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DE29600917U1 - Linear ball guide reinforced with regard to pressure - Google Patents

Linear ball guide reinforced with regard to pressure

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DE29600917U1
DE29600917U1 DE29600917U DE29600917U DE29600917U1 DE 29600917 U1 DE29600917 U1 DE 29600917U1 DE 29600917 U DE29600917 U DE 29600917U DE 29600917 U DE29600917 U DE 29600917U DE 29600917 U1 DE29600917 U1 DE 29600917U1
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guide
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balls
housing
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DE29600917U
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Hiwin Technologies Corp
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Hiwin Technologies Corp
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Publication of DE29600917U1 publication Critical patent/DE29600917U1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/0633Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides
    • F16C29/0635Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end
    • F16C29/0638Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls
    • F16C29/0642Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls with four rows of balls
    • F16C29/0647Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls with four rows of balls with load directions in X-arrangement

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Description

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Hinsichtlich Druckbeanspruchung verstärkte lineare Kugelführung
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Linear ball guide reinforced with regard to compressive stress

Die Erfindung betrifft eine lineare Kugelführung, insbesondere eine hinsichtlich Druckbeanspruchung verstärkte lineare Kugelführung mit vier Reihen Kugellagern.The invention relates to a linear ball guide, in particular a linear ball guide reinforced with respect to compressive stress with four rows of ball bearings.

Lineare Kugelführungen werden schon lange in Präzisionsmaschinen und -instrumenten eingesetzt. Die heute auf dem Markt befindlichen linearen Kugelführungen können grob nach der Anzahl der Reihen von Kugellagern in 2-reihige, 4-reihige und 6-reihige lineare Kugelführungen eingeordnet werden, wobei die 4-reihigen am häufigsten vertreten sind. Die heute üblichen 4-reihigen linearen Kugelführungen können im wesentlichen in drei Kategorien eingeteilt werden.Linear ball guides have long been used in precision machinery and instruments. The linear ball guides on the market today can be roughly classified according to the number of rows of ball bearings into 2-row, 4-row and 6-row linear ball guides, with 4-row being the most common. The 4-row linear ball guides commonly used today can essentially be divided into three categories.

In der ersten Kategorie (siehe Fig. 15) stehen die Belastungsrichtungen der benachbarten Kugelreihen 11 senkrecht zueinander und die Verlängerungslinien der Belastungsrichtungen der jeweils seitlich benachbarten Kugelreihen 11, 12 kreuzen einander an der dem Führungskörper zugewandten Seite der Führungsbahnen in Punkt A.In the first category (see Fig. 15), the load directions of the adjacent rows of balls 11 are perpendicular to each other and the extension lines of the load directions of the laterally adjacent rows of balls 11, 12 cross each other on the side of the guideways facing the guide body at point A.

In der zweiten Kategorie (siehe Fig. 16) stehen die Belastungsrichtungen der benachbarten Kugelreihen 13 senkrecht zueinander, aber die Verlängerungslinien der Belastungsrichtungen der jeweils an den Seiten benachbarten Kugelreihen 13, 14 kreuzen einander an der dem Führungskörper abgewandten Seite der Führungsbahnen in Punkt B.In the second category (see Fig. 16), the load directions of the adjacent rows of balls 13 are perpendicular to each other, but the extension lines of the load directions of the adjacent rows of balls 13, 14 on the sides cross each other on the side of the guideways facing away from the guide body at point B.

In der dritten Kategorie (siehe Fig. 17) sind die Belastungsrichtungen der oberen beiden Kugelreihen 15 gleich, nämlich in senkrechter Richtung, und die Belastungsrichtungen der unteren Kugellagerreihen an beiden Seiten 16 bilden mit den oberen Kugellagerreihen jeweils einen 120° - Winkel, und kreuzen einander etwa zwischen den oberen Kugelreihen.In the third category (see Fig. 17), the load directions of the upper two rows of balls 15 are the same, namely in the vertical direction, and the load directions of the lower rows of ball bearings on both sides 16 form a 120° angle with the upper rows of ball bearings and cross each other approximately between the upper rows of balls.

Die herkömmlichen linearen Kugelführungen der ersten und der zweiten Kategorie weisen in den vier waagerechten undThe conventional linear ball guides of the first and second categories have in the four horizontal and

senkrechten Richtungen gleiche Belastbarkeit auf, sogar bei Zugkraft nach oben hat das Gleitstück 1 eine sehr hohe Steifigkeit.The sliding piece 1 has the same load capacity in vertical directions, even when subjected to upward tensile force.

Die Führung muß im allgemeinen nur selten eine reine Zugkraft nach oben abtragen; meist ist der größte Wert der abzutragenden Zugkraft nach oben kleiner als die Druckkraft nach unten: Das Gleitstück ist vor allem Druck nach unten und in seitliche Richtung ausgesetzt.In general, the guide rarely has to absorb a pure upward tensile force; usually the greatest value of the upward tensile force to be absorbed is smaller than the downward compressive force: the sliding piece is mainly exposed to downward and lateral pressure.

Leider beträgt jedoch, wenn die Belastung von oben gleich der von der Seite ist, die zulässige Belastung der linearen Kugelführungen dieser beiden Kategorien nur 70% der seitlich zulässigen Belastung.Unfortunately, when the load from above is equal to that from the side, the allowable load of the linear ball guides of these two categories is only 70% of the allowable side load.

Lineare Kugelführungen der dritten Kategorie haben zwar bei Druck nach unten sehr gute Belastbarkeit und können auch einigen seitlichen Druck gut aushalten; wegen der geringeren Steifigkeit bei seitlicher Beanspruchung wird jedoch die Genauigkeit der Position des Gleitstücks mangelhaft, und die Führungsschiene 7 und das Gleitstück 1 dieser Kategorie erfordern beim Polieren wenigstens zwei Bearbeitungsachsen, wodurch nicht nur die Fertigungsmaschine komplizierter wird, sondern auch die korrekte Positionierung der beiden Achsen recht schwierig ist.Linear ball guides of the third category have very good load capacity under downward pressure and can also withstand some lateral pressure well; however, due to the lower rigidity under lateral stress, the accuracy of the position of the slider becomes poor, and the guide rail 7 and the slider 1 of this category require at least two processing axes during polishing, which not only makes the manufacturing machine more complicated, but also makes the correct positioning of the two axes quite difficult.

Fig. 17 zeigt eine herkömmliche lineare Kugelführung der dritten Kategorie. Diese hat zwar bei reiner Druckbelastung nach unten eine sehr gute Tragkraft, aber die seitliche Steifigkeit ist mangelhaft und kann die Anforderungen an die Maschine bei schweren seitlichen Lasten nur unbefriedigend erfüllen, und bei der Herstellung der Führung der dritten Kategorie ist das Polieren relativ schwierig durchzuführen. Fig. 18 zeigt, daß zum Polieren der Führungsbahnen 3 Bearbeitungsachsen gebraucht werden; wegen der beiden Rillen der Kugelreihen u oben und der beiden seitlichen Rillen der Kugelreihen s ist das Anpassen an der entsprechenden Stelle nicht einfach und führt des öfteren dazu, daß dieFig. 17 shows a conventional linear ball guide of the third category. Although this has a very good load-bearing capacity under pure downward pressure, the lateral rigidity is inadequate and cannot satisfactorily meet the requirements of the machine under heavy lateral loads, and polishing is relatively difficult to carry out when manufacturing the guide of the third category. Fig. 18 shows that 3 machining axes are needed to polish the guideways; due to the two grooves of the ball rows u at the top and the two lateral grooves of the ball rows s, adjustment at the corresponding point is not easy and often leads to the

Belastungsrichtung der Führungskugeln nach der Montage nicht in die ursprünglich geplanten Richtungen weist.The load direction of the guide balls after assembly does not point in the originally planned directions.

Ziel der Erfindung ist, eine hinsichtlich Druckbeanspruchung verstärkte lineare Kugelführung zu schaffen, deren Belastungsrichtungen für die oberen beiden Kugelreihen einen Winkel von etwa 60° bilden, während die Verlängerungslinien der Belastungsrichtungen einander unter dem Gleitstück kreuzen.The aim of the invention is to create a linear ball guide which is reinforced with regard to compressive stress and whose load directions for the upper two rows of balls form an angle of approximately 60°, while the extension lines of the load directions cross each other under the sliding piece.

Die Belastungsrichtungen der beiden seitlichen unteren Kugellagerreihen bilden mit der Horizontalen einen Winkel von etwa 30° und mit den Belastungsrichtungen der oberen Kugellagerreihen einen Winkel von etwa 90°. Erste Testversuche haben gezeigt, daß bei reiner Druckbelastung von oben die Belastbarkeit im Vergleich mit Führungen der ersten und der zweiten Kategorie um etwa 22% zunimmt und die Steifigkeit um etwa 40% zunimmt. Bei gleichzeitiger Belastung von oben und den Seiten, und wenn die Belastungsrichtung und die Vertikale einen Winkel zwischen 0° und 80° bilden, ist die Belastbarkeit um ca.The load directions of the two lower lateral rows of ball bearings form an angle of around 30° with the horizontal and an angle of around 90° with the load directions of the upper rows of ball bearings. Initial tests have shown that with pure pressure loading from above, the load capacity increases by around 22% compared to guides in the first and second categories and the rigidity increases by around 40%. With simultaneous loading from above and the sides, and when the load direction and the vertical form an angle between 0° and 80°, the load capacity is increased by approx.

3,7% bis 22% erhöht. Bei Zugkraft nach oben ist die erfindungsgemäße Führung vergleichbar mit einer Führung der dritten Kategorie, d.h. die Belastbarkeit ist deutlich geringer als die der Führungen der ersten und der zweiten Kategorie.3.7% to 22%. When pulling upwards, the guide according to the invention is comparable to a guide of the third category, i.e. the load capacity is significantly lower than that of the guides of the first and second categories.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine oben beschriebene hinsichtlich Druckbeanspruchung verstärkte lineare Kugelführung zu schaffen, bei der das Rotationssystem der Kugeln verbessert werden kann. Auf Endplatten und FührungsSegmenten sind jeweils vorspringende bogenförmige Laufflächen angeordnet, und an beiden Enden der Rotationsöffnungen und der Kugelrillen des Gleitstücks ist jeweils eine kreisförmige Senkung angeordnet, wodurch bei Montage der Endplatten und der Führungssegmente an dem Gleitstück die bogenförmigen Laufflächen auf den Endplatten und den FührungsSegmenten genau in die kreisförmigen Senkungen des Gleitstücks eingreifen. Weil die Rotationsöffnungen und die kreisförmigen Senkungen bei der Herstellung präzise gefertigt werden können, kann mittels dieser kreisförmigen Senkungen eine sehr genaue Positionierung von Endplatten und FührungsSegmentenAnother object of the invention is to provide a linear ball guide as described above, reinforced with respect to pressure stress, in which the rotation system of the balls can be improved. Projecting arcuate running surfaces are arranged on end plates and guide segments, and a circular counterbore is arranged at both ends of the rotation openings and the ball grooves of the slider, whereby when the end plates and the guide segments are mounted on the slider, the arcuate running surfaces on the end plates and the guide segments engage precisely in the circular counterbores of the slider. Because the rotation openings and the circular counterbores can be manufactured precisely during production, very precise positioning of end plates and guide segments can be achieved by means of these circular counterbores.

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erreicht werden und dadurch das Rotieren der Kugeln erleichtert werden. Um den Einlauf der Kugeln der Kugelrille in das Verbindungsstück, das die Kugelrille und den Rotationskanal verbindet, zu erleichtern, lassen sich bei der Montage verbindungsstückseitige VorSprünge der Endplatten in das Gleitstück einführen, so daß die Kugeln beim Übergang zwischen Kugelrillen und Verbindungsstück leicht laufen können.can be achieved and the rotation of the balls can be made easier. In order to facilitate the entry of the balls of the ball groove into the connecting piece, which connects the ball groove and the rotation channel , projections of the end plates on the connecting piece side can be introduced into the sliding piece during assembly so that the balls can run easily at the transition between the ball grooves and the connecting piece.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert:The present invention is explained in more detail below using exemplary embodiments in conjunction with the drawings:

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer linearen Kugelführung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 15Fig. 1 is a schematic representation of a linear ball guide according to an embodiment of the invention; 15

Fig. 2 zeigt im Vergleich die Belastbarkeit von linearen Kugelführungen der Erfindung und von 4-reihigen linearen Kugelführungen der ersten und der zweiten Kategorie;Fig. 2 shows a comparison of the load capacity of linear ball guides of the invention and of 4-row linear ball guides of the first and second categories;

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der polierten Führungsbahnen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;Fig. 3 is a schematic representation of the polished guideways according to an embodiment of the invention;

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung;
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Fig. 4 is a perspective view of an embodiment of the invention;
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Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht des Gleitstücks gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;Fig. 5 is a perspective view of the slider according to an embodiment of the invention;

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht einer Endplatte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;Fig. 6 is a perspective view of an end plate according to an embodiment of the invention;

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Führungssegments gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;Fig. 7 is a perspective view of a guide segment according to an embodiment of the invention;

Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht des Oberteils eines Kugelgehäuses gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;Fig. 8 is a perspective view of the top of a ball housing according to an embodiment of the invention;

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Seitenteils einesFig. 9 is a perspective view of a side part of a

Kugelgehäuses gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;Ball housing according to an embodiment of the invention;

Fig. 10 ist die Vorderansicht eines Gleitstücks gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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Fig. 10 is a front view of a slider according to an embodiment of the invention;
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Fig. 11 ist eine Vorderansicht eines Gleitstücks mit Gehäuse-Oberteil und Gehäuse-Seitenteilen des Kugelgehäuse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;Fig. 11 is a front view of a slider with housing top and housing sides of the ball housing according to an embodiment of the invention;

Fig. 12 ist eine perspektivische Darstellung einer Endplatte mit eingesetzten FührungsSegmenten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;Fig. 12 is a perspective view of an end plate with inserted guide segments according to an embodiment of the invention;

Fig. 13 ist eine perspektivische Darstellung des Gleitstücks mit eingesetzten FührungsSegmenten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;Fig. 13 is a perspective view of the slider with inserted guide segments according to an embodiment of the invention;

Fig. 14 ist eine Teilansicht des Gleitstücks mit eingesetzter Endplatte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 20Fig. 14 is a partial view of the slider with the end plate inserted according to an embodiment of the invention; 20

Fig. 15 ist eine schematische Darstellung einer herkömmlichen linearen Kugelführung der ersten Kategorie;Fig. 15 is a schematic diagram of a conventional linear ball guide of the first category;

Fig. 16 ist eine schematische Darstellung einer herkömmlichen linearen Kugelführung der zweiten Kategorie;Fig. 16 is a schematic diagram of a conventional linear ball guide of the second category;

Fig. 17 ist eine schematische Darstellung einer herkömmlichen linearen Kugelführung der dritten Kategorie;Fig. 17 is a schematic diagram of a conventional third category linear ball guide;

Fig. 18 ist eine schematische Darstellung der polierten Führungsbahnen einer herkömmlichen linearen Kugelführung der dritten Kategorie;Fig. 18 is a schematic diagram of the polished guideways of a conventional third-category linear ball guide;

Fig. 19 A ist eine schematische Darstellung der Belastung bei direktem Druck von oben auf das Gleitstück gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;Fig. 19A is a schematic representation of the load when pressure is applied directly from above to the slider according to an embodiment of the invention;

Fig. 19 B ist eine sqhenjatische Darstellung^ der Belastung beiFig. 19 B is a square diagram of the load at

direktem Druck von oben auf das Gleitstück von herkömmlichen linearen Kugelführungen der ersten und der zweiten Kategorie.direct pressure from above on the slider of conventional linear ball guides of the first and second categories.

Fig. 1 und Fig. 4 zeigen eine erfindungsgemäße 4-reihige hinsichtlich Druckbeanspruchung verstärkte lineare Kugelführung, die aufweist: eine Führungsschiene 7, ein Gleitstück 1, zwei Endplatten 2, acht Führungssegmente 3, ein Gehäuse-Oberteil 4, zwei Gehäuse-Seitenteile 5, zwei Abdeckungen 8 sowie mehrere Kugeln. Das Profil der Führungsschiene 7 ist im mittleren Bereich schmal, die Unterseite der Führungsschiene ist eben; an der beidseitig vorspringenden Oberseite der Führungsschiene befinden sich jeweils ober- und unterhalb bogenförmige Kugelrillen, deren Radius etwas größer ist als der Radius der Kugeln. Die Belastungsrichtungen der beiden Kugelreihen 17 an der Oberseite der Führungsschiene 7 bilden einen Winkel Ol von etwa 60°, die Verlängerungslinien der Belastungsrichtungen kreuzen sich unterhalb der Führungsschiene in Punkt C. Die 0 Belastungsrichtungen der beiden unteren seitlichen Kugelreihen 18 bilden mit der Horizontale einen Winkel 03 von etwa 30° und mit den Belastungsrichtungen der oberen Kugelreihen 17 jeweils einen Winkel 02 von etwa 9 0°.Fig. 1 and Fig. 4 show a 4-row linear ball guide according to the invention which is reinforced with respect to compressive stress and which has: a guide rail 7, a sliding piece 1, two end plates 2, eight guide segments 3, a housing upper part 4, two housing side parts 5, two covers 8 and several balls. The profile of the guide rail 7 is narrow in the middle area, the underside of the guide rail is flat; on the upper side of the guide rail, which protrudes on both sides, there are arched ball grooves above and below, the radius of which is slightly larger than the radius of the balls. The loading directions of the two rows of balls 17 on the upper side of the guide rail 7 form an angle Ol of approximately 60°, the extension lines of the loading directions intersect below the guide rail at point C. The 0 loading directions of the two lower lateral rows of balls 18 form an angle 03 of approximately 30° with the horizontal and an angle 02 of approximately 9 0° with the loading directions of the upper rows of balls 17.

Wenn auf das Gleitstück 1 reiner Druck von oben ausgeübt wird, werden nur die beiden Kugelreihen 17 an der Oberseite der Führungsschiene 7 belastet, weil die Belastungsrichtungen der Kugeln und die Druckrichtung den halben Winkel 01, nämlich etwa 30° bilden (s. dazu Fig. 19 A), deshalb beträgt nach dem Sinus-Gesetz für die ganze Führung die zulässige Belastung in der Lauffläche das 1,73-fache der zulässigen vertikalen Belastung einer Kugelreihe. Im Vergleich zu herkömmlichen Führungen der ersten und der zweiten Kategorie (siehe dazu Fig. 19 B), ist die Belastbarkeit der Vorrichtung gemäß der Erfindung um etwa 22% höher; wenn Belastungsrichtung und vertikale Druckbelastung einen Winkel von 30° bilden, beträgt wegen drei belastbaren Kugelreihen die zulässige Belastbarkeit etwa das 1,074-fache einer Kugelreihe; im V^rgie^ch^zu.herkömmlichen Führungen derIf pure pressure is exerted on the slider 1 from above, only the two rows of balls 17 on the top of the guide rail 7 are loaded, because the loading directions of the balls and the pressure direction form half the angle 01, namely about 30° (see Fig. 19 A). Therefore, according to the sine law, the permissible load in the running surface for the entire guide is 1.73 times the permissible vertical load of a row of balls. Compared to conventional guides of the first and second categories (see Fig. 19 B), the load capacity of the device according to the invention is about 22% higher; if the loading direction and the vertical pressure load form an angle of 30°, the permissible load capacity is about 1.074 times that of a row of balls due to three loadable rows of balls; compared to conventional guides of the

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ersten und der zweiten Kategorie ist die Belastbarkeit um etwa 4% höher (bei Einbeziehung von geometrischen Faktoren kann die Belastbarkeit um ein weiteres erhöht werden, d.h. durch Einbeziehung eines Form-Koeffizienteni der Form-Koeffizient zeigt den Vergleichswert der Belastung von Kurvenradius Ra der Kugelrillen und Kugeldurchmesser Dw und ist Ra/Dw).In the first and second categories, the load capacity is approximately 4% higher (if geometric factors are taken into account, the load capacity can be increased by a further factor, i.e. by including a shape coefficient. The shape coefficient shows the comparative value of the load of the curve radius Ra of the ball grooves and the ball diameter Dw and is Ra/Dw).

Für zulässige Belastbarkeiten bei anderen Winkeln siehe Fig. 2. Die durchgehenden Linien zeigen die Spanne der Belastbarkeit der vorliegenden Erfindung, die gestrichelten Linien zeigen die Spanne der Belastbarkeit von herkömmlichen Führungen der ersten und der zweiten Kategorie, die x-Achse bezeichnet die Horizontale, die y-Achse die Vertikale. Bei Belastung von oben und der Seiten und innerhalb eines von der Belastungsrichtung mit der Vertikalen gebildeten Winkels von 0° bis 80° ist die Belastbarkeit um etwa 3,7% bis 22% erhöht.For permissible load capacities at other angles, see Fig. 2. The solid lines show the load capacity range of the present invention, the dashed lines show the load capacity range of conventional guides of the first and second categories, the x-axis indicates the horizontal, the y-axis the vertical. When loaded from above and sides and within an angle of 0° to 80° formed by the loading direction with the vertical, the load capacity is increased by approximately 3.7% to 22%.

Bei reinem Druck von oben steht die Steifigkeit der Führung mit verschiedenen Faktoren in Zusammenhang: Kugeldurchmesser, Anzahl der belasteten Kugeln, Vorspannung, Belastungsrichtung der Kugeln, Material sowie Form-Koeffizient. Wenn man nur die Belastungsrichtung der Kugeln untersucht, ist die Steifigkeit im Vergleich zu Führungen der ersten und der zweiten Kategorie um 40% erhöht. Ein Nachteil von herkömmlichen linearen Kugelführungen ist ihre geringe Steifigkeit, und bei verbesserter Steifigkeit könnte der Einsatz von linearen Kugelführungen vor allem in der Industrie vermehrt werden.With pure pressure from above, the stiffness of the guide is related to various factors: ball diameter, number of loaded balls, preload, load direction of the balls, material and shape coefficient. If only the load direction of the balls is examined, the stiffness is increased by 40% compared to guides in the first and second categories. A disadvantage of conventional linear ball guides is their low stiffness, and with improved stiffness, the use of linear ball guides could be increased, especially in industry.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung des Profils einer erfindungsgemäßen polierten Führungsschiene? sie erfordert nur zwei Bearbeitungsachsen, die korrekte Positionierung der Achsen kann genauer gesteuert werden, und dadurch können Kosten gesenkt werden.Fig. 3 is a schematic representation of the profile of a polished guide rail according to the invention; it requires only two machining axes, the correct positioning of the axes can be controlled more precisely, and thus costs can be reduced.

Siehe Fig. 4, 9, 10 und 11. Fig. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäße Führung. Um das Rotationssystem der Kugeln zu verbessern, bietet die Erfindung eine neue Ausgestaltung fur^da^s Rotationssystem: Endplatten 2See Fig. 4, 9, 10 and 11. Fig. 4 shows a perspective view of a guide according to the invention. In order to improve the rotation system of the balls, the invention offers a new design for the rotation system: End plates 2

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(Fig. 6) und Führungssegmente 3(Fig. 6) and guide segments 3

(Fig. 7) haben jeweils auf der Oberseite eine bogenförmige Wand 2a und 3a; auf dem Gleitstück 1 (Fig. 5) sind kreisförmige Senkungen Ie und If an jeweils beiden Enden der Rotationskanäle Id und der entsprechenden Kugelrillen Ic ausgearbeitet, wodurch beim Zusammensetzen von Endplatten 2, FührungsSegmenten 3 und Gleitstück 1 die bogenförmigen Wände 2a und 3a auf den Endplatten 2 und FührungsSegmenten 3 genau in die jeweils entsprechenden kreisförmigen Senkungen Ie und If des Gleitstücks 1 eingreifen. Weil die Rotationskanäle Id und die kreisförmigen Senkungen Ie und If bei der Herstellung präzise gefertigt werden können und die Endplatten 2 sowie die Führungssegmente 3 mittels der kreisförmigen Öffnungen Ie und If positioniert werden, kann die Führung genau montiert und dadurch die Rotation der Kugeln verbessert werden (siehe dazu Fig. 12, 17 und 18).(Fig. 7) each have an arcuate wall 2a and 3a on the top; on the slider 1 (Fig. 5), circular recesses Ie and If are machined at both ends of the rotation channels Id and the corresponding ball grooves Ic, whereby when assembling the end plates 2, guide segments 3 and slider 1, the arcuate walls 2a and 3a on the end plates 2 and guide segments 3 engage precisely in the corresponding circular recesses Ie and If of the slider 1. Because the rotation channels Id and the circular recesses Ie and If can be precisely manufactured during manufacture and the end plates 2 and the guide segments 3 are positioned by means of the circular openings Ie and If, the guide can be assembled precisely and the rotation of the balls can be improved (see Fig. 12, 17 and 18).

Um den Einlauf der Kugeln aus der Kugelrille in das Verbindungsstück 2g (siehe Fig. 6) zu verbessern, wird der Vorsprung 2h der Endplatte 2 beim Zusammensetzen in das Gleitstück 1 eingeführt, und somit können die Kugeln in der Kugelrille Ic und Verbindung 2g leicht rotieren. Weil der Vorsprung 2h ausreichend dick sein muß, um nicht zu brechen, hat der mittlere Bereich der Führungsschiene 7 eine Aussparung 7c (siehe dazu Fig. 1 und 8), die es erlaubt, den Vorsprung 2h dicker zu gestalten.In order to improve the entry of the balls from the ball groove into the connecting piece 2g (see Fig. 6), the projection 2h of the end plate 2 is introduced into the sliding piece 1 during assembly, and thus the balls can easily rotate in the ball groove 1c and connection 2g. Because the projection 2h must be sufficiently thick so as not to break, the middle area of the guide rail 7 has a recess 7c (see Fig. 1 and 8), which allows the projection 2h to be made thicker.

Das genaue Zusammenpassen der kreisförmigen Öffnung Ie der Rotationskanäle Id und der bogenförmigen Wand 2a erlaubt ein präzises Positionieren; die lockere Verbindung von kreisförmiger Senkung If der Kugelrille Ic und dem Vorsprung 2h erlaubt eine bequeme Montage der Endplatten 2 und des Gleitstücks 1. Führungssegmente 3 (Fig. 7 ) und Gleitstück 1 (Fig. 5) werden durch die bogenförmige Wand 3a positioniert, und um zu verhindern, daß Führungssegmente 3 von der Endplatte 2 fallen, befinden sich auf den Endplatten 2 kreisförmige Senkungen 2f (siehe Fig. 5), in die die kreisförmige Basis 3b der Führungs segmente 3. genau einqxeijEt, wodurch Endplatten 2The precise matching of the circular opening Ie of the rotation channels Id and the arcuate wall 2a allows precise positioning; the loose connection of the circular counterbore If of the ball groove Ic and the projection 2h allows convenient assembly of the end plates 2 and the slider 1. Guide segments 3 (Fig. 7 ) and slider 1 (Fig. 5) are positioned by the arcuate wall 3a, and in order to prevent guide segments 3 from falling off the end plate 2, there are circular counterbores 2f (see Fig. 5) on the end plates 2, into which the circular base 3b of the guide segments 3 fits precisely, whereby end plates 2

und Führungssegmente 3 in der korrekten Position befestigt werden können.and guide segments 3 can be fastened in the correct position.

Um zu verhindern, daß beim Auseinandernehmen von Gleitstück 1 und Führungsschiene 7 die Kugeln aus den Kugelrillen des Gleitstücks fallen, weist die lineare Kugelführung der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse-Oberteil 4 (siehe Fig. 8) und zwei Gehäuse-Seitenteile 5 (siehe Fig. 9) auf. Das Gehäuse-Oberteil 4 wird mittels Schrauben durch die beiden Schraubenlöcher 4a und die Schraubenlöcher Ig des Gleitstücks (siehe Fig. 10) fixiert. Durch die jeweils abgeschrägten beiden Seitenflächen 4b wird verhindert, daß die Kugeln der oberen Reihe 17 herausfallen. Die beiden Gehäuse-Seitenteile 5 werden ebenfalls mittels Schrauben durch die Schraubenlöcher 5c auf den Seitenteilen und die Schraubenlöcher lh auf dem Gleitstück 1 (siehe Fig. 10) befestigt. Der bogenförmige Rand 5a auf den Gehäuse-Seitenteilen 5 verhindert, daß die Kugeln herunterfallen. Die Vorsprünge 5b greifen nach der Montage der Führung genau zwischen den VorSprüngen 2h und den VorSprüngen 2b der Endplatten 2 ein (siehe dazu Fig. 6), um die Stabilität der Gehäuse-Seitenteile 5 zu erhöhen. Fig. 11 zeigt, daß die schrägen keilförmigen Vorsprünge 2b der Gehäuse-Seitenteile entfallen können und dafür Aussparungen in den Gehäuse-Seitenteilen vorgesehen werden können.In order to prevent the balls from falling out of the ball grooves of the slider when the slider 1 and the guide rail 7 are disassembled, the linear ball guide of the present invention has a housing upper part 4 (see Fig. 8) and two housing side parts 5 (see Fig. 9). The housing upper part 4 is fixed by means of screws through the two screw holes 4a and the screw holes Ig of the slider (see Fig. 10). The two beveled side surfaces 4b prevent the balls of the upper row 17 from falling out. The two housing side parts 5 are also fastened by means of screws through the screw holes 5c on the side parts and the screw holes lh on the slider 1 (see Fig. 10). The curved edge 5a on the housing side parts 5 prevents the balls from falling down. After the guide has been installed, the projections 5b engage exactly between the projections 2h and the projections 2b of the end plates 2 (see Fig. 6) in order to increase the stability of the housing side parts 5. Fig. 11 shows that the slanted wedge-shaped projections 2b of the housing side parts can be omitted and that recesses can be provided in the housing side parts instead.

Siehe Fig. 4. Um zu verhindern, daß Fremdkörper in das Rotationssystem der Führung dringen, befinden sich Abdeckungen 8 auf den Endplatten 2. Um die Gleitfähigkeit der Führung zu verbessern, ist eine Schmiervorrichtung 9 auf der Abdeckung 8 mittels Schraubenloch 2d auf der Endplatte 2 fixiert (siehe Fig. 6) und auf den Endplatten 2 befindet sich ein Schmierkanal 2e. Die Abdeckung 8 ist mittels Schraube 10 durch ein Loch in Abdeckung 8 und Loch 2c auf der Endplatte 2 in einer Gewindebohrung Ib an dem Gleitstück 1 befestigt.See Fig. 4. To prevent foreign objects from entering the rotation system of the guide, there are covers 8 on the end plates 2. To improve the sliding ability of the guide, a lubricating device 9 is fixed on the cover 8 by means of a screw hole 2d on the end plate 2 (see Fig. 6) and there is a lubricating channel 2e on the end plates 2. The cover 8 is attached to the slider 1 by means of a screw 10 through a hole in the cover 8 and hole 2c on the end plate 2 in a threaded hole 1b.

Claims (3)

• ·* I 10 10 Schutzansprüche• ·* I 10 10 Protection claims 1. Hinsichtlich Druckbeanspruchung verstärkte lineare Kugelführung mit vier Kugelreihen, die aufweist:1. Reinforced linear ball guide with four rows of balls, which has the following characteristics: eine Führungsschiene, ein Gleitstück, zwei Endplatten, acht Führungssegmente, ein Gehäuse-Oberteil, zwei Gehäuse-Seitenteile, zwei Abdeckungen sowie mehrere Kugeln, dadurch gekennzeichnet, daßa guide rail, a sliding piece, two end plates, eight guide segments, a housing upper part, two housing side parts, two covers and several balls, characterized in that das Profil der Führungsschiene im mittleren Bereich schmal und die Unterseite der Führungsschiene eben ist; daß sich an der beidseitig vorspringenden Oberseite der Führungsschiene jeweils oben und unten bogenförmige Kugelrillen befinden, deren Radius etwas größer ist als der Radius der Kugeln; daß die Belastungsrichtungen der beiden oberen Kugelrillen einen Winkel von etwa 60° bilden, und die Belastungsrichtungen der oberen und der unteren Kugelrille einer Seite jeweils einen Winkel von etwa 90° bilden;
daß sich auf dem Gleitstück vier Rotationskanäle und vier Kugelrillen befinden; sich an den Rotationskanälen und den Kugelrillen an den beiden Seiten je eine kreisförmige Senkung befindet, für die eine jeweils entsprechende bogenförmige Wand auf den Endplatten und den FührungsSegmenten vorhanden ist; sich auf den Endplatten vier halbkreisähnliche Verbindungsstücke befinden, durch die die Kugeln von den Kugelrillen in die Rotationskanäle laufen können; diese halbkreisähnlichen Verbindungen einen bogenförmigen Rand aufweisen, wobei sie nicht unbedingt flach sein müssen; Endplatten und Verbindungsstücke der Rotationskanäle bogenförmige Wände aufweisen, die in die kreisförmigen Öffnungen des Gleitstücks eingreifen und die genaue Position fixieren; die Verbindungen der Endplatten nahe der Kugelrillen Vorsprünge aufweisen, die beim Zusammensetzen von Endplatten und Gleitstück in das Gleitstück eingreifen; jedes Führungssegment eine kreisförmige Basis aufweist und auf den Endplatten entsprechende kreisförmige Senklöcher vorgesehen sind, wobei die jeweilige Basis der Führungssegmente genau in die Senklöcher der Endplatten eingreifen kann; sich auf jedem
the profile of the guide rail is narrow in the middle area and the underside of the guide rail is flat; that on the upper side of the guide rail, which projects on both sides, there are curved ball grooves at the top and bottom, the radius of which is slightly larger than the radius of the balls; that the loading directions of the two upper ball grooves form an angle of approximately 60°, and the loading directions of the upper and lower ball grooves on one side each form an angle of approximately 90°;
that there are four rotation channels and four ball grooves on the sliding piece; there is a circular countersink on each of the rotation channels and the ball grooves on both sides, for which there is a corresponding curved wall on the end plates and the guide segments; there are four semicircular connecting pieces on the end plates through which the balls can run from the ball grooves into the rotation channels; these semicircular connections have a curved edge, although they do not necessarily have to be flat; end plates and connecting pieces of the rotation channels have curved walls which engage in the circular openings of the sliding piece and fix the exact position; the connections of the end plates near the ball grooves have projections which engage in the sliding piece when the end plates and sliding piece are put together; each guide segment has a circular base and corresponding circular countersunk holes are provided on the end plates, whereby the respective base of the guide segments can engage exactly in the countersunk holes of the end plates; on each
11 1111 11 Führungssegment zwei bogenförmige Wände befinden, die jeweils in die Rotationskanäle und die kreisförmigen Öffnungen an beiden Enden der Kugelrillen des Gleitstücks eingreifen; sich an beiden unteren Seiten des Gleitstücks Gehäuse-Seitenteile befinden, deren bogenförmige Begrenzung verhindert, daß beim Trennen des Gleitstücks und der Führungsschiene die Kugeln aus dem Gleitstück fallen; sich an beiden Enden der Gehäuse-Seitenteile schräge konusförmige Vorsprünge befinden, die in die Endplatten auf beiden Seiten des Gleitstücks eingreifen, so daß die Stabilität des Kugelgehäuses vergrößert ist; die Gehäuse-Seitenteile mittels mehrerer Schrauben auf dem Gleitstück befestigt sind, sich entsprechende Schraublöcher auf den Gehäuse-Seitenteilen und dem Gleitstück befinden; auf dem Gleitstück unten mittig das Gehäuse-Oberteil befestigt ist, dessen beiden abgeschrägten Seiten verhindern, daß die Kugeln der oberen der beiden Reihen herausfallen können; das Gehäuse-Oberteil ebenfalls mit mehreren Schrauben am Gleitstück fixiert ist, sich entsprechende Schraublöcher auf dem Gehäuse-Oberteil und dem Gleitstück befinden; und auf beiden Außenseiten der Endplatten jeweils eine Abdeckung angebracht ist.There are two curved walls on the guide segment, each of which engages in the rotation channels and the circular openings at both ends of the ball grooves of the slider; There are housing side parts on both lower sides of the slider, the curved border of which prevents the balls from falling out of the slider when the slider and the guide rail are separated; There are inclined conical projections on both ends of the housing side parts, which engage in the end plates on both sides of the slider, so that the stability of the ball housing is increased; The housing side parts are attached to the slider by means of several screws, and there are corresponding screw holes on the housing side parts and the slider; The housing top part is attached to the slider in the middle at the bottom, the two bevelled sides of which prevent the balls of the upper of the two rows from falling out; the upper part of the housing is also fixed to the sliding piece with several screws, there are corresponding screw holes on the upper part of the housing and the sliding piece; and a cover is attached to both outer sides of the end plates.
2. Hinsichtlich Druckbeanspruchung verstärkte lineare Kugelführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die halbkreisähnlichen Verbindungsatücke auf den Endplatten einfache halbkreisförmige Passagen sind.2. A compression-strengthened linear ball guide according to claim 1, characterized in that the semicircular connecting parts on the end plates are simple semicircular passages. 3. Hinsichtlich Druckbeanspruchung verstärkte lineare Kugelführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen keilförmigen Vorsprünge der Gehäuse-Seitenteile weggelassen sind und die Gehäuse-Seitenteile durch Stanzen hergestellt sind.3. Linear ball guide reinforced with respect to compressive stress according to claim 1, characterized in that the oblique wedge-shaped projections of the housing side parts are omitted and the housing side parts are manufactured by punching.
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