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DE102007048132B3 - Kugelrolleneinheit und Verfahren zu ihrer Montage - Google Patents

Kugelrolleneinheit und Verfahren zu ihrer Montage Download PDF

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DE102007048132B3
DE102007048132B3 DE200710048132 DE102007048132A DE102007048132B3 DE 102007048132 B3 DE102007048132 B3 DE 102007048132B3 DE 200710048132 DE200710048132 DE 200710048132 DE 102007048132 A DE102007048132 A DE 102007048132A DE 102007048132 B3 DE102007048132 B3 DE 102007048132B3
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Bertram Dr. Tretter
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Dr Erich Tretter Maschinenelemente & Co GmbH
ERICH TRETTER MASCHINENELEMENT
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Dr Erich Tretter Maschinenelemente & Co GmbH
ERICH TRETTER MASCHINENELEMENT
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16C29/045Ball or roller bearings having rolling elements journaled in one of the moving parts
    • F16C29/046Ball or roller bearings having rolling elements journaled in one of the moving parts with balls journaled in pockets

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kugelrolleneinheit, die einen Gehäusekörper, der einen eine relativ zu einer Auflagefläche verstellbare Tragschale tragenden oder umfassenden Tragkörper zumindest bereichsweise umgreift, eine Laufkugel und eine Vielzahl von zwischen der Tragschale und der Laufkugel angeordneten Tragkugeln umfasst, wobei die Tragkugeln die Laufkugel zumindest in einem Rollbereich der Tragschale abstützen und wobei der Innenraum der Kugelrolleneinheit mittels eines Reinigungsdurchbruchs mit der Umgebung verbunden ist. Dazu sind die Tragkugeln auch in einem vom Rollbereich umgebenen Gleit- und Rollbereich angeordnet. Der Reinigungsdurchbruch ist in diesem Gleit- und Rollbereich in der Tragschale angeordnet. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine einstellbare Kugelrolleneinheit entwickelt, aus der eingedrungener Schmutz wirksam abgeführt werden kann. Außerdem wird ein Verfahren zur Montage dieser Kugelrolleneinheit entwickelt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kugelrolleneinheit, die einen Gehäusekörper, der einen eine relativ zu einer Auflagefläche verstellbare Tragschale tragenden oder umfassenden Tragkörper zumindest bereichsweise umgreift, eine Laufkugel und eine Vielzahl von zwischen der Tragschale und der Laufkugel angeordneten Tragkugeln umfasst, wobei die Tragkugeln die Laufkugel zumindest in einem Rollbereich der Tragschale abstützen und wobei der Innenraum der Kugelrolleneinheit mittels eines Reinigungsdurchbruchs mit der Umgebung verbunden ist sowie ein Verfahren zur Montage einer derartigen Kugelrolleneinheit.
  • Kugelrolleneinheiten sind Maschinenelemente, mit deren Hilfe Lasten verschoben oder gedreht werden können. Hierzu sind beispielsweise mehrere Kugelrolleneinheiten in einen Tisch, einen Boden oder in eine Palette eingesetzt. Die zu verschiebende Last kann dann auf diesem Tisch oder auf der Palette mit geringem Reibungswiderstand bewegt werden.
  • Aus der DE 1 930 686 A1 ist eine derartige Kugelrolleneinheit bekannt. Die Tragschale ist konzentrisch zur Laufkugel angeordnet. Die Reinigungsdurchbrüche haben einen geringen Durchmesser und liegen außerhalb des Rollbereichs. Sie können daher nur einen geringen Teil des eingedrungenen Schmutzes abführen.
  • Elemente der Erfindung sind aus der JP 2005 119 850 A bekannt. Der Tragkörper ist im Gehäusekörper mittels eines Sicherungsrings gehalten. Ein Einstellen dieser Kugelrolleneinheit ist nicht möglich.
  • Aus der EP 0 329 816 A1 ist eine Kugelrolleneinheit mit einer federbelasteten Tragschale bekannt. Die Montage ist auf Grund der vielen Einzelteile aufwendig. Ein Einstellen der Kugelrolleneinheit ist nicht möglich.
  • Die in der DD 131 950 B dargestellte Kugelrolleneinheit ist ebenfalls nicht einstellbar. Eine Reinigungsöffnung ist außerhalb des von den Tragkugeln erreichbaren Bereichs der Tragschale angeordnet. Um eingedrungenen Schmutz wirksam abzuführen, soll Druckluft in die Kugelrolleneinheit eingeblasen werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, eine einstellbare Kugelrolleneinheit zu entwickeln, aus der eingedrungener Schmutz wirksam abgeführt werden kann. Außerdem soll ein Verfahren zur Montage dieser Kugelrolleneinheit entwickelt werden.
  • Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu sind die Tragkugeln auch in einem vom Rollbereich umgebenen Gleit- und Rollbereich angeordnet. Der Reinigungsdurchbruch ist in diesem Gleit- und Rollbereich in der Tragschale angeordnet. Die kleinste Querschnittsfläche des Reinigungsdurchbruchs hat eine Länge, die größer ist als seine Breite. Diese Querschnittsfläche entspricht mindestens der 1,5-fachen Querschnittsfläche einer Tragkugel. Außerdem ist die genannte Breite kleiner als
    k·2·r·cos(arcsin((r + h)/3r)), wobei r der Radius einer Tragkugel ist, h den Höhenversatz zweier benachbarter Tragkugeln bezeichnet und k ein Korrekturfaktor ist, der zumindest die Reibung und eine vertikale Verschiebung der Tragkugeln zueinander berücksichtigt.
  • Zur Montage dieser Kugelrolleneinheit werden Tragkugeln in eine in einem Tragkörper angeordnet Tragschale eingelegt. Auf die Tragkugeln wird eine Laufkugel aufgesetzt. Hiernach wird ein Gehäusekörper, am Tragkörper befestigt. Zumindest die Tragschale wird mittels eines Werkzeugs, das in den Auslauf eines Reinigungsdurchbruchs eingreift, relativ zu einer Auflagefläche der Kugelrolleneinheit eingestellt.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dargestellter Ausführungsformen.
  • 1: Schnitt durch eine Kugelrolleneinheit;
  • 2: Detail eines Querschnitts von 1;
  • 3: Ansicht von unten auf 1;
  • 4: Draufsicht auf einen Tragkörper;
  • 5: Kugelrolleneinheit ohne Flansch;
  • 6: Kugelrolleneinheit mit sich aufweitendem Reinigungsdurchbruch.
  • Die 1 zeigt einen Längsschnitt einer Kugelrolleneinheit (10) und die 2 einen vergrößerten Teilquerschnitt der in der 1 dargestellten Einheit (10). In der 3 ist eine Ansicht von unten auf diese Kugelrolleneinheit (10) dargestellt.
  • Die Kugelrolleneinheit (10) umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Gehäusekörper (20), einen in diesem befestigten Tragkörper (40), eine Laufkugel (80) und eine Vielzahl von Tragkugeln (70).
  • Die Laufkugel (80) ist z. B. eine Vollmaterialkugel mit einem Durchmesser von 15,8 Millimetern. Sie ist beispielsweise aus Wälzlagerstahl, z. B. 100Cr6, 17MnCr5, einem korrosionsbeständigen Stahl, z. B. X102CrMol7, etc. hergestellt. Der Werkstoff der Laufkugel (80) kann chemisch inert sein. Die Laufkugel (80) kann auch aus einem Kunststoffwerkstoff, z. B. Polyoxymethylen (POM), Polyamid, Phenolharz, etc. hergestellt sein. Auch eine Ausführung der Laufkugel (80) als Hohlkugel ist denkbar.
  • Die z. B. 130 Tragkugeln (70) der Kugelrolleneinheit (10) haben gleiche äußere Abmessungen und sind aus dem gleichen Werkstoff hergestellt. Im Ausführungsbeispiel haben sie einen Durchmesser von 1,588 Millimetern und sind z. B. aus dem gleichen Werkstoff wie die Laufkugel (80) hergestellt. Die Kugelrolleinheit (10) kann auch ungeordnet zwischen den Tragkugeln (70) angeordnete Füllkugeln aufweisen, deren Durchmesser z. B. 0,1 bis 0,2 Millimeter kleiner ist als der Durchmesser der Tragkugeln (70). Beispielsweise beträgt die Anzahl der Füllkugeln 21% der Anzahl aller Trag-(70) und Füllkugeln. Der Werkstoff der Füllkugeln kann sich vom Werkstoff der Tragkugeln (70) unterscheiden.
  • Der Gehäusekörper (20) ist ein rohrförmiger Körper mit einem Außendurchmesser von beispielsweise 30 Millimetern und einer Länge von 16,5 Millimetern. Er hat in diesem Ausführungsbeispiel einen außenliegenden Auflageflansch (21), der in radialer Richtung z. B. um 3 Millimeter über den restlichen Gehäusekörper (20) übersteht. In diesem Auflageflansch (21) können Befestigungsbohrungen angeordnet sein. Die Unterseite des in der 1 dargestellten Auflageflansches (21) umfasst die Auflagefläche (23) der Kugelrolleneinheit (10). Der Gehäusekörper (20) kann auch ohne den Auflageflansch (21) ausgeführt sein, sein Außendurchmesser ist dann entsprechend kleiner. Die Auflagefläche (23) liegt dann in der unteren Stirnseite (22) des Gehäusekörpers (20), vgl. 5.
  • Die Innenwandung (26) hat – in der 1 von oben nach unten – einen von einer stirnseitigen Öffnung (27) sich kegelförmig aufweitenden Abschnitt (28), einen zylindrischen Abschnitt (29) und eine an die untere Stirnseite (22) angrenzende Ausnehmung (31).
  • Die stirnseitige Öffnung (27) hat im Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 13,2 Millimetern und der zylindrische Bereich einen Durchmesser von beispielsweise 16 Millimetern. Die Ausnehmung (31) hat z. B. eine Länge von 9,5 Millimetern. Von der unteren Stirnseite (22) aus erstreckt sich ein Innengewinde (32), beispielsweise ein Feingewinde M20x1. Es hat eine Länge von z. B. 8 Millimetern und endet in einem Freistich (33). Anstatt mit einem Freistich kann der Gewindeauslauf des Innengewindes (32) auch ohne Freistich ausgebildet sein.
  • Der Gehäusekörper (20) ist beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, z. B. Aluminium, Stahl, etc. hergestellt. Die Herstellung kann z. B. – je nach Rohteil – in einer oder in zwei Aufspannungen auf einer Drehmaschine oder in einem Bearbeitungszentrum erfolgen. Bei einem Gehäusekörpers (20) aus einem Kunststoffwerkstoff kann dieser z. B. ein Duro- oder Thermoplast sein, der beispielsweise in einem Gieß – oder Spritzgießverfahren geformt wird.
  • Der Tragkörper (40) ist in diesem Ausführungsbeispiel ein zylinderförmiger Körper mit einem Außengewinde (42), z. B. einem Feingewinde M20x1. Seine Höhe ist beispielsweise geringer als die Tiefe der Ausnehmung (31) des Gehäusekörpers (20). Die hier untenliegende Stirnseite (43) des Tragkörpers (40) ist eine Planfläche, die obenliegende Stirnseite (44) ist eingesenkt und bildet eine konkave Tragschale (45). Die Oberfläche dieser Tragschale (45) ist stetig ausgebildet, sie hat aber keinen gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt. Vom Mittelpunkt (81) der Laufkugel (80) aus betrachtet ist beispielsweise ein Segment (63) mit einem Öffnungswinkel zwischen 60 Grad und 120 Grad konzentrisch zur Laufkugel (80) ausgebildet. Sein Abstand zur Laufkugel (80) ist der Durchmesser einer Tragkugel (70). Außerhalb des genannten Segments (63) steigt der Abstand der Tragschale (45) zum Mittelpunkt (81) der Laufkugel (80) mit zunehmenden Segmentwinkel an. Das oben genannte Segment (63) umschließt ein weiteres Segment (64) der Oberfläche der Tragschale (45), das beispielsweise innerhalb eines Kegels mit einem Öffnungswinkel von 60 Grad liegt, dessen Kegelspitze im Mittelpunkt (81) der Laufkugel (80) liegt. In diesem kalottenförmig ausgebildeten Segment (64) wächst der Abstand der Tragschale (45) zum Kugelmittelpunkt (81) mit abnehmendem Segmentwinkel.
  • Auch andere Gestalten der Tragschale (45) sind denkbar. So kann diese beispielsweise aus ineinander übergehenden Kugelkalottenabschnitten aufgebaut sein, deren Krümmungsmittelpunkte auf einer z. B. vertikalen Symmetrielinie durch den Mittelpunkt (81) der Laufkugel (80) liegen. Der Radius des tragenden Bereichs (63) ist dann die Summe aus dem Laufkugelradius und dem Tragkugeldurchmesser. Dieses konzentrische Segment (63) geht im Bereich zwischen z. B. 40 Grad bis 60 Grad, gemessen vom Mittelpunkt (81) der Laufkugel (80), in das umschlossene Segment (64) über. Der Übergang in das außenliegende Segment (65) erfolgt beispielsweise in einem Winkelbereich zwischen 105 Grad bis 130 Grad. Der Krümmungsmittelpunkt des umschlossenen Segments (64) liegt, bezogen auf die Darstellung der 1, unterhalb des Laufkugelmittelpunkts (81), der Radius dieses Segments ist z. B. kleiner als der Radius des konzentrischen Segments (63). Der Krümmungsmittelpunkt des außenliegenden Segments (65) liegt, bezogen auf die Darstellung der 1, oberhalb des Laufkugelmittelpunkts (81). Sein Radius ist dann z. B. größer als der Radius des konzentrischen Segments (63). Der Krümmungsmittelpunkt des außenliegenden Segments (65) kann aber auch auf einem Kreis um die Symmetrieachse der Kugelrolleneinheit (10) umlaufen, der Krümmungsradius kann dann auch kleiner sein als der Krümmungsradius des konzentrischen Segments (63).
  • Die Krümmungsmittelpunkte der verschiedenen Segmente (63, 64, 65) können auch auf einer z. B. in der Darstellung der 1 nach oben aufweitenden Kegelmantelfläche, Paraboloidfläche, etc. liegen. Der Krümmungsradius aller Segmente ist dann beispielsweise konstant.
  • Die hier in den Tragkörper (40) integrierte Tragschale (45) kann auch ein separates, in den Tragkörper (40) eingelegtes Bauteil sein. Sie kann im Tragkörper (40) z. B. verdrehsicher fixiert sein.
  • An der tiefsten Stelle der Tragschale (45), in dem vom konzentrischen Segment (63) umschlossenen Segment (64), ist ein Reinigungsdurchbruch (51) angeordnet, der den Innenraum (11) der Kugelrolleneinheit (10) mit der Umgebung (1) verbindet. Dieser Reinigungsdurchbruch (51) hat in einer Draufsicht auf den Tragkörper (40), vgl. 4, die Gestalt eines Langlochs. Die Gestalt der Querschnittsfläche (52) kann auch ein Rechteck, eine Ellipse ein Oval, etc. sein. Diese hier als einlaufseitige Querschnittsfläche (52) bezeichnete Querschnittsfläche des Reinigungsdurchbruchs (51) liegt in einer Ebene, die die Tragschale (45) tangiert. Im Ausführungsbeispiel der 14 hat der Reinigungsdurchbruch (51) einen über seine Tiefe – vom Innenraum (11) zur Umgebung (1) – konstanten Querschnitt. Gegebenenfalls kann sich der Querschnitt des Reinigungsdurchbruchs (51) auch zur Umgebung (1) hin vergrößern.
  • Die Querschnittsfläche (52) entspricht in diesem Ausführungsbeispiel dem 1,7-fachen der Querschnittsfläche einer Tragkugel (70), sie kann aber auch das Doppelte des letztgenannten Wertes betragen. Die Länge der Querschnittsfläche (52) beträgt in der Darstellung der 14 mehr als das Fünffache ihrer Breite. In der Darstellung der 2 entspricht die Breite der Querschnittsfläche (52) der Hälfte eines Tragkugeldurchmessers.
  • Die maximale mögliche Breite der einlaufseitigen Querschnittsfläche (52) des Reinigungsdurchbruchs (51) ergibt sich aus der Bedingung, dass eine in den Einlauf (53) des Reinigungsdurchbruchs (51) abgesenkte Tragkugel (71) mittels einer benachbarten Tragkugel (72) aus dieser Einlauf (53) herausgeschoben werden kann, vgl. 2. Unter Berücksichtigung des sich aus der Krümmung der Tragschale (45) ergebenden Höhenversatzes h (12) der benachbarten Tragkugeln (71, 72) und des Radius r einer Tragkugel (70; 71, 72) ergibt sich die maximal zulässige Breite smax zu smax = k·2·r·cos(arcsin((r + h)/(3·r)))
  • Der Wert k ist ein Korrekturfaktor, der z. B. den Einfluss der Reibung und ein Verschieben der Tragkugeln (70; 71, 72) in vertikaler Richtung berücksichtigt. Er beträgt beispielsweise 0,8. In dem in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel – der Höhenversatz h (12) beträgt z. B. 0,14 Millimeter – ergibt sich somit eine maximal zulässige Breite des Einlaufs (53) des Reinigungsdurchbruchs (51) von 73,6% des Tragkugeldurchmessers.
  • An der untenliegenden Stirnseite (43) des Tragkörpers (40) können z. B. Stiftbohrungen (46) eingebracht sein, vgl. 5. Auch kann die Außenfläche unterhalb des Gewindes (42) Anlageflächen für einen Werkzeugansatz aufweisen.
  • Zur Herstellung des Tragkörpers (40) wird beispielsweise ein härtbarer Stahlwerkstoff eingesetzt. Gegebenenfalls kann dieser Werkstoff korrosionsbeständig sein. In einem ersten Schritt wird die stirnseitige Einsenkung für die spätere Tragschale (45) z. B. vorgedreht. Anschließend wird der Reinigungsdurchbruch (51) beispielsweise durch Stanzen erzeugt. Gegebenenfalls kann der Reinigungsdurchbruch (51) auch durch Erodieren mit oder ohne Vorbohrung hergestellt werden. Beispielsweise nach dem Härten der Tragschale (45) – die Tragschale (45) hat dann eine Oberflächenhärte von über 50 HRC – wird der Tragkörper (40) gleitgeschliffen und/oder zumindest die Tragschale (45) z. B. geschliffen, geläppt und/oder poliert. Beispielsweise vor einem Schleifen wird das Außengewinde (42) des Tragkörpers (40) geschnitten. Die Reihenfolge und die Art der Arbeitsschritte kann auch anders als beschrieben sein.
  • Bei der Montage der in den 14 dargestellten Kugelrolleneinheit (10) werden beispielsweise zunächst die Tragkugeln (70) in die Tragschale (45) eingelegt. Die Anzahl der eingelegten Tragkugeln (70) ist so bemessen, dass diese mindestens ein Tragschalensegment von 120 Grad, bezogen auf den Mittelpunkt (81) der Laufkugel (80), bedecken. Hierauf wird die Laufkugel (80) auf die Tragkugeln (70) aufgesetzt. Gegebenenfalls kann an die Gehäuseöffnung (27) ein Dichtelement eingesetzt werden. Anschließend wird der Gehäusekörper (20) mit dem Tragkörper (40) mittels der Feingewinde (32, 42) verschraubt. Diese Montage kann z. B. mittels einer Montagevorrichtung oder von Hand mit oder ohne Montagewerkzeug erfolgen. Beim Einsatz einer Montagevorrichtung kann diese z. B. in den Auslauf (55), in die Stiftbohrungen (46) oder an die Anlageflächen des Tragkörpers (40) angreifen. Das Sollmaß, nach dem die Kugelrolleneinheiten (10) eingestellt werden, ist der Abstand zwischen der Auflagefläche (23) und der hierzu paral lelen, außerhalb der Kugelrolleneinheit (10) liegenden Tangentialebene an die Laufkugel (80). Dieses Maß beträgt im Ausführungsbeispiel z. B. 8 Millimeter und hat eine Toleranz von drei Zehntel Millimeter. Der Tragkörper (40) kann in den Gehäusekörper (20) eintauchen, vgl. 5. Bei einer Ausführung mit Auflageflansch (21) kann er auch nach unten aus dem Gehäusekörper (20) herausragen, vgl. 1. Das Feingewinde verhindert mittels seiner Selbsthemmung ein Lösen der Befestigung.
  • Für den Einsatz werden meist mehrere Kugelrolleneinheiten (10) auf einen gemeinsamen Tisch montiert. Damit diese gleichmäßig tragen, müssen alle Laufkugeln (80) der auf einem Tisch eingesetzten Kugelrolleneinheiten (10) eine gemeinsame Ebene tangieren. Vor der Auslieferung an den Endkunden oder beim Endkunden wird daher die einzelne voreingestellte Kugelrolleneinheit (10) auf das Funktionsmaß eingestellt. Dies erfolgt z. B. manuell mittels eines Schraubendrehers, dessen Klinge in die austrittsseitige Öffnung (55) des Reinigungsdurchbruchs (51) eingreift. Durch Drehen des Werkzeugs kann der Tragkörper (40) und damit die Tragschale (45) gegenüber der Auflagefläche (23) des Gehäusekörpers (20) verstellt werden. Hierdurch ändert sich der Abstand zwischen der Auflagefläche (23) und der gedachten oberen Tangentialebene an die Laufkugel (80). Aufgrund des Feingewindes (32, 42) lassen sich alle Kugelrolleneinheiten (10) sehr genau einstellen. Nach dem Einstellen können die Gewinde (32, 42) mittels eines Klebstoffs, mechanisch oder z. B. durch Zwischenlage eines elastisch verformbaren Kunststoffkörpers gesichert werden. Die in den 15 dargestellten Kugelrolleneinheiten (10) erlauben beispielsweise eine Feinverstellung von bis zu einem Millimeter. Gegebenenfalls wird der Querschnitt der Öffnung (27) angepasst oder abgedichtet.
  • Beim Betrieb der Kugelrolleneinheit (10) wird diese z. B. durch eine vertikal wirkende Belastung belastet. Solange die Last in Ruhe ist, stützt sich diese über die Laufkugel (80) und denjenigen Tragkugeln (70; 73) ab, die z. B. im konzentrischen Segment (63) liegen. Diejenigen Tragkugeln (70; 74), die sich in dem vom konzentrischen Segment (63) umschlossenen Segment (64) befinden, werden nicht belastet. Ebenfalls unbelastet sind die Tragkugeln (70; 75), die sich außerhalb des konzentrischen Segments (63) befinden.
  • Wird die Last bewegt, rollt die Laufkugel (80) auf den sie stützenden Laufrollen (70; 73) ab. Letztere rollen in dem konzentrischen Segment (63) auf der Tragschale (45) ab. Dieses Segment (63) wird daher im Folgenden als Rollbereich (63) der Tragschale (45) bezeichnet. Sobald die Tragkugeln (70; 73) mittels der Laufkugel (80) aus dem Rollbereich (63) herausgeschoben werden, werden sie entlastet. Sie gleiten und rollen nun mittels der Schwerkraft und der sie schiebenden Tragkugeln (70; 7375) angetrieben entlang der Tragschale (45). Diese Bereiche der Tragschale (45) werden im Folgenden als äußerer Gleit- und Rollbereich (65) – das ist der Bereich außerhalb des Rollbereichs (63) – und als innerer Gleit- und Rollbereich (64) bezeichnet. Beim weiteren Bewegen der Last kommen so immer wieder andere Tragkugeln (70) in den Rollbereich (63).
  • Im inneren Gleit- und Rollbereich (64) kann eine einzelne oder können mehrere Tragkugeln (70; 71; 74) in den Einlauf (53) des Reinigungsdurchbruchs (51) gelangen, vgl. 2. Hier sinken sie beispielsweise um 6% ihres Durchmessers nach unten. Wird nun die die Kugelrolleneinheit (10) belastende Last weiterbewegt, drücken die mittels der Tragrolle (80) bewegten übrigen Tragkugeln (70; 72) die einzelne Tragkugel (70; 71) aus dem Einlauf (53) des Reinigungsdurchbruchs (51) heraus.
  • Eindringender Schmutz kann z. B. durch die Öffnung (27) in den Innenraum (11) der Kugelrolleneinheit (10) fallen. Hier sammelt er sich in der Tragschale (45) und wird z. B. mit Hilfe der Tragkugeln (70) und der Schwerkraft in Richtung des Reinigungsdurchbruchs (51) gefördert. Aufgrund der großen Querschnittsfläche des Reinigungsdurchbruchs (51) fallen die Schmutzpartikel durch den Reinigungsdurchbruch (51) hindurch in die Umgebung (1).
  • Die 6 zeigt eine Kugelrolleneinheit (10) mit einem sich vom Innenraum (11) her in Richtung der Umgebung (1) aufweitenden Reinigungsdurchbruch (51). Dieser Reinigungsdurchbruch (51) hat zwei Bereiche (57, 58). Ein erster, an die Tragschale (45) angrenzender Bereich (57) weitet sich z. B. unterhalb der einlaufseitigen Querschnittsfläche (52) pyramidenförmig auf. Ein zweiter Bereich (58) hat normal zur Unterseite (43) des Tragkörpers (40) ausgerichtete Wandflächen (59). Auch ein kegelförmiger Reinigungsdurchbruch (51), der sich von der Tragschale (45) zur Unterseite (43) aufweitet, ist denkbar. Die kleinste Querschnittsfläche tangiert die Tragschale (45) und hat z. B. die Gestalt eines Langlochs. Der Austrittsquerschnitt (54) hat beispielsweise ebenfalls die Gestalt eines Langlochs, dessen Fläche z. B. dem Doppelten der eingangseitigen Querschnittsfläche (52) entspricht. Aufgrund der Aufweitung des Reinigungsdurchbruchs (51) kann der Schmutz nicht an den Wänden des Reinigungsdurchbruchs (51) anhaften. Gleichzeitig bietet der große ausgangsseitige Querschnitt gute Werkzeuganlageflächen bei der Einstellung der Kugelrolleneinheit (10).
  • Die auslaufseitige Querschnittsfläche (54) kann auch eine andere Gestalt haben. Sie kann beispielsweise quadratisch, rechteckig, sechseckig, etc. sein. Die auslaufseitige Quer schnittsfläche (54) ist größer oder gleich der einlaufseitigen Querschnittsfläche (52) des Reinigungsdurchbruchs (51).
  • Anstatt mittels zweier ineinandergreifender Gewinde (32, 42) können der Tragkörper (40) und der Gehäusekörper (20) auch mittels eines Bajonettverschlusses, Nippel und Laschen etc. verbunden sein. Eine derartige Kugelrolleneinheit (10) hat z. B. eine separate, relativ zum Tragkörper (40) verstellbare Tragschale (45) mit einem Reinigungsdurchbruch (51). Der Werkzeugeingriff zur Feinverstellung der Kugelrolleneinheit (10) erfolgt dann von der den Tragkugeln (70) abgewandten Seite im Reinigungsdurchbruch (51). Die Auflagefläche (23) kann dann am Gehäusekörper (20) oder am Tragkörper (40) angeordnet sein.
  • Um einzelne Tragkugeln (70) und/oder die Laufkugel (80) zu ersetzen, kann die Kugelrolleneinhit (10) auf einfache Weise, z. B. durch Einsetzen eines Werkzeugs in den Reinigungsdurchbruch (51), demontiert werden. Nach dem Ersetzen der Kugel (70; 80) kann die Kugelrolleneinheit (10) dann wieder montiert werden.
  • Die einzelnen Ausführungsbeispiele können auch miteinander kombiniert werden.
  • 1
    Umgebung
    10
    Kugelrolleneinheit
    11
    Innenraum von (10)
    12
    Höhenversatz h
    20
    Gehäusekörper
    21
    Auflageflansch
    22
    untere Stirnseite
    23
    Auflagefläche
    26
    Innenwandung
    27
    Öffnung
    28
    kegelförmig aufweitender Abschnitt
    29
    zylindrischer Abschnitt
    31
    Ausnehmung
    32
    Innengewinde, Feingewinde
    33
    Freistich
    40
    Tragkörper
    42
    Außengewinde, Feingewinde
    43
    untenliegende Stirnseite, Unterseite
    44
    obenliegende Stirnseite
    45
    Tragschale
    46
    Stiftbohrungen
    51
    Reinigungsdurchbruch
    52
    einlaufseitige Querschnittsfläche von (51)
    53
    Einlauf von (51)
    54
    auslaufseitige Querschnittsfläche von (51) Austrittsquerschnitt
    55
    Auslauf von (51), austrittsseitige Öffnung von (51)
    57
    erster Bereich von (51)
    58
    zweiter Bereich von (51)
    59
    Wandfläche
    63
    konzentrisches Segment, Rollbereich, tragender Bereich
    64
    umschlossenes Segment, innerer Gleit- und Rollbereich
    65
    äußerer Gleit- und Rollbereich, außenliegendes Segment
    70
    Tragkugeln, kleine Kugeln
    71
    abgesenkte Tragkugel
    72
    benachbarte Tragkugel
    73
    Tragkugeln in (63)
    74
    Tragkugeln in (64)
    75
    Tragkugeln in (65)
    80
    Laufkugel, große Kugel
    81
    Mittelpunkt von (80)

Claims (8)

  1. Kugelrolleneinheit (10), die einen Gehäusekörper (20), der einen eine relativ zu einer Auflagefläche (23) verstellbare Tragschale (45) tragenden oder umfassenden Tragkörper (40) zumindest bereichsweise umgreift, eine Laufkugel (80) und eine Vielzahl von zwischen der Tragschale (45) und der Laufkugel (80) angeordneten Tragkugeln (7075) umfasst, wobei die Tragkugeln (7075) die Laufkugel (80) zumindest in einem Rollbereich (63) der Tragschale (45) abstützen und wobei der Innenraum (11) der Kugelrolleneinheit (10) mittels eines Reinigungsdurchbruchs (51) mit der Umgebung (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Tragkugeln (7075) auch in einem vom Rollbereich (63) umgebenen Gleit- und Rollbereich (64) angeordnet sind, – dass der Reinigungsdurchbruch (51) in diesem Gleit- und Rollbereich (64) in der Tragschale (45) angeordnet ist, – dass die kleinste Querschnittsfläche (52) des Reinigungsdurchbruchs (51) eine Länge hat, die größer ist als seine Breite, – dass diese Querschnittsfläche (52) mindestens der 1,5-fachen Querschnittsfläche einer Tragkugel (7075) entspricht und – dass die genannte Breite kleiner ist als k·2·r·cos(arcsin((r + h)/3r)), wobei r der Radius einer Tragkugel (7075) ist, h den Höhenversatz (12) zweier benachbarter Tragkugeln (7075) bezeichnet und k ein Korrekturfaktor ist, der zumindest die Reibung und eine vertikale Verschiebung der Tragkugeln (7075) zueinander berücksichtigt.
  2. Kugelrolleneinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kleinste Querschnittsfläche (52) des Reinigungsdurchbruchs (51) die Tragschale (45) tangiert.
  3. Kugelrolleneinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Querschnittsfläche (52) des Reinigungsdurchbruchs (51) mehr als 50% des Durchmessers einer Tragkugel (70) beträgt.
  4. Kugelrolleneinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auslaufseitige Querschnittsfläche (54) des Reinigungsdurchbruchs (51) größer oder gleich der kleinsten Querschnittsfläche (52) ist.
  5. Kugelrolleneinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (40) in einer Ausnehmung (31) des Gehäusekörpers (20) mittels zweier ineinandergreifender Gewinde (32, 42) befestigt ist.
  6. Kugelrollenrolleneinheit (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Ausnehmung (31) größer ist als die Höhe des Tragkörpers (40).
  7. Verfahren zur Montage einer Kugelrolleneinheit (10) nach Anspruch 1, – wobei Tragkugeln (7075) in eine in einem Tragkörper (40) angeordnete Tragschale (45) eingelegt werden, – wobei eine Laufkugel (80) auf die Tragkugeln (7075) aufgesetzt wird – wobei ein Gehäusekörper (20) am Tragkörper (40) befestigt wird und – wobei zumindest die Tragschale (45) mittels eines Werkzeugs, das in den Auslauf (55) eines Reinigungsdurchbruchs (51) eingreift, relativ zu einer Auflagefläche (23) der Kugelrolleneinheit (10) eingestellt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (40) ein Außengewinde (42) aufweist, das in ein Innengewinde (32) des Gehäusekörpers (20) eingeschraubt wird.
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