DE4109771A1 - Geradefuehrungseinheit mit grossem hub - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Geradeführungs­ einheit mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen und betrifft insbesondere eine Wälzlager-Gerade­ führungseinheit, insbesondere eine solche mit großem Hub, die in Werkzeugmaschinen der verschiedensten Art, Präzisions­ arbeitsmaschinen, Prüfgeräten und dergl. verwendet werden kann.

Geradeführungseinheiten mit Wälzlager enthalten gewöhnlich eine Führungsschiene, einen Schieber und eine Vielzahl von rollfähigen oder Wälzlagerelementen, die zwischen der Schiene und dem Schieber so angeordnet sind, daß sich Schieber und Schiene in Längsrichtung der Schiene in bezug aufeinander bewegen können. Geradeführungseinheiten dieser Art können zur Führung relativ großer Lasten über relativ große Strecken verwendet werden. Ein typisches Beispiel einer Geradeführungseinheit mit großem Hub ist im Dokument JP-A-61-97 626U dargestellt, ein anderes Beispiel in Fig. 4 der vorliegenden Anmeldung.

Die in Fig. 4 dargestellte Geradeführungseinheit enthält zwei auf einem Bett A montierte gerade, parallele Führungsschienen B und C sowie Schieber D und E, die verschiebbar auf den Führungsschienen B bzw. C gelagert sind und einen Schiebetisch F, der auf den Schiebern D und E befestigt ist und brückenartig zwischen ihnen verläuft. Auf dem Schiebetisch F kann irgendein gewünschtes Objekt, wie ein Teil eines Roboters, befestigt werden. Der Schiebetisch F ist in Richtung des Doppelpfeiles G nach vorne und nach hinten beweglich. Die Führungsschienen B und C weisen jeweils auf ihren entgegengesetzten Seitenflächen ein Paar von Führungsnuten H und I auf, die parallel zur Längsachse der Schienen verlaufen. Die Schieber D und E sind jeweils mit einem endlosen Umlaufweg versehen, der einen Last­ abschnitt, einen Rückführungsabschnitt und zwei gebogene Verbindungsabschnitte, die jeweils die entsprechenden Enden des Last- und des Rückführungsabschnittes verbinden, enthält, und in den endlosen Umlaufwegen ist jeweils eine Vielzahl von rollfähigen Elementen, wie Kugeln oder Rollen angeordnet. Der Lastabschnitt des endlosen Umlaufweges befindet sich gegenüber der entsprechenden Führungsnut der Führungsschiene sowie im Abstand von dieser und bildet mit ihr einen solchen Führungskanal, daß diejenigen rollfähigen oder Wälzlagerelemente, die sich im Führungskanal befinden, teilweise in die entsprechende Führungsnut eingreifen. Wenn eine Last auf den Schiebetisch F aufgebracht wird, wird sie daher von den Wälzlagerelementen aufgenommen, die sich zwischen den Führungsschienen B, C und den Schiebern D, E befinden. Die Führungsnuten H und I sowie die Wälzlager­ elemente sind so bemessen, daß auf die Wälzlagerelemente im montierten Zustand eine geeignete Vorspannung oder Vor­ belastung einwirkt.

Wenn die Führungschienen B und C nicht genau parallel sind, schwankt der Gleit- oder Verschiebewiderstand des Schiebe­ tisches F, wenn er längs der Führungsschienen B und C verschoben wird, was die Lebensdauer der Einheit sowie die Genauigkeit und das Betriebsverhalten erheblich beeinträch­ tigen kann. Um diese Mängel zu vermeiden, müssen die Führungsschienen B und C sehr genau positioniert werden, was zu höheren Kosten führt. Wenn außerdem die Führungsschienen B und C verhältnismäßig lang sind, z. B. einige Meter, ist es fast unmmöglich, die Führungsschienen B und C mit der erforderlichen hohen Genauigkeit in der Größenordnung von wenigen Mikron über ihre ganze Länge zu montieren.

Da die Geradeführungseinheit, wie erwähnt, mit Vorbelastung montiert wird, wie anhand von Fig. 5 und 6 erläutert werden wird, ist es außerdem erforderlich, die Breiten W1 und W2 der inneren und der äußeren Führungsnut M bzw. N zwischen der Führungsschiene J und dem Schieber K zu bestimmen und dann Kugeln L zu wählen, deren Durchmesser geringfügig größer ist als die Differenz zwischen den gemessenen Breiten W1 und W2 vor der Montage, so daß sich nach der Montage die gewünschte Vorspannung zwischen den Kugeln L sowie der Führungsschiene J und dem Schieber K ergibt. Da jedoch hier die Richtung der Kraftübertragung, die durch die Verbindung der Berührungspunkte a, b, c und d zwischen den Wälzlager­ elementen L und den Führungsnuten M und N und im Zentrum e der Wälzlagerelemente L bestimmt wird und der Richtung der elastischen Verformung der Führungsnuten M und N sowie der Wälzlagerelemente L entspricht, von der Richtung verschieden ist, in der die Messung der Breiten W1 und W2 erfolgt, die im übrigen nicht direkt gemessen werden können, ist es äußerst schwierig und in der Praxis fast unmöglich, die Vorbelastung richtig einzustellen.

Auch bei der Konstruktion, die in der obenerwähnten JP-A-61-97 626U Fig. 7, dargestellt ist, verlaufen die geraden Linien, die durch Verbinden der Berührungspunkte zwischen den Wälzlagerelementen P und den Führungsnuten S und Q und der Mitte der Wälzlagerelemente P und durch Verbinden der Berührungspunkte zwischen den Wälzlager­ elementen O und den Führungsnuten T und R somit der Mitte der Wälzlagerelemente definiert werden in Richtungen, die nichts mit der Richtung zu tun haben, in der die Breiten W1 und W2 gemessen werden. Auch in diesem Falle ist es also nicht möglich, den Betrag der elastischen Verformung der verschiedenen interessierenden Teile direkt zu messen.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Geradeführungs­ einheit mit Wälzlager angegeben, die im wesentlichen eine Führungsschiene, einen auf der Führungsschiene verschiebbar gelagerten Schieber und eine Vielzahl von rollfähigen oder Wälzlagerelementen, wie Kugeln oder Rollen, die zwischen der Führungsschiene und dem Schieber angeordnet sind, so daß sie einen rollenden Kontakt zwischen diesen Teilen herstellen, enthält. Die Führungsschiene verläuft geradlinig über eine gewünschte Länge und hat einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Die Führungsschiene bildet zwei obere innere Führungsnuten und zwei untere innere Führungsnuten, die jeweils parallel zur Längsachse der Führungsschiene ver­ laufen. Der Schieber hat einen horizontalen Abschnitt oder Steg und zwei vertikale Abschnitte oder Schenkel, die von entsprechenden Seiten des horizontalen Abschnittes nach unten vorspringen, so daß der Schieber also einen im wesent­ lichen U-förmigen Querschnitt hat.

Der Schieber hat zwei obere äußere Führungsnuten, die jeweils einer entsprechenden der beiden oberen inneren Führungsnuten der Führungsschiene gegenüberliegen, und ein Paar unterer äußerer Führungsnuten, die jeweils einer ent­ sprechenden der beiden unteren inneren Führungsnuten der Führungsschiene gegenüberliegen. Die inneren Führungsnuten sind jeweils einer äußeren Führungsnut zugeordnet, so daß sie zwischen sich einen Führungskanal bilden, der einem Lastwegabschnitt eines endlosen Umlaufwege entspricht, auf den unten noch näher eingegangen werden wird. Der Schieber ist ferner mit vier endlosen Umlaufwegen versehen, die jeweils einen Lastabschnitt, einen Rückführungsabschnitt und zwei gebogene Abschnitte, welche entsprechende Enden des Last- und des Rückführungsabschnittes verbinden, enthält. Der Lastabschnitt jedes endlosen Umlaufweges entspricht einer oberen oder unteren Führungsnut des Schiebers. In den endlosen Umlaufwegen sind jeweils eine Vielzahl von Wälzlagerelementen, wie Kugeln oder Rollen angeordnet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die inneren und äußeren Führungsnuten so ausgebildet, daß eine erste gerade Linie durch die Verbindung zweier Berührungspunkte zwischen einem Wälzlagerelement und einer inneren und einer äußeren Führungsnut eines ersten oberen Paares zugeordneter Führungs­ nuten und zweier Berührungspunkte zwischen einem Wälz­ lagerelement und einer inneren und einer äußeren Führungsnut eines ersten unteren Paares zugeordneter Führungsnuten definiert wird, und eine zweite gerade Linie durch die Verbindung zweier Berührungspunkte zwischen einem Wälzlager­ element und einer inneren und einer äußeren Führungsnut eines zweiten oberen Paares einander zugeordneter Führungs­ nuten und zweier Berührungspunkte zwischen einem Wälzlager­ element und einer inneren und einer äußeren Führungsnut eines zweiten unteren Paares einander zugeordneter Führungs­ nuten definiert wird. Die erste und die zweite gerade Linie, die so definiert sind, verlaufen vorzugsweise symmetrisch bezüglich der vertikalen Mittellinie der Führungsschiene. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegen die beiden Berührungspunkte zwischen einem ersten Wälzlager­ element und der inneren und der äußeren Führungsnut des ersten oberen Paares einander zugeordneter Führungsnuten und die beiden Berührungspunkte zwischen einem zweiten Wälz­ lagerelement und einer inneren und einer äußeren Führungsnut eines ersten unteren Paares einander zugeordneter Führungs­ nuten auf der ersten geraden Linie und sie befinden sich auf einer ersten Seite bezüglich der vertikalen Mittellinie der Führungsschiene; während die beiden Berührungspunkte zwischen einem dritten Wälzlagerelement und der inneren und der äußeren Führungsnut des verbleibenden zweiten oberen Paares einander zugeordneter Führungsnuten und die beiden Berührungspunkte zwischen einem vierten Wälzlagerelement und der inneren und äußeren Führungsnut des verbleibenden unteren Paares einander zugeordneter Führungsnuten auf einer zweiten geraden Linie liegen und sich auf einer zweiten Seite, die der ersten Seite bezüglich der vertikalen Mittel­ linie der Führungsschiene entgegengesetzt ist, befinden.

Bei einer anderen, alternativen Ausführungsform der Erfin­ dung liegen das erste Paar von Berührungspunkten zwischen einem ersten Wälzlagerelement und der inneren und der äußeren Führungsnut eines ersten oberen Paares einander zugeordneter Führungsnuten und das zweite Paar von Berührungs­ punkten zwischen einem zweiten Wälzlagerelement und der inneren und der äußeren Führungsnut eines ersten unteren Paares einander zugeordneter Führungsnuten auf der ersten Linie, wobei sich das erste Paar von Berührungspunkten sich auf der einen Seite und das zweite Paar von Berührungs­ punkten auf einer zweiten Seite, die der ersten Seite bezüg­ lich der vertikalen Mittellinie der Führungsschiene gegenüber­ liegt, befinden, während das dritte Paar von Berührungs­ punkten zwischen einem dritten Wälzlagerelement und der inneren und äußeren Führungsnut des verbleibenden zweiten oberen Paares zugeordneter Führungsnuten sowie das vierte Paar von Berührungspunkten zwischen einem vierten Wälzlager­ element und der inneren und der äußeren Führungsnut des zweiten und damit verbleibenden unteren Paares zugeordneter Führungsnuten auf der zweiten geraden Linie liegen, wobei das dritte Paar von Berührungspunkten sich auf der zweiten Seite und das vierte Paar von Berührungspunkten sich auf der ersten Seite bezüglich der vertikalen Mittellinie der Führungsschiene befinden.

Bei den oben beschriebenen Konstruktionen läßt sich eine bestimmte Vorbelastung oder Vorspannung, d. h. ein bestimmter Zustand elastischer Deformation für die Konstruktionsdimen­ sionen leicht und genau errechnen und die gewünschte Vor­ spannung kann daher richtig eingestellt und aufrechterhalten werden. Weiterhin kann dem Schieber eine automatische Zentrierfunktion verliehen werden. Selbst wenn also bei der Bemessung der Führungsschiene ein Fehler unterlaufen ist, z. B. in der Höhe, wird ein solcher Fehler einwandfrei toleriert. Auch eine Abweichung von der Parallelität der beiden Führungsschienen in der Größenordnung von einigen µm wird absorbiert, so daß ein ausgezeichnetes Gleitverhalten des Schiebers längs der Führungsschiene gewährleistet ist. Dies ist von großem Vorteil, da es die Montage der Führungs­ schienen erleichtert.

Durch die vorliegende Erfindung wird also eine verbesserte Wälzlager-Geradeführungseinheit für einen relativ langen Hub angegeben, die sich insbesondere einfach und mit hoher Genauigkeit vorspannen läßt.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Geradeführungseinheit besteht darin, daß sie gleichmäßig arbeitet, eine lange Betriebslebensdauer hat, eine hohe Genauigkeit aufweist und wenig kostet. Die vorliegende Geradeführungseinheit eignet sich insbesondere auch für größere Belastungen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei werden auch noch weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung zur Sprache kommen. Es zeigen:

Fig. 1 einen vereinfachten Querschnitt einer Wälzlager- Geradeführungseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine vereinfachte perspektivische, teilweise ge­ schnittene Ansicht der Geradeführungseinheit gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen vereinfachten Querschnitt einer Wälzlager- Geradeführungseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer für größere Belastungen geeigneten bekannten Wälzlager-Geradeführungseinheit;

Fig. 5 eine vereinfachte, teilweise geschnittene perspek­ tivische Ansicht eines Teiles der Geradeführungseinheit gemäß Fig. 4;

Fig. 6 einen Querschnitt der rechten Hälfte der Geradeführungseinheit gemäß Fig. 5 und

Fig. 7 einen Querschnitt der rechten Hälfte einer anderen bekannten Geradeführungseinheit.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Geradeführungseinheit enthält eine gerade Führungsschiene 2 gewünschter Länge. Die Führungsschiene 2 hat eine bestimmte Querschnittsform, die bei dieser Aus­ führungsform im wesentlichen rechteckig ist. Die Führungs­ schiene 2 weist mehrere Montagelöcher 1 auf, die von ihrer Oberseite bis zu ihrer Unterseite durchgehen, so daß die Führungsschiene durch Schraubenbolzen auf irgendeiner gewünschten Unterlage, wie einem Bett A (Fig. 4) befestigt werden kann.

Die Führungsschiene 2 hat, was wichtig ist, einen Führungs­ teil 3, der ein Paar oberer und innerer Führungsnuten 4 und 5 sowie ein weiteres Paar unterer innerer Führungsnuten 6 und 7 aufweist. Diese oberen und unteren inneren Führungs­ nuten 4 bis 7 verlaufen geradlinig und parallel zur Längs­ achse der Führungsschiene 2. Bei der dargestellten Aus­ führungsform sind die oberen inneren Führungsnuten 4 und 5 im wesentlichen an der Oberseite der Führungsschiene 2 gebildet, während sich die unteren inneren Führungsnuten 6 und 7 im wesentlichen an den entgegengesetzten Seitenflächen der Führungsschiene 2 befinden. Wie Fig. 1 zeigt, sind die Oberseite der Seitenflächen der Führungsschienen 2 in der Mitte vertieft, so daß sich an der oberen rechten und der oberen linken Ecke der Führungsschiene 2 jeweils ein näherungsweise pilzförmiger Abschnitt ergibt.

Auf der Führungsschiene 2 ist ein Schieber 8 verschiebbar gelagert. Der Schieber 8 hat einen horizontalen Abschnitt oder Steg, der sich oberhalb der Oberseite der Führungs­ schiene 2 befindet, und zwei vertikale Abschnitte oder Schenkel, die jeweils von einem entsprechenden Ende des horizontalen Abschnitts nach unten herabhängen. Der Schieber 8 hat also einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt. Der Schieber 8 weist ein Paar oberer äußerer Führungsnuten 9 und 10, sowie ein Paar unterer äußerer Führungsnuten 11 und 12 auf. Die äußeren Führungsnuten 9, 10, 11 und 12 befinden sich jeweils gegenüber von dem Abstand von einer ent­ sprechenden der inneren Führungsnuten 4, 5, 6 bzw. 7 und bilden mit diesen jeweils einen Führungskanal, der einem Lastwegabschnitt eines endlosen Umlaufweges entspricht, wie unten noch näher erläutert werden wird. Der Schieber 8 hat also vier getrennte endlose Umlaufwege, die jeweils einen Lastabschnitt, einen Rückführungsabschnitt und zwei gebogene Verbindungsabschnitte, die entsprechende Enden eines Last- und eines Rückführungsabschnittes verbinden, enthält. Der eine der vier endlosen Umlaufwege enthält also beispiels­ weise einen Lastabschnitt entsprechend dem Führungskanal, der durch die innere und äußere Führungsnut 4 bzw. 5, die einander gegenüberliegen, gebildet wird, einen Rückführungs­ abschnitt 17 und zwei gebogene Verbindungsabschnitte, von denen einer in Fig. 2 bei 24 dargestellt ist. Der Schieber 8 weist einen vorderen und einen hinteren Endblock 21 bzw. 22 auf, die getrennt hergestellt, jedoch mit einem mittleren Block vereinigt werden, um den Schieber 8 als Ganzes zu bilden und die die Verbindungswegabschnitte aufweisen, wie dies bei 23 und 24 in Fig. 2 dargestellt sind.

Der zweite endlose Umlaufweg im Schieber 8 enthält einen Lastwegabschnitt entsprechend dem Führungskanal, der durch die innere und die äußere Führungsnut 6 bzw. 11, die einander gegenüberliegen, gebildet wird, einen Rückführungs­ abschnitt 19 und zwei gebogene Verbindungsabschnitte, von denen der eine bei 23 in Fig. 2 dargestellt ist. Der dritte endlose Umlaufweg enthält einen Lastwegabschnitt ent­ sprechend einem Führungskanal, der durch die innere und die äußere Führungsnut 5 bzw. 10, die einander gegenüberliegen, gebildet wird, einen Rückführungsabschnitt 18 und zwei gebogene Verbindungsabschnitte. Der vierte endlose Umlaufweg enthält schließlich einen Lastwegabschnitt entsprechend einem Führungskanal, der durch die innere und die äußere Führungsnut 7 bzw. 12, die einander gegenüberliegen, einen Rückführungsabschnitt 20 und zwei gebogene Verbindungs­ abschnitte gebildet wird.

In jedem der endlosen Umlaufwege ist eine Mehrzahl von rollfähigen oder Wälzlagerelementen, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Kugeln 13 bis 16, angeordnet. Die Kugel 13 befindet sich beispielsweise in dem Führungskanal, der durch die obere innere und die obere äußere Führungsnut 4 und 9, die einander zugeordnet sind, definiert ist und die Kugel 14 befindet sich im Führungskanal, der durch die obere innere und die obere äußere Führungsnut 5 und 10, die einander zugeordnet sind, gebildet wird. Die Kugel 15 be­ findet sich im Führungskanal, der durch die untere innere und die untere äußere Führungsnut 6 und 11, die einander zugeordnet sind, gebildet wird, und die Kugel 16 befindet sich im Führungskanal, der durch die untere innere und die untere äußere Führungsnut 7 und 12, die einander zugeordnet sind, gebildet wird. Die Kugel 13 läuft beispielsweise längs des Führungskanals oder Lastwegabschnittes, der durch die obere innere und die obere äußere Führungsnut 4 und 9 gebildet werden, während der Schieber 8 sich längs der Führungsschiene bewegt und die Kugel 13 wird dann durch einen der beiden gebogenen Verbindungsabschnitte, wie den Verbindungsabschnitt 24 in Fig. 2, in den Rückführungs­ abschnitt 17 rollen. Wenn sich der Schieber 8 dann längs der Führungsschiene 2 weiterbewegt, läuft die Kugel 17, die in den Rückführungsabschnitt 17 eingetreten war, in Rückwärts­ richtung längs des Rückführungsabschnittes 17 bis sie schließlich durch den anderen gebogenen Verbindungsabschnitt wieder in den Führungskanal oder Lastwegabschnitt gelangt. Da die Kugeln 13, 14, 15 und 16 auf diese Weise in ihren jeweiligen endlosen Umlaufwegen zirkulieren, kann sich der Schieber 8 längs der Führungssschiene 2 bewegen, gleich­ gültig, wie lang diese ist. Es ist also theoretisch eine unendliche Linearbewegung zwischen der Führungsschiene 2 und dem Schieber 8 möglich.

Der Schieber 8 hat ferner eine Mehrzahl von Montagelöchern 25, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einem Gewinde versehen sind. Der Schieber 18 kann also durch Schraubenbolzen an jedem gewünschten Gegenstand befestigt werden, z. B. einem Schiebetisch F, wie er in Fig. 4 dar­ gestellt ist.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die inneren und die äußeren Führungsnuten 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11 und 12 in einer speziellen Beziehung zueinander angeordnet, wie es aus Fig. 1 ersichtlich ist. Insbesondere steht die Kugel 13 an einem Punkt a mit der oberen inneren Führungsnut 4 in rollendem Kontakt und an einem Punkt b mit der oberen unteren Führungsnut 9 in rollendem Kontakt; die Kugel 15 macht rollenden Kontakt mit der unteren inneren Führungsnut 6 an einem Punkt c und mit der unteren äußeren Führungsnut 11 an einem Punkt d. Der Mittelpunkt der Kugeln 13 und 15 ist mit e bzw. f bezeichnet. Wie in Fig. 1 durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist, kann eine gedachte gerade Linie L1 durch Verbinden dieser Berührungspunkte a, b, c und d definiert werden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 liegen die Mitten e und f der Kugeln 13 und 15 ebenfalls auf der geraden Linie L1. In entsprechender Weise macht die Kugel 14 rollenden Kontakt mit der oberen inneren Führungsnut 5 an einem Punkt g und mit der oberen äußeren Führungsnut 10 an einem Punkt h und die Kugel 16 macht rollenden Kontakt mit der unteren inneren Führungsnut 7 an einem Punkt i, um mit der unteren äußeren Führungsnut 12 an den Punkt j. Der Mittelpunkt der Kugeln 14 und 16 ist mit k bzw. l bezeichnet. Wie ebenfalls durch eine strichpunktierte Linie in Fig. 1 dargestellt ist, kann eine andere gedachte gerade Linie L2 durch diese Berührungspunkte g, h, i und j gezogen werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Mittelpunkte k und l der Kugeln 14 und 15 ebenfalls auf der geraden Linie L2.

In Fig. 1 ist ferner eine vertikale Mittellinie L3, die vertikal durch die Mitte der Führungsschiene 2 geht, durch eine strichpunktierte Gerade dargestellt. Bei dem dar­ gestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die erste und die zweite gerade Linie L1 und L2 symmetrisch bezüglich der vertikalen Mittellinie L3, so daß der Schnittpunkt 26 der ersten und zweiten geraden Linie L1, L2 auf der vertikalen Mittellinie L3 liegt.

Bei dieser Konstruktion kann der Schnittpunkt 26 als Kon­ struktionswert oder -parameter angegeben werden und der Betrag der elastischen Verformung eines zugehörigen Teiles unter Vorbelastungsbedingungen kann ebenfalls spezifiziert werden. Man kann daher den gewünschten Vorbelastungs- oder Vorspannungszustand genau festlegen. Der Betrag der Ver­ formung infolge der Vorbelastung läßt sich genau messen. Die Berührungspunkte a, b, c, d, g, h, i und j sind generell in einem Kreisbogen angeordnet und der Schnittpunkt 26 der geraden Linien L1 und L2 befindet sich auf der vertikalen Linie L3, so daß der Schieber 8 automatisch zentriert wird. Selbst wenn ein Fehler in der Größenordnung von ein paar µm in der Höhe oder der Parallelität zweier Führungsschienen 2 einer Konstruktion der in Fig. 4 dargestellten Art auftritt, wird ein solcher Fehler ohne Schwierigkeiten aufgenommen und toleriert, so daß der Schieber seine Linearbewegung ohne Probleme längs der zugehörigen Führungsschiene 2 ausführen kann.

Am Schieber 8 sind mehrere Rückhalteelemente 27, 28, 29, 30 und 31 befestigt, die ein Herausfallen der Kugeln 9, 10, 11 und 12 aus den jeweiligen Führungskanälen verhindern.

Fig. 3 zeigt schematisch einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Wälzlager-Geradeführungs­ einheit. Diese Geradeführungseinheit enthält eine Führungs­ schiene 101 mit zwei oberen inneren Führungsnuten 102 und 103 an ihrer oberen rechten und oberen linken Ecke sowie zwei untere innere Führungsnuten 104 und 112 ungefähr in der Mitte der jeweiligen Seitenflächen. Der Schiene ist ein Schieber 106 zugeordnet, der einen horizontalen Abschnitt aufweist, der horizontal über der oberen Oberfläche der Führungsschiene 1 verläuft und zwei vertikale Abschnitte, welche von entsprechenden Enden des horizontalen Abschnittes herabreichen, so daß der Schieber 106 also einen im wesent­ lichen U-förmigen Querschnitt hat. Der Schieber 106 gabelt die Schiene 101 ein und ist verschiebbar auf ihr gelagert. Der Schieber 106 hat zwei obere äußere Führungsnuten 107, 108, die den oberen inneren Führungsnuten 102 bzw. 103 gegenüberliegen, und ein Paar unterer äußerer Führungsnuten 109 und 110, die den unteren inneren Führungsnuten 104 bzw. 105 gegenüberliegen. Zwischen jedem Paar einander zugeord­ neter innerer und äußerer Führungsnuten, wie 102 und 107, 103 und 108, 104 und 109 sowie 105 und 110 wird also ein Führungskanal gebildet.

Wie oben anhand des ersten Ausführungsbeispiels erläutert wurde, ist der Schieber 106 mit vier endlosen Umlaufwegen versehen, die jeweils in den Lastwegabschnitt, einen Rück­ führungs- oder Rückwegabschnitt, wie 115, 116, 117 oder 118, und zwei gebogene Verbindungsabschnitte, die jeweils die entsprechenden Enden des Last- und des Rückwegabschnittes verbinden, enthält. Der durch ein Paar einander zugeordneter innerer und äußerer Führungsnuten gebildete Führungskanal entspricht jeweils einem Lastwegabschnitt eines endlosen Umlaufweges. In jedem der endlosen Umlaufwege ist eine Mehrzahl von rollfähigen Elementen, bei dem dargestellen Ausführungsbeispiel Kugeln, vorgesehen. Beispielsweise befindet sich eine Kugel 112 im Lastwegabschnitt oder Führungskanal, der durch die innere und die äußere Führungs­ nut 102 und 107 gebildet wird und eine Kugel 103 befindet sich in dem Lastwegabschnitt oder Führungskanal, der durch die einander zugeordneten inneren und äußeren Führungsnuten 103 und 108 gebildet wird, während eine Kugel 111 in dem Lastwegabschnitt oder Führungskanal angeordnet ist, der durch die einander zugeordneten inneren und äußeren Führungsnuten 104 und 109 gebildet wird und eine Kugel 114 im Lastwegabschnitt oder Führungskanal angeordnet ist, der durch die einander zugeordneten inneren und äußeren Führungs­ nuten 105 und 110 gebildet wird. Zwischen der Führungs­ schiene 101 und dem Schieber 111 ist also ein rollender Kontakt und ein Wälzlager vorgesehen. Die Kugeln 111, 112, 113 und 114 sind in vorgegebener Weise vorbelastet.

Bei dieser Ausführungsform macht die oben rechts befindliche Kugel 112 rollenden Kontakt mit der oberen inneren Führungs­ nut 102 an einem Punkt m und mit der oberen äußeren Führungs­ nut 107 einer an einem Punkt n und die unten links befind­ liche Kugel 114 macht rollenden Kontakt mit der unteren inneren Führungsnut 105 an einem Punkt o und mit der unteren äußeren Führungsnut 110 an einen Punkt p. Durch Verbinden dieser Berührungspunkte m, n, o und p ergibt sich eine gedachte gerade Linie L4. Die Kugeln 112 und 114 haben jeweils einen Mittelpunkt r bzw. s, der ebenfalls auf der geraden Linie L4 liegt. In entsprechender Weise macht die oben links befindliche Kugel 113 rollenden Kontakt mit der oberen inneren Führungsnut 103 an einem Punkt t, um mit der oberen äußeren Führungsnut 108 an einem Punkt u und die unten rechts befindliche Kugel 111 macht rollenden Kontakt mit der unteren inneren Führungsnut 104 an einem Punkt v mit der äußeren Führungsnut 109 an einen Punkt w. Eine weitere gedachte gerade Linie L5 ergibt sich durch Verbinden dieser Berührungspunkte u, t, v und w. Die Kugeln 111 und 113 haben Mittelpunkte y bzw. x, die ebenfalls auf der geraden Linie L5 liegen.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausfürungsform schneiden sich gerade Linien L4 und L5 in einem Punkt 119, der auf einer vertikalen Mittellinie L6 der Führungsschiene 101 bzw. der Einheit selbst liegt. Die geraden Linien L4 und L5 verlaufen also symmetrisch bezüglich der vertikalen Mittellinie L6.

Die eben beschriebene Ausführungsform stimmt hinsichtlich ihrer Funktion mit der vorher beschriebenen Ausführungsform überein. Wie Fig. 3 zeigt, hat der Schieber 106 mehrere Montagelöcher 120 mit Innengewinde, so daß irgendein ge­ wünschtes Objekt, wie der in Fig. 4 dargestellte Schiebe­ tisch F, durch Schraubenbolzen am Schieber 106 befestigt werden kann. Die Führungsschiene 101 weist ebenfalls mehrere Montagelöcher 121 auf, so daß sie an einer gewünschten Unterlage, wie dem Bett A in Fig. 4, angebracht werden kann. Die gerade Führungseinheit gemäß Fig. 3 enthält ferner mehrere Rückhalteplatten 122, 123, 124, 125 und 126, welche ein Herausfallen der Kugeln den Betrieb verhindern.

Claims (6)

1. Wälzlager-Geradeführungseinheit mit
einer Führungsschiene (2, 101) vorgegebener Länge, welche zwei obere innere Führungsnuten (4, 5; 102, 103) sowie zwei untere innere Führungsnuten (6, 7; 104, 105) aufweist;
einem Schieber (8, 106) mit zwei oberen äußeren Führungsnuten (9, 10; 107, 108), die jeweils einer ent­ sprechenden der oberen inneren Führungsnuten gegenüberliegen und mit dieser einen dazwischenliegenden Führungskanal bilden, sowie mit zwei unteren äußeren Führungsnuten (11, 12; 109, 110), die jeweils einer entsprechenden unteren inneren Führungsnut gegenüberliegen und mit dieser einen dazwischenliegenden Führungskanal bilden, und
einer Mehrzahl von Wälzlagerelementen (15, 16, 17, 18, 19, 20; 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118), die in den jeweiligen Führungskanälen angeordnet sind und einen rollen­ den Kontakt zwischen der Führungsschiene und dem Schieber herstellen; dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnuten so angeordnet sind, daß die Verbindung zweier Berührungspunkte (a, b; n, m) zwischen einem Wälzlagerelement (13, 112) und einem ersten Paar einander zugeordneter oberer innerer und äußerer Führungsnuten und zwei Berührungspunkte (c, d; o, p) zwischen einem Wälzlagerelement (15, 114) und einem zweiten Paar einander zugeordneter unterer innerer und äußerer Führungs­ nuten auf einer geraden Linie (L1, L4) liegen und die Berührungspunkte (g, h; t, u) zwischen einem Wälzlagerelement (14, 113) und einem verbleibenden dritten Paar einander zugeordneter oberer innerer und äußerer Führungsnuten und die Berührungspunkte (i, j; v, w) zwischen einem Wälzlager­ element (16, 111) und einem verbleibenden vierten Paar von einander zugeordneten inneren und äußeren Führungsnuten auf einer zweiten geraden Linie (L2, L5) liegen.

2. Geradeführungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt jedes Wälzlagerelements im Führungskanal ebenfalls auf einer der beiden geraden Linien (L1, L2; L4, L5) liegen.

3. Geradeführungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Paar auf einer Seite bezüglich einer vertikalen Mittellinie (L3) der Führungsschiene liegen und das dritte sowie das vierte Paar auf der entgegengesetzten Seite der vertikalen Mittellinie liegen (Fig. 1).

4. Geradeführungseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste und die zweite gerade Linie (L1, L2; L4, L5) in einem Schnittpunkt (26, 119) auf der vertikalen Mittellinie (L3, L6) schneiden.

5. Geradeführungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Paar auf entgegengesetzten Seiten bezüglich einer vertikalen Mittel­ linie (L6) der Führungseinheit liegen und das dritte und das vierte Paar ebenfalls auf entgegengesetzten Seiten der vertikalen Mittellinie liegen (Fig. 3).

6. Geradeführungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste und die zweite gerade Linie (L4, L5) auf der vertikalen Mittellinie (L6) schneiden.