DE3717162A1 - Linearkugellager - Google Patents
LinearkugellagerInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/04—Ball or roller bearings
- F16C29/06—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
- F16C29/0633—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides
- F16C29/0635—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end
- F16C29/0638—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls
- F16C29/0642—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls with four rows of balls
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
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- F16C29/068—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track
- F16C29/0683—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a rail or rod of circular cross-section, i.e. the linear bearing is not suited to transmit torque
- F16C29/0685—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a rail or rod of circular cross-section, i.e. the linear bearing is not suited to transmit torque with balls
- F16C29/0688—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a rail or rod of circular cross-section, i.e. the linear bearing is not suited to transmit torque with balls whereby a sleeve surrounds the circulating balls and thicker part of the sleeve form the load bearing tracks
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C2226/00—Joining parts; Fastening; Assembling or mounting parts
- F16C2226/50—Positive connections
- F16C2226/70—Positive connections with complementary interlocking parts
- F16C2226/74—Positive connections with complementary interlocking parts with snap-fit, e.g. by clips
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft Linearkugellager zur Verwendung bei
den gleitenden Teilen verschiedener Geräte, wie Büroautomati
sierungsgeräte.
Die in jüngster Zeit erzielten Verbesserungen an Büro
automatisierungsgeräten u.dgl. bezüglich Geschwindigkeit
und Präzision sind auf Linearkugellager in verschiedenen
Gleitabschnitten zurückzuführen. Für die Linearkugellager
werden aber eine weitere Größenverringerung, Gewichts
minderung, Kostensenkung und Geräuschminderung verlangt.
Ein Linearkugellager besteht aus einem Lagerteil, welcher
zahlreiche über Umlaufbahnen umlaufende Kugeln enthält,
und einem mit dem Lagerteil (bearing proper) über die
Kugeln in Berührung stehenden geführten oder Leitelement.
Jede Umlaufbahn muß dabei aus einem Leerbewegungsabschnitt,
einem Belastungsbewegungsabschnitt, der mit dem Leitelement
in Berührung steht, und die beiden obigen Abschnitte mit
einander verbindenden Umführabschnitten bestehen. Es ist
jedoch schwierig, diese Abschnitte durch einstückiges
Formen auszubilden. Aus diesem Grund weist ein bisheriger
Lagerteil a, wie er beispielhaft in Fig. 8 dargestellt ist,
einen aus einem Metallwerkstoff, einem Kunststoff oder
einem anderen Werkstoff geformten Halter (oder Käfig) d,
in welchem die erwähnten Umlaufbahnen ausgebildet sind,
zwischen einer Hülse b aus Metall oder einem anderen Werk
stoff und einer als Führung dienenden Achse oder Welle c
sowie ein Mittel zur Befestigung des Halters d in einer
vorbestimmten Stellung innerhalb der Hülse b auf.
Ein derartiger Halter d erschwert jedoch Bearbeitung und
Zusammenbau und stellt ein Hindernis für eine Größenver
ringerung und eine Fertigungskostensenkung dar.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Ausschaltung der
Probleme beim Stand der Technik durch Integrierung des
Halters in die Hülse und dgl.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekenn
zeichneten Merkmale gelöst.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Er
findung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1(a) und 1(b) einen zentralen Längsschnitt bzw. einen
Querschnitt durch wesentliche Teile eines
Linearkugellagers gemäß der Erfindung,
Fig. 2(a) und 2(b) Vorderansichten eines Zwischenelements
und eines Endelements,
Fig. 3(a) und 3(b) Schnitte längs der Linien A-A bzw.
B-B in Fig. 2(a) bzw. 2(b),
Fig. 4(a) und 4(b) Schnitte längs der Linien C-C bzw.
D-D in Fig. 2(a) bzw. 2(b),
Fig. 5(a) und 5(b) Schnittansichten einer anderen Aus
führungsform, entsprechend den Teilen von
Fig. 4(a) und 4(b),
Fig. 6 und 7 Querschnittansichten wesentlicher Teile zur
Darstellung anderer Ausführungsformen von Lager
teil und Leitelement und
Fig. 8(a) und 8(b) eine Schnittansicht bzw. eine per
spektivische Darstellung eines bisherigen
Linearkugellagers.
Ein erfindungsgemäßes Linearkugellager umfaßt einen Lager
teil 2, der zahlreiche Kugeln 1 für eine Umlaufbewegung
derselben hält, und ein über die Kugeln 1 mit dem Lager
teil 2 in Berührung stehendes Führungs- oder Leitelement 3.
Der Lagerteil 2 besteht aus einem Zwischenelement 4 und
an dessen beiden Seiten (in Bewegungsrichtung) vorgesehenen
Endelementen 5 und 5′. Das Zwischenelement 4 ist mit einer
zweckmäßigen Anzahl von Aufnahmedurchgängen 6 eines den
Durchmesser der Kugeln 1 etwas übersteigenden Durchmessers
sowie einer entsprechenden Anzahl von den jeweiligen Auf
nahmedurchgängen 6 paarig zugeordneten Aufnahmenuten 8
eines den Durchmesser der Kugeln 1 etwas übersteigenden
Durchmessers mit jeweils einem an der Seite des Leit
elements 3 ausgebildeten, in Bewegungsrichtung verlaufenden
Schlitz 7, der schmäler ist als der Durchmesser der Kugeln
1, versehen. Die Endelemente 5, 5′ sind jeweils mit Um
führnuten 9 versehen, welche die einander paarig zuge
ordneten Aufnahmedurchgänge 6 und Aufnahmenuten 8 mitein
ander verbinden. Die Endelemente 5, 5′ sind an gegenüber
liegenden Seiten des Zwischenelements 4 befestigt, so daß
durch die Aufnahmedurchgänge 6, die Aufnahmenuten 8 und
die Umführnuten 9 jeweils Umlaufkanäle oder -bahnen 10 für
die Kugeln 1 gebildet sind.
Der Lagerteil 2 und das Leitelement 3 können jeweils die
nachstehend beschriebene Ausgestaltung aufweisen. Bei der
Anordnung nach den Fig. 1 bis 5 ist das Leitelement 3
als Achse oder Welle ausgeführt, während der Lagerteil 2
als lose auf die Achse oder Welle aufgeschobenes Rohr
ausgebildet ist, das gemäß Fig. 1(b) einen zylindrischen
oder (vgl. strichpunktierte Linien) einen quadratischen
Querschnitt oder eine beliebige andere, geeignete Quer
schnittsform aufweisen kann. Bei der Anordnung nach Fig. 6
ist das Leitelement 3 als von einer Fläche hochragende
Führungs(schiene) ausgebildet, und der Lagerteil 2 ist lose
(mit Spiel) auf dieser Führung angeordnet. Bei der Aus
führungsform nach Fig. 7 ist das Leitelement 3 als (plane)
Fläche ausgebildet, wobei der Lagerteil 2 an seiner dem
Leitelement 3 zugewandten Seite ebenfalls als (plane)
Fläche ausgebildet ist. Wie sich aus diesen Ausführungs
formen ergibt, können der Lagerteil 2 und das Leitelement 3
in Anpassung an die jeweiligen, beliebig ausgebildeten
Gleitabschnitte zweckmäßig ausgebildet sein.
Das Zwischenelement 4 und die Endelemente 5, 5′ können auf
übliche Weise mittels Schraubbolzen o.dgl. miteinander
verbunden sein. Gemäß einer dargestellten Ausführungsform
(Fig. 2 und 3) können jedoch entweder das Zwischenelement 4
oder die Endelemente 5, 5′ mit Einsteck- und Einrast
zapfen 11 und das (die) betreffende(n) andere(n) Element(e)
mit Einrastbohrungen 12 versehen sein, wobei die Einrast
zapfen 11 und -bohrungen 12 zum Positionieren und Ver
binden der Elemente 4, 5 und 5′ dienen. Dabei kann an der
Spitze jedes Einrastzapfens 11 ein Bund 13 ausgebildet
sein, während eine dem Bund 13 komplementäre Ausnehmung 14
in jeder Einrastbohrung 12 ausgebildet ist. Wenn die
Bunde 13 aus einem elastisch verformbaren Werkstoff geformt
sind, können die Elemente durch einfaches Zusammenstecken
mit einer Einrastverbindung sicher miteinander verbunden
werden. Außerdem können das Zwischenelement 4 und die
Endelemente 5, 5′ auch einstückig (materialeinheitlich)
geformt und anschließend maschinell oder spanabhebend
bearbeitet werden, z.B. durch teilweises Fräsen, Schleifen,
Läppen, Oberflächenfeinbearbeiten, elektrisches Ent
ladungsbearbeiten und dgl. Als Werkstoff kann ein Keramik
material, ein Kunststoff, ein Metall o.dgl. verwendet
werden. Weiterhin können die Umführnuten 9 in den End
elementen 5, 5′ auch auf die in den Fig. 4(a) und 4(b)
sowie in den Fig. 5(a) und 5(b) dargestellte Weise zweck
mäßig ausgebildet werden. Zur Festlegung der Form der Um
führnuten 9 können zudem an den Enden des Zwischenelements 4
entsprechende Vorsprünge 15 o.dgl. ausgebildet sein (vgl.
z.B. Fig. 4(a)).
Beim beschriebenen Linearkugellager gemäß der Erfindung
wird eine entsprechende Zahl von Kugeln 1 jeweils in die
durch die Aufnahmedurchgänge 6, die Aufnahmenuten 8 und
die Umführnuten 9 festgelegten Umlaufbahnen 10 eingefüllt;
sodann werden die Endelemente 5, 5′ an den gegenüber
liegenden Stirnseiten des Zwischenelements 4 angebracht,
so daß der (eigentliche) Lagerteil 2 gebildet wird. Dabei
ragen die in den Aufnahmenuten 8 befindlichen Kugeln 1
über die Schlitze 7 teilweise zur (inneren) Außenseite
hin. Da jedoch die Weite der Schlitze 7 kleiner ist als
der Durchmesser der Kugeln 1, fallen letztere auch dann
nicht heraus, wenn der Lagerteil 2 nicht mit dem Leit
element 3 zusammengesetzt ist.
Wenn der Lagerteil 2 mit dem Leitelement 3 zusammengesetzt
bzw. auf dieses aufgeschoben wird, kommt er mit letzterem
über die in den Aufnahmenuten 8 befindlichen Kugeln 1 in
Berührung; aufgrund der Abwälzbewegung der Kugeln 1 kann
sich dann der Lagerteil 2 reibungsarm längs des Leit
elements 3 verschieben. Die sich bei der Verschiebung
des Lagerteils 2 durch die Aufnahmenuten 8 bewegenden
Kugeln 1 laufen dabei über die Umführnuten 9 in die Auf
nahmedurchgänge 6 hinein und bewegen sich durch letztere
in der entgegengesetzten Richtung, um über die Umführnuten
9 an der anderen Seite wieder in die Aufnahmenuten 8 ein
zutreten. Die Kugeln 1 können somit durch die Umlaufbahnen
10 umlaufen. Die vom Leitelement 3 auf die Kugeln 1 über
tragene Belastung wird von den Aufnahmenuten 8 aufgenommen,
doch da letztere einen geringfügig größeren Durchmesser
als die Kugeln 1 besitzen, kann infolge der großen Be
rührungsfläche zwischen den Aufnahmenuten 8 und den Kugeln
1 die Belastbarkeit beträchtlich vergrößert sein.
Wie vorstehend beschrieben, besteht erfindungsgemäß der
Lagerteil (bzw. das eigentliche Lager) aus einem Zwischen
element und an dessen beiden Enden (in Bewegungsrichtung
gesehen) vorgesehenen Endelementen. Das Zwischenelement
ist mit den Aufnahmedurchgängen und den Aufnahmenuten
(oder Laufnuten) ohne durchgehende Umführabschnitte ver
sehen, während die Endelemente mit Umführnuten ohne Be
lastungsbewegungsabschnitte und Leerbewegungsabschnitte
versehen sind. Diese Elemente können mithin jeweils einfach
einstückig oder materialeinheitlich geformt und nach Bedarf
anschließend maschinell oder anderweitig fertigbearbeitet
werden, so daß sich ihre Fertigung sehr einfach gestaltet.
Diese Elemente können ferner aus unterschiedlichen Werk
stoffen, wie Keramik, Kunststoff und Metall, hergestellt
werden. Auf diese Weise können große Kosteneinsparungen
gewährleistet werden; zudem kann die Werkstoffwahl im
Hinblick auf Gewichtsreduzierung und Geräuschminderung
getroffen werden. Da bei der erfindungsgemäßen Konstruktion
die Kugel-Aufnahmenuten insbesondere einen geringfügig
größeren Durchmesser als die Kugeln und jeweils einen
Schlitz einer Weite, die kleiner ist als der Kugeldurch
messer, aufweisen, sind die in den Aufnahmenuten be
findlichen Kugeln zwangsläufig gegen ein Herausfallen
gesichert, wobei auch die Belastbarkeit oder Lastaufnahme
fähigkeit (load capacity) in vorteilhafter Weise wesentlich
vergrößert ist.
Claims (6)
1. Linearkugellager, umfassend einen zahlreiche Kugeln
für Umlaufbewegung haltenden oder führenden Lagerteil
und ein mit letzterem über die Kugeln in Berührung
stehendes Leitelement, dadurch gekennzeichnet, daß der
Lagerteil (2) aus einem Zwischenelement (4) sowie an
dessen beiden Enden - in Bewegungsrichtung gesehen -
vorgesehenen Endelementen (5, 5′) zusammengesetzt ist,
das Zwischenelement (4) eine entsprechende Zahl von
Aufnahmedurchgängen (6) eines den Durchmesser der
Kugeln (1) etwas übersteigenden Durchmessers und eine
entsprechende Zahl von den Aufnahmedurchgängen (6)
paarig zugeordneten Aufnahmenuten (8) eines den Durch
messer der Kugeln (1) etwas übersteigenden Durchmessers
und mit je einem an der dem Leitelement (3) zugewandten
Seite ausgebildeten und in Bewegungsrichtung verlaufenden
Schlitz (7), dessen Weite kleiner ist als der Kugel
durchmesser, aufweist und die Endelemente (5, 5′) je
weils mit Umführnuten (9) zur Verbindung der jeweiligen
paarigen Aufnahmedurchgänge (6) und Aufnahmenuten (8)
versehen und an den gegenüberliegenden Seiten oder
Stirnflächen des Zwischenelements (4) angebracht sind,
so daß durch die jeweiligen Aufnahmedurchgänge (6),
Aufnahmenuten (8) und Umführnuten (9) jeweils Umlauf
bahnen (10) für die Kugeln (1) festgelegt sind.
2. Linearkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Leitelement (3) als Achse oder Welle ausgebildet
ist, während der Lagerteil (2) ein lose auf die Achse
oder Welle aufgeschobenes Rohrelement ist.
3. Linearkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Leitelement (3) als von einer Ebene oder Fläche
hochragende Führung(sschiene) ausgebildet und der Lager
teil (2) lose (mit Spiel) auf die Führung(sschiene) auf
gesetzt ist.
4. Linearkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Leitelement (3) eine Fläche ist und der Lager
teil (2) an seiner dem Leitelement zugewandten Seite
flächig ausgebildet ist.
5. Linearkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zwischenelement (4) oder die Endelemente (5, 5′)
mit Einsteck- und Einrastzapfen (11) versehen ist bzw.
sind, während das (die) betreffende(n) andere(n) Ele
ment(e) mit (komplementären) Einrastbohrungen (12) ver
sehen ist (sind), wobei die Einrastzapfen und -bohrungen
als Mittel zum Positionieren und Verbinden von Zwi
schenelement (4) und Endelementen (5, 5′) dienen.
6. Linearkugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zwischenelement (4) und die Endelemente (5, 5′)
jeweils einstückig oder materialeinheitlich aus einem
Keramikmaterial, einem Kunststoff oder einem Metallwerk
stoff geformt und auf erforderliche Weise maschinell
oder spanabhebend bearbeitet sind.
Applications Claiming Priority (1)
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Legal Events
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