DE1948149A1

DE1948149A1 - Lineares Umlauf-Rollenlager

Info

Publication number: DE1948149A1
Application number: DE19691948149
Authority: DE
Inventors: Wilkes Donald Fancher
Original assignee: ROLAMITE Inc
Current assignee: ROLAMITE Inc
Priority date: 1968-09-24
Filing date: 1969-09-23
Publication date: 1970-04-02
Also published as: DE6937288U; FR2018752A1; BE739210A; US3567295A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Lager und betrifft insbesondere Lager zum Abstützen einer Last zwischen relativ zueinander bewegbaren ebenen Flächen«,

Es wurden bereits verschiedene Versuche unternommen, um die Reibung zwischen relativ zueinander bewegbaren ebenen Flächen, z,B. zwischen einem Tisch oder Schlitten und den Führungen einer Werkzeugmaschine, zu verringern. Zu diesem Zweck wurde versucht, Rollenlager zu schaffen, die einen der Stütz- oder Tragfläche gegenüber liegenden geraden Lagerabschnitt und einen Satz von zwischen den beiden ebenen Lagerflächen angeordneten Rollen umfassen. Wenn diese einander gegenüber liegenden ebenen Flächen durch mehrere Rollen von gleichen Abmessungen getrennt sind und eine der Flächen in der Längsrichtung gegenüber der anderen Fläche verlagert wird, führen die Rollen eine Rollbewegung längs der Flächen aus, vorausgesetzt, daß der zwischen benachbarten Rollen auftretende Reibungswiderstand nicht zu groß ist. Um diesen Reibungswiderstand zu vermeiden, kann man Abstandsrollen von kleinerem Durchmesser zwischen den die Last tragenden

00981 kl 1692

Hollen so anordnen, daß sich die Achsen der Abstandsrollen längs der gleichen Bahn bewegen wie die Achsen der die Last tragenden Rollen. Da diese Abstandsrollen nicht mit beiden ebenen Flächen zusammenarbeiten, können sie sich ungehindert drehen, so daß der Reibungswiderstand zwischen "benachbarten, die Last tragenden Rollen erheblieh verringert wird«

Sas Ausmaß der möglichen Längsbewegung der einen ebehen Fläche gegenüber der anderen ebenen Fläche ist durch die endliche Länge des Satzes von Rollen begx^en&t. Wenn die Last durch eine Bewegung der zugehörigen ebenen Fläche bis zu einem jenseits eines Endes des Satses von Rollen liegenden Punkt verlagert wird, wird das Lager unstabil₈ und es kann sich verklemmen oder beschädigt werden« Somit ist die Verwendbarkeit linearer Lager diesel' Bauart durch die wirksame Länge des Satses von Rollen begrenzt« Außerdem muß man eine Rollenunterstützung vorsehen, um die die Last tragenden Rollen und die Abstandsrollen in der richtigen Lage zueinander su halten.

Es wurden bereits verschiedene Lagerkonstruktionen vorgeschlagen, bei denen eine endlose Bahn oder Schleife vorgesehen ist, längs deren die Rollen umgewälzt werden können, so daß die Strecke, längs deren.sich die eine ebene Fläche gegenüber der anderen ebenen Fläche bewegen kann, nicht beschränkt ist. Diese Rollenumwälz- oder Rollenumlauflager haben an federn Ende einen gekrümmten Abschnitt, der die benachbarten Enden von zwei geraden Abschnitten miteinander verbindet. Einer der geraden Abschnitte überträgt die Last über die Rollen auf die die Last tragende Fläche. Ein schwerwiegender Nachteil dieser Lager besteht darin, daß ein großer Reibungswiderstand auftritt, wenn sich die Rollen von einem Ende des einen geraden Abschnitts längs des sich daran anschließenden gekrümmten Abschnitts zum Anfang des anderen geraden Abschnitts bewegen» Wenn die in einem geraden,

0098U/1.692

1949U3

Abschnitt enthaltenden Hollen eine Last tragen, bewirkt die erwähnt© Eelativbewegung_s daß diese Rollen die vor ihnen liegenden Bollen fortschreitend längs des gekrümmten Abschnitts weiterschieben» so daS sich die Hollen längs einer endlosen Bahn bewegen. Ba der Durchmesser dor BewegungBbahn der Rollen innerhalb der gekrümmten Abschnitte der gleiche ist, wie innerhalb der geraden Abschnitte, können die Rollen längs "der beiden gekrümmten Baimabschnitte keine Rollbewegung ausführen. Daher müssen sich die Rollen längs der gekrümmten Abschnitte gleitend bewegen,, Diese gleitende Bewegung der Rollen längs der gekrümmten Bahn führt zu einer übermäßigen Abnutzung der Rollen und. wenn das Lager längs einer tragenden Fläche bewegt werden soll, ist es erforderlich, den hierbei auftretenden Reibungswiderstand zu überwinden. Außerdem können sich die Bollen ungleichmäßig abnutzen, so daß sie häufig erneuert werden müssen.

Es ist erwünscht, der Neigung der Rollen innerhalb des die Last tragenden geraden Abschnitts entgegenzuwirken, sich voneinander zu entfernen, wenn die Belastung aufgebracht wird. Diese Forderung bedingt, daß alle Rollen den gleichen Durchmesser haben, so daß die Lagerflächen ihre parallele Lage beibehalten, und daß keine Lücken zwischen benachbarten Rollen vorhanden sind. Diese letztere Bedingung kann durch eine ausreichende Sorgfalt bei der Auswahl der Bauteile und bei der Montage des Lagers erfüllt werden, doch ist dieses Verfahren kostspielig, da die Rollen und die Laufflächen mit hoher Genauigkeit hergestellt werden müssen.

Gemäß der Erfindung soll nunmehr ein lineares Rollenumlauflager geschaffen werden, bei dem innere Reibungswiderstände nur in einem minimalen Ausmaß auftreten. Ferner sieht die Erfindung ein Lager der genannten Art vor, bei dem kleine Abweichungen bezüglich, der Größe und Form der Rollen zugelassen werden können, ohne daß das einwandfreie Arbeiten des Lagers beeinträchtigt wird. Weiterhin sieht die Erfindung

0098U/1-692

1948U9

ein lineares Rollenumlauflager vor, bei dem die zwischen den zusammenarbeitenden Lagerflächen wirkende Kraft unabhängig von der normalerweise auf das Lager wirkenden Last aufgebracht werden kann, Schließlich sieht die Erfindung ein Lager der erwähnten Art vor, das in verschiedenen Lagen betriebsfähig ist und auch exzentrisch wirkende Lasten aufnehmen kann.

Zur Erfüllung ihrer Aufgabe sieht die Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform eine Lagerbaugruppe vor, die einen zentral angeordneten Lagerkörper mit einer oberen und einer unteren ebenen Lagerfläche umfaßt, der an beiden Enden mit gekrümmten Lagerflächen versehen ist» Auf diesem Lagerkörper ist ein Gehäuse angeordnet, das den ebenen und den gekrümmten Lagerflächen zugewandte innere Lagerflächen besitzt, die zusammen mit den Lagerflächen des Lagerkörpers eine geschlossene Schleife abgrenzen, die oberhalb bzw. unterhalb des Lagerkörpers einen geraden Abschnitt und an ihren Enden die geraden Abschnitte miteinander verbindende gekrümmte Abschnitte umfaßt.

Zwischen diesen inneren und äußeren Lager- oder Laufflächen sind zwei Sätze von miteinander abwechselnden Lagerrällen angeordnet. Die Rollen jedes dieser Rollensätze haben eine Lagerfläche von großem Durchmesser und eine Lagerfläche von kleinem Durchmesser. Die den großen Durchmesser aufweisenden Teile der Rollen des ersten Satzes arbeiten mit den inneren Lagerflächen der geraden Abschnitten zusammen« Die d,en kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitte der Rollen des zweiten Satzes arbeiten mit den äußeren Lagerflächen der geraden Abschnitte und außerdem mit den den großen Durchmesser aufweisenden Abschnitten der Rollen des ersten Satzes zusammen, so daß sie als Abstandsrollen zur Wirkung kommen. Wenn die Rollen die gekrümmten B&hnabschnitte durchlaufen, arbeiten die den kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitte

0098U/1692

der Rollen des ersten Satzes mit der kreisbogenförmig gekrümmten inneren Lagerfläche zusammen, während die den großen Durchmesser aufweisenden Abschnitte der Rollen des zweiten Satzes mit der kreisbogenförmig gekrümmten äußeren Lagerfläche zusammenarbeiten. Hierbei bewegen sich die Mittelachsen der Rollen des zweiten Satzes längs der endlosen Schleife längs einer Bahn, die gegenüber der Bahn der Rollen des ersten Satzes um einen konstanten Betrag nach außen versetzt ist.

Die Beziehung zwischen den Abmessungen der Rollen und der inneren und äußeren Lagerflächen ist so gewählt, daß sich sämtliche Rollen sowohl längs der gekrümmten Abschnitte als auch längs der geraden Abschnitte mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen, so daß eine Gleitreibung zwischen den Rollen und den Lagerflächen im wesentlichen vermieden ist· Zu diesem Zweck wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Mittelachsen der Rollen des ersten Satzes verringert, während die Geschwindigkeit der Mittelachsen der Rollen des zweiten Satzes erhöht wird, wenn sich die Rollen innerhalb der gekrümmten Abschnitte längs der zugehörigen Bahnen bewegen. Gleichzeitig wird die Drehgeschwindigkeit der Rollen konstant gehalten.

Die Rollen und die Lagerflächen sind mit zusammenarbeitenden Flanschen oder dergleichen versehen, die verhindern, daß sich die Rollen während ihrer Bewegung längs der Laufflächen schrägstellen oder seitlich verlagert werden. Auch hierdurch wird das Auftreten von gleitenden Relativbewegungen zwischen den genannten !eilen weiter eingeschränkt. Der Abstand zwischen den gekrümmten Abschnitten an den Enden des Lagerkörpers ist einstellbar, damit das Entstehen von Lücken zwischen den Rollen vermieden und eine Last zwischen benachbarten Lagerflächen aufgebracht werden kann. Eine auf das Lager aufgebrachte Vorspannung gewährleistet, daß die

009814/1692

Rollen unabhängig von der auf das Lager wirkenden äußeren Last eine reine Rollbewegung ausführen. Außerdem können Maßabweichungen der Rollen und der Lagerflächen durch eine solche Vorspannung ausgeglichen werden.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Lagerbaugruppe«,

Fig. 2 ist ein vergrößerter Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1.

Fig. 3 ist ein vergrößerter Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1.

Fig. 4- ist ein vergrößerter Schnitt durch einen Endabschnitt der Lagerbaugruppe längs der Linie 4—4· in Fig. 1.

Fig. 5 ist ein vergrößerter Schnitt durch einen Endabschnitt der Lagerbaugruppe längs der Linie 5-5 in Fig. 1·

Fig. 6 zeigt in einem vergrößerten senkrechten Längsschnitt ein Ende der Lagerbaugruppe nach Fig. 1.

Fig. 7 zeigt die Unterseite des in Fig. 6 dargestellten Endabschnitts der Lagerbaugruppe nach Fig. 1.

Fig. 8 ist eine schematische Darstellung eines Teils der Lagerbaugruppe_β

Fig. 9 zeigt in einem Teilschnitt eine Lagerrolle und einen Teil eines Führungskanals«

Fig. 10 ist ein Schnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 9. .

0098U/1692

Fig. 11 ist ein Teilschnitt durch eine abgeänderte Lagerbaugruppe nach der Erfindung.

Fig. 12 ist ein Schnitt längs der Linie 12-12 in Fig. 11.

In Fig. 1 erkennt man eine insgesamt mit 2 bezeichnete Lagerbaugruppe nach der Erfindung, die sich an einer schematisch angedeuteten ebenen waagerechten Fläche 4 abstützt. Die Lagerbaugruppe 2 umfaßt einen zentral angeordneten Lagerkörper 6 und ein kanalförmiges Bauteil 8, das mit dem Lagerkörper 6 starr verbunden ist und dazu dient, auf den Lagerkörper mit Hilfe einer auf dem Bauteil 8 angeordneten Tragplatte 10 eine Last zu übertragen. Mehrere große Rollen 12 und mehrere kleine Rollen 14 sind so angeordnet, daß sie zwischen inneren und äußeren Lager- oder Laufflächen eine Rollbewegung längs einer geschlossenen Bahn um den L- perkörper 6 herum ausführen können.

Gemäß Fig. 2 sind die großen Rollen 12 allgemein spulenförmig ausgebildet, und sie umfassen jeweils zwei an ihren Enden angeordnete Abschnitte 16 von großem Durchmesser und einen mittleren Abschnitt 18 von kleinem Durchmessers Der Lagerkörper 6 weist auf seiner Oberseite eine im wesentlichen ebene Lagerfläche 20 und auf seiner Unterseite eine im wesentlichen ebene Lagerfläche 22 auf j diese Lagerflächen unterstützen die großen Rollen 12 so, daß sie sich parallel zur Längsachse des Lagerkörpers 6 bewegen können« Um die großen Rollen 12 während ihrer Bewegung längs der L.gerflächen 20 und 22 in der richtigen Lage zu halten, sind Führungsteile 24 und 26 vorgesehen, deren Breite im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den dickeren Abschnitten 16 jeder Rolle 12 ist. Die Längskanten der Führungsteile 24 und 26 sind über ihre ganze Länge gleichmäßig abgeschrägt, und die ihnen benachbarten radialen Flächen der dickeren Abschnitte 16 der Rollen 12 sind annähernd unter dec gleichen

0098U/1692

Winkel abgeschrägt wie die Längskanten der Führungsteile, so daß jedes Bestreben der Rollen, eine andere Lage einzunehmen, auf eine noch näher zu erläuternde Weise dazu führt, daß ein Eückstellmoment auf die Rollen aufgebracht wird.

Die kleinen Rollen 14 sind jeweils zwischen benachbarten großen Rollen 12 angeordnet und werden während ihrer Bewegung längs des Bauteils 8 durch eine Führungsschiene 28 unterstützt. Jede der kleinen Rollen 14 umfaßt einen mittleren Abschnitt 30 von großem Durchmesser und zwei Abschnitte. 32 von kleinem Durchmesser, die von den Enden des Abschnitts 30 von großem Durchmesser aus in axialer Richtung nach außen ragen. Die Führungsschiene 29 weist Flansche auf, die sich längs ihrer Seitenkanten erstrecken und so angeordnet sind, daß sie die dünnen Abschnitte 32 der kleinen Rollen 14 so unterstützen, daß sie eine Rollbewegung längs der Führungsschiene 28 ausführen können. Gemäß Fig. 1 und 3 arbeiten die dünnen Abschnitte 32 direkt mit den dicken Abschnitten 16 der großen Rollen 12 zusammen, und ihr Durchmesser ist so gewählt, daß sie benachbarte große Rollen 12 jeweils in einem Abstand voneinander halten.

An den Enden des Lagerkörpers 6 sind die inneren und äußeren Laufflächen gekrümmt, und sie erstrecken sich jeweils über einen Kreisbogen von etwa 180°„ Die gekrümmte innere Lauffläche wird gemäß Fig. 1, 4, 5 und 6 durch ein Führungsteil 34 gebildet, das seitliche Flansche 36 aufweist und durch Kopfschrauben 38, die durch Öffnungen der Flansche 36 ragen und in Gewindebohrungen 40 des Lagerkörpers 6 eingeschraubt sind, mit dem Lagerkörper verbunden ist. Normalerweise verbleibt zwischen dem inneren Ende des Führungsteils 34 und dem benachbarten Ende des ^agerkörpers 6 ein Spalt 42· Durch Drehen der Kopfschrauben 38 kann man den Abstand zwischen dem Lagerkörper 6 und dem Bauteil 34 einstellen. Gemäß Fig. 4 und 6 werden die dünnen Abschnitte 18 der großen Rollen

0098U/1692

1948U9

12 durch das Bauteil 34 abgestützt, wobei sie sich an einer kreisbogenförmig gekrümmten Lagerfläche 44 abstützen, die sich über einen Winkelbereich von etwa 180° erstreckt.

Die kleinen Rollen 14 werden durch ein kreisbogenförmig gekrümmtes Führungsteil 46 unterstützt, das mit dem Führungsteil 54 durch ein sich von den Flanschen 36 aus nach außen erstreckendes Bügelteil 48 starr verbunden ist. Das Führungsteil 46 ist mit dem Bügelteil 48 z.B. durch Verschweißen starr verbunden. Gemäß Fig. 5 laufen die dicken Abschnitte 30 der kleinen Rollen 14 auf einer kreisbogenförmig gekrümmten Stützfläche 50» die mit der kreisbogenförmig gekrümmten Fläche 44 konzentrisch ist, und die kleinen Rollen werden durch nach innen vorspringende, sich längs der Ränder des Führungsteils 46 erstreckende Flansche in der richtigen Lage gehalten. Die dünnen Abschnitte 32 stützen sich an den dicken Abschnitten 16 der benachbarten großen Rollen 12 ab, während sich die Rollen längs der kreisbogenförmig gekrümmten Lagerflächen 44 und 50 bewegen.

Die Rollen 12 und 14 werden gemäß Fig. 3 und 7 suf der Unterseite des Lagerkörpers 6 durch eine Führungsschiene 52 unterstützt. Jedes Ende der Führungsschiene 52 ist mit der benachbarten kreisbogenförmig gekrümmten Führung 46 z.B. durch eine Schraube 54 starr verbunden. Die Führungsschiene 52besitzt eine solche Starrheit, daß sie einer Durchbiegung standhält, so daß die Unterseite der Führungsschiene nicht in Berührung mit der Stützfläche 4 kommt. Die kleinen Rollen 14 stützen sich an der Führungsschiene 52 dadurch ab, daß ihre dünnen Abschnitte 32 mit den nach oben ragenden Flanschen an den Längskanten der Führungsschiene zusammenarbeiten.

Die Durchmesser der Rollen und die Abmessungen der Führungsflächen sind so gewählt, daß im wesentlichen eine reine Rollbewegung längs der geraden Abschnitte der Lauf-

009814/1692-

1948 U 9

flächen und längs der kreisbogenförmig gekrümmten Abschnitte an den Enden des Lagerkörpers 6 erzielt wird. Hierbei bewegen sich die Rollen 12 und 14 längs der gekrümmten Abschnitte mit einer Geschwindigkeit, die der Geschwindigkeit der Bewegung der Rollen längs der geraden Abschnitte der Lagerbaugruppe gleichwertig ist. Auch die Drehgeschwindigkeit der verschiedenen Rollen ist innerhalb der gekrümmten Abschnitte die gleiche wie innerhalb der geraden Abschnitte.

In Fig. 8 sind ein Teil eines geraden Abschnitts und ein Teil eines kreisbogenförmig gekrümmten Abschnitts schematisch dargestellt. Die Stützfläche 4 ist ortsfest, und der Lagerkörper 6 bewegt sich gemäß Fig. 8 von rechts nach links mit einer Geschwindigkeit 2Vt, wobei Vj. die Geschwindigkeit der Achsen der die Last tragenden Rollen 12 und der Abstandsrollen 14 gegenüber der Stützfläche 4 bezeichnet. Da keine Gleitbewegung auftritt, ist die Tangentialgeschwindigkeit der großen Rollen 12 an den Lagerflächen 16 gleich 2Vj. Einander benachbarte Rollen 12 sind längs der Fläche 22 des Lagerkörpers durch einen Abstand Sr- getrennt, der gleich dem Abstand Sr₀ zwischen benachbarten kleinen Rollen 14 ist. Für eine bestimmte Zeiteinheit ist die Zahl Q von Rollen 12 und 14, die einen festen Punkt auf der Lagerfläche 22 passieren, durch die folgende Gleichung gegeben:

V₁-V₇.

Wenn Gleitbewegungen zwischen benachbarten Rollen vermieden werden sollen, muß die gleiche Menge Q an Rollen 12 und 14 eine feste Ebene durchlaufen, die durch die Krümmungsachse X des gekrümmten Abschnitts und eine gerade Linie bestimmt ist, die parallel zu den Achsen der Rollen 12 und verläuft. Die Geschwindigkeiten V_G<« und V«^ der Achsen der Rollen 12 und 14 sind proportional zu den längs der gekrümmten Bahn gemessenen Strecke Sq,. und Snp* ^d^^{e den} Abständen

0098U/1692

- 11 zwischen benachbarten Rollen gleicher Größe entsprechen.

o — ς

^bC1 ^bO2

^YC1 ^SC1

Beim Übergang von dem geraden Abschnitt zu dem gekrümmten Abschnitt bleibt die Drehgeschwindigkeit der Rollen 12 und 14 die gleiche, und es tritt keine Gleitbewegung auf, so daß sich die Geschwindigkeiten Y„y. und Vno ^w^^e folgt ändern:

2V_T r„ -f 2r-,

	r ^{: 2}V	1	^r4	4	^r1
^2VL	r - ^2VL	r.	+ Γρ
^V02 ^VC2	^r4
+ r.

Hierin ist

^. der Radius des dünnen Abschnitts 18 einer großen Rolle 12,

ρ der Radius des dicken Abschnitts 16 einer großen Rolle 12,

, der Radius des dünnen Abschnitts 32 einer kleinen Rolle 14 und

der Radius des dicken Abschnitts JO einer kleinen Rolle 14.

0098U/1692

19A8U9

Da die Geschwindigkeit, mit der sich die Achsen der Rollen längs des gekrümmten Abschnitts bewegen, keine Komponente einer Drehung der Rollen um ihre Achsen enthält, müssen diese Geschwindigkeiten direkt proportional zu den Radien der Bahnen sein, längs deren sich die Achsen der betreffenden Rollen bewegen. Daher ist

Hierin ist R₁ der Krümmungsradius der Bahn der Achsen der großen Rollen 12 und Ro der Krümmungsradius der Bahn der Achsen der kleinen Rollen 14·

Aus der schon erwähnten Proportionalität zwischen den Geschwindigkeiten Vq,., Vno zu den Strecken Sq₁, Sq2 ergibt sich die folgende Gleichung.

^voi ₌ fei ₌ V

^VC2 ^S02 ^R2

Hieraus ist ersichtlich, daß das Verhältnis zwischen den Geschwindigkeiten der Achsen der großen und der kleinen Rollen innerhalb des gekrümmten Abschnitts das gleiche ist wie das Verhältnis zwischen den Abständen Sq₁ benachbarter großer Rollen lind den Abständen Sq₂ benachbarter kleiner Rollen, und auch gleich dem Verhältnis zwischen den Radien R₁ und Ro der gekrümmten Bahnen der Achsen der großen und der kleinen Rollen. Dieser Sachverhalt läßt sich wie folgt zusammenfassen;

V_n* S_n* A₁ r, + r, R ^VC2 ^bG2 ^r1 ^{+ r}2 ^r4

Die vorstehende Gleichung definiert vollständig die erforderlichen Beziehungen zwischen den großen und kleinen

0098U/1892

Rollen und den Führungsflächen innerhalb der gekrümmten Abschnitte des Lagers. Der Krümmungsradius der Führungsflache 44 ergibt sich, wenn man den Radius r,. einer großen Rolle vom Radius R^ der Bahn der Achse jeder großen Rolle 12 abzieht· Satsprechend kann man den Krümmungsradius der äußeren Führungsfläche 50 ermitteln, indem man den Radius r^ einer kleinen Rolle zu dem Radius Rp der Bahn der Achsen jeder kleinen Rolle 14 addiert.

Natürlich muß der Unterschied zwischen dem äußeren und dem inneren Radius der Bahnen der Achsen der betreffenden Rollen innerhalb des gekrümmten Abschnitts gleich der Höhe h bzw. dem senkrechten Abstand zwischen den Bahnen der großen und der kleinen Rollen längs jedes geraden Abschnitts. Ferner muß die Summe der Radien des dicken Abschnitts 16 der großen Rollen und des dünnen Abschnitts 32 der kleinen Rollen größer sein als die Höhe h, und diese Höhe muß größer als Null sein. Auch die Summe der Radien des dünnen Abschnitts 18 der großen Rollen und des dicken Abschnitts 30 der kleinen Rollen muß größer sein als die Höhe h· Dies bedeutet, daß der Abstand zwischen den Achsen benachbarter großer und kleiner Rollen größer ist als der senkrechte Abstand zwischen diesen Achsen, so daß die Rollen zwischen den inneren und äußeren Führungsflächen fest in ihrer Lage gehalten werden.

Damit die Rollen 12 und 14 während ihrer Bewegung längs der gekrümmten und der geraden Abschnitte der Lagerbaugruppe in der richtigen Lage gehalten werden, arbeiten die verschiedenen Führungsflächen mit ihnen gegenüber liegenden radialen Flächen der Rollen zusammen. Die diesem Zweck dienende Anordnung ist in Fig. 9 und 10 dargestellt. Die innere radiale Fkäche 56 jedes dicken Abschnitts 16 einer großen Rolle umfaßt einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 58, der die ümfangsflache des dicken Abschnitts 16 schneidet*

009014/1892

1948U9

Der Kegelwinkel des Abschnitts 58 beträgt gemäß Pig. 9 vorzugsweise 0,5° bis 3°, doch kann er entsprechend den Betriebsbedingungen der Lagerbaugruppe auch etwas größer sein. Die Führungsschiene 26 weist ebenfalls eine abgeschrägte oder geneigte Seitenwand 60 auf, die gegen die Senkrechte unter einem Winkel geneigt ist, der annähernd gleich dem erwähten Kegelwinkel ■*- ist.

Gemäß Mg. 2 ist es erwünscht, dafür zu sorgen, daß die Achse jeder großen Rolle 12 stets im rechten Winkel zur Längsachse der Führungsschiene 26 verläuft, während sich die Rollen vom einen Ende eines geraden Abschnitts zu dessen anderem Ende bewegen. Nimmt man an, daß sich die Rollen 12 gemäß Fig. 6 im Uhrzeigersinne drehen und auf der unteren Lagerfläche 22 laufen, entsprechen die Relativbewegungen der Teile der Rollen und der Führungsschiene den Pfeilen in Fig. 10, und die ganze Lagerbaugruppe bewegt sich über die tragende Fläche 4 hinweg. Die konische Fläche 58 steht normalerweise in dem in Fig. 10 mit A bezeichneten Bereich längs einer Linie in Berührung mit der geneigten Seitenfläche 60 der Führungsschiene. Der Abstand zwischen dem konischen Abschnitt 58 des dicken Teils 16 einer großen Rolle und der geneigten Seitenfläche 60 nimmt von dem Bereich A aus in entgegengesetzten Richtungen fortschreitend zu, und der größte Abstand ergibt sich an dem Punkt, an dem die Umfangsfläche des dicken Rollenabschnitts 16 von der Ebene der unteren waagerechten Fläche der Führungsschiene 26 geschnitten wird; diese Schnittpunkte sind in Fig. 10 mit B und 0 bezeichnet.

Wenn die Achse einer großen Rolle 12 das Bestreben hat, eine Schwenkbewegung in einer waagerechten Ebene auszuführen, so daß sie nicht mehr im rechten Winkel zur Längsachse der Führungsschiene 26 verläuft, verlagert sich die Berührungszone zwischen der konischen Fläche 58 und der geneigten Fläche 60 auf einer Seite der Führungsschiehe 26 fortschrei-

0098U/1692

1948U9

tend von der Zone A aus in Richtung auf die hinter der Achse der Rolle liegende Zone B. Auf der entgegengesetzten Seite der Führungsschiene 26 verlagert sich die Berührungszone zwischen der konischen Fläche 58 und der geneigten Seitenfläche 60 der Führungsschiene fortschreitend gegenüber der Achse der Rolle 12 nach vorn und in Richtung auf die Zone C. Somit bringen die geneigten Seitenflächen 60 auf beiden Seiten der Führungsschiene 26 auf die Rolle 12 ein Drehmoment auf, das bestrebt ist, die Rolle wieder in ihre richtige Lage zurückzuführen, bei der sie die geneigte Fläche gemäß Fig. bei A berührt.

Da die konischen Flächen 58 der Rollen 12 in Rollberührung mit den geneigten Flächen 60 der Führungsschiene 26 stehen» wenn die Achsen der Rollen die richtige Lage einnehmen, und da an den Punkten B und C normalerweise ein Spalt vorhanden ist, wird die Führungswirkung der erwähnten Flächen nicht wesentlich beeinträchtigt, wenn Fremdkörper, B.B. Staub oder Schmutzteilchen, in den Raum zwischen den zusammenarbeitenden Flächen 58 und 60 gelangen. Da eine Rollberührung zwischen den Flächen 58 und 60 besteht, ist auch die Gefahr einer Abnutzung sehr gering· Zwar tritt in einem kleinen Ausmaß eine Gleitbewegung zwischen diesen Flächen auf, wenn die Rollen nicht die richtige Lage einnehmen, doch ist das Ausmaß dieser Gleitbewegung so gering, daß die auf sie zurückzuführende Abnutzung vernachlässigbar klein ist·

Die Führungsflächen 58 und 60 sind an den dicken Abschnitten 16 der großen Rollen und im unteren Teil der Lagerbaugruppe vorgesehen, doch sei bemerkt, daß im wesentlichen gleichartige Führungsflächen im Bereich des oberen geraden Abschnitts zwischen der Führungsschiene 24 und den dicken Abschnitten 16 der großen Rollen vorgesehen sind* Im Bereich der gekrümmten Abschnitte an den Enden des Lagerkörpers 6 wird eine Führung der kleinen Rollen 14· durch konische

0098U/1692

Flächen an den Enden der dicken Abschnitte 30 dieser Rollen und geneigte Flächen auf der Innenseite der Flansche an den Längskanten der Stützfläche oder Nut 50 bewirkt. Diese zusammenarbeitenden Führungsflächen halten die kleinen Rollen im wesentlichen in der richtigen Lage, während sie auf den zugehörigen Lagerflächen rollen. Gegebenenfalls kann man zusätzliche Führungsflächen an der oberen Führungsschiene 28 und der Führungsschiene 52 vorsehen, um die kleinen Rollen in der richtigen Lage zu halten.

Wenn die großen Rollen 12 und die kleinen Rollen 14

durch diese zusammenarbeitenden Führungsflächen einwandfrei geführt ■■ werden sollen, müssen die "Rollen fest gegen di© zugehörigen Lagerflächen gedrückt werden. Wenn man eine, ausreichende ZaM. Ton Rollen vorsieht und die Führungsteile 34 gegenüber d@a Lagerkörper 6 verstellt, ist es möglich, ein© ausreich-SBÄ© Kraft zwischen "benachbarten Rollen und den zugehörigen Lagerflächen zur Wirkung zu bringen,, so daß auch dann eine einwandfrei© Führung erzielt wird, wenn das Lager nickt etareii eise äußere Last belastet ist»

Während des Gebrauchs des Lagers bleibt die Auflagefläche 4 in SUe₉ während die Lagerbaugruppe 2 gemäß Fig, 1 in Richtung ihrer Längsachse z.B. nach links bewegt wird» Hierbei arbeiten di© großen Rollen 12 mit der Auflagefläche und der unteren Lagerfläche 22 des Lagerkörpers 6 zusammen, um eine Last zwischen dem Lagerkörper und der Fläche 4 zu übertragen. Da der Lagerkörper mit der Stützplatte 10 durch daß kanalförmige Bauteil 8 verbunden ist, bewegt sich die Stützplatte zusammen mit dem Lagerkörper über die Fläche 4 hinweg. Der Reibungsschluß zwischen der unteren Lagerflache 22 und den großen Rollen 12 bewirkt, daß sich diese Rollen gemäß Fig. 1 entgegen dem Uhrzeigersinne drehen. Die dünnen Abschnitte J2 der kleinen Rollen 14 arbeiten mit den Flanschen der Führungsschiene 52 sowie mit den dicken Abschnitten

0Ö98U/1692

16 der großen Rollen 12 zusammen. Die Achsen der großen Bollen 12 bewegen sich mit der halben Geschwindigkeit des Lagerkörpers 6 nach links, und da die Abstände zwischen den kleinen Rollen 14 ebenso groß sind wie die Abstände zwischen den großen Rollen 12, bewegen sich auch die kleinen Rollen mit der halben Geschwindigkeit des Lagerkörpers nach links. Hierbei tritt zwischen benachbarten Rollen oder zwischen den Rollen und den Lagerflächen keine Gleitbewegung auf.

Wenn die großen Rollen 12 in den gekrümmten Abschnitt am linken Ende des Lagerkörpers 6 eintreten, ändert sich die Drehgeschwindigkeit der Rollen nicht, doch arbeitet jetzt die innere Lagerfläche 44 mit den dünnen Abschnitten 18 der großen Rollen zusammen. Wenn die kleinen Rollen 14 in den gekrümmten Abschnitt eintreten, arbeitet die äußere Lagerfläche 50 mit den dicken Abschnitten 30 der kleinen Rollen zusammen. Die Drehgeschwindigkeit der kleinen Rollen bleibt innerhalb des gekrümmten Abschnitts die gleiche wie innerhalb des geraden Abschnitts. Auch der Abstand zwischen den Bahnen der Achsen der großen und der kleinen Rollen ist innerhalb der gekrümmten Abschnitte im wesentlichen ebenso groß wie innerhalb der geraden Abschnitte. Jedoch ändern sich die längs der betreffenden gekrümmten Bahnen gemessenen Abstände zwischen den großen Rollen und den kleinen Rollen, so daß die Geschwindigkeit der Achsen der kleinen Rollen längs ihrer Bahn zunimmt, während sich die Geschwindigkeit der Achsen der großen Rollen proportional dazu verringert· Daher ist die Geschwindigkeit, mit der jede Rolle eine feste Ebene durchläuft, die sich von der Krümmungsachse des gekrümmten Abschnitts aus parallel zu den Achsen der Rollen erstreckt, genau gleich der Geschwindigkeit der Bewegung der Sollen längs der geraden Abschnitte der Lagerbaugruppe _e

Wenn die Rollen das andere Ende des gekrümmten linken Abschnitts erreichen, arbeiten die dicken Abschnitte 16 der

0098U/1692

1948U9

großen Rollen mit der oberen Lagerfläche 20 und die dünnen Abschnitte 32 der kleinen Hollen mit der oberen Führungsschiene 28 zusammen. Der senkrechte Abstand zwischen den . Lagerflächen der Führungsschiene 28 und der Lagerfläche 20 ist der gleiche wie der senkrechte Abstand zwischen den Lagerflächen der Flansche der Führungsschiene 52 und der unteren Lagerfläche 22, so daß die Geschwindigkeit, mit der sich die Rollen gemäß Fig. 1 längs des oberen Teils des Lagerkörpers 6 nach rechts bewegen, die gleiche ist wie die Geschwindigkeit ihrer Bewegung längs des unteren Abschnitts· Die Rollen 12 arbeiten nur mit der Lagerfläche 20 zusammen, und die oberen Teile dieser Rollen sind gemäß Fig. 2 und 3 durch einen Abstand von der Unterseite des kanalförmigen Bauteils 8 getrennt. Am rechten Ende des Lagerkörpers 6 treten die Rollen wieder in einen kreisbogenförmig gekrümmten Abschnitt ein, der ebenso ausgebildet ist wie der gekrümmte Abschnitt am linken Ende des Lagerkörpers· Die innere Lagerfläche arbeitet mit den dünnen Abschnitten 18 der großen Rollen 12 zusammen, während die äußere Lagerfläche mit den dicken Abschnitten 30 der kleinen Rollen 14 zusammenarbeitet, so daß sich die verschiedenen Rollen längs des gekrümmten Abschnitts ebenso schnell bewegen wie längs geraden Abschnitte. Schließlich treten die Rollen aus dem rechten gekrümmten Abschnitt wieder in den unteren geraden Abschnitt ein, woraufhin sich die soeben beschriebenen Vorgänge wiederholen.

Die verstellbaren kreisbogenförmig gekrümmten Bauteile 34 an beiden Enden des Lagerkörpers 6 ermöglichen es, die Länge der Laufflächen des Lagers zu verkleinern, um eine Last zwischen benachbarten Rollen sowie zwischen den Kollern, und den Lagerflächen aufzubringen. Die Anwendbarkeit dieses Vorspannverfahrens hängt nicht von der Maßgenauigkeit der Rollen ab, sondern es ermöglicht das Aufbringen einer Vorspannung auch dann, wenn sich die verschiedenen sich rollend

0098U/1692

bewegenden Abschnitte der Rollen bezüglich, ihres Durchmessers und ihrer Konzentrizität unterscheiden. Außerdem ermöglicht die Verwendung der beschriebenen Schrauben 38 ein genaues Einstellen der gewünschten Vorspannung»

Da die Lagerrollen durch die Führungsschienen 24 und seitlich geführt sind, kann das erfindungsgemäße Lager seitliche Belastungen in einem Ausmaß.aufnehmen, das bei den bis jetzt bekannten linearen Rollenlagern mit rückführbaren Rollen nicht erzielbar ist. Da die Führungsschienen 24 und 26 von dem Lagerkörper 6 getrennt sind, können sie durch Schleifen genau und unter Einhaltung enger Toleranzen bearbeitet und einander angepaßt werden,, so daß eine genaue Führung längs der beiden geraden Abschnitte der Lagerbaugruppe gewährleistet ist.

Die die gewünschten Abstände zwischen den großen Rollen 12 einhaltenden kleinen Rollen ΨΙ sind bsi dem vorstehend beschriebenen, bevorzugten Ausfuhrusgsbeispiel toe erheblich kleinerem Durchmesser als die Hauptrollen 12§ in Fig. 11 und 12 ist jedoch eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der die Abstandsrollen 62 in einer vertieften Führung 64 in der Auflagefläche 4' angeordnet sind, damit genügend Raum für die dicken Abschnitte 66 der Abstandsrollen vorhanden ist. Der allgemeine Aufbau dieser abgeänderten Lagerbaugruppe ist der gleiche wie derjenige der Lagerbaugruppe nach Fig. 1, doch ist die in Fig. 6 gezeigte Führungsschiene 52 fortgelassen, und die Abstände und die Abmessungen der Lagerflächen sind so abgeändert, daß die größeren Abstandsrollen 62 untergebracht werden können. Die Führung 64 hat eine geeignete Länge, und die Rollen bewegen sich fortschreitend in die Führung 64 hinein bzw. aus ihr heraus, wenn die Lagerbaugruppe längs der Führung bewegt wird·

0098U/1692

- ■ 20 - .

Gemäß Fig. 11 und 12 umfaßt die Führung 64 eine zentrale Nut 68 zum Aufnehmen der dicken Abschnitte 66 der Abstandsrollen 62. Längs beiden Seiten der Nut 68 erstrecken sich Schultern 70 zum Abstützen der dünnen Abschnitte 72 der Abstandsrollen. Längs der Innenkanten der Schultern 70 verlaufende Schultern arbeiten mit den benachbarten Enden der Abstandsrollen 62 zusammen, so daß diese Bollen in der gleichen Weise geführt sind, wie es an Hand von Fig. 9 und 10 beschrieben wurde. Die die Last aufnehmenden großen Rollen 74 umfassen dicke Abschnitte 76, die mit den Auflage- bzw. Lagerflächen 4¹ und 22' zusammenarbeiten.

An den Enden des unteren geraden Abschnitts der Ausführungsform nach Fig. 11 und 12 ragt die der in Fig. 5 gezeigten Fläche 50 entsprechende gekrümmte äußere Fläche so in die Nut 68 hinein, daß die dicken Abschnitte 66 der Abstandsrollen 62 aus der Führung 64 in die gekrümmten Abschnitte hinein geführt werden. Der dünne Abschnitt 78 jeder der^großen Rollen 74 arbeitet mit der der in Fig. 6 gezeigten Fläche 44 entsprechenden gekrümmten inneren Fläche zusammen. Die Wirkungsweise dieser abgeänderten Ausführungsform ist die gleiche wie die der Ausführungsform nach Fig. 1, abgesehen davon, daß die Führung für die Abstandsrollen 62 in der Auflagefläche 4¹ ausgebildet ist und sich die Abstandsrollen fortschreitend in die vertiefte Führung 64 hinein und aus ihr heraus bewegen.

Ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Lagerbaugtuppen besteht darin, daß die vorgespannten Rollen durch fest an ihnen angreifende Flächen geführt werden, so daß eine bessere Reinigung der umlaufenden Rollen möglich ist, und daß die Gefahr verringert wird, daß sich Verunreinigungen an den Rollen festsetzen oder sich in die primären, die Last tragenden Flächen des Lagers oder in die Fläche 4 einbetten, an der sich die Lagerbaugruppe abstützt. Eine solche Reinigung kann durch Abstreifer bewirkt werden, die

0 0 9 8 U / 1 6 9 2

die Rollen abwischen, während sie in dem Lager umlaufen. Die erfindungsgemäße engere Führung ermöglicht die Erzielung einer besseren Reinigungswirkung innerhalb des Lagers selbst, so daß Verunreinigungen oder durch die Abnutzung in dem Lager entstehende Teilchen beseitigt werden·

Da die Rollen des erfindungsgemäßen Lagers eine echte Rollbewegung ausführen, und da das Lager vorgespannt werden kann, werden die Abmessungen der Bauteile weniger kritisch, und daher lassen sich solche Lager mit geringeren Kosten herstellen und in Werkzeugmaschinen und andere Vorrichtungen einbauen, bei denen lineare Rollenlager Vorteile bieten. Wenn ein solches lineares Lager unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt ist, kann man die auf die Lagerrollen wirkende Vorspannung anders einstellen, um die Rollen fester oder weniger fest vorzuspannen. Da das Auftreten von Gleitbewegungen zwischen den Bauteilen des Lagers in einem erheblichen Ausmaß verringert ist, erreichen erfindungsgemäße Lagerbaugruppen im Vergleich zu bekannten Konstruktionen eine erheblich längere Lebensdauer, und der Aufwand für ihre Wartung ist erheblich geringer. Weiterhin wird bei den erfindungsgemäßen Lagern nicht nur eine kleinere Kraft benötigt, um die Rollen längs ihrer Bahn zu bewegen, sondern die Einleitung und U_nterbrechung der Bewegungen der Lager erfolgt auf eine zügigere Weise. Daher können auch sehr kleine lineare Bewegungen herbeigeführt werden, und es besteht eine geringere Gefahr, daß unregelmäßige Bewegungen auftreten, die auf Gleitbewegungen oder ein Hängenbleiben der Rollen an den Lagerflächen zurückzuführen sind. Diese Tatsache erweist sich insbesondere dann als wichtig, wenn die erfindungsgemäßen Lager nur einer kleinen Last ausgesetzt sind.

Patentansprüche: 0098U/1692

Claims

Zusammenfassung

Lager, gekennzeichnet durch eine endlose Lauffläche bildende Bauteile, wobei die Lauffläche einen im wesentlichen geraden Abschnitt und einen sich an diesen anschließenden kreisbogenförmig gekrümmten Abschnitt umfaßt, mehrere Lagerelemente (12, 14), eine Vorrichtung, die die Lagerelemente so unterstützt, daß sie sich rollend längs des geraden Abschnitts und des gekrümmten Abschnitts bewegen können, wobei die Lagerelemente einen Satz von ersten Rollen (12) und einen Satz von zweiten Rollen (14) umfassen, die über die Länge der Lauffläche miteinander abwechselnd angeordnet sind, wobei jede der ersten und der zweiten Rollen große Rollflächen (16 bzw. 30) und kleine Rollflächen (18 bzw. 32) umfaßt, die durch einen axialen Abstand getrennt sind, wobei die große Rollfläche (16) der ersten Rollen (12) in Rollberührung mit der kleinen Rollfläche (32) der zweiten Rollen (14) steht, wobei der gerade Abschnitt und der gekrümmte Abschnitts jeweils innere und äußere, einander zugewandte, sich über die Länge der Laufbahn erstreckende Lagerflächen aufweisen, wobei die große Rollfläche (16) der ersten Rollen (12) mit dem geraden Abschnitt (20, 22) der inneren Lagerfläche zusammenarbeitet, während die kleine Rollfläche (32) der zweiten Rollen (14)" mit der geraden äußeren Lagerfläche zusammenarbeitet, wobei die kleine Rollfläche (18) der ersten Rollen (12) mit der inneren Lagerfläche (44) des gekrümmten Abschnitts und die große Rollfläche (30) der zweiten Rollen (14) mit der äußeren Lagerfläche des gekrümmten Abschnitts zusammenarbeitet, wo.bei sich die

0098 U/1692

ORIGINAL !NSPECTgD

Achsen der ersten Rollen (12) längs einer ersten BaIm entlang dem geraden Abschnitt und dem gekrümmten Abschnitt bewegen, wobei sich die Achsen der zweiten Rollen (14) längs einer zweiten Bahn entlang dem geraden Abschnitt und dem gekrümmten Abschnitt bewegen, wobei die erste und die zweite Bahn längs des geraden Abschnitts und des gekrümmten Abschnitts durch einen gleichmäßigen Abstand getrennt sind, und wobei die Summe der Radien (rp, r,) der großen Rollflache (16) der ersten Rolle (12) und der kleinen Rollfläche (32) der zweiten Rolle (14) größer ist als der Abstand (h) zwischen der ersten und der zweiten Bahn, so daß sich die Rollen längs der Lauffläche bewegen, ohne daß sie gegenüber den Lagerflächen oder benachbarten Rollen gleiten, und daß die großen Li Rollflächen (16) der ersten Rollen (12) eine Last, die auf das Lager wirkt, längs des geraden Abschnitts auf eine tragende Fläche oder Unterstützung (4) übertragen.
2. Lager nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (6, 34, 38) zum Einstellen der Länge der Laufbahn des Lagers.
3. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die große Rollfläche (16) der ersten Rollen (12) einen größeren Durchmesser hat als die große Rollfläche (30) der zweiten Rollen (14).
4. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Durchmesser der großen Rollflächen (16 bzw. 30) und der kleinen Rollflächen (18 bzw. 32) der ersten Rollen (12) und der zweiten Rollen (14) im Vergleich, zueinander und zum Krümmungsradius der gekrümmten inneren Lagerfläche (44) und der gekrümmten äußeren Lagerfläche (50) so gewählt sind, daß die Rollen sich gleich schnell drehen, während sie die beiden Abschnitte durchlaufen.

0098U/1692

1948H9
5. Lager nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Laufbahn mehrere gerade Abschnitte und mehrere gekrümmte Abschnitte umfaßt.
6. Lager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß zwei gerade Abschnitte parallel und in einem Abstand voneiander angeordnet sind, und daß zwei gekrümmte Abschnitte die benachbarten Enden der geraden Abschnitte so verbinden, daß sich eine endlose Schleife ergibt.
7. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Rollen (12, 14) eine Drehachse hat, und daß die inneren Lagerflächen (2Ö, 22) im wesentlichen parallel zu den Achsen der Hollen verlaufen.
8. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Rollfläche (18) der ersten Rollen (12) in radialer Fluchtung mit der großen Rollfläche (30) der zweiten Rollen (14) angeordnet ist.
9. Lager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die großen Rollen (12) zwei große Rollflächen (16) auf beiden Seiten einer kleinen Rollfläche (18) und die kleinen Rollen (14) zwei kleine Rollflächen (32) auf beiden Seiten der großen Rollfläche (30) umfassen.
10. Lager, das eine lineare Bewegung längs einer Reaktionsfläche ermöglicht, gekennzeichnet durch einen Lagerkörper (6) mit einer oberen geraden Lagerfläche (20), einer unteren geraden Lagerfläche (22) und an den Enden des Lagerkörpers angeordneten kreisbogenförmig gekrümmten Lagerflächen (44), eine Gehäusekonstruktion (8, 46, 52) mit Lagerflächen, die sich gegenüber der oberen und der unteren Lagerfläche des Lagerkörpers und den gekrümmten La— gerflächen und in einem Abstand von ihnen erstrecken, um eine äußere Lagerfläche zu bilden, einen Satz von ersten Rollen (12), einen Satz von zweiten Rollen (14), wobei die

0098U/1692

1948H9

zweiten Rollen mit den ersten Rollen abwechselnd längs der Lagerflächen angeordnet sind, wobei jede erste Rolle (12) zwei große, durch einen axialen Abstand getrennte Rollflächen (16) und eine sich zwischen diesen erstreckende kleine Rollfläche (18) umfaßt, wobei jede zweite Rolle (14) zwei kleine, durch einen axialen Abstand getrennte Rollflächen (32) und eine sich zwischen ihnen erstreckende große Rollfläche (30) umfaßt, wobei die großen Rollflächen (16) der ersten Rollen (12) in Rollberührung mit den kleinen Rollflächen (32) der zweiten Rollen (14) stehen, wobei die große Rollfläche (16) der ersten Rollen (12) mit der oberen und der unteren Lagerfläche (20, 22) des Lagerkörpers zusammenarbeitet, wobei die kleine Rollfläche (32) der zweiten Rollen (14) mit der äußeren Lagerfläche gegenüber der geraden Lagerfläche des Lagerkörpers zusammenarbeitet, wobei die kleine Rollfläche (18) der ersten Rollen (12) mit den gekrümmten Lagerflächen (44) und die große Rollfläche (30) der zweiten Rollen (14) mit der äußeren Lagerfläche gegenüber den. gekrümmten Lagerflächen zusammenarbeitet, wobei sich die Achsen der ersten Rollen (12) längs einer ersten Bahn entlang der geraden Lagerfläche und der gekrümmten Lagerfläche bewegen, wobei sich die Achsen der zweiten Rollen (14) längs einer zweiten Bahn entlang der geraden Lagerfläche und der gekrümmten Lagerfläche bewegen, wobei die erste und die zweite Bahn längs der geraden Lagerfläche und der gekrümmten Lagerfläche durch einen gleichmäßigen Abstand getrennt sind, wobei die Summe der Radien (γ~» r^) der großen Rollfläche (16) der ersten Rolle (12) und der kleinen Rollfläche (32) der zweiten Rolle (14) größer ist als der Abstand (h) zwischen der ersten und der zweiten Bahn, so daß die Rollen veranlaßt werden, sich längs der endlosen Laufbahn zu bewegen, ohne gegenüber den Lagerflächen oder benachbarten Rollen zu gleiten, und wobei die große Rollfläche (16) der ersten Rollen (12) so angeordnet ist, daß sie mit einer Reaktionsfläche (4) zusammenarbeitet, die sich in einem Abstand von der

0098U/1692

unteren Lagerfläche des Lagerkörpers und parallel zu dieser erstreckt, so daß eine auf den Lagerkörper (6) in Richtung auf die Reaktionsfläche aufgebrachte Last von den ersten Rollen getragen wird, während sich der Lagerkörper längs der Reaktionsfläche bewegt.
11. Lineares Lager nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Anordnung, die bestrebt ist, die Achsen der ersten Rollen (12) und der zweiten Rollen (14) während der Bewegung der Rollen längs der Lauffläche in eine parallele Lage zu bringen.
12.. Lineares Lager nach Anspruch 11, dadurch g e kennzeichnet, daß die Rollflächen der Rollen im wesentlichen zylindrisch sind, daß die ersten Rollen (12) zwei einander zugewandte radiale Flächen (56) ^n den inneren Enden der großen Rollflächen (16) aufweisen, daß die erwähnte Anordnung eine langgestreckte Führung (24, 26) umfaßt, die sich längs der geraden Lagerflächen (20, 22) erstreckt und aus ihr herausragt, daß die Führung voneiander abgewandte gerade Seitenflächen (60) aufweist, deren Abstand voneinander im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den radialen Flächen ist, daß jede der radialen Flächen einen konischen Abschnitt (58) umfaßt, der sich von der zylindrischen Fläche aus nach innen erstreckt, daß die Seitenflächen der Führung gegen eine im rechten Winkel zu der geraden Lagerfläche verlaufenden Linie im wesentlichen unter dem gleichen Winkel geneigt sind wie der konische Abstand gegenüber der radialen Fläche, und daß die Seitenflächen der Führung angeordnet sind, daß mit ihnen die konischen Abschnitte zusammenarbeiten, um die Rollen in Richtung auf ihre parallele Lage zu bewegen.
13. Lineares Lager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte Neigungswinkel kleiner ist als 10°.

0098 U/1692
14. Lineares Lager nach Anspruch. 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine der gekrümmten Flächen (44) an einem Segment (34) ausgebildet ist, das an dem Lagerkörper (6) befestigt ist, und daß eine Vorrichtung (38) vorgesehen ist, mittels deren das Segment gegenüber dem Lagerkörper verstellt werden kann, um die Länge der Laufbahn für die Rollen einzustellen.
15· Lineares Lager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die große Rollfläche (30) der zweiten Rolle (14) eine kleinere axiale Länge hat als die kleine Rollfläche (18) der ersten Rolle (12), und daß die äußere Lauffläche gegenüber der oberen Lagerfläche (20) des Lagerkörpers (6) zwei Führungen umfaßt, die in den Raum zwischen den benachbarten Enden der großen Lagerflächen (16) der ersten Rolle (12) und der großen Lagerfläche (30) der zweiten Rolle (14) hineinragen.
16. Lineares Lager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die der gekrümmten Lagerfläche (44) gegenüber liegende gekrümmte äußere Lagerfläche Flansche aufweist, die sich radial nach innen in Richtung auf die Krümmungsachse der gekrümmten Lagerfläche erstrecken, daß die große Rollfläche (30) der zweiten Rollen (14) an ihren Enden abgeschrägt ist, daß die Flansche mit diesen abgeschrägten Flächen zusammenarbeitende geneigte Flächen aufweisen, und daß diese Flächen der Flansche im wesentlichen unter dem gleichen Winkel geneigt sind wie die abgeschrägten Flächen.
17. Lineares Lager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Gehäusekonstruktion eine sich längs der unteren Lagerfläche (22) in einem Abstand von dieser erstreckende Schiene (52) umfaßt, daß die äußere Lauffläche an der Oberseite der Schiene ausgebildet ist und mit der kleinen Rollfläche (32) der zweiten Rollen (14) zusammen-

0098U/1692

1948H9

arbeitet, und daß die Schiene eine untere Fläche aufweist, deren Abstand von der unteren Lagerfläche (22) kleiner ist als der Durchmesser der großen Rollfläche (16) der ersten Eolle (12), so daß die Schiene die zweiten Eollen (14) so unterstützt, daß die ersten Eollen (12) ungehindert mit der Reaktionsfläche (4) zusammenarbeiten können.
18. Lager, das ej.ne lineare Bewegung längs einer Eeaktionsflache ermöglicht, gekennzeichnet durch einen Lagerkörper (6^Α) mit einer oberen geraden Lagerfläche (20) und einer unteren geraden Lagerfläche (22') sowie kreisbogenförmig gekrümmten Lagerflächen (44) an den Enden des Lagerkörpers, eine Gehäusekonstruktion (8, 46) mit Lagerflächen, die sich gegenüber der oberen und der unteren Lagerfläche des Lagerkörpers und den gekrümmten Lagerflächen und in einem Abstand von diesen erstrecken und eine äußere Lauffläche bilden, einen Satz von ersten Eollen (74), einen Satz von zweiten Eollen (66), die mit den ersten Eollen abwechselnd längs der Lagerflächen angeordnet sind, wobei die ersten Eollen (74) jeweils zwei große, durch einen axialen Abstand getrennte Eollflächen (76) und eine sich zwischen diesen erstreckende kleine Rollfläche umfassen, wobei die zweiten Eollen (62) jeweils zwei kleine, durch einen axialen Abstand getrennte Eollflächen (72) und eine sich zwischen ihnen erstreckende große Eollfläche (66) umfassen, wobei die großen Eollflächen (76) der ersten Eollen (74) in Eollberührung mit den kleinen Eollflächen (72) der zweiten Eollen (62) stehen, wobei die große Eollfläche (76) der ersten Eollen (74) mit der oberen und der unteren Lagerfläche (20, 22·) des Lagerkörpers zusammenarbeitet, wobei die kleine Eollfläche (72) der zweiten Eollen (62) mit der äußeren Lagerfläche gegenüber der geraden Lagerfläche des Lagerkörpers zusammenarbeitet, wobei die kleine Eollfläche der ersten Eollen (74) mit den gekrümmten Lagerflächen (44) und die große Eollfläche (66) der zweiten Eollen (62) mit der äußeren

009814/169 2

1948H9

Lagerfläche gegenüber den gekrümmten Lagerflächen zusammenarbeitet, wobei sich die Achsen der ersten Rollen (74-) längs einer ersten Bahn entlang der geraden Lagerfläche und der gekrümmten Lagerfläche bewegen, wobei sich die Achsen der zweiten Rollen (62) längs einer zweiten Bahn entlang der geraden Lagerfläche und der gekrümmten Lagerfläche bewegen, wobei die erste und die zweite Bahn längs der geraden Lagerfläche und der gekrümmten Lagerfläche durch einen gleichmäßigen Abstand getrennt sind, wobei die Summe der Radien (r₂, r₅) der großen Rollfläche (76) der ersten Rolle (74) und der kleinen Rollfläche (72) der zweiten Rolle (62) größer ist als der Abstand (h) zwischen der ersten und der zweiten Bahn, so daß die Rollen veranlaßt werden, sich längs der endlosen Laufbahn zu bewegen, ohne gegenüber den Lagerflächen oder benachbarten Rollen zu gleiten, wobei sich eine Lagertragfläche (4¹) längs der geraden Lagerflächen erstreckt, und wobei die große Rollfläche (76) der ersten Rollen (74-) direkt mit der Tragfläche zusammenarbeitet, und wobei die Tragfläche so gestaltet ist, daß sie die äußere Lauffläche bildet.
19. Lager nach Anspruch Ί8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfläche (4¹) mit einer Längsnut (68) versehen ist, die längs beider Ränder je eine Schulter (70) aufweist, und daß die kleinen Rollflächen (72) der zweiten Rollen (62) mit den Schultern zusammenarbeiten, und auf ihnen rollen.
20. Lagerbaugruppe, gekennzeichnet durch ein rollfähiges Element (12) und ein Führungsteil mit einer Lagerfläche (22), mit der das Element zusammenarbeiten kann, wobei das Element im wesentlichen zylindrische Rollflächen (16) und zwei einander zugewandte, diesen Rollflächen benachbarte radiale Flächen (56) aufweist, wobei das Führungsteil zwei Schultern besitzt, die sich längs der Lagerfläche

0098H/1692

1948148

in der Richtung der Eollbewegung des Elements erstrecken, wobei die Schultern einander gegenüber angeordnet und durch einen gleichmäßigen Abstand getrennt sind, wobei jede Schulter gegenüber der Lagerfläche so nach außen vorspringt, daß sie eine der radialen Flächen überlappt, wobei die Schultern von den radialen Flächen weg geneigt sind, wobei die radialen Flächen jeweils einen mit der zylindrischen Fläche gleichachsigen konischen Abschnitt (58) aufweisen, der* sich von der zylindrischen Fläche aus nach innen erstreckt, wobei jede Schulter gegen eine im rechten Winkel zu der Lagerfläche verlaufende Linie im wesentlichen unter dem gleichen Winkel geneigt ist, der zwischen der radialen Fläche und dem konischen Abschnitt vorhanden ist, und wobei das Element direkt mit der Lagerfläche zusammenarbeitet und der axiale Abstand zwischen den radialen Flächen im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den voneinander abgewandten Schultern ist, so daß das rollfähige Element während seiner Eollbewegung längs der Lagerfläche gedrängt wird, die richtige Lage einzunehmen, bei der sich seine Achse im rechten Winkel zur Längsachse der Lagerfläche erstreckt.
21. Lagerbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der erwähnte Winkel kleiner ist als 10°o
22. Lagerbaugruppe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß die Schultern von der Lagerfläche aus gleichmäßig und kontinuierlich nach außen geneigt sind«,

0098 U/1692

DR. ING. F. WUKSTHOFF

DIFL. ING. G. FULS

DR.K.T.PKCHMANN

DR. ING. D. BBnRENS

PATMTiNWlLTK

1948U9

8 MÜNCHEN 00

SOHWEIOERSTRASSE 2

TKLKFOK 2806β1

raoTKOTFATKKT IA-36 853

PATENTANSPRÜCHE

1. Umlaufrollenlager, insbesondere für Schiittenfuhrungeη von Werkzeugmaschinen, bei dem eine endlose Wälzbahn mit mindestens einem im wesentlichen geraden Abschnitt und mindestens einem sich an diesen anschliessenden bogenförmigen Abschnitt an einem Lagerkörper ausgebildet ist, um den die tragenden Rollen umlaufen, dadurch gekennzeichnet , dass zwischen den Tragrollen (12) je eine Abstandsrolle (14) angeordnet ist, dass jede der Tragrollen und jede der Abstandsrollen mindeötens eine Rollfläche (16 bzw. 30) von grossem Durchmesser und mindestens eine axial dagegen versetzte Rollfäche (18 bzw. 32) von kleinerem Durchmesser aufweist, von denen die bzw. jede grosse Rollfläche (16) jeder Tragrolle (12) die bzw. eine kleine Rollfläche (32) der benachbarten Abstandsrollen (14) berührtJ dass der Lagerkörper (6) an seinem geraden Abschnitt und an seinem bogenförmigen Abschnitt jeweils innere und äussere, einander zugewandte, sich über die Länge der Laufbahn erstreckende Wälzbahnen aufv/eist, derart, dass die grosse Rollfläche (16) jeder Tragrolle (12) auf dem geraden Abschnitt (20, 22) der inneren V/älzbahn abrollt, während die kleine Rollfläche (32) jeder Abstandsrolle (14) auf der geraden äusseren V/älzbahn abrollt, und' die kleine Rollfläche (18) der Tragrolle (12) auf der inneren Wälzbahn (44) des bogenförmigen Abschnitts und die grosse Rollfläche (30) der Abstandsrollen (14) auf der äusseren Wälzbahn des bogenförmigen Abschnitts abrollt, wobei die Achsen der Tragrollen sich auf einer ersten Bahn längs des geraden und des bogenförmigen Abschnitts bewegen und die Achsen der Abstandsrollen sich auf einer sich in gleichmässigem Abstand zur ersten Bahn erstreckenden zweiten Bahn längs des geraden und des bogenförmigen Abschnitts bewegen und dass die Summe der Radien (r₂» r~) der grossen Rollfläche (16) jeder Tragrolle unä der kleinen Rollfläche (32) jeder Abstandsrolle (14) grosser ist als der Abstand (h) zwischen den beiden von den Achsen"der Rollen beschriebenen Bahnen.

0098 U/1692

1948U9

2. Lager nach Anspruch 1, gekennzeichnet⁷-durch eine Vorrichtung (6, 34, 38) zum Einstellen der Länge der Laufbahn. ,

3» Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die grosso Rollfläche (l6) dor Tragrollen (12) einen grösseren Durchmesser hat als die grosse Rollfläche (30) der Abstandsrollen (Ik),

4. Lager nach einem der-Ansprüche 1 bis 3j dadurch g e -

Ic e η η ζ e i c h η e t , dass die Durchmesser der gross en RoIlflachen (l6 bzw. 30) und der kleinen Roll flächen (l8 bzw. 32) der Tragrollen (12) und der Abstandsrollen (lM im Vergleich zueinander und zum Krümmungsradius der bogenförmigen inneren llälzbalin (Ml) und "der bogenförmigen äusseren Wälzbahn (50) so gewählt sind, dass die Rollen sich gleich schnell drehen, während sie die beiden Abschnitte durchlaufen.

5. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis ¹I, dadurch g e -

k e η η ζ e i c h η e I , dass die Wälzbahn mehrere gerade Abschnitte und mehrere gekrümmte Abschnitte umfasst.

6. Lager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass zwei gerade Abschnitte im Abstand parallel zueinander angeordnet und durch zwei bogenförmige Abschnitte miteinander verbunden sind.

7. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass die inneren Lagerflächen (20, 22) im wesentlichen parallel zu den Achsen der Rollen (12, 1*0 verlaufen.

8. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , dass die kleinen Rollfächen (18) der Tragrollen (12) in radialer Fluchtung mit den grossen Rollflächen (30) der Abstandsrollen (1^) angeordnet sind.

9. Lager nach Anspruch 3, dadurch gekennzei chnet , »dass die Tracrollen (12) zwei grosse Rollflächen (16) auf beiden

0098U/1692

BAB

Seiten einer kleinen Hollfläche (l8) und die Abstandsrollen zwei kleine Rollflächen (32) auf beiden Seiten der grossen Rollfläche (30) umfassen.

10. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , dass die aussere Wälzbahn an einem am Lagerkörper (6) befestigten Gehäuse (8, 46, 48, 52) ausgebildet ist.

11. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , dass die Rollflächen der Rollen im wesentlichen zylindrisch sind, dass die Tragrollen (12).zwei einander zugewandte radiale Flächen (56) an den inneren Enden der grossen Rollflächen (l6) aufweisen, dass zum Parallelhalten der Rollen eine Führung (24, 26) vorgesehen ist, die sich längs der geraden Wälzbahnen (20, 22) erstreckt und über sie herausragt und voneinander abgewandte gerade Seitenflächen (60) aufweist, deren Abstand voneinander im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den radialen Flächen der Tragrollen ist, dass jede der radialen Flächen einen konischen Abschnitt (58) umfasst, der sich von der zylindrischen Fläche aus nach innen erstreckt, dass die Seitenflächen der Führung die konischen Abschnitte berühren und gegen eine im rechten Winkel zu den geraden Wälzbahnen verlaufenden Linie im wesentlichen unter dem gleichen Winkel geneigt sind wie der konische Abschnitt gegenüber der radialen Fläche.

12. Lager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel kleiner ist als 10 .

iy. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,- dass eine der bogenförmigen Flächen (44) an einem Segment (34) ausgebildet ist, das an dem Lagerkörper (6) befestigt ist, und dass eine Vorrichtung (38) vorgesehen ist, mittels deren das Segment gegenüber dem Lagerkörper derart verstellbar ist, dass sich die Länge der Laufbahn für die Rollen einstellen lässt.

0098U/1692

ΐΛ. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis IJ, dadurch gekennzeichnet , dass die grosse Rollfläche (30) der Abstandsrollen (14·) eine kleinere axiale Länge hat als die kleine Rollfläche (18) der Tragrollen (12) und dass die der oberen Wälzbahn (20) des Lagerkörpers (6) gegenüberliegende äussere Wälzbahn zwei Führungen umfasst, die in den Raum zwischen den benachbarten Enden der grossen Rollflächen (l6) der Tragrollen (12) und der grossen Rollflache (30) der Abstandsrolle (lA) hineinragen.

15. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis l4, dadurch g e -

der
kennzeichnet , dass die/bogenförmigen Wälzbahn (4Λ) gegenüberliegende bogenförmige äussere VJälzbahn Flansche aufv/eist, die sich radial nach innen in Richtung auf die Krümmungsachse der bogenförmigen VJälzbahn erstrecken, dass die grosse Rollfäche (30) der Abstandsrollen (1*0 an ihren Enden abgeschrägt ist, und dass die Plansche mit diesen abgeschrägten Flächen zusammenarbeitende, im wesentlichen unter dem gleichen Winkel geneigte schräge Flächen aufweisen.

16. Lager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine sich längs der unteren Wälzbahn (22) in einem Abstand von dieser erstreckende Schiene (52) umfasst^ an deren Oberseite die mit der kleinen Rollfläche (32) der Abstandsrollen (1*0 zusammenwirkende äussere Wälzbahn ausgebildet ist und an der eine untere Fläche vorgesehen ist, deren Abstand von der unteren Lagerfläche (22) kleiner ist als der Durchmesser der grossen Rollfläche (l6) der Tragrollen (12), so dass die Schiene die Abstandsrollen (1*0 so unterstützt, dass die Tragrollen ungehindert auf einer den Lagerdruck aufnehmenden Fläche (*0 abrollen. . .

17. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis l6, dadurch gekennzeichnet, dass die den Lagerdruck aufnehmende Fläche (4-') eine Längsnut (68) aufweist, an deren beiden Rändern je eine-Schulter (70) ausgebildet ist, auf der je eine kleine Rollfläche (72) der Abstandsrollen (62)" abrollt.

5^₉ 0 0 9 8 U / 1 6 9 2 " '