DE2838777A1

DE2838777A1 - Roller bearing for linear motion - has planar oval track for continuous row of rollers joined together by pair of flexible plastics chain belts

Info

Publication number: DE2838777A1
Application number: DE19782838777
Authority: DE
Inventors: Geb Krause Marie-Luise Heupel
Original assignee: HEUPEL GEB KRAUSE MARIE LUISE
Current assignee: HEUPEL GEB KRAUSE MARIE LUISE
Priority date: 1978-09-06
Filing date: 1978-09-06
Publication date: 1980-03-20

Abstract

The bearing includes a carrier (1) with a straight, flat track (2) on both its upper and lower surfaces; and an end cap forming a semicircular track is located at each end of the bearing. A continuous, flat oval path is thus provided for a row of bearing rollers which are joined together by a pair of flexible plastic belts functioning like chains. The track (2) on one side of carrier (1) has a depth less than the dia. of the rollers, thus forming a thrust surface (4) on the carrier. Both end surfaces of each bearing roller posses a blind axial hole entered by a peg (19); and each plastic belt carries a row of pegs (19) forming a chain link with the rollers. Each plastic belt pref. has its max. width where the pegs (19) are fixed, but the width tapers to a thin section to form a "hinge" between adjacent rollers. Bearing is used to guide and support slides on machine tools, or to support heavy machine parts travelling or reciprocating along a linear path.

Description

Wälzelement für Linearbewegungen Die Erfindung betrifft ein Wälzelement für Linearbewegungen, bestehend aus einem Tragkörper mit einer endlosen Laufbahn für in der Laufbahn geführte zylindrische Wälzkörper, wobei die Laufbahn im Bereich einer Lastzone auf wenigstens einer Seite des Tragkörpers eben ist und eine Tiefe aufweist, die geringer ist als der Durchmesser der Wälzkörper.Rolling element for linear movements The invention relates to a rolling element for linear movements, consisting of a support body with an endless track for cylindrical rolling elements guided in the raceway, the raceway in the area a load zone on at least one side of the support body is flat and has a depth which is smaller than the diameter of the rolling elements.

Derartige Wälzelemente dienen zum Führen von Maschinenschlitten und zum Verschieben größerer Maschinenteile. Die rollende Reibung zwischen den Wälzkörpern im Bereich der Lastzone und der Laufbahn im Tragkörper einerseits bzw. einer zugeordneten Führungsbahn andererseits ist geringer als die Gleitreibung bei Elementen anderer Bauart, die dem gleichen Zweck dienen.Such rolling elements are used to guide machine slides and for moving larger machine parts. The rolling friction between the rolling elements in the area of the load zone and the track in the support body on the one hand or an associated one On the other hand, the guideway is less than the sliding friction of other elements Design that serve the same purpose.

Bei einem bekannten Wälzelement der eingangs beschriebenen Gattung (DE-GM 76 14 933) sind die einzelnen zylindrischen Wälzkörper in ihrer Bewegungsfreiheit lediglich durch benachbarte Wälzkörper beschränkt. Um insbesondere im Bereich der Lastzone eine geordnete Folge von nacheinander in die Lastzone eintretenden Wälzkörper zu erhalten, weist die Laufbahn eine Stufe auf, über die der jeweils anstehende Wälzkörper von den nachdrängenden Wälzkörpern gehoben wird, so daß er in die Lastzone gelangt. Im Bereich der Lastzone überragen die Wälzkörper mit einem Umfangsabschnitt den Tragkörper und können dementsprechend auf einer Führungsbahn abrollen.In a known rolling element of the type described above (DE-GM 76 14 933) are the individual cylindrical rolling elements in their freedom of movement limited only by adjacent rolling elements. Especially in the field of Load zone an orderly sequence of rolling elements entering the load zone one after the other To obtain, the career path has a level above which the pending Rolling element is lifted by the following rolling elements, so that it is in the load zone got. In the area of the load zone, the rolling elements protrude with a circumferential section the support body and can accordingly on a guideway roll off.

Das alles wird deswegen als nachteilig und nicht erwiesen angesehen, weil die Wälzkörper insbesondere beim Eintritt in die Lastzone und im Bereich der Lastzone sich gegeneinander so verschieben oder gegeneinander so verkanten können, daß Betriebsstörungen aufgrund mangelnder Spurtreue des Wälzelementes sowie aufgrund eines vergrößerten Bewegungswiderstandes nicht auszuschließen sind.All of this is therefore seen as disadvantageous and not proven, because the rolling elements especially when entering the load zone and in the area of the Load zones can shift or tilt against each other in such a way, that malfunctions due to lack of directional stability of the rolling element and due to increased resistance to movement cannot be ruled out.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Führung der Walzkörper und damit die Spurtreue des Wälzelementes zu verbessern sowie seinen Bewegungswiderstand zu verringern.The object of the invention is therefore to guide the rolling bodies and thus improving the directional stability of the rolling element and its resistance to movement to reduce.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Wälzkörper stirnseitig jeweils eine Sackbohrung für Zapfen von kettenartigen Verbindungselementen aufweisen, die wenigstens im Bereich der Lastzone der Laufbahn an dieser geführt sind.This object is achieved in that the rolling elements are end face each have a blind hole for pins of chain-like connecting elements, which are guided on the track at least in the area of the load zone.

Die derart geführten Wälzkörper sind über die Verbindungselemente derart aneinander angekoppelt, daß sie sich nicht mehr selbständig, sondern nur noch gemeinsam bewegen können.The rolling elements guided in this way are via the connecting elements coupled to one another in such a way that they are no longer independent, but only can still move together.

Verkantungen oder Verschiebungen einzelner Wälzkörper sind praktisch ausgeschlossen. Dadurch wird die Spurtreue des Wälzelementes erheblich verbessert und Widerstandserhöhungen durch verkantete Wälzkörper können nicht mehr auftreten. Da die Verbindungselemente im Bereich der Laufbahn geführt sind, dienen sie gleichzeitig auch dazu, die Wälzelemente im Bereich der Laufbahn zu halten. Infolgedessen kann man auf besondere Halteleisten verzichten und auch einfachere Wälzkörper, nämlich Wälzkörper mit ebenen Stirnseiten, einsetzen.Tilting or displacements of individual rolling elements are practical locked out. This increases the directional stability of the Rolling element considerably improved and resistance increases due to tilted rolling elements can no longer appear. Since the connecting elements are guided in the area of the track, they serve they also serve to keep the rolling elements in the area of the raceway. As a result, you can do without special retaining strips and also simpler ones Use rolling elements, namely rolling elements with flat end faces.

Insbesondere können die Verbindungselemente in sich geschlossene Kunststoffbänder sein, an denen die Zapfen einseitig sowie in fester Teilung angeordnet sind und die zwischen den Zapfen teilungsgerecht angeordnete Materialschwächungen als Gelenke aufweisen. Die Verwendung von Kunststoffmaterial fUr die Verbindungselemente führt zu geringeren Materialkosten, einfacherer Herstellung und günstigeren Gleiteigenschaften. Darüber hinaus kann das Kunststoffmaterial aufgrund seiner elastischen Eigenschaften auch Gelenke ersetzen, insbesondere dann, wenn bereichsweise Materialschwächungen vorgesehen sind. Dadurch können die als Verbindungselemente dienenden Kunststoffbänder auch vergleichsweise starken Krümmungen der Laufbahn folgen, ohne daß es zu erheblichen Zwängungen zwischen Kunststoffband und zugeordneter Führung einerseits sowie zwischen benachbarten Wälzkörpern andererseits kommen kann. - Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffbänder in Längsrichtung eine wellenförmig veränderliche Höhe aufweisen und daß die größte Höhe im Bereich der Wellenberge im wesentlichen dem Durchmesser der Zapfen entspricht, während die kleinste Höhe im Bereich der Materialschwächungen im wesentlichen dem viertel Durchmesser der Zapfen entspricht.In particular, the connecting elements can be closed plastic strips be on which the pins are arranged on one side and in a fixed pitch and the material weaknesses arranged between the pegs as joints exhibit. The use of plastic material for the fasteners leads at lower material costs, easier production and more favorable sliding properties. In addition, the plastic material can due to its elastic properties also replace joints, especially if material weaknesses in certain areas are provided. This allows the plastic strips serving as connecting elements also follow comparatively strong curvatures of the career path without it being too significant Constraints between the plastic band and the associated guide on the one hand and between adjacent rolling elements on the other hand can come. - A preferred embodiment is characterized in that the plastic strips are wavy in the longitudinal direction have variable height and that the greatest height in the area of the wave crests essentially corresponds to the diameter of the pin, while the smallest height in the area of the material weakening essentially the quarter diameter the tenon corresponds.

Die Verbindungselemente können in Nuten von seitlichen Wandungen der Laufbahn geführt sein, wobei die Nuten einen Querschnitt aufweisen, der wenigstens dem größten Querschnitt der Verbindungselemente entspricht. Damit ergibt sich eine verhältnismäßig einfach gestaltete Laufbahn, man benötigt nämlich lediglich einen dem Längsquerschnitt der Wälzkörper im wesentlichen entsprechenden Querschnitt und an den Seitenwandungen angeordnete Nuten, die im allgemeinen auch rechteckigen Querschnitt besitzen. Das vereinfacht die Fertigung des Tragkörpers erheblich.The connecting elements can be in the grooves of the side walls Be guided raceway, wherein the grooves have a cross section that at least corresponds to the largest cross-section of the connecting elements. This results in a relatively simple career path, you only need one the longitudinal cross-section of the rolling elements essentially corresponding cross-section and on the side walls arranged grooves, which are generally also rectangular in cross-section own. This considerably simplifies the manufacture of the support body.

Da lediglich im Bereich der Lastzone eine exakte FUhrung der Wälzkörper erforderlich ist, können die Nuten außerhalb der Lastzone der Laufbahn eine größere Höhe als die Verbindungselemente aufweisen. Insbesondere können die Nuten sich bis zum Boden der Laufbahn erstrecken. Das hat darüber hinaus den Vorteil, daß die Kunststoffbänder, wenn sie sich außerhalb der Lastzone befinden, vollständig entlastet sind.Because only in the area of the load zone there is an exact guidance of the rolling elements is required, the grooves outside the load zone of the raceway can have a larger one Have height than the connecting elements. In particular, the grooves can extend up to extend to the bottom of the running track. This also has the advantage that the plastic straps, if they are outside the load zone, they are completely unloaded.

Bei Verwendung zylindrischer Wälzkörper mit ebenen Stirnseiten kann die Führung der Wälzkörper noch dadurch verbessert werden, daß wenigstens im Bereich der Lastzone der Laufbahn die seitlichen Wandungen wenigstens über einen Teil ihrer Höhe einen Abstand aufweisen, der im wesentlichen der Länge der Wälzkörper entspricht. Dann sind nämlich die Stirnseiten der Wälzkörper an den seitlichen Wandungen zusätzlich geführt, so daß Verkantungen so gut wie ausgeschlossen sind.When using cylindrical rolling elements with flat faces, the guidance of the rolling elements can be improved in that at least in the area the load zone of the Runway over the side walls at least part of their height have a distance substantially equal to the length of the Rolling body corresponds. Then namely the end faces of the rolling elements are on the side Walls additionally guided so that canting is as good as impossible.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert; es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung teilweise einen Längsschnitt durch ein Wälzelement, Fig. 2 eine Draufsicht in Richtung des Pfeils II auf den Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt in Richtung III - III durch den Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 4 in größerem Maßstab teilweise den Gegenstand nach Fig. 1.In the following an embodiment shown in the drawing is shown the invention explained; They show: FIG. 1 partially in a schematic representation a longitudinal section through a rolling element, FIG. 2 is a plan view in the direction of the Arrow II on the object of Fig. 1, Fig. 3 shows a section in the direction III - III by the object of Fig. 1, Fig. 4 on a larger scale partially the object according to Fig. 1.

Das dargestellte Wälzelement weist einen Tragkörper 1 mit einer umlaufenden Laufbahn 2 für Wälzkörper 3 auf. Die Laufbahn 2 besteht aus einem ebenen, als Lastzone 4 dienenden Abschnitt und einem auf der gegenüberliegenden Seite des Tragkörpers angeordneten, sich parallel zur Lastzone 4 erstreckenden Abschnitt, der als Rücklaufzone 5 dient. An den Enden des Tragkörpers 1 sind Lastzone 4 und Rücklaufzone 5 jeweils durch bogenförmige Abschnitte 6 miteinander verbunden. In Figur 1 ist nur einer der bogenförmigen Abschnitte 6 dargestellt. Im Bereich der bogenförmigen Abschnitte 6 sind an den Tragkörper 1 jeweils Abdeckhauben 7 angeschlossen, unter denen sich die Laufbahn 2 fortsetzt.The rolling element shown has a support body 1 with a circumferential Raceway 2 for rolling elements 3. The track 2 consists of a flat, as a load zone 4 serving section and one on the opposite side of the support body arranged, parallel to the load zone 4 extending section, which serves as the return zone 5. At the ends of the support body 1 are load zone 4 and Return zone 5 connected to one another by arcuate sections 6. In FIG. 1 shows only one of the arcuate sections 6. In the field of arcuate sections 6 are each connected to the support body 1 cover hoods 7, under which career 2 continues.

Die Abdeckhauben 7, die aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen können, weisen vorstehende Laschen 8, 9 auf, die sich beidseits des Tragkörpers 1 erstrecken und die mit Kerbnägeln 10, 11, die in zugeordnete Sackbohrungen 12, 13 des Tragkörpers 1 eingetrieben werden, an diesem festgelegt werden. Anschraublöcher 14 im Tragkörper 1 dienen zum Befestigen des Wälzelementes an einem Maschinenteil oder einem Maschinenkörper (Fig. 2).The covers 7, which are made of glass fiber reinforced plastic can have protruding tabs 8, 9, which are located on both sides of the support body 1 extend and those with notched nails 10, 11, which are in associated blind bores 12, 13 of the support body 1 are driven, are fixed on this. Screw holes 14 in the support body 1 are used to attach the rolling element to a machine part or a machine body (Fig. 2).

Die Wälzkörper 3 sind zylindrisch und besitzen ebene Stirnseiten 15 bzw. 16. An den Stirnseiten 15 bzw. 16 sind mittige Sackbohrungen 17, 18 angeordnet, in die Zapfen 19 von Kunststoffbändern 20 eingreifen. Die Zapfen 19 sind einseitig an die Kunststoffbänder 20 angeformt (Fig. 4). Die Kunststoffbänder 20 besitzen einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit über die Länge der Kunststoffbänder 20 veränderlicher Höhe. Wie man insbesondere aus einem Vergleich der Figur 4 entnimmt, verändert sich die Höhe der Kunststoffbänder 20 wellenförmig, wobei die maximale Höhe im Bereich der Zapfen 19 dem Durchmesser der Zapfen 19 entspricht und zwischen den Zapfen 19 jeweils Materialschwächungen ausgebildet sind, die Gelenke 21 bilden. Im Bereich der Gelenke beträgt die Höhe der Kunstoffbänder 20 etwa ein Viertel des Durchmessers der Zapfen 19.The rolling elements 3 are cylindrical and have flat end faces 15 and 16. Central blind bores 17, 18 are arranged on the end faces 15 and 16, respectively. engage in the pins 19 of plastic straps 20. The pins 19 are one-sided molded onto the plastic strips 20 (FIG. 4). The plastic straps 20 have a substantially rectangular cross-section with over the length of the plastic strips 20 variable height. As can be seen in particular from a comparison of Figure 4, the height of the plastic strips 20 changes in a wave-like manner, with the maximum height in the area of the pin 19 corresponds to the diameter of the pin 19 and between the pins 19 each material weakening is formed, the joints 21 form. In the area of the joints, the height of the plastic straps 20 is approximately one Quarter of the diameter of the tenons 19.

Die Kunststoffbänder 20 sind in Nuten 22, 23 geführt, die im Bereich von Seitenwandungen 24, 25 der Laufbahn 2 angeordnet sind. Die Nuten 23 im Bereich der Lastzone 4 (unterer Teil der Figur 3) weisen einen Querschnitt auf, der im wesentlichen dem größten Querschnitt der Kunststoffbänder 20 entspricht. Im Bereich der Rücklaufzone 5 erstrecken sich die dort angeordneten Nuten 22 bis zum Boden 26 der Laufbahn 2, weil in diesem Bereich eine exakte Führung der Wälzkörper 3 nicht unbedingt erforderlich ist.The plastic strips 20 are guided in grooves 22, 23 in the area of side walls 24, 25 of the raceway 2 are arranged. The grooves 23 in the area the load zone 4 (lower part of Figure 3) have a cross section that is substantially corresponds to the largest cross section of the plastic strips 20. In the area of the return zone 5, the grooves 22 arranged there extend to the bottom 26 of the track 2, because an exact guidance of the rolling elements 3 is not absolutely necessary in this area is.

Wie man aus Figur 3 entnimmt, besitzt die Laufbahn 2 im Bereich der Lastzone 4 eine Tiefe, die etwas geringer ist als der Durchmesser der Wälzkörper 3, während die Tiefe der Laufbahn 2 im Bereich der Rücklaufzone 5 etwas größer ist als der Durchmesser der Wälzkörper 3. Außerdem weisen im Bereich der Lastzone 4 die beiden Seitenwandungen 24, 25 der Laufbahn 2 einen Abstand auf, der im wesentlichen der Länge der Wälzkörper 3 entspricht, so daß die Stirnseiten 15, 16 der Wälzkörper 3 an diesen Seitenwandungen 24, 25 zusätzlich geführt sind. Der als Führung dienende Abschnitt der Seitenwandungen 24, 25 erstreckt sich allerdings nur bis zu den Nuten 23.As can be seen from Figure 3, has the raceway 2 in the area Load zone 4 has a depth that is slightly less than the diameter of the rolling elements 3, while the depth of the raceway 2 in the area of the return zone 5 is somewhat greater than the diameter of the rolling elements 3. In addition, in the area of the load zone 4 the two side walls 24, 25 of the raceway 2 at a distance that is substantially corresponds to the length of the rolling elements 3, so that the end faces 15, 16 of the rolling elements 3 on these side walls 24, 25 are additionally performed. Of the Serving as a guide portion of the side walls 24, 25 extends, however only up to the grooves 23.

Wenn das in Fig. 1 dargestellte Wälzelement in Richtung des Pfeils 27 (in Fig. 1 nach rechts) bewegt wird, rollen die im Bereich der Lastzone 4 befindlichen Wälzkörper auf einer zugeordneten Führungsbahn 28 ab, der sie aus der Rücklaufzone 5 über den gekrümmten Abschnitt 6 zugeführt werden.When the rolling element shown in Fig. 1 in the direction of the arrow 27 (to the right in FIG. 1), those located in the area of the load zone 4 roll Rolling bodies on an associated guide track 28, which they from the return zone 5 can be fed via the curved section 6.

In Verschieberichtung vor der Lastzone 4 befindet sich an der Abdeckhaube 5 ein Schmutzabstreifer 29, der ruckseitig, d.h. entgegen der Verschieberichtung 27,in einen Fetthalter 30 übergeht. Eine entsprechende Anordnung befindet sich auf der gegenüberliegenden, nicht dargestellten Seite des Wälzelementes.In the direction of displacement in front of load zone 4 is located on the cover 5 a dirt scraper 29 on the back, i.e. against the direction of displacement 27, merges into a grease holder 30. A corresponding arrangement can be found on the opposite, not shown side of the rolling element.

Während des Umlaufs der Wälzelemente 3 werden diese stets von den Kunststoffbändern geführt. Zwängungen insbesondere im Bereich der gekrümmten Abschnitte 6 der Laufbahn 2 können wegen der elastischen Eigenschaften der Kunststoffbänder nicht auftreten bzw. sind unerheblich.During the rotation of the rolling elements 3, these are always of the Plastic straps led. Constraints especially in the area of the curved sections 6 of the raceway 2 can because of the elastic properties of the plastic belts do not occur or are insignificant.

Es hat sich gezeigt, daß die rollenförmige Wälzelemente 3 im Bereich der Lastzone 4 von den kettenartigen Kunststoffbändern 20 geradlinig und unter Einhaltung einer konstanten Teilung tK geführt werden. Dadurch werden Verschleißerscheinungen an den Wälzelementen durch gegenseitiges Schleifen im Bereich der Lastzone 4 vermieden, und es ergibt sich ein besserer Wirkungsgrad.It has been shown that the roller-shaped rolling elements 3 in the area the load zone 4 of the chain-like plastic belts 20 in a straight line and in compliance a constant pitch tK. This will cause signs of wear and tear Avoided on the rolling elements by mutual grinding in the area of load zone 4, and there is a better efficiency.

Im Bereich der Rücklaufzone 5 stellen sich die Kunststoffbänder 20 zickzackförmig ein, so daß die Wälzelemente 3 aneinander anliegen und die Kunststoffbänder 20 durch Schiebekräfte der Wälzelemente 3 nicht belastet werden.The plastic strips 20 are positioned in the area of the return zone 5 zigzag so that the rolling elements 3 rest against one another and the plastic strips 20 are not loaded by the sliding forces of the rolling elements 3.

Dadurch ergibt sich im Bereich der Rücklaufzone 5 ein geändertes Teilungsmaß tR, wobei tR = tK - # t ist.This results in a changed pitch in the area of the return zone 5 tR, where tR = tK - # t.

Das Maß #t ist abhängig von der Lage des Gelenkes (21) zur Mittellinie der Zapfen (19) des Kunststoffbandes (20).The dimension #t depends on the position of the joint (21) to the center line the pin (19) of the plastic band (20).

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Claims

Claims 1. Rolling element for linear movements, consisting of one Support body with an endless raceway for cylindrical ones guided in the raceway Rolling bodies, the raceway in the area of a load zone on at least one side of the support body is flat and has a depth that is less than the diameter the rolling elements, characterized in that the rolling elements (3) each have an end face a blind hole (17, 18) for pins (19) of chain-like connecting elements (20) at least in the area of the load zone (4) of the track (2) on this are led.

2. Rolling element according to claim 1, characterized in that the connecting elements self-contained plastic straps (20) are where the tenons (19) are arranged on one side and in a fixed pitch and between the pins (19) have material weaknesses as joints (21) arranged in the correct manner.

3. Rolling element according to claim 1 or 2, characterized in that the plastic strips (20) have a wave-shaped variable height in the longitudinal direction have and that the greatest height in the area of the wave crests is essentially the Diameter of the pin (19) corresponds, while the smallest height in the area of Material weaknesses (21) essentially the quarter diameter of the pin (19) is equivalent to.

4. Rolling element according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the connecting elements (20) in grooves (23) of the side walls (24, 25) the track (2) are guided and that the grooves (23) have a cross section, which corresponds to at least the largest cross section of the connecting elements (20).

5. Rolling element according to one or more of claims 1 to 4, characterized characterized in that the grooves (22) in the return zone (5) have a greater height than the connecting elements (20).

6. Rolling element according to claim 5, characterized in that the grooves (22) in the area of the return zone (5) extend to the bottom (26) of the track (2).

7. Rolling element according to one or more of claims 1-6, characterized characterized in that at least in the area of the load zone (4) of the track (2) the lateral walls (24, 25) at least over part of their height a distance have, which corresponds essentially to the length of the rolling elements (3).

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