DE3732572C2

DE3732572C2 -

Info

Publication number: DE3732572C2
Application number: DE3732572A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Fuchu Tokio/Tokyo Jp Tanaka
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 1986-12-03
Filing date: 1987-09-26
Publication date: 1990-01-25
Also published as: JPS63140111A; DE3732572A1; JPH0159446B2; US4764032A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Geradführungskugellager mit einer Antriebseinheit, bei der ein Zahnrad mit den Zähnen einer Nutenwelle kämmt, welche an verschiedenen Stellen im Schnitt senkrecht zur Längsachse L-förmig gekerbte Nuten aufweist, in denen Kugeln B, die in Laufnuten eines zweibahnig ausgebildeten Gehäuses endlos umlaufen, geführt werden und die jeweils paarweise Vorwölbungen zwischen den kurzen Schenkeln des L's bilden.

Ein konventionelles Geradführungslager ist normalerweise mit einer Antriebseinheit, wie z. B. einem Druckzylinder ausgestattet, wobei der Druckzylinder die Nutenwelle und das zylindrische Gehäuse in einer relativen geradlinigen Bewegung bewegt.

Bei einer solchen Vorrichtung wird jedoch die axiale Länge der Nutenwelle durch die Antriebseinheit, die am Ende der Nutenwelle befestigt ist, groß, so daß dementsprechend die Abmessungen der gesamten Vorrichtung groß werden. Darüber hinaus kann die Antriebseinheit und ihre Montage so kompliziert sein, daß die Herstellungskosten unvermeidbar hoch werden können.

Der Querschnitt einer konventionellen Kugellagernutenwelle hat gewöhnlich eine Dreiecksform, so wie es in der sogenannten "rice-ball"-Ausführung in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 39937-1972 gezeigt wird. Bezüglich des Umfangsbereiches zwischen den Vorwölbungen der Nutenwelle zur Führung der Kugeln kann es bei dem bekannten Lager nachteilig sein, wenn die Höhe der Vorwölbung in radialer Richtung vergleichsweise klein ist. Dementsprechend ist es schwierig, auf dem Umfangsbereich Zähne einer Zahnstange, die in axiale Richtung verlaufen, auszubilden, selbst wenn solche Zähne ausgebildet werden, hätte dies eine Verringerung der Festigkeit der Nutenwelle zur Folge.

Als weiteres Beispiel für den Stand der Technik ist aus der offengelegten japanischen Anmeldung Nr. 155617-1984 eine Ausführungsform bekannt, bei der die Nutenwelle eine spezielle Form aufweist. Hier ist es zwar möglich, im Umfangsbereich zwischen den Vorwölbungen der Nutenwelle die Zähne einer Zahnstange auszubilden, die Zahnstangenzähne werden bei den dargestellten Abmessungen jedoch so klein, daß sie keine große Belastung aufnehmen können. Darüber hinaus erscheint die Form der Welle kompliziert, was oft eine Verteuerung der Herstellungskosten Nachteile zur Folge hat.

Aus der DE-OS 33 04 641 ist eine wälzkörpergelagerte Längsführung bekannt, bei der teilkreisförmige Nuten in der Umfangsfläche der Nutenwelle eingearbeitet sind. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung können ohne eine Verminderung der Festigkeit der Nutenwelle keine Zähne zwischen den Nuten ausgebildet werden, so daß anscheinend eine axiale Längsverschiebung der Nutenwelle durch eine äußere Antriebseinheit erfolgt.

Ein gattungsgemäßes Geradführungskugellager ist aus der DE-OS 21 36 024 bekannt. Bei diesem Lager weist die axial verschiebbare Welle ein einfaches oder doppeltes T-Profil auf, das wie dargestellt, eine vergleichsweise große Bauhöhe hat, so daß das gesamte Lager groß und in der Herstellung teuer sein kann.

Die vorliegende Erfindung soll die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik beseitigen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Geradführungskugellager mit einer Antriebseinheit zu schaffen, das verlustarm arbeitet und wirtschaftlich herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsbildenden Geradführungskugellager dadurch gelöst, daß die Nutenwelle einen zylindrischen Umfang aufweist, in dem die gekerbten Nuten gegenüber den entsprechenden Laufnuten des Gehäuses ausgebildet sind, daß die Nutenwelle herausnehmbar in das Gehäuse eingesetzt ist, daß zwischen den langen Schenkeln des L's ein zylindrischer Umfangsbereich ausgebildet ist, daß ein zylindrischer Umfangsbereich in Umfangsrichtung lang ist gegenüber der zylindrischen Oberfläche der Vorwölbungen und daß ein zylindrischer Umfangsbereich die Wellenverzahnung aufweist.

Das erfindungsgemäße Geradführungskugellager mit einer Antriebseinheit umfaßt:

ein zylindrisches Gehäuse, in dem Laufnuten an verschiedenen Stellen der inneren Umfangsoberfläche zweibahnig ausgebildet sind, wobei im Inneren Führungen für einen kontinuierlichen Umlauf ausgebildet sind, die die Laufnuten enthalten,

eine Anzahl von Kugeln, die in die Führungen für einen kontinuierlichen Umlauf im Inneren des zylindrischen Gehäuses eingesetzt sind,

eine Nutenwelle mit etwa kreisförmigem Querschnitt, die herausnehmbar in das zylindrische Gehäuse eingesetzt ist,

etwa L-förmig gekerbte Nuten, die an mehreren Stellen der Nutenwelle so ausgebildet sind, daß axial verlaufende Vorwölbungen entstehen, die sich an verschiedenen Stellen in Umfangsrichtung der Nutenwelle befinden und

Führungsnuten, die sich auf der Seitenfläche der Vorwölbung der gekerbten Nuten gegenüber den entsprechenden Laufnuten, die im zylindrischen Gehäuse ausgebildet sind, befinden,

wobei jeder der verbleibenden zylindrischen Umfangsbereiche auf der Nutenwelle in Umfangsrichtung gesehen vergleichsweise lang ist; und eine Wellenverzahnung in einer der verbleibenden zylindrischen Umfangsbereiche ausgebildet ist.

Die Vorwölbungen der Nutenwelle sind bevorzugt an drei Stellen in Umfangsrichtung ausgebildet.

Bei der vorliegenden Erfindung kann die Wellenverzahnung mit vergleichsweise einfachen Arbeitsschritten in einem der zylindrischen Umfangsbereiche der Nutenwelle ausgebildet werden, so daß die Herstellungskosten des Lagers niedrig gehalten werden können. Jede der verbleibenden Umfangsbereiche weist eine vergleichsweise große Länge in Umfangsrichtung auf, so daß die ausgebildeten Zähne ebenso große Abmessungen haben können, um so eine ausreichend große Belastung aufnehmen zu können.

Des weiteren kann durch ein Zahnrad, das mit der Wellenverzahnung in dem äußeren zylindrischen Teil des Lagers kämmt, eine genaue Positionierung in geradliniger Richtung (der axialen Richtung der Nutenwelle) erreicht werden, so daß das Geradführungskugellager mit einer kleinen Antriebseinheit zu einem annehmbaren Preis hergestellt werden kann.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und wird im nachfolgenden anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Geradführungslagers mit einer Antriebseinheit.

Fig. 2A eine teilweise aufgebrochene perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Geradführungslagers mit einer Antriebseinheit.

Fig. 2B einen vertikalen Schnitt des erfindungsgemäßen Geradführungslagers mit einer Antriebseinheit.

Fig. 3 einen Querschnitt der in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Nutenwelle und des äußeren zylindrischen Bauteiles.

Fig. 4 einen Querschnitt der in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Nutenwelle.

Fig. 5 und 6 die Nutenwelle und eine Einrichtung zum Kämmen.

In den Fig. 1, 2A und 2B ist ein Geradführungskugellager mit einer Nutenwelle 10, einem zylindrischen Gehäuse 12 und einer Wellenverzahnung 14 (nicht dargestellt in Fig. 2A und 2B) zu sehen. In den Fig. 2A und 2B) wird das Lager aus Fig. 1 in einem Zustand gezeigt, in dem ein das Gehäuse 12 umgebender Gehäusekasten abgenommen ist. Die Positionszahl 13 bezeichnet einen Endflansch des zylindrischen Gehäuses 12.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt der Nutenwelle 10 und des zylindrischen Gehäuses 12. In Fig. 3 bezeichnet die Positionszahl 16 die Vorwölbung der Nutenwelle 10, wobei die Vorwölbung 16 in axialer Richtung, d. h. in einer Richtung senkrecht zum Papier von Fig. 3, verläuft. Ein Vorsprung 18 ist gegenüber der Vorwölbung 16 auf der inneren Umfangsoberfläche des zylindrischen Gehäuses 12 ausgebildet. Zwei Laufnuten 20 sind auf beiden Seitenflächen des Vorsprunges 18 ausgebildet. In den Laufnuten 20 laufen Kugeln B. 22 stellt einen Rücklaufkanal dar, wobei die Laufnuten 20 und der Rücklaufkanal 22 durch einen Richtungswechselkanal 24 verbunden sind, der durch eine zweifach gestrichelte Lang-Lang-Kurz-Kurz-Linie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Laufnuten 20, der Richtungswechselkanal 24 und der Rücklaufkanal 22 bilden die Bahn eines Kanals für den ständigen Umlauf, in dem die Kugeln B kontinuierlich umlaufen. Das Teil 26 stellt einen Schlüssel dar, mit dem das zylindrische Gehäuse 12 ausgestattet ist.

Wie aus Fig. 3 deutlich wird, sind die Führungen für den ständigen Umlauf 20, 22, 24 der Kugeln B auf beiden Seiten des Vorsprunges 18 im zylindrischen Gehäuse 12 in zwei Bahnen ausgebildet. Die Nutenwelle 10 ist herausnehmbar in die Bohrung des zylindrischen Gehäuses 12 eingesetzt.

In Fig. 4 wird die Nutenwelle 10 erläutert.

Wie aus der Ansicht, die durch die gestrichelte Linie in Fig. 4 dargestellt ist, entnehmbar ist, weist der Querschnitt der Nutenwelle 10 eine etwa runde Form auf. Die Teile, die durch die durchgezogene Linie und die gestrichelte Linie umrandet sind, sind aus der kreisförmigen Form ausgeschnitten und bilden in etwa L-förmig gekerbte Nuten 28. Zwei solche gekerbten Nuten 28 bilden eine Vorwölbung 16. Die gekerbte Nut 28 ist so ausgebildet, daß sie in vertikaler Richtung bezüglich des Zeichenpapieres von Fig. 4 verlaufen. Führungsnuten 30 sind an den Seiten der Vorwölbung 16 ausgebildet gegenüber den Laufnuten 20 des zylindrischen Gehäuses 12. Auf diese Art und Weise sind die belasteten Kugeln zwischen den Laufnuten 20 und den Führungsnuten 30 eingespannt.

Die Teilbereiche 32 in Fig. 4 sind die verbleibenden Umfangsabschnitte, wenn die Vorwölbungen 16 ( 3 Teile in Fig. 4) und die L-förmig gekerbten Nuten 28 (6 Teile in Fig. 4) aus dem Kreisumfang der Nutenwelle 10 ausgeschlossen werden. Die Zähne der Wellenverzahnung 14 sind in einem der verbleibenden Umfangsbereiche 32 ausgebildet. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, können die Zähne der Wellenverzahnung relativ einfach hergestellt werden, da die Umfangslänge der verbleibenden Umfangsbereiche 32 vergleichsweise lang ist, so daß die ausgebildeten Zähne 14 eine große Last aufnehmen können.

Fig. 5 und 6 zeigen eine Einrichtung, die mit den Zähnen der Wellenverzahnung 14 kämmt, im Ausführungsbeispiel ein Zahnrad 34. Das Zahnrad 34 ist an einem Stellmotor 38 befestigt, der an dem Gehäusekasten 36 in Fig. 1 angebracht ist. Wie aus Fig. 5 und Fig. 6 ersichtlich ist, kämmt das Zahnrad 34 mit der Wellenverzahnung 14. Dementsprechend wird, wenn der Stellmotor 38 antreibt, die Nutenwelle 10 in Längsrichtung (Richtung A) bewegt (Fig. 1). Durch das Kämmen zwischen der Wellenverzahnung 14 und dem Zahnrad 34 kann eine sehr genaue Positionierung erreicht werden.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Vorwölbungen 16 der Nutenwelle 10 an drei Orten ausgebildet, dementsprechend befinden sich sechs Bahnen der Laufnuten 20 bzw. der Führungen für den kontinuierlichen Umlauf in dem zylindrischen Gehäuse 12. Es ist jedoch genauso möglich, vier Bahnen der Führungen für einen kontinuierlichen Umlauf oder acht oder mehr auszubilden.

In der vorliegenden Beschreibung wird eine Nutenwelle für Kugeln erläutert, es ist jedoch entsprechend der vorliegenden Erfindung auch möglich, die Wälzkörper als Rollen auszubilden.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachstehend aufgeführt.

1. Das zylindrische Gehäuse und die Nutenwelle 10 können leicht in einer relativen geradlinigen Bewegung durch die Anbringung eines Zahnradgetriebes gegenüber der Wellenverzahnung 14 in der Nutenwelle 10 bewegt werden, wenn sich das Getriebe dreht.
2. Die Antriebseinheit am Lager kann gegenüber anderen Lagertypen kleiner ausgeführt werden.
3. Die Herstellungskosten sind niedrig.
4. Eine genaue Positionierung in geradliniger Richtung kann verlustarm erreicht werden.

Bezugszeichenliste

10 Nutenwelle
12 zylindrisches Gehäuse
13 Endflansch
14 Wellenverzahnung
16 Vorwölbung
18 Vorsprung des zylindrischen Gehäuses
20 Laufnut
22 Rücklaufkanal
24 Richtungswechselkanal
26 Schlüssel
28 gekerbte Nut
30 Führungsnut
32 zylindrischer Umfangsbereich
34 Zahnrad
36 Gehäusekasten
38 Stellmotor
B Kugeln

Claims

1. Geradführungskugellager mit einer Antriebseinheit, bei der ein Zahnrad (34) mit den Zähnen (14) einer Nutenwelle (10) kämmt, welche an verschiedenen Stellen im Schnitt senkrecht zur Längsachse L-förmig gekerbte Nuten (28) aufweist, in denen Kugeln B, die in Laufnuten (20) eines zweibahnig ausgebildeten Gehäuses (12) endlos umlaufen, geführt werden und die jeweils paarweise Vorwölbungen (16) zwischen den kurzen Schenkeln des L's bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutenwelle (10) einen zylindrischen Umfang aufweist, in dem die gekerbten Nuten (28) gegenüber den entsprechenden Laufnuten (20) des Gehäuses (12) ausgebildet sind, daß die Nutenwelle (10) herausnehmbar in das Gehäuse (12) eingesetzt ist, daß zwischen den langen Schenkeln des L's ein zylindrischer Umfangsbereich (32) ausgebildet ist, daß ein zylindrischer Umfangsbereich (32) in Umfangsrichtung lang ist gegenüber der zylindrischen Oberfläche der Vorwölbungen (16) und daß ein zylindrischer Umfangsbereich (32) die Wellenverzahnung (14) aufweist.

2. Geradführungskugellager mit einer Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwölbungen (16) der Nutenwelle (10) an drei Stellen in Umfangsrichtung ausgebildet sind.