagers für endlose Linearbewegung insgesamt erhöht.

Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, einen Umlenkweg zu schaffen, in dem die Verursachung eines Rollwiderstandes, wie eben beschrieben, unwahrscheinlich ist. Die Konstruktion der vorliegenden Erfindung soll nun beschrieben werden.

Eine erste Ausführungsart der vorliegenden Erfindung ist in Figur 1 bis Figur 14 dargestellt. Figur 1 zeigt das Grundprinzip dieser Ausführungsart. Dort ist ein Umlenkweg 6 geschaffen, durch den eine Rolle 3 (dessen Mittelpunkt mit 10 gekennzeichnet ist),ausgehend von einer Laufbahn 4 bis zu einem Rücklaufkanal 5 rollt (dessen Mittelpunkt mit 11 gekennzeichnet ist), welche unter einem Winkel θ mit einer Horizontallinie H-H angeordnet ist. Die Laufbahn 4 und der Rücklaufkanal 5 sind symmetrisch zueinander bezüglich einer Mittelsenkrechten 13 an einem Mittelpunkt 0 einer Strecke, die diese Mittelpunkte 10 und 11 miteinander verbindet. Die Querschnittsform der Laufbahn und des Rücklaufkanals ist im wesentlichen quadratisch mit einer Seitenlänge ungefähr a, was gleich dem Durchmesser und der Höhe der Rolle 3 ist. Die Mittelsenkrechten von jeder Seite der quadratischen Querschnitte der Laufbahn bzw. des Rücklaufkanales gehen durch die Mittelpunkte 10 bzw. 11 und schneiden sich mit Jener Mittelsenkrechten 13 bei Schnittpunkten 14 bzw. 15. Der Umlenkweg 6 ist kreisbogenförmig ausgebildet und wird erreicht durch Drehen des quadratischen Querschnittes der Laufbahn 4 oder des Rücklaufkanales 5 um 180° um jene Mittelsenkrechte 13. Eine Rolle 3M, dargestellt durch eine Projektion in eine Richtung, die den Mittelpunkt 11 und den Schnittpunkt 15 miteinander verbindet, und eine Rolle 3 R ,dargestellt durch eine Projektion in eine Richtung, die den Mittelpunkt 11 und den Schnittpunkt 14 miteinander verbindet, und deren Achse um 90° verdreht ist, sind alternierend angeordnet und

14
rollen jeweils auf diesem Umlenkweg 6.

Wie eben beschrieben, sind unter den vier Wandflächen 6a, 6b, 6c und 6d des Umlenkweges die innere Wandfläche 6b und die äußere Wandfläche 6c im wesentlichen durch konische¹ Flächen ausgebildet, .die jeweils um a/2 nach innen oder nach außen von einer konischen Fläche mit Scheitelpunkt am Schnittpunkt 14 versetzt sind, und durch die Mittelpunkte 10, 11 hindurch gehen. Ähnlich sind die innere Wandfläche 6a und die äußere Wandfläche 6d im wesentlichen durch konische Flächen ausgebildet, die jeweils um a/2 nach innen oder nach außen von einer konischen Fläche mit Scheitelpunkt an dem Schnittpunkt 15 versetzt sind, und die durch die Mittelpunkte 10, 11 hindurchgehen.

Wenn die Rolle 3 in diesem Umlenkweg 6 rollt, während eine ihrer Endflächen, gegenüberliegend zur Mittelsenkrechten 13, in gleitendem Kontakt mit der inneren Wandfläche 6a oder 6b des Umlenkweges 6 ist, wird, wie in Figur 24 dargestellt und wie vorher beschrieben, der geometrische Ort der anderen Endfläche der Rolle nach außen über diese äußeren Wandflächen 6c oder 6d hinausragen. In dem Falle, wenn die innere Endfläche der Rolle 3 in gleitendem Kontakt mit den Wandflächen 6a oder 6b steht, kann der geometrische Ort der äußeren Endfläche der zylindrischen Rolle einfach erhalten werden als eine Drehfläche, die derjenige geometrische Ort ist, den man erhält, wenn jeder Punkt der äußeren Endfläche der Rolle um die Mittelsenkrechte 13 gedreht wird. Die bandförmigen äußeren Wandflächen, die durch diese Drehfläche ausgebildet werden, haben die gleichen Positionen mit den Wandflächen 6c oder 6b an ihren beiden Ecken, und schneiden die benachbarten Wandflächen 6a, 6d oder 6b, 6c. Die bandförmige äußere Wandfläche ist eine Drehfläche, die dem Hauptteil am

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nächsten nach außen hinausragt. Die wirkliche Rollbewegung der Rolle wird jedoch aus den folgenden Erläuterungen ersichtlich.

Soweit die Rolle zylindrisch ist und auf einer konischen Wandfläche des Umlenkweges rollt, hat die Rolle zum ersten das Bestreben, mit der erzeugenden Linie der konischen Fläche, die die Drehachse ist, zu rollen, und zum zweiten wird die Rolle durch die Wandflächen festgehalten, mit denen beide Endflächen der Rolle in Kontakt stehen. Also rollt die Rolle so, daß ihre Achse gerichtet ist auf die neue erzeugende Linie der konischen Fläche. Die Rolle ist nämlich so eingestellt, daß ihre Achse parallel zur erzeugenden Linie der konischen Fläche ist. Also rollt die Rolle in dem Umlenkweg mit dieser kontinuierlichen, zusammengesetzten Bewegung.

Wie in Figur 1 dargestellt, hat dementsprechend der eben beschriebene geometrische Ort eine Form ungefähr ähnlich zu einer Wandfläche 6d', geformt durch ein sphärisches Band mit einem Krümmungsmittelpunkt an dem Schnittpunkt 14 und einem Radius R1 bis zu beiden Ecken der Wandfläche 6d, und zu einer Wandfläche 6c¹, geformt durch ein sphärisches Band mit einem Krümmungsmittelpunkt bei dem Schnittpunkt 15 und einem Radius R2 bis zu beiden Ecken der Wandfläche 6c.

Der Unterschied zwischen der eben beschriebenen sphärischen Bandform und dem exakten geometrischen Ort wird faktisch innerhalb einer Herstellungstoleranz liegen, jedoch wird es in der Praxis praktisch kein Problem geben.

Soweit die Wandflächenform dieser Wandflächen 6c¹ und 6d' eine einfache sphärische Oberfläche ist, wie in

dem Fall, daß der Umlenkweg durch eine Ausdrehoperation gebildet wird, und durch Aufteilen des Umlenkweges 6 in zwei Teile an einer Seitenplatte 9 in eine obere Seitenplatte 9a und eine untere Seitenplatte 9b, wie in Figur 4 bis Figur 12 dargestellt, gibt es also die Vorteile einer leichten Herstellbarkeit und geringer Herstellungskosten.

Wie in Figur 4 bis Figur 12 dargestellt, ist in einer Ausführungsart eine Seitenplatte 9 aufgeteilt in eine obere Seitenplatte 9a und eine untere Seitenplatte 9b durch eine Teilungsebene 21, die parallel zur Mittelebene 20, gezeigt in Figur 1, liegt, wobei die Teilungsebene 21 diejenige Ebene ist, die durch den Schnittpunkt der äußeren Wandflächen 6c und 6d der Wandflächen des Umlenkweges hindurchgeht.

Desweiteren ist die obere Seitenplatte 9a versehen mit einer positionierenden, konkaven Fläche 22 an seinem Hauptteil, und die untere Seitenplatte 9b ist versehen mit einer positionierenden, konvexen Fläche 23 an dem Hauptteil, das an diese konkave Fläche 22 angrenzt. Durch Aufteilung der Seitenplatte 9 in zwei Teile, nämlich in eine obere Seitenplatte 9a und in eine untere Seitenplatte 9b, kann jede der Wandflächen 6a, 6b, 6c und 6d sehr einfach und mit hoher Genauigkeit hergestellt werden.

Desweiteren ist, wie in Figur 2 und Figur 6 gezeigt, ein Käfig 24 vorgesehen, der ein Herausfallen der Rollen aus der Laufbahn verhindert in dem Fall, daß das Gehäuse 2 aus der Laufschiene herausgehoben wird, und ist auf diesem Gehäuse an seinen beiden Enden durch Schrauben befestigt. Die genaue Form des Käfigs 24 ist in den Figuren 13 bis 15 dargestellt.

Obwohl in der eben beschriebenen Ausführungsart die dargestellte Seitenplatte in zwei Teile aufgeteilt

ist, kann die Seitenplatte natürlich auch in einem Stück hergestellt werden, wie etwa durch Spritzgußverfahren etc. Also ist es möglich, das Seitenplattenteil in einem Stück mit dem Gehäuse herzustellen.

Im folgenden wird die Funktion und der Effekt der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Der Umlenkweg 6 gehört zu einer Nicht-Belastungszone eines endlosen Umlaufweges für die Rollen ebenso wie der Rücklaufkanal 5. Daher ist eine Umlenkung der Rollen möglich, ohne daß eine besonders große Kraft dazu aufgebracht werden muß.

Wie eben beschrieben, ist die Umlenkung der Rolle 3 in dem Umlenkweg ausgeführt durch ein Rollen der zylindrischen Seitenfläche der Rolle auf der Wandfläche des Umlenkweges, und durch eine Drillbewegung, die die Rollenachse in Richtung der Schnittpunkte 14 oder 15 ausrichtet, aufgrund des Kontaktes der Endflächen der Rolle mit der Wandfläche, die senkrecht zur vorher beschriebenen Wandfläche angeordnet ist.

Wie in Figur 1 dargestellt, rollt die Rolle 3, die Jeweils die eine im Zustand 3M und die andere im Zustand 3N umfaßt, ab durch gänzliche Berührung mit den inneren Flächen 6a, 6b und durch Berührung der Wandflächen 6c¹, 6d^f an ihrem Eckteil. In diesem Falle ist die Rolle in einer Nicht-Belastungszone, und die Umlenkung kann durchgeführt werden nur durch Berührung mit dem Eckteil der Rolle, und dementsprechend wird es kaum irgendein unnötiges Spiel zwischen der Rolle und dem Umlenkweg geben. Dementsprechend wird

kein Spiel auftreten im Kontrast zu dem Fall eines Umlenkweges zum bisherigen Stand der Technik, und das Auftreten der stick-slip-Bewegung ist auf diese Weise deutlich reduziert worden, und der Gleitwiderstand des Rollenlagers für eine endlose Linearbewegung ist insgesamt reduziert worden.

Soweit der Rücklaufkanal und der Umlenkweg beide in einer Nicht-Belastungszone liegen, ist es nicht nötig, daß die Oberfläche der Rolle damit gänzlich in Berührung steht. Wie in Figur 17 dargestellt, kann nämlich der Herstellungsprozeß weiter vereinfacht werden, erstens durch Ausdrehen einer Bohrung 25 mit einem Durchmesser kleiner als die Diagonale des quadratischen Querschnittes in einem ersten Arbeitsgang, und zweitens durch Herstellung eines nahezu quadratischen Querschnittes, der die Wandflächen des Rücklaufkanals oder des Umlenkweges bildet.

In Figur 16 ist die eben beschriebene Ausführungsart dargestellt, wobei θ = 22,5 ist, und wobei eine örtliche Beziehung zwischen dem Rücklaufkanal 5a, dem Umlenkweg 6, der Mittelsenkrechten 13 und den Schnittpunkten 14a, 15a gezeigt ist. In diesem Falle ist der Rücklaufkanal in einer Position, in der er durch eine horizontale Ebene und durch eine vertikale Ebene geformt werden kann. Der Schnittpunkt 14 a ist in einer senkrechten Richtung zum Mittelpunkt 11 des Rücklaufkanales 5a, und der Schnittpunkt 15a ist in einer waagerechten Richtung zum Mittelpunkt 11 angeordnet. In diesem Falle wird erreicht, daß der Rücklaufkanal 5a sehr einfach hergestellt werden kann.

Figur 18 zeigt eine zweite Ausführungsart der Erfindung. In dieser Ausführungsart bilden eine rechtwinklige, V-förmige Aussparung 28 auf einer Laufschiene

27 und eine rechtwinklige, V-förmige Aussparung auf einem Gehäuse 29 eine Laufbahn 26, und die Seitenwände dieser V-förmigen Aussparungen sind alle entweder horizontal oder vertikal ausgerichtet. Wenn ein Rücklaufkanal 31 horizontal zu einer Laufbahn 26 angeordnet ist, wird ein Umlenkweg 32 ebenso in einer horizontalen Ausrichtung vorgesehen. Wie in Figur 19 dargestellt, ist es nur nötig, daß die Wandflächen des Umlenkweges nur eine äußere Wandfläche 33 haben, die als sphärische Bandfläche hergestellt ist. Der Krümmungsmittelpunkt der sphärischen Bandfläche ist der Mittelpunkt 36 zwischen einem Mittelpunkt 34 der Laufbahn und einem Mittelpunkt 35 des Rücklaufkanales 31. In diesem Fall wird nicht nur die Herstellung des Rücklaufkanales sehr einfach, sondern auch die Herstellung des Umlenkweges.

Eine dritte Ausführungsart der Erfindung ist in Figur 20 dargestellt. In diesem Fall ist der Rücklaufkanal 5 aus der ersten Ausführungsart an einer Position angeordnet, in der der Mittelpunkt des Rücklaufkanales auf einer horizontalen Diagonale der Laufbahn 4 liegt. In diesem Falle sind die äußeren Wandflächen 6c', 6d' des Umlenkweges 6 ausgebildet durch sphärische Bänder mit dem gleichen Radius,R1 = R2, und auf diese Weise wird die Herstellung des Umlenkweges einfach.

Claims

Dipl.-lng. W. Dahlke 1 Dipl.-lng. H.-J. Lippert Patentanwälte Frankenforster Straße 137 11. Januar 1984 Berfllsch Gladbach 1 L/C/Ma Nippon Thompson Co. Ltd. Minato-ku, Tokyo / Japan Patentansprüche

1. Ein Umlenkweg eines Rollenlagers für eine endlose Linearbewegung mit einem auf einer linearen Schiene befestigtem Gehäuse, das eine endlose Linearbewegung ausführt mittels einer Mehrzahl von Rollen, die endlos zirkulieren, dadurch g e Kennzeichnet, daß dieser Umlenkweg (6) in dem Gehäuse (2) geschaffen ist und einen kreisbogenförmigen Verlauf hat und beide Enden Jeweils einer Laufbahn (4) und eines Rücklaufkanals (5) miteinander verbindet, um eine weiche Umlenkbewegung der Rollen (3) zu erlauben, und einen Querschnitt von nahezu quadratischem Umriß hat, und daß unter den vier Wandflächen (6a, 6b, 6c, 6d) dieses Umlenkweges (6) die äußere Wandfläche (6c, 6d) die Form einer nach außen konvex gekrümmten Fläche hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wandfläche (6c, 6d) die Form eines sphärischen Bandes hat, dessen Krümmungsmittelpunkt auf der Drehachse des kreisbogenförmigen Umlenkweges (6) liegt.