分案申請
本申請是申請?zhí)枮?01180034925.2的中國專利申請的分案申請，上述申請的申請日為2011年7月15日，發(fā)明名稱為“帶有嵌套的支承軌道的直線軸承”。
本公開涉及一種直線軸承。
背景技術(shù)：
在直線運動軸承中，大體圓柱形的殼體被設(shè)計成相對于軸移動。該殼體包括滾珠保持結(jié)構(gòu)，該滾珠保持結(jié)構(gòu)包括多個滾珠保持部分。每個滾珠保持部分均包括多個可在軌道中運動的滾珠軸承。上述部分被安裝在殼體內(nèi)，使得通過軸承與軸的接合來實現(xiàn)殼體相對于軸的運動。隨著殼體移動，滾珠軸承在分別的軌道中移動。該公開描述了對于該現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的改進(jìn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的一個實施例是一種直線運動軸承組件，其包括：負(fù)載支承板結(jié)構(gòu)，該負(fù)載支承板結(jié)構(gòu)中形成有多個開放的軸向滾珠軌道的至少一部分，所述多個開放的軸向滾珠軌道中的每一個由至少兩個同軸的滾珠軌道組成，所述滾珠軌道包括開放的負(fù)載支承部分、開放的返回部分和將負(fù)載支承部分與返回部分互連的回轉(zhuǎn)部；多個負(fù)載支承板，所述多個負(fù)載支承板在軸向上被定位成與負(fù)載支承板結(jié)構(gòu)相鄰，用于從布置在滾珠軌道的負(fù)載支承部分中的滾珠接收負(fù)載；以及支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)，該支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)大致包圍所述支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)的所有的暴露的外表面并且具有與所述負(fù)載支承板直接接觸的均勻的大致圓柱形內(nèi)表面，所述支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)被構(gòu)造和定尺寸成將所述多個支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)維持在適當(dāng)位置并且用于直接從所述負(fù)載支承板接收負(fù)載。
附圖說明
此處被參考的并且組成本發(fā)明的一部分的附圖圖示了本發(fā)明的軸承組件的優(yōu)選的實施例，并且與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的直線運動軸承組件的分解透視圖。
圖2是根據(jù)圖1的直線運動軸承組件的滾珠保持器部分的透視圖。
圖3a是圖1的直線運動軸承組件的外部殼體的襯套部分的透視圖。
圖3b是圖3a的襯套部分的側(cè)視圖。
圖3c是圖3a的襯套部分的沿圖3b中的線3c—3c截取的橫截面圖。
圖4是根據(jù)圖1的直線運動軸承組件的負(fù)載支承板的透視圖。
圖4a是根據(jù)圖1的直線運動軸承組件的負(fù)載支承板的透視圖。
圖5是沿圖1的線5—5截取的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)的橫截面圖。
圖5a是沿圖1的線5—5截取的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)的橫截面圖。
圖6是圖1的被組裝的直線運動軸承組件的透視圖。
圖6a是圖1的被組裝的直線運動軸承組件的透視圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的直線運動軸承組件的分解透視圖。
圖8是根據(jù)圖7的直線運動軸承組件的單體式滾珠保持器部分的透視圖。
圖9a是圖7的直線運動軸承組件的外部殼體的襯套部分的透視圖。
圖9b是圖9a的襯套部分的側(cè)視圖。
圖9c是圖9a的襯套部分的沿圖9b的線9c—c截取的橫截面圖。
圖10是根據(jù)圖7的直線運動軸承組件的負(fù)載支承板的透視圖。
圖11是沿圖7的線11—11截取的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)的橫截面圖。
圖12是圖7的組裝的直線運動軸承組件的透視圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例的封閉式直線運動軸承組件的分解透視圖。
圖14是根據(jù)圖13的直線運動軸承組件的伸長的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)的縱向橫截面圖。
圖15是根據(jù)圖13的直線運動軸承組件的滾珠保持器部分的透視圖。
圖16是用于與圖13的直線運動軸承組件一起使用的單體式負(fù)載支承板結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖17是根據(jù)圖13的直線運動軸承組件的負(fù)載支承板的透視圖。
圖18是在組裝的結(jié)構(gòu)中圖13的直線運動軸承組件的以部分橫截面形式的透視圖。
圖19是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的開放式直線運動軸承組件的分解透視圖。
圖20是在組裝的結(jié)構(gòu)中圖19的直線運動軸承組件的以部分橫截面形式的透視圖。
圖21是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實施例的直線運動軸承組件的透視圖。
圖22是根據(jù)圖21中所示的實施例的直線運動軸承組件的橫截面圖。
圖23是根據(jù)圖21的直線運動軸承組件的滾珠保持器部分的透視圖。
圖24是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實施例的直線運動軸承組件的透視圖。
圖25是根據(jù)圖24的直線運動軸承組件的負(fù)載支承板的透視圖。
圖26是根據(jù)圖24的直線運動軸承組件的滾珠保持器部分的透視圖。
圖27是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實施例的直線運動軸承組件的透視圖。
具體實施方式
以下參考附圖描述本發(fā)明的各種實施例。在所有附圖中，具有同樣結(jié)構(gòu)或功能的元件被用同樣的附圖標(biāo)記表示。附圖僅僅旨在便于描述本發(fā)明或作為關(guān)于本發(fā)明范圍的指導(dǎo)。此外，結(jié)合本發(fā)明的具體實施例所描述的方面并不必然局限于該實施例，并且可以結(jié)合本發(fā)明的任何其它實施例來實施。
首先參考圖1至圖6，示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實施例的開放式直線運動軸承組件40。該軸承組件包括負(fù)載支承板結(jié)構(gòu)42、負(fù)載支承板44、軸承滾珠46、外部殼體襯套48、50和支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)52。
在圖1至圖2中圖示了負(fù)載支承板結(jié)構(gòu)42的細(xì)節(jié)。在本發(fā)明的該實施例中，負(fù)載支承板結(jié)構(gòu)42包括4個滾珠保持器部分54，每個滾珠保持器部分54均沿其縱向側(cè)與相鄰的滾珠保持器部分可操作地關(guān)聯(lián)，以形成具有孔的多邊形狀的負(fù)載支承板結(jié)構(gòu)，其中通過該孔來接納軸70。每個滾珠保持器部分54均包括徑向外表面56和徑向內(nèi)表面58。軸向的滾珠軌道60被形成在每個滾珠保持器部分54的徑向外表面56中，并且包括負(fù)載支承部分62、返回部分64和回轉(zhuǎn)部66。本實施例中的滾珠軌道的負(fù)載支承部分和返回部分被底切以促進(jìn)軸承滾珠46在該滾珠軌道中的加載和保持。這也使得不需要單獨的保持器結(jié)構(gòu)來將軸承滾珠保持在滾珠軌道中。滾珠保持器部分54的徑向內(nèi)表面58中的縱向孔68大致延伸了負(fù)載支承部分62的長度并且通向支撐軸70。盡管支撐軸70被圖示為大致地圓柱形的軸，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解其它構(gòu)造的支撐構(gòu)造在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在直線運動軸承組件40的本實施例中，使用已知的材料和模制技術(shù)，單獨的滾珠保持器部分54容易由適合的工程塑料來模制。通過單獨地形成每個滾珠保持器部分，模制過程被大大地簡化，并且由此導(dǎo)致較低的制造成本。使用已知的制造技術(shù)，由工程金屬制造滾珠支承部分也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
多個軸承滾珠46被布置在滾珠軌道60中，其中負(fù)載支承部分62中的那些軸承滾珠46至少部分地延伸到縱向孔68中以接觸支撐軸70。在本發(fā)明的該實施例中，一對軸向滾珠軌道60被形成在滾珠保持器部分的每個徑向外表面56中，其中對應(yīng)的負(fù)載支承軌道被定向成大致平行的相鄰關(guān)系。該定向促進(jìn)被增強(qiáng)的負(fù)載能力，并且使空間利用率最大化，實現(xiàn)了更緊湊且更有效的軸承滾珠布置。以鎖定夾72形式的鎖定結(jié)構(gòu)被形成在每個滾珠保持器部分54的相對的縱向端部上，以便于與帶有外部殼體襯套48、50的組裝，這在下面更詳細(xì)地討論。
現(xiàn)在參考圖1和圖3a至圖3c，根據(jù)一個優(yōu)選的實施例的直線運動軸承組件包括一對外部殼體襯套48、50，當(dāng)組裝時，該一對外部殼體襯套48、50用以封閉并保護(hù)負(fù)載支承板結(jié)構(gòu)42的暴露的徑向外表面56。優(yōu)選地，每個襯套48、50在構(gòu)造上是等同的并且由工程塑料模制以便于容易地制造和組裝。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，當(dāng)要求操作條件或具體應(yīng)用時，襯套可以被制成不同的構(gòu)造和或由不同的工程金屬制成。
襯套48、50的徑向外表面74優(yōu)選地是光滑的筒形狀，并且被構(gòu)造并被定尺寸成配合在工具滑架(未示出)的安裝孔內(nèi)。襯套48、50的徑向內(nèi)表面76包括被構(gòu)造成將負(fù)載支承板44的至少一部分接收在其中的安裝表面78。這些安裝表面78還包括延伸部分80，該延伸部分80限定用于支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)52的安裝空間，以下更詳細(xì)地描述。優(yōu)選地，安裝表面78從徑向外表面74被凹進(jìn)近似等于支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)52的橫截面的厚度的距離。以這種方式，外部殼體襯套48、50和支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)52組合以形成直線運動軸承組件40的相對光滑且均勻的徑向外表面。參見圖6。
在本發(fā)明的該實施例中，安裝表面78被構(gòu)造成與單獨的滾珠保持器部分54的形狀配合。多個鎖定孔82與滾珠保持器部分54的鎖定夾72對準(zhǔn)地被形成在襯套48、50的各個端部中。由此，當(dāng)滾珠保持器部分54被組裝在襯套48、50中時，鎖定夾72延伸至各個鎖定孔82中并且輔助將直線運動軸承組件40保持在一起。
現(xiàn)在參考圖1和圖4，多個單獨的負(fù)載支承板44被結(jié)合到直線運動軸承組件40中并且用來從與軸70接觸的軸承滾珠46接收負(fù)載。在圖4的實施例中，負(fù)載支承板44沿軸承組件的縱向軸線被伸長，并且包括徑向外表面84、徑向內(nèi)表面86、和一對側(cè)壁表面88。徑向外表面84是大致精確的，并且在優(yōu)選的實施例中，包括被布置在徑向外表面84上的中間位置中的冠狀部分90。冠狀部分90被構(gòu)造并且被定尺寸以允許負(fù)載支承板44在周向上和在軸向上搖動成與滾珠保持器結(jié)構(gòu)42的軸線平行和脫離與滾珠保持器結(jié)構(gòu)42的軸線平行。
本實施例的負(fù)載支承板的徑向內(nèi)表面86有利地設(shè)有一對軸向凹槽，這些軸向凹槽用作滾珠軌道60的負(fù)載支承部分62的上表面。通過在每個徑向外表面56中設(shè)置用于每對負(fù)載支承部分62的單個負(fù)載支承板44，直線運動軸承組件40更易于制造和組裝。此外，軸承組件具有高的負(fù)載支承能力。
在本發(fā)明的該實施例中，縱向凹槽92被形成在負(fù)載支承板44的每個側(cè)壁表面中。這些凹槽92組成軸向的滾珠軌道60的側(cè)壁，并且當(dāng)軸承滾珠46移動通過滾珠軌道60的返回部分時該軸向的滾珠軌道60引導(dǎo)軸承滾珠46。
現(xiàn)參考圖1、圖5和圖6，支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)52被圖示成具有徑向外表面94的c環(huán)構(gòu)造，該徑向外表面94的尺寸大致與襯套48、50的徑向外表面74相符。在本發(fā)明的該實施例中，徑向內(nèi)表面96與徑向外表面大致平行，并且徑向內(nèi)表面96被構(gòu)造且被定尺寸成在組裝時接觸負(fù)載支承板44的冠狀部分90。冠狀部分90的在橫向方向上的曲率半徑小于支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)52的徑向內(nèi)表面的曲率半徑。該構(gòu)造允許該板相對于支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)52在周向上搖動。
此外，參考圖1和圖6，支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)52環(huán)繞并且接合襯套48、50的延伸部分80，以輔助包圍并保護(hù)負(fù)載支承板結(jié)構(gòu)42。盡管以窄的寬度示出，但是可以想到支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)52可以延伸軸承組件的大致整個縱向長度，如以下此處將討論。支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)優(yōu)選地由硬質(zhì)耐磨材料形成，諸如例如不銹鋼或陶瓷。替代地，也可以使用較軟的材料，諸如青銅或鋁。
當(dāng)徑向內(nèi)表面96被定位成與負(fù)載支承板44的冠狀部分90接觸時，該結(jié)構(gòu)充當(dāng)用于來自負(fù)載支承板的負(fù)載的主要途徑，并且將該負(fù)載直接地傳遞至其中安裝軸承組件的滑架(未示出)。該構(gòu)造允許襯套48、50從主負(fù)載支承責(zé)任解除，并且由此可以由成本較低并且較輕的工程塑料制造，諸如乙縮醛或聚酰胺。該元件的布置便于減輕制造和組裝，并且導(dǎo)致不昂貴的、高效率的、高負(fù)載能力的軸承組件。
還設(shè)想到，各種密封件和/或刮拭器結(jié)構(gòu)會被結(jié)合到軸承組件中以阻止灰塵、污垢或者其它污染物的進(jìn)入。例如，參考magee等的美國專利no.3,545,826，此處該專利的公開通過引用合并于此。
現(xiàn)在參考圖1至圖4a，多個單獨的負(fù)載支承板44被結(jié)合到直線運動軸承組件40中，并且用來從與軸70接觸的軸承滾珠46接收負(fù)載。在圖4a的實施例中，負(fù)載支承板44沿軸承組件的縱向軸線伸長并且包括徑向外表面84、徑向內(nèi)表面86和一對側(cè)壁表面88。徑向外表面84是大致精確的并且可以包括被布置在徑向外表面84上的中間位置中的冠狀部分90。冠狀部分90被構(gòu)造且被定尺寸成允許負(fù)載支承板44在周向上和縱向上搖動而與滾珠保持器結(jié)構(gòu)42的軸線平行和脫離與滾珠保持器結(jié)構(gòu)42的軸線平行。
負(fù)載支承板的徑向內(nèi)表面86有利地設(shè)有一對軸向凹槽，該一對軸向凹槽用作滾珠軌道60的負(fù)載支承部分62的上表面。通過將用于每對負(fù)載支承部分62的單個負(fù)載支承板44設(shè)置在每個徑向外表面56中，直線運動軸承組件40更易于制造和組裝。此外，軸承組件具有高的負(fù)載支承能力。
在該實施例中，縱向凹槽92被形成在負(fù)載支承板44的每個側(cè)壁表面88中。這些凹槽92組成軸向滾珠軌道60的側(cè)壁并且當(dāng)軸承滾珠46移動通過滾珠軌道60的返回部分時引導(dǎo)軸承滾珠46。
現(xiàn)參考圖1、圖5a和圖6a，支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)52被圖示成具有徑向外表面94的c環(huán)構(gòu)造，該徑向外表面94的尺寸大致與襯套48、50的徑向外表面74相符。在該實施例中，徑向內(nèi)表面96與徑向外表面大致平行，并且被構(gòu)造且被定尺寸成在組裝時接觸負(fù)載支承板44的冠狀部分90。在示例中，冠狀部分90在橫向方向上的曲率半徑小于支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)52的徑向內(nèi)表面的曲率半徑。該構(gòu)造允許該板相對于支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)52在周向上搖動。在其它示例中，如圖4a中所示，冠狀部分90是大致平坦的。
此外，參考圖1和圖6a，支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)52環(huán)繞并接合襯套48、50的延伸部分80，以輔助包圍并保護(hù)滾珠保持器結(jié)構(gòu)42。盡管以窄的寬度示出，但是支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)52可以延伸過軸承組件的大致整個縱向長度。支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)優(yōu)選地由硬質(zhì)耐磨材料形成，諸如例如不銹鋼或陶瓷。替代地，也可以使用較軟的材料，諸如青銅或鋁。
圖7至圖11圖示了根據(jù)本發(fā)明的直線運動軸承組件98的第二優(yōu)選實施例。盡管作為封閉式軸承組件示出，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員會容易地理解該軸承組件的特征可同等地應(yīng)用于開放式軸承組件。直線運動軸承組件98包括單體式滾珠支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)100、負(fù)載支承板102、軸承滾珠104、外部殼體襯套106、108和保持器結(jié)構(gòu)110。
現(xiàn)在參考圖7至圖8，根據(jù)本發(fā)明的負(fù)載支承板結(jié)構(gòu)100包括單體式結(jié)構(gòu)，該單體式結(jié)構(gòu)具有五邊形的橫截面并且限定被構(gòu)造成穿過其和定尺寸成接納軸112的軸向孔。負(fù)載支承板結(jié)構(gòu)100包括五個平面，每個平面均具有徑向外表面114和徑向內(nèi)表面116。單個的軸向滾珠軌道118被形成在五個面的每個中。每個滾珠軌道118包括負(fù)載支承部分120、返回部分122和一對回轉(zhuǎn)部124。徑向外表面114優(yōu)選地被成形為與外部殼體襯套106、108的徑向內(nèi)表面126相符合。縱向通道128延伸通過負(fù)載支承部分120的徑向內(nèi)表面116以允許在其中的軸承滾珠104接近軸112。本發(fā)明的該實施例的滾珠軌道的負(fù)載支承部分120和返回部分122是大致開放的以便于軸承滾珠104裝載于其中。
圖7和圖9a至圖9c示出根據(jù)本發(fā)明的該實施例的外部殼體襯套106、108。如之前所述的實施例中，優(yōu)選地，兩個襯套是等同的以便于制造和組裝。襯套106、108包括徑向內(nèi)表面126和徑向外表面130。與底切相對地，由于軸向滾珠軌道118是開放的，上滾珠軌道容納結(jié)構(gòu)132被形成在襯套106、108的徑向內(nèi)表面126中。該上滾珠軌道容納結(jié)構(gòu)132形成滾珠軌道的徑向外部并且用于分別在負(fù)載支承部分120與返回部分122之間更好地引導(dǎo)軸承滾珠104。上滾珠軌道容納結(jié)構(gòu)132優(yōu)選地在軸向上延伸超過襯套106、102，并且從其的徑向外表面130凹進(jìn)以允許以下將詳細(xì)討論的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)110的設(shè)置。
在該實施例中，空腔134被形成在所述上滾珠軌道容納結(jié)構(gòu)132之間，并且被構(gòu)造且被定尺寸成接納負(fù)載支承板102的至少徑向外部分。如在之前的實施例中，優(yōu)選地每個襯套106、108由工程塑料整體地形成以便于容易地制造和組裝。此處理想的是，環(huán)形凹槽136可以被形成在襯套106、108的徑向外表面130中以輔助被安裝在滑架結(jié)構(gòu)中。將軸承組件安裝在滑架結(jié)構(gòu)中的其它已知的方法也被實施并且包括例如螺栓、夾子、銷等。
現(xiàn)在參考圖7和圖10，根據(jù)本發(fā)明的該實施例的負(fù)載支承板102在空腔134中可被定位在滾珠保持器100與外部殼體襯套106、108之間。這些負(fù)載支承板102包括被形成在該負(fù)載支承板102的徑向內(nèi)表面上的單個縱向凹槽138以用于接觸和引導(dǎo)在滾珠軌道118的負(fù)載支承部分120中的軸承滾珠104。負(fù)載支承板102的側(cè)壁140也包括用于引導(dǎo)滾珠軌道118的返回部122中的軸承滾珠104。負(fù)載支承板102的徑向外表面144具有大致光滑的拱形構(gòu)造，以便于在軸向上和周向上自對準(zhǔn)，以下將更詳細(xì)地上描述。
支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)110被圖示在圖7、圖11和圖12中，并且被示出為具有徑向外表面146的大體封閉的環(huán)構(gòu)造，該徑向外表面146的尺寸大致與襯套106、108的上徑向外表面130相符。當(dāng)相對于徑向外表面146在橫截面中觀察時，徑向內(nèi)表面148是大致凸面的。當(dāng)直線運動軸承被組裝時，該徑向內(nèi)表面148被構(gòu)造并且被定尺寸成接觸負(fù)載支承板102的拱形的徑向外表面144。負(fù)載支承板102的拱形的徑向外表面144的曲率半徑優(yōu)選地小于支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)110的徑向內(nèi)表面148的曲率半徑。該構(gòu)造導(dǎo)致拱形的徑向外表面144與徑向內(nèi)表面148之間的接觸。當(dāng)被定位在軸112上時，該點對點的接觸允許軸承組件在周向上和在軸向上自對準(zhǔn)。支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)110的寬度被定尺寸成環(huán)繞并且接合殼體結(jié)構(gòu)132的從襯套106、108延伸的部分，以輔助包圍并保護(hù)負(fù)載支承板結(jié)構(gòu)110的暴露部分。如在之前的實施例中，支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)100優(yōu)選地由硬質(zhì)耐磨材料形成。這便于將負(fù)載從負(fù)載支承板直接傳遞至滑架，其中不需要重型鑄造或鍛造的外部殼體。
現(xiàn)在參考圖13至圖18，示出封閉式直線運動軸承組件200，其結(jié)合有伸長的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)202以代替之前的實施例的殼體段48、50。軸承組件200包括由五個單獨的滾珠保持器元件206(圖15)組成的五邊形的滾珠保持器組件204。替代地，如圖16中所示，五邊形的滾珠保持器組件204可以被整體地形成。一對滾珠軌道208被形成在滾珠保持器元件206的每個外部表面中，并且包括由回轉(zhuǎn)部214連接的負(fù)載支承軌道210和返回軌道212。優(yōu)選地，返回軌道212和回轉(zhuǎn)部214被底切以便于將滾珠216維持在其中。在該實施例中，每個滾珠軌道208的負(fù)載支承軌道210設(shè)置成彼此相鄰。多個滾珠216被布置在滾珠軌道208中并且便于直線運動軸承組件沿軌道218的移動。
現(xiàn)在參考圖13和圖17，直線運動軸承組件200包括多個縱向延伸的負(fù)載支承板220。一對平行的軸向凹槽222被形成在負(fù)載支承板220的內(nèi)表面中，并且用作負(fù)載支承軌道210的外部部分。在操作中，當(dāng)滾珠216被布置在負(fù)載支承軌道210中時，負(fù)載從軌道218通過滾珠216被傳送至負(fù)載支承板220。負(fù)載支承板220的外部表面224沿其縱向長度是大致均勻的，并且具有與伸長的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)220的內(nèi)部表面226的曲率半徑大致相符的曲率半徑。該構(gòu)造使負(fù)載支承板220的外部表面224與伸長的負(fù)載支承板結(jié)構(gòu)202的內(nèi)部表面226之間的接觸最大化，由此增加直線運動軸承組件200的效率和負(fù)載傳遞。
五邊形的滾珠保持器組件204通過端部限制元件228在伸長的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)內(nèi)被保持在適當(dāng)位置中。在該實施例中，端部限制元件包括c形環(huán)，該c形環(huán)卡扣配合到橫向通道230中，該橫向的通道230與每個縱向端部鄰近地形成在伸長的負(fù)載支承板結(jié)構(gòu)202的內(nèi)部表面226中(圖14)。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員容易理解，其它的結(jié)構(gòu)能可以以同等的效果被使用，包括摩擦配合端部帽，或繞過伸長的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)的縱向端部以形成凸緣來約束滾珠保持器組件。同樣地，期望的是，密封件232可以被結(jié)合至直線運動軸承組件200中，以保護(hù)滾珠216和滾珠軌道208不受環(huán)境污染。
伸長的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)202優(yōu)選地以具有大致均勻的內(nèi)部表面226的開放的中空圓柱的形式。該伸長的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)縱向地延伸以覆蓋并包圍(圖18)五角形的滾珠保持器組件204、滾珠216和負(fù)載支承板220。此外，伸長的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)202用于將負(fù)載從負(fù)載支承板220的外部表面224傳遞至其中要安裝直線運動軸承組件200的滑架(未示出)。在該實施例中，伸長的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)由鋁形成。然而，也可以預(yù)期其它的材料，包括鋼、青銅、塑料、黃銅等。
現(xiàn)在參考圖19和圖20，示出結(jié)合有伸長的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)302的開放式的直線運動軸承組件300。與圖13至圖18中示出的密閉式的實施例相比，開放式的直線運動軸承組件300要求其中形成有縱向延伸的開口的改進(jìn)的伸長的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)302。橫向凸緣304沿該開口被形成以輔助將單獨的滾珠保持器元件保持在開口內(nèi)。不同于該特定的變化，開放式直線運動軸承組件300與圖13至圖18中所示的密閉式軸承大致相同。滾珠保持器組件204保持五角形的形狀，然而一面被去除以將開口設(shè)置在直線運動軸承組件中。
該直線運動軸承設(shè)計使用新的過程而有效地和容易地被組裝。在一個實施例中，該過程包括提供單體式滾珠保持器組件(圖16)或替代地，提供以滾珠216和負(fù)載支承板220加載的多個單獨的滾珠保持器元件(圖15)。為了清晰，此處將參考由單獨的滾珠保持器元件組成的滾珠保持器組件來描述組裝過程。一旦滾珠保持器元件206與滾珠216和負(fù)載支承板220完全地組裝，它們同時地或者相繼地被定位在伸長的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)202中。優(yōu)選地，在滾珠保持器元件206的插入之前，一個端部限制元件228被固定在適當(dāng)位置。同樣地，諸如軸或滑軌的中心裝置可以被定位在伸長的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)202內(nèi)，以便于滾珠保持器元件206的準(zhǔn)確的放置。以此方式，直線運動軸承組件200可以被垂直地或大致垂直地定位以便于組裝。
在所有的已組裝的滾珠保持器元件206在被伸長的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)220的位置內(nèi)之后，剩余的端部限制元件228被設(shè)置在適當(dāng)位置，并且軸承組件200準(zhǔn)備好使用?？蛇x擇地，密封件232可以被安裝在伸長的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)202的任一縱向端部處，以保護(hù)軸承組件免于環(huán)境污染。
圖21是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實施例的直線運動軸承組件的透視圖。圖21中圖示的實施例以軸承滾珠的嵌套軌道代替軸承滾道的單個軌道以用于進(jìn)一步的負(fù)載支承能力。圖21中圖示的實施例是2×2的嵌套軌道構(gòu)造。圖21圖示兩對軌道。第一對運行于軌道2101和2103，并且第二對運行于軌道2102和2104。較深的打陰影的軸承滾珠是負(fù)載軸承滾珠并且較淺的打陰影的軸承滾珠是再循環(huán)的滾珠。每對軸承滾珠運行于與圖17中所示的成對的軌道支承板相似地成對的軌道支承板。
圖23是根據(jù)圖21的直線運動軸承組件的滾珠保持器部分的透視圖。如從圖23可以觀察，滾珠保持器部分2301被修改成容納2×2對的軸承滾珠。一對滾珠軌道2302被形成在滾珠保持器元件2301的每個外部表面中，并且包括由回轉(zhuǎn)部2308連接的負(fù)載滾珠軌道2304和返回軌道2306。每對滾珠軌道2303被形成有兩個同軸的滾珠軌道，內(nèi)部滾珠軌道2302a和外部滾珠軌道2302b。成對的軌道支承板(未示出)位于每個負(fù)載滾珠軌道2304的該對的內(nèi)部滾珠軌道2302a和外部滾珠軌道2302b上方。優(yōu)選地，返回軌道2306和回轉(zhuǎn)部2308被底切以便于將滾珠(未示出)維持在其中。在該實施例中，每個滾珠軌道2302的負(fù)載滾珠軌道2304設(shè)置成彼此相鄰。多個滾珠被布置在滾珠軌道2302中并且便于直線運動軸承組件沿滑軌的移動。
圖22是根據(jù)圖21中所示的實施例的直線運動軸承組件的橫截面圖。負(fù)載支承滾珠2202和2204被示出為接觸滑軌2212。成對的軌道支承板2206可以樞轉(zhuǎn)并且搖動成提供平衡加載以在所有的軌道上維持均勻的負(fù)載。再循環(huán)滾珠2210a和2210b被示出為未與滑軌2212接觸。軸承滾珠2202和2208運行于外部滾珠軌道2302b，并且軸承滾珠2204和2210運行于內(nèi)部滾珠軌道2302a。也示出外部殼體襯套2214。
圖24是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實施例的直線運動軸承組件的透視圖。圖24中圖示的實施例以軸承滾珠的嵌套的軌道代替軸承滾珠的單個的軌道，以用于進(jìn)一步的負(fù)載支承能力。圖24中圖示的實施例是3×3的嵌套軌道構(gòu)造。圖24圖示兩組軌道。第一組運行于軌道2401、2403和2405，并且第二組運行于軌道2402、2404和2406。同樣，較深的陰影的軸承滾珠是負(fù)載支承滾珠并且較淺的陰影的軸承滾珠是再循環(huán)滾珠。每組軸承滾珠運行于圖25中示出的軌道支承板上。
圖25是根據(jù)圖24的直線運動軸承組件的負(fù)載支承板的透視圖。直線運動軸承組件包括多個縱向延伸的負(fù)載支承板2506。一組平行的軸向凹槽2504被形成在負(fù)載支承板2506的內(nèi)表面中并且用作負(fù)載滾珠軌道的外部部分。在操作中，當(dāng)滾珠被布置在負(fù)載滾珠軌道中時，負(fù)載通過滾珠從滑軌被傳遞至負(fù)載支承板2506。負(fù)載支承板2506的外部表面2502沿其縱向長度是大致均勻的并且具有與伸長的支承板到殼體的中間承載結(jié)構(gòu)的內(nèi)部表面的曲率半徑基本對應(yīng)的曲率半徑。該構(gòu)造使得負(fù)載支承板2506的外部表面2502與伸長的負(fù)載支承板結(jié)構(gòu)的內(nèi)部表面之間的接觸最大化，由此增加直線運動軸承組件的效率和負(fù)載傳遞能力。
圖26是根據(jù)圖24的直線運動軸承組件的滾珠保持器部分的透視圖。如可以從圖26觀察，滾珠保持器部分2601被修改成容納3×3對的軸承滾珠。一組滾珠軌道2602被形成在滾珠保持器元件2601的每個外部表面中，并且包括由回轉(zhuǎn)部2608連接的負(fù)載滾珠軌道2604和返回軌道2606。每組滾珠軌道2603被形成有3個同軸的滾珠軌道，內(nèi)部滾珠軌道2602a、中間的滾珠軌道2602b和外部滾珠軌道2602c。圖25的三軌道支承板位于每個負(fù)載滾珠軌道2604的內(nèi)部滾珠軌道2602a、中間滾珠軌道2602b和外部滾珠軌道的組的上方。優(yōu)選地，返回軌道2606和回轉(zhuǎn)部2608被底切以便于將滾珠(未示出)維持在其中。在該實施例中，每個滾珠軌道2602的負(fù)載滾珠軌道2604設(shè)置成彼此相鄰。多個滾珠被布置在滾珠軌道2602中并且便于直線運動軸承組件沿滑軌的移動。
圖27是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實施例的直線運動軸承組件的透視圖。再次，在圖27中，示出2×2的嵌套軌道構(gòu)造。圖27與圖21的2×2的嵌套軌道構(gòu)造不同在于圖27中的實施例具有公共的返回路徑2701。帶有精密公差控制器或者切換裝置(例如，磁性引導(dǎo)門)的某特定的幾何體可以被用于確保滾珠進(jìn)入正確的路徑/通道或從正確的路徑/通道出來，以確保沒有滾珠移動的阻塞。該公共的返回使軸承能夠在給定的封套的情況下具有更多的被加載的工作滾珠。
盡管已經(jīng)參考若干示例性實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可進(jìn)行各種改變并且等同物可以代替本發(fā)明的元件。此外，在不脫離本發(fā)明的基本范圍的情況下，可以進(jìn)行許多變型以使具體情況或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，本發(fā)明旨在并不限于本文公開的任何具體示例性實施例。