DE3817694A1 - Lager fuer geradlinige und krummlinige bewegungen - Google Patents
Lager fuer geradlinige und krummlinige bewegungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Lager sowohl für geradlinie
als auch für krummlinige Bewegungen, das geeignet ist, einen
Gegenstand geradlinig und/oder krummlinig zu führen, der in
einem Teil beispielsweise einer Werkzeugmaschine, eines In
dustrieroboters oder einer Teile-Förderanlage, in dem Gleitbe
wegungen erfolgen, von einer ersten Position, einer Bezugs
bzw. Ausgangsposition, zu einer zweiten Position, einer Ziel
position, bewegt werden muß.
Bisher wurden schon die verschiedensten Linearlager vor
geschlagen und praktisch angewandt, die dafür ausgelegt sind,
einen Gegenstand geradlinig bzw. linear von einer Ausgangspo
sition zu einer Zielposition zu führen. Bei einem Typ eines
herkömmlichen Linearlagers ist ein Lagerkörper, der längs
einer Führungs- oder Spurschiene gleitet, durch einen Gleit
körper festgelegt, der einen horizontalen Teil und Arm- oder
Muffenteile hat, die von der linken bzw. rechten Seite des ho
rizontalen Teils ausgehend nach unten verlaufen, so daß sich
ein im wesentlichen U-förmiger Querschnitt mit einer Ausneh
mung in seiner Unterseite ergibt. Dieser Grundkörper weist
weiterhin eine belastete Kugel-Rollfäche bzw. Kugel-Abrollbahn
auf, die auf der Innenseite eines jeden der Armteile gebildet
ist, womit eine Verringerung der Höhe des Lagers möglich wird.
Auch bei einem anderen Typ eines herkömmlichen Linearlagers
weist der Lagerkörper, der entlang einer Spurschiene gleitet,
einen Gleitkörper mit einem horizontalen Teil und Arm- bzw.
Muffenteilen auf, die von der linken bzw. rechten Seite des
horizontalen Teils ausgehend nach unten verlaufen, so daß sich
ein im wesentlichen U-förmiger Querschnitt mit einer Ausneh
mung auf der Unterseite ergibt. Der Gleitkörper hat ein Paar
von nebeneinander liegenden belasteten Kugel-Abrollflächen,
die auf der Innenseite eines jeden der Muffenteile ausgebildet
sind, wodurch es möglich wird, in vier Richtungen, d.h. radial
nach außen und nach innen sowie horizontal nach links und nach
rechts, aufgebrachte Lasten gleichmäßig zu lagern oder haupt
sächlich in Radialrichtung aufgebrachte Lasten zu lagern. Es
wurde auch ein geteiltes Linearlager vorgeschlagen, bei dem
ein Gleit-Grundkörper, aus dem der Lagerkörper aufgebaut wird,
zwei Hälften aufweist, die jeweils einen im wesentlichen
rechteckigen Querschnitt haben und mit einem Paar von neben
einander liegenden belasteten Kugel-Abrollflächen versehen
sind, und bei dem auch eine Spurschiene Schienenhälften auf
weist, die den Gleitkörper-Hälften entsprechen, wodurch eine
Verringerung der Höhe des Lagers erfolgen kann und es gleich
zeitig möglich wird, in den vier Richtungen aufgebrachte La
sten gleichmäßig zu lagern.
Im Gegensatz dazu fanden bislang Einrichtungen für eine
krummlinige Führung eines Gegenstands von einer Ausgangsposi
tion zu einer Zielposition keine wesentliche Beachtung. Wenn
beispielsweise unter dem Gesichtspunkt der Verbindung zu einer
Maschine oder einem Werkzeug an der Systemperipherie in einer
Teile-Förderanlage oder ähnlichem oder unter dem Gesichtspunkt
der Systemauslegung eine krummlinige Führung erforderlich ist,
findet herkömmlich eine Vorrichtung für krummlinige Führungen
Anwendung, wie sie in Fig. 38 dargestellt ist. Im einzelnen
ist eine Spurschiene 101 so ausgebildet, daß sie entweder ei
nen bogenförmigen oder einen kreisförmigen Querschnitt hat.
Auf beiden Schulterteilen der Spurschiene 101 sind Rippen 102
mit einem im wesentlichen V-förmigen Querschnitt ausgebildet.
Andererseits ist ein Gleitkörper 103 durch eine rechteckige
Platte 104 festgelegt, die zwei auf der äußeren Umfangsseite
der Spurschiene 101 angeordnete Kurvenrollen 105 a sowie zwei
auf der inneren Umfangsseite der Spurschiene 101 angeordnete
Kurvenrollen 105 b aufweist. Diese vier Kurvenrollen 105 a und
105 b sind an den vier Ecken der Platte 104 angebracht. Jede
der Kurvenrollen 105 a und 105 b enthält ein Außenrad 106 mit
einer im wesentlichen V-förmigen Rollkontaktnut bzw. Rollkon
taktrinne 107, die umlaufend in seinem Außenumfang ausgebil
det ist. Wenn die Rinnen 107 mit den Rippen 102 der Spurschie
ne 101 in Eingriff kommen, wird der Gleitkörper 103 krummlinig
längs der Spurschiene 101 geführt.
Dieser Typ einer Vorrichtung für krummlinige Führungen
leidet jedoch an den folgenden Nachteilen: die darin verwende
ten Kurvenrollen 105 a und 105 b sind im allgemeinen so aufge
baut, daß das Außenrad 106 einer jeden Kurvenrolle über eine
Vielzahl von Nadelwalzen bzw. Nadellagern 109 von einer Trä
gerwelle 108 gehalten wird, so daß es um die Achse der Trä
gerwelle 108 drehbar ist, wobei die Achsen der Nadelwalzen 109
in der Axialrichtung der Trägerwelle 108 verlaufen. Dement
sprechend ist es möglich, eine relativ schwere Last zu lagern,
die senkrecht zur Achse der Trägerwelle 108 aufgebracht wird,
es ist jedoch praktisch unmöglich, eine Last zu lagern, die
parallel zur Achse der Trägerwelle 108 aufgebracht wird. Daher
ist es notwendig, in Verbindung mit den oben genannten Elemen
ten zusätzliche Einrichtungen zu verwenden, um eine parallel
zur Achse der Trägerwelle 108 aufgebrachte Last zu lagern,
oder solche Zusatzeinrichtungen einzubauen. Beim Stand der
Technik, in dem die Kurvenrollen 105 a und 105 b Anwendung fin
den, tritt daher das Problem auf, daß der Aufbau kompliziert
wird.
Weiterhin leidet dieser Stand der Technik an unerwünsch
tem Gleiten bzw. Rutschen und einem großen Reibungswiderstand,
der zwischen dem Außenrad 106 einer jeden der Kurvenrollen
105 a und 105 b und der entsprechenden Rippe 102 der Spurschiene
101 im Kontaktbereich zwischen der auf der Rippe 102 gebilde
ten schräg nach oben oder nach unten verlaufenden Spurfläche
und der schräg nach unten oder oben verlaufenden Kontaktfläche
der im Außenrad 106 gebildeten Rollkontaktnut 107 auftritt.
Daher ist diese Vorrichtung für einen Hochgeschwindigkeits
betrieb ungeeignet. Falls eine Vorlast zwischen den Rippen 102
der Spurschiene 101 und den Kurvenrollen 105 a, 105 b des Gleit
körpers 103 aufgebracht wird, wird der dazwischen auftretende
Reibungswiderstand zusätzlich größer. Daher ist es nicht mög
lich, eine Vorlast aufzubringen, um den Grad der Genauigkeit
der Gleitbewegung zu verbessern und die Steifigkeit zu erhö
hen. Damit ist es bislang unmöglich gewesen, diesen Typ einer
Vorrichtung für krummlinige Führungen mit einem hohen Präzi
sionsgrad herzustellen.
Davon ausgehend hat der Erfinder ein Lager für krummlini
ge Bewegungen vorgeschlagen, das frei von den oben beschriebe
nen Problemen der herkömmlichen Vorrichtung für krummlinige
Führungen ist, in der Kurvenrollen Anwendung finden (vgl. ja
panische Patentanmeldung Nr. 62-14 132/1987). Im einzelnen ist
das vorgeschlagene Lager für krummlinige Führungen so ausge
legt, daß Lasten, die in vier Richtungen aufgebracht werden,
d.h. radial nach außen und nach innen sowie horizontal nach
links und nach rechts, zwischen einer Spurschiene und einem
Lagerkörper, der längs der Spurschiene gleitet, abgestützt
werden können. Es ist möglich, eine schwere Last mittels Ku
geln zu lagern, die dafür ausgelegt sind, eine Last im wesent
lichen gleichmäßig in dem Bereich abzustützen, der zwischen
einer auf dem Lagerkörper gebildeten belasteten Kugel-Abroll
fläche und der auf der Spurschiene gebildeten Spurfläche fest
gelegt ist. Weiterhin ist es möglich, durch Aufbringen einer
Vorlast den Genauigkeitsgrad der Gleitbewegung zu erhöhen und
die Steifigkeit zu steigern.
Als Folge der jüngsten Entwicklungen in der industriel
len Technologie entstand eine Nachfrage nach Führungsmechanis
men, die nicht nur dafür ausgelegt sind, einen Gegenstand ge
radlinig oder krummlinig mit einer vorgegebenen Krümmung von
einer Ausgangsposition zu einer Zielposition zu führen, son
dern auch dafür, eine Vielzahl von Kombinationen von geradli
nigen und krummlinigen Bewegungen zu führen, d.h. geradlinig -
krummlinig, geradlinig - krummlinig - geradlinig, krummlinig -
geradlinig - krummlinig usw. Um dieser Nachfrage gerecht zu
werden, ist es bislang üblich, Lager für geradlinige und für
krummlinige Führungen, wie sie oben beschrieben wurden, in
Kombination zu verwenden. Da die Lager für geradlinige Füh
rungen und die für krummlinige Führungen verschiedene Lager
körper verwenden, die so ausgelegt sind, daß sie längs gerad
liniger Spurschienen bzw. längs krummliniger Spurschienen
gleiten, ist es notwendig, einen Gegenstand zwischen den ge
radlinigen und den krummlinigen Lagertyp einzubringen. Für
dieses Einbringen ist eine komplizierte Maschine oder Vorrich
tung erforderlich. In dem Fall, in dem der Gegenstand bei Be
wegung am Lagerkörper befestigt werden muß, ist es besonders
schwierig, dieses Einbringen durchzuführen. Es gibt Fälle, in
denen es notwendig ist, eine komplizierte und umfangreiche
Vorrichtung aufzubauen, z.B. die geradlinigen und die krumm
linigen Lager jeweils aufeinander anzuordnen.
Entsprechend obigen Ausführungen besteht eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung darin, ein Lager sowohl für geradlinige
als auch für krummlinige Bewegungen anzugeben, das so ausge
legt ist, daß damit die dem Stand der Technik anhaftenden
Nachteile überwunden werden, so daß insbesondere eine Führung
von geradlinigen und von krummlinigen Bewegungen mit einem
einzigen Lager möglich ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein La
ger sowohl für geradlinige als auch für krummlinige Bewegungen
anzugeben, das den Aufbau eines Führungsmechanismus ermög
licht, der geeignet ist, einen Gegenstand von einer Ausgangs
position zu einer Zielposition ruhig und gleichmäßig zu füh
ren, ohne daß es nötig ist, den Gegenstand zuzuführen, selbst
wenn die Führung dieses Gegenstandes in kombinierten geradli
nigen und krummlinigen Bewegungsabläufen erfolgen muß.
Weiterhin soll es mit dem erfindungsgemäßen Lager möglich
sein, in vier Richtungen, d.h. radial nach außen und nach in
nen sowie horizontal nach links und nach rechts, aufgebrachte
Lasten zwischen einer Spurschiene mit geradlinig und krummli
nig belasteten Bereichen oder Abschnitten und einem Lagerkör
per, der entlang der Spurschiene gleitet, abzustützen bzw. zu
lagern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein La
ger für geradlinige und krummlinige Bewegungen anzugeben, das
so ausgelegt ist, daß mit Kugeln eine Last in dem Bereich, der
zwischen einer auf einem Lagerkörper gebildeten belasteten
Kugel-Abrollfläche und einer auf einer Spurschiene gebildeten
Spurfläche festgelegt ist, im wesentlichen gleichmäßig gela
gert werden kann, wodurch die Abstützung einer schweren Last
und das Aufbringen einer Vorlast möglich wird, um eine Erhö
hung des Genauigkeitsgrads der Gleitbewegungen sowie eine
Steigerung der Steifigkeit zu erzielen.
Zur Lösung dieser Aufgabenstellungen weist ein Lager für
geradlinige und krummlinige Bewegungen erfindungsgemäß folgen
de Elemente auf: eine Führungs- oder Spurschiene mit einer in
Längsrichtung ausgebildeten Spurfläche, einen Lagerkörper, der
mit einer endlosen Spur bzw. Führungsbahn versehen ist, die
eine der Spurfläche gegenüberliegende belastete Kugel-Abroll
bahn sowie einen nicht belasteten Kugel-Umlaufdurchlaß bzw.
Kugel-Rückführdurchlaß aufweist, der kontinuierlich mit beiden
Enden der belasteten Kugel-Abrollfläche verbunden ist, und ei
ne Vielzahl von Kugeln, die durch die in dem Lagerkörper vor
gesehene endlose Führungsbahn umlaufen, um eine Last in dem
Bereich zu lagern, der zwischen der belasteten Kugel-Abroll
fläche und der Spurfläche der Spurschiene festgelegt wird,
wobei die belastete Kugel-Abrollfläche, die die endlose Füh
rungsbahn in dem Lagerkörper bildet, einen geradlinigen bela
steten Abschnitt sowie einen krummlinigen belasteten Abschnitt
mit einer vorgegebenen Krümmung aufweist, so daß in einem ge
radlinigen Bereich der Spurfläche der Spurschiene eine Last
durch Kugeln gelagert wird, die auf dem geradlinigen belaste
ten Abschnitt rollen, während in einem krummlinigen Bereich
der Spurfläche der Spurschiene eine Last durch Kugeln gelagert
wird, die auf dem krummlinigen belasteten Abschnitt rollen.
Nach vorliegender Erfindung ist die oben beschriebene
Spurschiene nur erforderlich, um eine Spurfläche für die Füh
rung des Lagerkörpers über die Kugeln zu erhalten. Sie kann
daher eine geradlinige Spurschiene sein, die nur in geradlini
ger Form ausgebildet ist, oder sie kann eine krummlinige Spur
schiene sein, die bogen- oder kreisförmig mit einer vorgegebe
nen Krümmung ausgebildet ist. Die Spurschiene kann auch eine
ungleichmäßige Form mit geradlinigen und krummlinigen Ab
schnitten haben oder sie kann als eine Verbundschiene ausge
bildet sein, bei der geradlinige, krummlinige und ungleichmä
ßige Schienenteile entweder mit oder ohne Ende entsprechend
miteinander kombiniert sind. Ein krummliniger Bereich, der auf
der Spurfläche dieser Spurschienen gebildet ist, muß sich in
einer vorgegebenen Richtung biegen und eine bestimmte Krüm
mung haben.
Der oben angesprochene Lagerkörper kann einer der folgen
den Typen sein: der Lagerkörper kann einen Gleit-Grundkörper
haben, der einen horizontalen Teil sowie Arm- bzw. Muffenteile
aufweist, die von der linken bzw. rechten Seite des horizon
talen Teils ausgehend nach unten verlaufen, so daß sich ein im
wesentlichen U-förmiger Querschnitt mit einer in der Unter
seite des Teils festgelegten Ausnehmung ergibt. Der Gleitkör
per hat eine belastete Kugel-Abrollfläche, die auf der Innen
seite eines jeden der Muffenteile vorgesehen ist, und er hat
weiterhin in Entsprechung zu jeder der belasteten Kugel-Ab
rollflächen einen nicht belasteten Kugeldurchlaß. An den zwei
axialen Enden des Gleitkörpers ist ein Paar von Abdeckungen
angebracht, wobei jede Abdeckung einen Kugel-Umkehrdurchlaß
hat, der im Zusammenwirken mit dem entsprechenden nicht bela
steten Kugeldurchlaß einen nicht belasteten Kugel-Rückführ
durchlaß bzw. Kugel-Umlaufdurchlaß festlegt. Der Lagerkörper
kann auch einen Gleitkörper aufweisen, der wiederum einen
horizontalen Teil sowie Arm- oder Muffenteile aufweist, die
von der linken bzw. rechten Seite des horizontalen Teils aus
gehend nach unten verlaufen, so daß sich ein im wesentlichen
U-förmiger Querschnitt mit einer in der Unterseite des Teils
festgelegten Ausnehmung ergibt, wobei der Gleitkörper jedoch
ein Paar von nebeneinander liegenden belasteten Kugel-Abroll
flächen aufweist, die auf der Innenseite eines jeden der Muf
fenteile vorgesehen sind. Weiterhin hat auch dieser Lagerkör
per wieder einen nicht belasteten Kugeldurchlaß in Entspre
chung zu jeder der belasteten Kugel-Abrollflächen sowie ein
Paar von Abdeckungen, die an den zwei axialen Enden des Gleit
körpers befestigt sind, wobei jede Abdeckung einen Kugel-Um
kehrdurchlaß aufweist, der im Zusammenwirken mit dem entspre
chenden nicht belasteten Kugeldurchlaß einen nicht belasteten
Kugel-Umlaufdurchlaß festlegt. Der Lagerkörper kann weiterhin
Gleitkörper-Hälften mit einem im wesentlichen rechteckigen
Querschnitt aufweisen. Jede Gleitkörper-Hälfte hat ein Paar
von nebeneinander liegenden belasteten Kugel-Abrollflächen
sowie einen nicht belasteten Kugeldurchlaß in Entsprechung zu
jeder der belasteten Kugel-Abrollflächen, ein Deckplatten
element zwischen den entsprechenden oberen Oberflächen der
Gleitkörper-Hälften, an denen es befestigt ist, sowie ein Paar
von Abdeckungen, die an den beiden axialen Enden des Gleitkör
pers angebracht sind, wobei jede Abdeckung einen Kugel-Umkehr
durchlaß hat, der im Zusammenwirken mit dem entsprechenden
nicht belasteten Kugeldurchlaß einen nicht belasteten Kugel-
Umlaufdurchlaß bzw. Kugel-Rückführdurchlaß festlegt.
Obwohl das erfindungsgemäße Lager nur so ausgelegt werden
muß, daß die auf der belasteten Kugel-Abrollfläche des auf der
Spurschiene montierten Lagerkörpers rollenden Kugeln nicht
durch den Zwischenraum zwischen dem Gleitkörper und der Spur
schiene fallen können, wird das Lager vorzugsweise so ausge
legt, daß die Kugeln nicht herausfallen, selbst wenn der La
gerkörper von der Spur- bzw. Führungsschiene getrennt wird. Zu
diesem Zweck kann ein bekannter Kugel-Rückhalter verwendet
werden, vorzugsweise wird jedoch eine Rinne oder Nut für die
belasteten Kugeln (belastete Kugelrinne) in dem den Lagerkör
per aufbauenden Gleitkörper vorgesehen, wobei zumindest die
Öffnungsweite dieser Rinne kleiner als der Durchmesser der
Kugeln ist, und eine belastete Kugel-Abrollfläche wird inner
halb dieser Kugelrinne ausgebildet, um dadurch das Herausfal
len der Kugeln zu verhindern, selbst wenn der Lagerkörper von
der Spurschiene abgenommen wird. Obwohl keine Beschränkung auf
ein spezielles Verfahren für die Ausbildung einer solchen Ku
gelrinne besteht, wird diese belastete Kugelrinne oder Kugel
nut vorzugsweise mittels eines Schneid-und Schleifprozesses
integral mit dem den Lagerkörper bildenden Gleitkörper ausge
bildet oder eine Kugelrinne wird durch eine Kombination eines
Rinnenbereichs mit einer relativ großen Öffnungsweite, der in
dem Gleitkörper ausgebildet ist, und eines die Rinne bildenden
Elements festgelegt, das an dem Gleitkörper so angebracht ist,
daß die Öffnungsweite des Rinnenbereichs verringert wird.
In dem Fall, in dem der den Lagerkörper bildende Gleit
körper einen horizontalen Teil sowie von der linken bzw. rech
ten Seite des horizontalen Teils aus nach unten verlaufende
Muffenteile hat, so daß sich ein im wesentlichen U-förmiger
Querschnitt mit einer Vertiefung in der Unterseite ergibt, und
der Gleitkörper ein Paar von auf der Innenseite jedes Muffen
teils vorgesehenen, nebeneinander liegenden belasteten Kugel-
Abrollflächen aufweist, oder in dem Fall, in dem der Lagerkör
per durch Gleitkörper-Hälften mit im wesentlichen rechteckigem
Querschnitt festgelegt ist, wobei jede Gleitkörper-Hälfte ein
Paar von nebeneinander liegenden belasteten Kugel-Abrollflä
chen aufweist, wird eine Spur- oder Führungsschiene verwendet,
die Spurflächen in Entsprechung zu diesen belasteten Kugel-Ab
rollflächen hat, so daß das oben beschriebene Paar von bela
steten Kugel-Abrollflächen so angeordnet werden kann, daß die
Flächen entweder in zueinander konvergierende oder divergie
rende Richtungen blicken.
Was die geradlinigen belasteten Bereiche und die krummli
nigen belasteten Bereiche mit einer vorgegebenen Krümmung
anbelangt, die auf der oben beschriebenen belasteten Kugel-Ab
rollfläche nach vorliegender Erfindung ausgebildet sind, so
ist die belastete Kugel-Abrollfläche in Längsrichtung in drei
Bereiche unterteilt, mit denen ein oder zwei geradlinige be
lastete Bereiche sowie ein oder zwei krummlinige belastete Be
reiche gebildet werden. In dem Fall, in dem der den Lagerkör
per bildende Gleitkörper einen im wesentlichen U-förmigen
Querschnitt und eine oder zwei auf den jeweiligen Innenseiten
der Muffenteile vorgesehene belastete Kugel-Abrollflächen auf
weist, müssen die geradlinigen und die krummlinigen belasteten
Bereiche abwechselnd so angeordnet sein, daß auf einer bela
steten Kugel-Abrollfläche geradlinige und krummlinige belaste
te Bereiche einander abwechseln, z.B. geradliniger Bereich -
krummliniger Bereich-geradliniger Bereich oder krummliniger
Bereich-geradliniger Bereich-krummliniger Bereich. Was die
einander gegenüberstehenden belasteten Kugel-Abrollflächen an
langt, so steht ein auf einer belasteten Kugel-Abrollfläche
ausgebildeter geradliniger belasteter Bereich einem krummli
nigen belasteten Bereich gegenüber, der auf der anderen bela
steten Kugel-Abrollfläche gebildet ist. In dem Fall, in dem
ein Paar von belasteten Kugel-Abrollflächen auf einem Muffen
teil gebildet ist, sind geradlinige und krummlinige belastete
Bereiche auf jeder der belasteten Kugel-Abrollflächen eines
Paars in derselben Reihenfolge angeordnet.
In dem Fall, in dem der den Lagerkörper bildende Gleit
körper aus Gleitkörper-Hälften mit im wesentlichen rechtecki
gem Querschnitt aufgebaut ist, ist es nur erforderlich, daß
die oben beschriebenen geradlinigen und krummlinigen belaste
ten Bereiche auf jeder belasteten Kugel-Abrollfläche abwech
selnd ausgebildet sind, z.B. geradliniger Bereich - krummlini
ger Bereich - geradliniger Bereich, krummliniger Bereich - ge
radliniger Bereich - krummliniger Bereich, geradliniger Be
reich - krummliniger Bereich oder krummliniger Bereich - ge
radliniger Bereich. In einem Fall jedoch, in dem ein Paar von
Lagerkörpern zur Bildung einer Lageranordnung zusammengesetzt
wird, um Lasten lagern zu können, die in vier Richtungen auf
gebracht werden, d.h. radial nach außen und nach innen sowie
horizontal nach links und nach rechts, muß die Beziehung zwi
schen geradlinigen und krummlinigen belasteten Bereichen, die
auf jeder belasteten Kugel-Abrollfläche in der Lageranordnung
gebildet sind, gleich der Beziehung in dem Fall sein, in dem
der Lagerkörper durch einen Gleitkörper vorgegeben ist, der
mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt ausgebildet ist und
eine oder zwei belastete Kugel-Abrollflächen hat, die auf den
jeweiligen Innenseiten der zwei Muffenteile gebildet sind.
Die Anzahl von Kugeln, die auf jedem der geradlinigen und
krummlinigen belasteten Abschnitte rollen, die auf jeder bela
steten Kugel-Abrollfläche ausgebildet sind, kann entsprechend
verschiedenen Bedingungen gewählt werden, z.B. der Größe des
herzustellenden Lagers, dem dafür vorgesehenen Material, der
Größe der Last, die auf das Lager aufgebracht werden soll, der
Größe der verwendeten Kugeln usw. Wenn die belastete Kugel-Ab
rollfläche jedoch in Längsrichtung in drei Abschnitte unter
teilt ist, soll die Gesamtzahl von Kugeln, die in den zwei Ab
schnitten in den Endbereichen der Abrollfläche in Längsrich
tung liegen, vorzugsweise im wesentlichen mit der Anzahl von
Kugeln übereinstimmen, die in dem Zwischenbereich liegen, wo
durch sich ein Ausgleich zwischen der Anzahl von Kugeln, die
auf einer belasteten Kugel-Abrollfläche belastet werden, mit
der Anzahl von Kugeln ergibt, die auf der anderen belasteten
Kugel-Abrollfläche belastet werden. Damit ist es möglich, eine
horizontale Augenblicksbelastung im wesentlichen gleichmäßig
abzustützen.
Bei dem erfindungsgemäßen Lager für geradlinige und krummlini
ge Bewegungen stimmt der Mittelpunkt des imaginären Kreises
eines krummlinigen belasteten Abschnitts, der auf einer bela
steten Kugel-Abrollfläche des Lagerkörpers gebildet ist, vor
zugsweise mit dem Mittelpunkt des imaginären Kreises eines
krummlinigen Bereichs überein, der auf der Spurschiene gebil
det ist, vorzugsweise mit dem Mittelpunkt überein, der auf der
Spurschiene gebildet ist, wodurch eine Erhöhung des Kontakt
grads von Kugeln möglich wird, die durch den Bereich rollen,
der zwischen einem krummlinigen belasteten Abschnitt einer Ku
gel-Abrollfläche und dem entsprechenden krummlinigen Bereich
der Spurfläche der Führungsschiene festgelegt ist. Als Folge
davon wird es möglich, daß die Kugeln eine Last im wesent
lichen gleichmäßig lagern, womit eine gleichmäßige und stoß
freie Gleitbewegung erzielt wird.
In dem erfindungsgemäßen Lager sind ein geradliniger be
lasteter Abschnitt und ein krummliniger belasteter Abschnitt
mit einer vorgegebenen Krümmung auf einer belasteten Kugel-Ab
rollfläche ausgebildet, die eine in dem Lagerkörper vorgese
hene endlose Führungsbahn aufbaut, so daß in einem geradli
nigen Bereich der Spurfläche der Führungsschiene eine Last
durch Kugeln abgestützt wird, die auf dem geradlinigen bela
steten Abschnitt rollen, während in einem krummlinigen Bereich
der Spurfläche der Führungsschiene eine Last durch Kugeln ab
gestützt wird, die auf dem krummlinigen belasteten Abschnitt
rollen. Damit ist es möglich, mit einem einzigen Lager sowohl
geradlinige als auch krummlinige Führungsoperationen vorzu
nehmen.
Mit dem erfindungsgemäßen Lager kann daher eine Führung
sowohl von geradlinigen als auch von krummlinigen Bewegungen
längs geradliniger bzw. krummliniger Führungsschienen erfol
gen, wobei eine Last getragen wird. Dieses Lager ist daher für
eine Vielzahl von Anwendungen einsetzbar.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im
folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen be
schrieben. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Lagers für
geradlinige und krummlinige Bewegungen nach einem ersten Aus
führungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine Vorderansicht des Lagers nach Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht des Lagers nach Fig. 1;
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Lager nach Fig. 1;
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in Fi
gur 1;
Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht der linken Hälf
te von Fig. 5;
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in
Fig. 5, die die Anordnung im Falle einer geradlinigen Füh
rungsschiene zeigt;
Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in
Fig. 5, die die Anordnung im Falle einer krummlinigen Füh
rungsschiene zeigt;
Fig. 9 eine Ansicht von einer der in Fig. 1 darge
stellten Abdeckungen von unten,
Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in Fi
gur 9;
Fig. 11 eine Schnittansicht entlang der Linie XI-XI in
Fig. 10;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht von einem eines
Paares von Abdeckteilen;
Fig. 13 ein Teile-Fördersystem mit einer Führungsschie
ne, die in Form einer Rennbahn aus geradlinigen und krummlini
gen Führungs- oder Spurschienen gebildet ist;
Fig. 14 und 15 in anderen Formen ausgebildete Füh
rungsschienen;
Fig. 16 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 5, in der ein
Lager für geradlinige und krummlinige Bewegungen nach einem
zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist;
Fig. 17 eine vergrößerte Ansicht der linken Hälfte von
Fig. 16;
Fig. 18 bis 20 Schnittansichten ähnlich Fig. 16, die
jeweils Abwandlungen des zweiten Ausführungsbeispiels darstel
len;
Fig. 21 und 22 Schnittansichten ähnlich Fig. 16, die
jeweils weitere Abwandlungen des zweiten Ausführungsbeispiels
darstellen;
Fig. 23 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 5, die ein La
ger für geradlinige und krummlinige Bewegungen nach einem
dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
Fig. 24 eine vergrößerte Schnittansicht der linken Hälf
te von Fig. 23;
Fig. 25 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 24, die eine
Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels darstellt;
Fig. 26 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 5, die ein
Lager nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung
zeigt;
Fig. 27 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils von
Fig. 26;
Fig. 28 eine perspektivische Ansicht eines Laufrings
bzw. einer Laufbahn nach Fig. 27;
Fig. 29 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 26, die eine
Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels zeigt;
Fig. 30 eine perspektivische Ansicht von einem der in
Fig. 29 gezeigten Laufringe;
Fig. 31 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 5, in der ein
Lager nach einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt ist;
Fig. 32 eine perspektivische Ansicht von einem der in
Fig. 31 gezeigten Laufringe;
Fig. 33 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 31, die eine
Abwandlung des fünften Ausführungsbeispiels zeigt;
Fig. 34 eine perspektivische Ansicht von einem der in
Fig. 33 gezeigten Laufringe;
Fig. 35 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 5, in der ein
Lager nach einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt ist,
Fig. 36 eine perspektivische Explosionsdarstellung des
in Fig. 35 gezeigten Lagerkörpers;
Fig. 37 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 5, die ein
Lager nach einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung
zeigt; und
Fig. 38 eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer
herkömmlichen Vorrichtung für krummlinige Führungen.
Das erfindungsgemäße Lager für geradlinige und krummlini
ge Bewegungen wird im folgenden im einzelnen anhand von Aus
führungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die anliegenden
Zeichnungen beschrieben.
Die Fig. 1 bis 8 zeigen zusammen ein Lager Al für ge
radlinige und krummlinige Bewegungen nach einem ersten Aus
führungsbeispiel der Erfindung.
Das Lager Al weist folgende Elemente auf: eine Spur- oder
Führungsschiene 1 mit in Längsrichtung ausgebildeten Spur
flächen 4, einen Lagerkörper 2 mit Endlos-Spuren bzw.-Füh
rungsbahnen, die jeweils eine der entsprechenden Spurfläche 4
gegenüberstehende belastete Kugel-Abrollfläche 5 sowie einen
nicht belasteten Kugel-Umlaufdurchlaß bzw. Rückführdurchlaß 6
aufweisen, der ohne Unterbrechung an die beiden Enden der be
lasteten Kugel-Abrollfläche 5 anschließt, und eine Vielzahl
von Kugeln 3, die durch die Endlos-Führungsbahnen im Lager
körper 2 umlaufen, um eine Last in dem Bereich zwischen jeder
der belasteten Kugel-Abrollflächen 5 des Lagerkörpers 2 und
der entsprechenden Spurfläche 4 der Führungsschiene 1 abzu
stützen.
Im ersten Ausführungsbeispiel weist der Lagerkörper 2 ei
nen Gleitkörper oder eine Gleitplatte 2 a sowie ein Paar von
Abdeckungen 2 b auf. Der Gleitkörper 2 a hat einen horizontalen
Teil 7 und ein Paar von Arm- oder Muffenteilen 8, die von der
linken bzw. rechten Seite des horizontalen Teils 7 aus
gehend nach unten verlaufen, so daß sie auf der Unterseite des
Körpers 2 a eine Ausnehmung festlegen. Jeder Muffenteil 8 hat
eine in der inneren Seitenfläche ausgebildete belastete Kugel
rinne 9, auf deren Innenseite die oben beschriebene belastete
Kugel-Abrollfläche 5 ausgebildet ist. Der Muffenteil 8 weist
weiterhin eine nicht belastete Kugelbohrung 6 a auf, die in
Längsrichtung parallel zu der belasteten Kugelrinne 9 ausge
bildet ist und einen Teil des oben beschriebenen nicht bela
steten Kugel-Umlaufdurchlasses 6 darstellt. Die Abdeckungen 2 b
sind jeweils an den zwei axialen Endflächen des Gleitkörpers
2 a angebracht, so daß die Abdeckungen 2 b eine Verbindung zwi
schen den belasteten Kugelrinnen 9 und den entsprechenden
nicht belasteten Kugelbohrungen 6 a schaffen, um die Endlos-
Umlaufdurchlässe 6 für das Rezirkulieren der Kugeln 3 zu bil
den. Die belasteten Kugelrinnen 9 werden mittels eines
Schneid- und Schleifprozesses integral mit dem Gleitkörper 2 a
so ausgebildet, daß ihr Innendurchmesser größer als der
Durchmesser d der Kugeln 3 ist, während die Öffnungsweite 1
kleiner als dieser Durchmesser d ist, wodurch die Kugeln 3
frei längs der auf der Innenseite der belasteten Kugelrinnen 9
gebildeten belasteten Kugel-Abrollflächen 5 rollen können,
während gleichzeitig verhindert wird, daß die Kugeln 3 aus den
belasteten Kugelrinnen 9 fallen, selbst wenn der Lagerkörper 2
von der Führungsschiene 1 getrennt wird.
Die belasteten Kugel-Abrollflächen 5 des Lagerkörpers 2,
die Endlos-Führungsbahnen bilden, sind so angeordnet, wie es
in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist. Im einzelnen ist ein Muf
fenteil 8 mit zwei geradlinigen belasteten Abschnitten L-ld
und mit einem krummlinigen belasteten Abschnitt C-ld mit einer
vorgegebenen Krümmung versehen, während der andere Muffenteil
8 mit einem geradlinigen belasteten Abschnitt L-ld und zwei
krummlinigen belasteten Abschnitten C-ld versehen ist. Die auf
den belasteten Kugel-Abrollflächen 5 der zwei Muffenteile 8
gebildeten geradlinigen und krummlinigen belasteten Abschnit
te L-ld und C-ld sind abwechselnd angeordnet, so daß, wenn die
geradlinigen und krummlinigen Abschnitte für den einen Muf
fenteil 8 in der Reihenfolge: geradliniger Abschnitt L-ld
krummliniger Abschnitt C-ld - geradliniger Abschnitt L-ld an
geordnet sind, die geradlinigen und krummlinigen Abschnitte
für den anderen Muffenteil 8 in folgender Reihenfolge ange
ordnet sind: krummliniger Abschnitt C-ld - geradliniger Ab
schnitt L-ld-krummliniger Abschnitt C-ld. Damit steht ein ge
radliniger belasteter Abschnitt L-ld bzw. ein krummliniger be
lasteter Abschnitt C-ld, die jeweils auf der belasteten Kugel-
Abrollfläche 5 eines Muffenteils 8 gebildet sind, einem krumm
linigen belasteten Abschnitt C-ld bzw. einem geradlinigen be
lasteten Abschnitt L-ld gegenüber, die jeweils auf der bela
steten Kugel-Abrollfläche 5 des anderen Muffenteils 8 ausge
bildet sind. Weiterhin fallen die Mittelpunkte der imaginären
Kreise aller krummlinigen belasteten Abschnitte C-ld, die auf
den belasteten Kugel-Abrollflächen 5 gebildet sind, mitein
ander zusammen. Die geradlinigen und krummlinigen belasteten
Abschnitte L-ld und C-ld sind so angeordnet, daß in geradli
nigen Bereichen L-ar auf den Spurflächen 4 der Führungsschiene
1 die geradlinigen belasteten Abschnitte L-ld eine Last mit
tels darauf rollender Kugeln 3 a tragen, während in krummli
nigen Bereichen C-ar auf den Spurflächen 4 der Führungsschiene
1 die krummlinigen belasteten Abschnitte C-ld mittels darauf
rollender Kugeln 3 b die Last tragen. Die Anzahl der Kugeln 3,
die auf den auf jeder der belasteten Kugel-Abrollflächen 5
gebildeten geradlinigen und krummlinigen belasteten Abschnit
ten L-ld und C-ld abrollen, ist so festgelegt, daß sie 3 - 7
3 beträgt. Ist die Gesamtzahl von Kugeln, die in den zwei
longitudinalen Endbereichen einer belasteten Kugel-Abroll
fläche 5 eine Last abstützen, 6, beträgt damit die Anzahl von
Kugeln, die eine Last in dem Zwischenbereich der anderen be
lasteten Kugel-Abrollfläche 5 abstützen, 7. Daher besteht ein
Ausgleich zwischen der linken und der rechten Seite des Lagers
Al, so daß eine horizontale Augenblicksbelastung im wesent
lichen gleichmäßig gelagert bzw. abgefangen werden kann.
Die Spur-oder Führungsschiene 1 weist ein geradliniges
Element la, das die geradlinigen Bereiche L-ar der Spurflächen
4 festlegt, sowie ein bogenförmiges krummliniges Element lb
auf, das die krummlinigen Bereiche C-ar der Spurflächen 4
festlegt. Die Anordnung ist so, daß die Mittelpunkte der ima
ginären Kreise aller auf dem Lagerkörper 2 gebildeten krumm
linigen belasteten Abschnitte C-ld mit dem Mittelpunkt (mit
dem Bezugszeichen O in Fig. 13 bezeichnet) des imaginären
Kreises des krummlinigen Führungsschienen-Elements 1 b zusam
menfallen.
In dem ersten Ausführungsbeispiel weist jede der Abdek
kungen 2 b, die jeweils an einer der zwei axialen Endflächen
des Gleitkörpers 2 a angebracht sind, einen Abdeckungsrumpf 11 a
sowie ein Paar von Abdeckungsteilen 11 b auf, wobei jeder die
ser Teile 11 b an einem von zwei Armteilen des Abdeckungsrump
fes 11 a angebracht ist, wie in den Fig. 9 bis 12 darge
stellt. Somit werden der Endbereich von jeder der in dem
Gleitkörper 2 a ausgebildeten belasteten Kugelrinnen 9 und der
Endbereich der entsprechenden nicht belasteten Kugelbohrung 6 a
miteinander über einen Kugel-Umkehrdurchlaß 6 b in Verbindung
gebracht, um dadurch Endlos-Führungsbahnen für die Kugeln 3 zu
bilden. Im einzelnen ist der Abdeckungsrumpf 11 a auf seiner
Innenseite mit Rinnen 12 versehen, die in Draufsicht im we
sentlichen halbkreisförmig sind. An der Öffnungskante jeder
Rinne 12 ist ein Halteabsatz 13 ausgebildet, um jeden der Ab
deckungsteile 11 b fest einzupassen. Jeder Abdeckungsteil 11 b
hat eine umlaufende Rinne 14, die im Zusammenwirken mit der
entsprechenden Rinne 12 einen Kugel-Umkehrdurchlaß 6 b fest
legt, wenn der Abdeckungsteil 11 b in den entsprechenden Halte
vorsprung 13 des Abdeckungsrumpfes 11 a eingepaßt ist. Die Ab
deckungen 2 b sind an dem Gleitkörper 2 a folgendermaßen ange
bracht: wie in Fig. 3 gezeigt, sind in den axialen Endbe
reichen des Gleitkörpers 2 a Schrauben- oder Bolzen-Aufnahme
bohrungen 15 vorgesehen, während jede Abdeckung 2 b mit gestuf
ten Bolzen-Aufnahmebohrungen 16 versehen ist, die jeweils den
Bolzen-Aufnahmebohrungen 15 entsprechen. Halte-Bolzen bzw.
Halte-Schrauben 17 sind jeweils durch die abgestuften Bolzen-
Aufnahmebohrungen 16 in der Abdeckung 2 b gesteckt, und in die
Bolzen-Aufnahmebohrungen 15 im Gleitkörper 2 a eingeschraubt.
Es ist anzumerken, daß in den Fig. 1, 4, 5, 7, 8 und
13 die Bezugsziffer 18 durchgehende Öffnungen bezeichnet, die
in jede Führungsschiene 1 für die Aufnahme von Haltebolzen ge
bohrt sind, um die Führungsschiene 1 auf einer gewünschten Ma
schine oder Vorrichtung zu befestigen, während die Bezugszif
fer 19 mit Gewinde versehene Aufnahmebohrungen bezeichnet, in
die Befestigungsbolzen eingeschraubt werden, wenn beispiels
weise eine Platte 20, wie sie mit der strichpunktierten Linie
in Fig. 13 dargestellt ist, an dem Gleitkörper 2 a befestigt
wird.
Mit dem Lager Al nach dem ersten Ausführungsbeispiel wer
den beispielsweise, wie es in Fig. 13 gezeigt ist, eine Viel
zahl von geradlinigen Führungsschienen-Elementen 1 a und eine
Vielzahl von krummlinigen Führungsschienen-Elementen 1 b mit
einander verbunden, um in diesem Fall eine Führungsschiene 1
in Form einer Laufbahn zu bilden. Stationen S 1 bis S 4, bei
spielsweise für die Zuführung von Teilen, sind an entsprechen
den Positionen längs der Führungsschiene 1 angeordnet. Ande
rerseits ist eine Platte 20 an jedem der Lagerkörper 2 befe
stigt, die entlang der Führungsschiene 1 gleiten. Bei der
Gleitbewegung dieser Lagerkörper 2 längs der Schiene 1 wird in
jedem geradlinigen Bereich L-ar der Führungsschiene 1 eine
Last durch die Kugeln 3 a gelagert, die auf den geradlinigen
belasteten Abschnitten L-ld eines jeden Lagerkörpers 2 abrol
len, während in jedem krummlinigen Bereich C-ar der Führungs
schiene 1 die Last durch die Kugeln 3 b gelagert wird, die auf
den krummlinigen belasteten Abschnitten C-ld jedes Lagerkör
pers 2 abrollen. Damit ist es möglich, daß man jeden Lager
körper 2 um die Führungsschiene 1 mit geradlinigen und krumm
linigen Bereichen L-ar und C-ar umlaufen läßt, während er eine
Last lagert, und es ist daher auch möglich, ein Fördersystem
aufzubauen, in dem Teile zwischen den Stationen S 1 bis S 4 und
den Platten 20 zugeführt werden, die um die Führungsschiene 1
auf den jeweiligen Lagerkörpern 2 umlaufen.
Es ist anzumerken, daß die Konfiguration der Führungs
schiene 1, die durch Zusammenbau einer Vielzahl von geradli
nigen Schienenelementen 1 a und einer Vielzahl von krummlinigen
Schienenelementen 1 b gebildet ist, nicht auf die in Fig. 13
dargestellte Laufbahn-Form beschränkt ist, sondern in einer
beliebigen gewünschten Form ausgelegt werden kann, z.B. in
einer im wesentlichen quadratischen Form, wie es in Fig. 14
dargestellt ist, oder spiralförmig, wie es in Fig. 15 darge
stellt ist.
Die Fig. 16 und 17 zeigen zusammen ein Lager A 2 für
geradlinige und krummlinige Bewegungen nach einem zweiten Aus
führungsbeispiel der Erfindung. Im Gegensatz zum oben be
schriebenen ersten Ausführungsbeispiel hat dieses zweite Aus
führungsbeispiel ein Paar von oberen und unteren belasteten
Kugelrinnen 9 a und 9 b, die in der inneren Seitenfläche eines
jeden der Muffen- oder Armteile des den Lagerkörper 2 bilden
den Gleitkörpers 2 a ausgebildet sind. Jede der belasteten Ku
gelrinnen 9 a und 9 b ist integral mit dem Gleitkörper 2 a mit
tels eines Schneid- und Schleifprozesses so ausgebildet, daß
ihr Innendurchmesser größer als der Durchmesser d der Ku
geln 3, ihre Öffnungsweite 1 jedoch, wie im ersten Ausfüh
rungsbeispiel, kleiner als der Kugeldurchmesser d ist. Weiter
hin sind die belasteten Kugel-Abrollflächen 5, die auf der In
nenseite der auf einer Seite, d.h. entweder auf der linken
oder auf der rechten Seite, liegenden oberen und unteren bela
steten Kugelrinnen 9 a und 9 b gebildet sind, um 45° schrägge
stellt, so daß sie jeweils in Richtungen liegen, die so zusam
menlaufen bzw. konvergieren, daß sie einander in einem Winkel
von 90° schneiden, wodurch es möglich wird, Lasten gleichmäßig
zu lagern, die radial nach außen und nach innen sowie horizon
tal nach links und nach rechts aufgebracht werden.
Im Lager A 2 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die
zwei Paare von linken und rechten Endlos-Spuren, die in den
oberen bzw. unteren Bereichen der Muffenteile 8 liegen, so
ausgebildet, daß die Beziehung zwischen den geradlinigen und
krummlinigen belasteten Abschnitten L-ld und C-ld der auf der
Innenseite jeder der belasteten Kugelrinnen 9 a und 9 b gebilde
ten belasteten Kugel-Abrollfläche 5 der Beziehung entspricht,
wie sie sich in der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Anordnung
ergibt und unter Bezugnahme auf diese Figuren beschrieben wur
de. In den belasteten Kugel-Abrollflächen 5, die auf der In
nenseite der belasteten Kugelrinnen 9 a und 9 b in den oberen
und unteren Endlos-Führungsbahnen gebildet sind, die in einem
Muffenteil 8, d.h. entweder in dem linken oder in dem rechten
Muffenteil 8 ausgebildet sind, ist die Beziehung zwischen den
geradlinigen und den krummlinigen belasteten Abschnitten L-ld
und C-ld der Kugel-Abrollfläche 5 in der belasteten Kugelrinne
9 a dieselbe wie in der belasteten Kugelrinne 9 b. Das heißt im
einzelnen, wenn die belastete Kugel-Abrollfläche 5 der oberen
Endlos-Führungsbahn geradlinige und krummlinige Abschnitte
L-ld und C-ld in der Reihenfolge geradliniger Abschnitt L-ld -
krummliniger Abschnitt C-ld - geradliniger Abschnitt L-ld auf
weist, weist die belastete Kugel-Abrollfläche 5 der unteren
Endlos-Führungsbahn auch geradlinige und krummlinige Abschnit
te L-ld und C-ld auf, die in der gleichen Reihenfolge angeord
net sind.
Damit kann auch das Lager A 2 nach dem zweiten Ausfüh
rungsbeispiel auf den geradlinigen und krummlinigen Bereichen
L-ar und C-ar der Spurflächen 4 der Führungsschiene 1 gleiten,
während es, auf dieselbe Weise wie das erste Ausführungsbei
spiel, eine Last in den geradlinigen bzw. krummlinigen bela
steten Abschnitten L-ld und C-ld der auf dem Lagerkörper 2 ge
bildeten Kugel-Abrollflächen 5 lagert.
In den Fig. 18 bis 20 sind Modifikationen des Lagers
A 2 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt.
Anders als die in Fig. 16 gezeigte Anordnung sind diese Ab
wandlungen so aufgebaut, daß die gepaarten oberen und unteren
belasteten Kugelrinnen 9 a und 9 b, die in der inneren Seiten
fläche eines jeden Muffenteils 8 des den Lagerkörper 2 bilden
den Gleitkörpers 2 a gebildet sind, durch einen Rinnenbereich
21, der in dem Gleitkörper 2 a ausgebildet ist, sowie durch ein
die Rinne formendes Element 22 festgelegt sind, das an dem
Gleitkörper 2 a befestigt ist, so daß der Innendurchmesser von
jeder der belasteten Kugelrinnen 9 a und 9 b größer als der
Durchmesser der Kugeln 3, ihre Öffnungsweite jedoch kleiner
als der Kugeldurchmesser ist. Zusätzlich ist der Abstand zwi
schen dem Paar von oberen und unteren nicht belasteten Kugel
bohrungen 6 a, die in jedem Muffenteil 8 ausgebildet sind, ge
ringfügig größer als der Abstand zwischen den belasteten Ku
gelrinnen 9 a und 9 b ausgelegt. Auch die Lager A 2 entsprechend
diesen Abwandlungen können geradlinig und krummlinig auf den
geradlinigen und krummlinigen Bereichen L-ar und C-ar der
Spurflächen 4 der Führungsschiene 1 gleiten, während sie - auf
dieselbe Weise wie das in Fig. 16 dargestellte Ausführungs
beispiel - eine Last in den geradlinigen bzw. krummlinigen
belasteten Abschnitten L-ld und C-ld der auf dem Lagerkörper 2
gebildeten Kugel-Abrollflächen 5 abstützen.
Die Fig. 21 und 22 zeigen weitere Abwandlungen des
oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels. Anders als
die in den Fig. 16 und 18 bis 22 gezeigten Anordnungen sind
diese Ausführungsbeispiele so aufgebaut, daß ein relativ brei
ter Rinnenbereich 21 in jeder der einander gegenüberstehenden
Innenflächen des Gleitkörpers 2 a des Lagerkörpers 2, und eine
belastete Kugel-Abrollfläche 5 entlang jeder Ecke des Rinnen
bereichs 21 ausgebildet ist. Zusätzlich ist auf jeder Innen
fläche des Gleitkörpers 2 a ein Kugelrückhalter 22 a angeordnet,
um zu verhindern, daß die Kugeln 3 von den jeweiligen bela
steten Kugel-Abrollflächen 5 herunterfallen, wenn der Lager
körper 2 von der Führungsschiene 1 getrennt wird. Der Kugel
rückhalter 22 a dient daneben als ein die Rinne formendes Ele
ment 22. In der in Fig. 22 gezeigten Abwandlung sind auch
nicht belastete Kugelbohrungen 6 a durch die Kombination eines
Rinnenbereichs 21 und eines Kugelrückhalters 22 a festgelegt.
Die Fig. 23 und 24 zeigen zusammen ein Lager A 3 für
geradlinige und krummlinige Bewegungen nach einem dritten Aus
führungsbeispiel der Erfindung. Das dritte Ausführungsbeispiel
ist dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel bis auf
die Ausnahme ähnlich, daß die belasteten Kugel-Abrollflächen
5, die auf der Innenseite der in einem Muffen- bzw. Armteil 8,
d.h. entweder in dem linken oder in dem rechten Muffenteil 8
vorgesehenen oberen und unteren belasteten Kugelrinnen 9 a und
9 b ausgebildet sind, um 45° geneigt sind, so daß sie in Rich
tungen liegen, die zueinander in einem Winkel von 90° ausein
anderlaufen (divergieren), wodurch es möglich wird, Lasten
gleichmäßig zu lagern, die radial nach außen und nach innen
sowie horizontal nach links und nach rechts aufgebracht wer
den.
Auch das Lager A 3 nach dem dritten Ausführungsbeispiel
kann auf den geradlinigen und krummlinigen Bereichen L-ar und
C-ar der Spurfläche 4 der Führungsschiene 1 gleiten, während
es eine Last auf den geradlinigen und krummlinigen belasteten
Abschnitten L-ld bzw. C-ld der auf dem Lagerkörper 2 ausgebil
deten belasteten Kugel-Abrollflächen 5 auf dieselbe Weise wie
im ersten Ausführungsbeispiel abstützt.
In Fig. 25 ist ein Lager A 3 für geradlinige und krummli
nige Bewegungen nach einer Modifikation des oben beschriebenen
dritten Ausführungsbeispiels dargestellt. Anders als die in
Fig. 23 gezeigte Anordnung ist diese Abwandlung so aufgebaut,
daß ein Paar von oberen und unteren belasteten Kugelrinnen 9 a
und 9 b, die in der inneren Seitenfläche eines jeden Muffen
teils 8 des den Lagerkörper 2 aufbauenden Gleitkörpers 2 a ge
bildet sind, durch einen in dem Gleitkörper 2 a ausgebildeten
Rinnenbereich 21 und ein an dem Gleitkörper 2 a angebrachtes
Element 22 so festgelegt wird, daß der Innendurchmesser von
jeder der Rinnen 9 a und 9 b größer als der Durchmesser der Ku
geln, und ihre Öffnungsweite kleiner als der Kugeldurchmesser
ist. Auch das Lager A 3 nach dieser Abwandlung kann auf den ge
radlinigen und krummlinigen Bereichen L-ar und C-ar der Spur
flächen 4 der Führungsschiene 1 gleiten, während eine Last in
den geradlinigen und krummlinigen belasteten Abschnitten L-ld
bzw. C-ld der in dem Lagerkörper 2 gebildeten belasteten Ku
gel-Abrollflächen 5 auf dieselbe Weise wie in dem in Fig. 23
dargestellten dritten Ausführungsbeispiel gelagert wird.
Die Fig. 26 bis 28 zeigen zusammen ein Lager A 4 für
geradlinige und krummlinige Bewegungen nach einem vierten Aus
führungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel ist
dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel bis auf die
Ausnahme ähnlich, daß der den Lagerkörper 2 bildende Gleit
körper 2 a einen Gleitkörper-Rumpf 2 a-A mit Paßnuten 23, die in
den jeweiligen inneren Seitenflächen der zwei Muffenteile 8
ausgebildet sind, und ein Paar von Laufringen bzw. Laufrillen
2 a-B aufweist, die jeweils in die in dem Gleitkörper-Rumpf
2 a-A vorgesehenen Paßnuten 23 eingelassen bzw. eingepaßt sind.
Jeder Laufring 2 a-B ist mit einem Paar von oberen und unteren
belasteten Kugelrinnen 9 a und 9 b versehen, die einen Innen
durchmesser haben, der größer als der Durchmesser der Kugeln 3
ist, und eine Öffnungsweite, die kleiner als der Kugeldurch
messer ist. Auch das Lager A 4 nach dem vierten Ausführungs
beispiel kann auf den geradlinigen und krummlinigen Bereichen
L-ar und C-ar der Spurflächen 4 der Führungsschiene 1 gleiten,
während eine Last auf den geradlinigen und krummlinigen bela
steten Abschnitten L-ld bzw. C-ld der in dem Lagerkörper 2 ge
bildeten belasteten Kugel-Abrollflächen 5 auf dieselbe Weise
wie im oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel gelagert
wird.
Die Fig. 29 und 30 zeigen zusammen eine Abwandlung des
Lagers A 4 nach dem vierten Ausführungsbeispiel. Anders als die
in Fig. 26 dargestellte Anordnung ist diese Lagervariante so
aufgebaut, daß die nicht belasteten Kugelbohrungen 6 a, die in
dem Gleitkörper 2 a ausgebildet sind, durch in dem Gleitkörper-
Rumpf 2 a-A gebildete Rinnen 6 a-A und die entsprechenden Rin
nen 6 a-B festgelegt werden, die in den Laufringen 2 a-B ausge
bildet sind. Auch dieses modifizierte Lager A 4 kann auf den
geradlinigen und krummlinigen Bereichen L-ar und C-ar der
Spurflächen 4 der Führungsschiene 1 gleiten, während eine Last
auf den geradlinigen und krummlinigen belasteten Abschnitten
L-ld bzw. C-ld der in dem Lagerkörper 2 gebildeten belasteten
Kugel-Abrollflächen 5 wie im oben beschriebenen vierten Aus
führungsbeispiel gelagert wird.
Die Fig. 31 und 32 zeigen zusammen ein Lager A 5 für
geradlinige und krummlinige Bewegungen nach einem fünften Aus
führungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel ist
dem oben beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel bis auf die
Ausnahme ähnlich, daß der den Lagerkörper 2 aufbauende Gleit
körper 2 a einen Gleitkörper-Rumpf 2 a-A mit Paßnuten 23, die in
den jeweiligen inneren Seitenflächen von zwei Gleitkörper-Muf
fenteilen 8 gebildet sind, sowie ein Paar von Laufringen bzw.
Laufrillen 2 a-B aufweist, die jeweils in die in dem Gleit
körper-Rumpf 2 a-A vorgesehenen Paßnuten 23 eingepaßt sind. Je
der Laufring 2 a-B ist mit einem Paar von oberen und unteren
belasteten Kugelrinnen 9 a und 9 b versehen, deren Innendurch
messer größer als der Durchmesser der Kugeln 3, und deren Öff
nungsweite kleiner als der Kugeldurchmesser ist (wie im drit
ten Ausführungsbeispiel). Das Lager A 5 nach dem fünften Aus
führungsbeispiel kann ebenfalls auf den geradlinigen und
krummlinigen Bereichen L-ar und C-ar der Spurflächen 4 der
Führungsschiene 1 gleiten, während es - auf dieselbe Weise wie
im dritten Ausführungsbeispiel - eine Last auf den geradlini
gen und krummlinigen belasteten Abschnitten L-ld bzw. C-ld der
auf dem Lagerkörper 2 gebildeten belasteten Kugel-Abrollflä
chen 5 abstützt bzw. lagert.
Die Fig. 33 und 34 zeigen zusammen eine Modifikation
des Lagers A 5 entsprechend dem oben beschriebenen fünften Aus
führungsbeispiel. Anders als die in Fig. 31 dargestellte An
ordnung ist diese Abwandlung des Lagers so aufgebaut, daß die
nicht belasteten Kugelbohrungen 6 a, die in dem Gleitkörper 2 a
gebildet sind, durch in dem Gleitkörper-Rumpf 2 a-A gebildete
Rinnen 6 a-A und die entsprechenden Rinnen 6 a-B festgelegt wer
den, die in den Laufringen 2 a-B ausgebildet sind. Auch das
Lager A 5 nach dieser Abwandlung kann auf den geradlinigen und
krummlinigen Bereichen L-ar und C-ar der Spurflächen 4 der
Führungsschiene 1 gleiten, während es - auf dieselbe Weise wie
im oben beschriebenen fünften Ausführungsbeispiel - eine Last
auf den geradlinigen und krummlinigen belasteten Abschnitten
L-ld bzw. C-ld der auf dem Lagerkörper 2 gebildeten belaste
ten Kugel-Abrollflächen 5 lagert.
Die Fig. 35 und 36 zeigen zusammen ein Lager A 6 für
geradlinige und krummlinige Bewegungen nach einem sechsten
Ausführungsbeispiel der Erfindung. Anders als die oben be
schriebenen Ausführungsbeispiele umfaßt diese Ausführungsform
einen Lagerkörper 2, der ein Paar von Gleitkörper-Hälften 30 a
und 30 b, die als ein Paar von Schrägkontakt-Lagerelementen
dienen, sowie ein Deckplattenelement 31 aufweist, das sich
zwischen den entsprechenden oberen Oberflächen des Paars von
parallelen Gleitkörper-Hälften 30 a und 30 b erstreckt und daran
mittels Befestigungsbolzen 32 angebracht ist, um die Hälften
miteinander zu verbinden. Wenn geradlinige und krummlinige Ab
schnitte für eine Gleitkörper-Hälfte, beispielsweise 30a, in
der Reihenfolge: geradliniger belasteter Abschnitt L-ld
krummliniger belasteter Abschnitt C-ld - geradliniger bela
steter Abschnitt L-ld angeordnet sind, sind geradlinige und
krummlinige Abschnitte für die andere Gleitkörper-Hälfte 30 b
in der Reihenfolge: krummliniger belasteter Abschnitt C-ld
geradliniger belasteter Abschnitt L-ld - krummliniger bela
steter Abschnitt C-ld angeordnet, so daß, wenn die Gleitkör
per-Hälften 30 a und 30 b und das Deckplattenelement 31 zu dem
Lagerkörper 2 zusammengesetzt sind, ein geradliniger bela
steter Abschnitt L-ld bzw. ein krummliniger belasteter Ab
schnitt C-ld, die jeweils auf der Kugel-Abrollfläche 5 einer
Gleitkörper-Hälfte 30 a ausgebildet sind, einem krummlinigen
belasteten Abschnitt C-ld bzw. einem geradlinigen belasteten
Abschnitt L-ld gegenübersteht, die jeweils auf der Kugel-Ab
rollfläche 5 der anderen Gleitkörper-Hälfte 30 b ausgebildet
sind.
In dem sechsten Ausführungsbeispiel weist jede der Gleit
körper-Hälften 30 a und 30 b ein Gleitelement 33 mit einem Paar
von oberen und unteren belasteten Kugelrinnen 9 und mit einem
Paar von oberen und unteren nicht belasteten Kugelbohrungen 6 a
sowie ein Paar von Abdeckelementen 34 auf, die jeweils an den
zwei axialen Enden des Gleitelements 33 angebracht sind, wo
bei jedes Abdeckelement 34 ein Paar von oberen und unteren Ku
gel-Umkehrdurchlässen 6 b hat. Jede belastete Kugelrinne 9 ist
mittels eines Schneid- und Schleifprozesses integral mit dem
Gleitelement 33 so ausgebildet, daß ihr Innendurchmesser grö
ßer als der Durchmesser d der Kugeln 3 ist, während die Öff
nungsweite 1 kleiner als der Kugeldurchmesser d ist. Dadurch
können die Kugeln 3 frei längs der auf der Innenseite der be
lasteten Kugelrinnen 9 gebildeten belasteten Kugel-Abrollflä
chen 5 rollen, während gleichzeitig verhindert wird, daß die
Kugeln 3 aus den belasteten Kugelrinnen 9 fallen, selbst wenn
der Lagerkörper 2, d.h. die Kombination der Gleitkörper-Hälf
ten 30 a und 30 b von der Führungsschiene 1 abgenommen wird.
Auch das Lager A 6 nach dem sechsten Ausführungsbeispiel
kann auf den geradlinigen und krummlinigen Bereichen L-ar und
C-ar der Spurflächen 4 der Führungsschiene 1 gleiten, während
es - auf dieselbe Weise wie in den oben beschriebenen Ausfüh
rungsbeispielen - eine Last auf den geradlinigen und krummli
nigen belasteten Abschnitten L-ld bzw. C-ld der auf dem La
gerkörper 2 gebildeten belasteten Kugel-Abrollflächen 5 ab
stützt.
Es ist noch anzumerken, daß auch im Falle des sechsten
Ausführungsbeispiels die belasteten Kugelrinnen 9, die in je
der der zusammen den Lagerkörper 2 aufbauenden Gleitkörper-
Hälften 30 a und 30 b ausgebildet sind, selbstverständlich durch
einen Rinnenbereich, der in der Oberfläche der Gleitkörper-
Hälfte 30 a (30 b) auf der Seite, die dem Gleitelement 33 näher
ist, ausgebildet ist, und ein die Rinne bildendes Element
festgelegt werden können, das an dem Gleitelement 33 befestigt
ist, wie es in den Fig. 18 bis 20 gezeigt ist.
Fig. 37 zeigt ein Lager A 7 nach einem siebten Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel ent
spricht dem oben beschriebenen sechsten Ausführungsbeispiel
bis auf die Ausnahme, daß gepaarte obere und untere belastete
Kugel-Abrollflächen 5, die in jeder der Gleitkörper-Hälften
30 a und 30 b ausgebildet sind, jeweils in divergierenden Rich
tungen blicken, d.h. die Beziehung zwischen den belasteten
Kugel-Abrollflächen 5 ist umgekehrt zu der im Falle des sech
sten Ausführungsbeispiels. Auch nach diesem Ausführungsbei
spiel kann das Lager A 7 sowohl geradlinig als auch krummlinig
auf dieselbe Weise wie die oben beschriebenen Ausführungsbei
spiele gleiten. Daneben können die belasteten Kugelrinnen 9 in
jeder der Gleitkörper-Hälften 30 a und 30 b durch einen Rinnen
bereich, der in der Oberfläche der GleitkörperHälfte 30 a (30 b)
auf der Seite ausgebildet ist, die näher an dem Gleitelement
33 liegt, sowie durch ein die Rinne bildendes Element festge
legt werden, das an dem Gleitelement 33 auf dieselbe Weise wie
im sechsten Ausführungsbeispiel angebracht ist.
Claims (9)
1. Lager für geradlinige und krummlinige Bewegungen,
gekennzeichnet durch
eine Führungsschiene (1) mit einer in Längsrichtung aus gebildeten Spurfläche (4),
einen Lagerkörper (2), der mit einer endlosen Führungs bahn versehen ist, die eine der Spurfläche (4) gegenüberlie gende belastete Kugel-Abrollfläche (5) sowie einen nicht bela steten Kugel-Umlaufdurchlaß (6) aufweist, der kontinuierlich mit beiden Enden der belasteten Kugel-Abrollfläche (5) ver bunden ist, und
eine Vielzahl von Kugeln (3), die durch die in dem Lager körper (2) vorgesehene endlose Führungsbahn umlaufen, um eine Last in dem Bereich zu lagern, der zwischen der belasteten Ku gel-Abrollfläche (5) und der Spurfläche (4) der Führungsschie ne (1) festgelegt ist,
wobei die belastete Kugel-Abrollfläche (5) als Teil der endlosen Führungsbahn in dem Lagerkörper (2) einen geradlini gen belasteten Abschnitt (L-ld) sowie einen krummlinigen bela steten Abschnitt (C-ld) mit einer vorgegebenen Krümmung auf weist, so daß in einem geradlinigen Bereich (L-ar) der Spur fläche (4) der Führungsschiene (1) eine Last durch Kugeln (3 a) gelagert wird, die auf dem geradlinigen belasteten Abschnitt (L-ld) abrollen, während in einem krummlinigen Bereich (C-ar) der Spurfläche (4) eine Last durch Kugeln (3 b) gelagert wird, die auf dem krummlinigen belasteten Abschnitt (C-ld) abrollen.
eine Führungsschiene (1) mit einer in Längsrichtung aus gebildeten Spurfläche (4),
einen Lagerkörper (2), der mit einer endlosen Führungs bahn versehen ist, die eine der Spurfläche (4) gegenüberlie gende belastete Kugel-Abrollfläche (5) sowie einen nicht bela steten Kugel-Umlaufdurchlaß (6) aufweist, der kontinuierlich mit beiden Enden der belasteten Kugel-Abrollfläche (5) ver bunden ist, und
eine Vielzahl von Kugeln (3), die durch die in dem Lager körper (2) vorgesehene endlose Führungsbahn umlaufen, um eine Last in dem Bereich zu lagern, der zwischen der belasteten Ku gel-Abrollfläche (5) und der Spurfläche (4) der Führungsschie ne (1) festgelegt ist,
wobei die belastete Kugel-Abrollfläche (5) als Teil der endlosen Führungsbahn in dem Lagerkörper (2) einen geradlini gen belasteten Abschnitt (L-ld) sowie einen krummlinigen bela steten Abschnitt (C-ld) mit einer vorgegebenen Krümmung auf weist, so daß in einem geradlinigen Bereich (L-ar) der Spur fläche (4) der Führungsschiene (1) eine Last durch Kugeln (3 a) gelagert wird, die auf dem geradlinigen belasteten Abschnitt (L-ld) abrollen, während in einem krummlinigen Bereich (C-ar) der Spurfläche (4) eine Last durch Kugeln (3 b) gelagert wird, die auf dem krummlinigen belasteten Abschnitt (C-ld) abrollen.
2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Lagerkörper (2) einen Gleitkörper (2 a) aufweist, der einen ho
rizontalen Teil (7) sowie Armteile (8) hat, die von der linken
bzw. rechten Seite des horizontalen Teils (7) ausgehend nach
unten verlaufen, so daß sich ein im wesentlichen U-förmiger
Querschnitt mit einer Ausnehmung in der Unterseite ergibt, wo
bei in dem Gleitkörper (2 a) eine belastete Kugel-Abrollfläche
(5) auf der Innenseite eines jeden der Armteile (8) vorgesehen
ist. (Fig. 1 bis 12)
3. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Lagerkörper (2) einen Gleitkörper (2 a) aufweist, der einen ho
rizontalen Teil (7) sowie Armteile (8) hat, die von der linken
bzw. rechten Seite des horizontalen Teils (7) ausgehend nach
unten verlaufen, so daß sich ein im wesentlichen U-förmiger
Querschnitt mit einer Ausnehmung in der Unterseite ergibt, wo
bei in dem Gleitkörper (2 a) ein Paar von nebeneinander lie
genden belasteten Kugel-Abrollflächen (5) auf der Innenseite
eines jeden der Armteile (8) vorgesehen ist. (Fig. 16 bis 34).
4. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Lagerkörper (2) einen Gleitkörper aufweist, der Gleitkörper-
Hälften (30 a, 30 b) mit einem im wesentlichen rechteckigen
Querschnitt und mit jeweils einem Paar von nebeneinander lie
genden belasteten Kugel-Abrollflächen (5) sowie ein Deckplat
tenelement (31) umfaßt, das zwischen den oberen Oberflächen
der Gleitkörper-Hälften (30 a, 30 b) liegt und an diesen befe
stigt ist. (Fig. 35 bis 37)
5. Lager nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die gepaarten nebeneinander liegenden belasteten Kugel-Abroll
flächen (5) in zueinander konvergierenden Richtungen liegen.
6. Lager nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die gepaarten nebeneinander liegenden belasteten Kugel-Abroll
flächen (5) in zueinander divergierenden Richtungen liegen.
7. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Lagerkörper (2) mit einer belasteten Kugel
rinne (9; 9 a, 9 b) versehen ist, bei der zumindest die Öff
nungsweite (1) kleiner als der Durchmesser (d) der Kugeln (3)
ist, wobei die belastete Kugel-Abrollfläche (5) auf der Innen
seite dieser belasteten Kugelrinne (9; 9 a, 9 b) ausgebildet
ist.
8. Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
belastete Kugelrinne (9; 9 a, 9 b) mittels eines Schneid- und
Schleifprozesses integral mit dem Lagerkörper (2) ausgebildet
ist.
9. Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
belastete Kugelrinne (9; 9 a, 9 b) durch einen im Lagerkörper
(2) gebildeten Rinnenbereich (21) sowie durch ein am Lager
körper (2) befestigtes Element (22) aufgebaut ist.
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Representative=s name: STREHL, P., DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.-ING. SCHUEBE |
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Owner name: THK CO., LTD., TOKIO/TOKYO, JP |
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Free format text: TERAMACHI, HIROSHI, TOKIO/TOKYO, JP |