DE102004059139A1

DE102004059139A1 - Linear guide has return channel for roller or ball bearings whose width at its entry is 97 percent of diameter of bearings, exerting braking effect on them and reducing noise

Info

Publication number: DE102004059139A1
Application number: DE200410059139
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl.-Ing. Dorn (FH)
Original assignee: Bosch Rexroth Mechatronics GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2006-06-14

Abstract

The linear guide has a return channel (24) for the roller or ball bearings (14). The width of this at its entry (30) is 97% of the diameter (d1) of the bearings, exerting a braking effect on them and reducing noise.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Linearführungseinheit mit einer Führungsschiene und einem auf der Führungsschiene verschiebbar angeordneten Läufer, wobei der Läufer einen Basiskörper und zwei Umlenkeinheiten umfasst, welche in Bewegungsrichtung des Läufers an vorderen und hinteren Stirnflächen des Basiskörpers anliegen, wobei in dem Läufer ein in sich geschlossener Wälzkörper-Umlaufkanal vorgesehen ist, in welchem eine Endlosreihe von Wälzkörpern umläuft, und wobei der Wälzkörper-Umlaufkanal einen lasttragenden Kanalabschnitt und einen Rückführ-Kanalabschnitt umfasst, welche in dem Basiskörper vorgesehen sind, sowie in den beiden Umlenkeinheiten jeweils einen Umlenk-Kanalabschnitt.The The present invention relates to a linear guide unit with a guide rail and one on the guide rail slidably arranged runners, being the runner a base body and comprises two deflection units, which in the direction of movement of the runner front and rear faces of the base body abut, being in the runner a self-contained rolling body circulation channel is provided, in which an endless row of rolling bodies rotates, and wherein the rolling body circulation channel comprises a load-bearing channel section and a return channel section, which in the base body are provided, and in each of the two deflection units a deflection channel section.

Ein derartiger Wälzkörper-Umlaufkanal kann einen beliebigen, auf die Form der Wälzkörper abgestimmten Querschnitt aufweisen, also beispielsweise wie in 1a gezeigt einen annähernd runden Querschnitt für kugelförmige Wälzkörper oder wie in 1b gezeigt einen rechteckigen Querschnitt für zylinderförmige Wälzkörper. Eine Durchtrittsweite d₁ des Wälzkörper-Umlaufkanals ist hierbei als der Durchmesser d₁ des Wälzkörper-Umlaufkanals definiert, welcher im lasttragenden Kanalabschnitt in Richtung einer vom Läufer auf die Führungsschiene ausgeübten Last L ausgerichtet ist.Such a rolling body circulation channel can have any, matched to the shape of the rolling elements cross section, so for example as in 1a shown an approximately round cross section for spherical rolling elements or as in 1b shown a rectangular cross section for cylindrical rolling elements. A passage d _{1 of} the rolling element circulation channel is defined here as the diameter d _{1 of} the rolling element circulation channel, which is aligned in the load-bearing channel section in the direction of a load L exerted by the rotor on the guide rail.

Eine Linearführungseinheit der gattungsgemäßen Art ist beispielsweise aus der DE 101 56 339 A1 bekannt. In diesem Dokument ist der Übergang zwischen einem Umlenk-Kanalabschnitt und dem lasttragenden Kanalabschnitt eines Wälzkörper-Umlaufkanals mit einer in Bewegungsrichtung der Wälzkörper zurückspringenden Stufe ausgeführt, so dass sich die Durchtrittsweite d₁ des Wälzkörper-Umlaufkanals genau am Übergang vom Umlenk-Kanalabschnitt zum lasttragenden Kanalabschnitt sprunghaft vergrößert.A linear guide unit of the generic type is for example from the DE 101 56 339 A1 known. In this document, the transition between a deflection channel portion and the load-bearing channel portion of a rolling-element circulation channel is designed with a receding in the direction of movement of the rolling element stage, so that the passage d _{1 of} the rolling element circulation channel exactly at the transition from the deflection channel section to the load-bearing channel section increased by leaps and bounds.

Hiermit soll verhindert werden, dass sich aufgrund von Fertigungstoleranzen oder Verschleiß eine umgekehrte Stufe am Übergang zwischen Umlenk-Kanalabschnitt und lasttragendem Kanalabschnitt ausbilden kann, d.h. es soll verhindert werden, dass Wälzkörper am Übergang vom Umlenk-Kanalabschnitt zum lasttragenden Kanalabschnitt gegen eine vorstehende Kante des Basiskörpers prallen und somit Geräusche erzeugen und eine gleichmäßige Bewegung des Läufers auf der Führungsschiene behindern. Hinter dem Übergang zwischen Umlenk-Kanalabschnitt und lasttragendem Kanalabschnitt sieht die DE 101 56 339 A1 einen abgeschrägten Bereich vor, welcher die Durchtrittsweite des lasttragenden Kanalabschnitts wieder auf einen Wert reduziert, welcher im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der Wälzkörper ist und bei zunehmender Last auf den Läufer durch elastische Verformung der Wälzkörper weiter reduziert wird. Trotz der vorstehend erläuterten Maßnahmen kommt es bei den aus der DE 101 56 339 A1 bekannten Linearführungseinrichtungen nach wie vor zu einer beträchtlichen Geräuschentwicklung.This is to prevent that can form due to manufacturing tolerances or wear a reverse stage at the transition between the deflection channel section and load-bearing channel section, ie it should be prevented that rolling elements at the transition from the deflection channel section to the load-bearing channel section against a protruding edge of the base body bounce and thus generate noise and hinder a smooth movement of the rotor on the guide rail. Behind the transition between the deflection channel section and load-bearing channel section sees the DE 101 56 339 A1 a tapered portion, which reduces the passage width of the load-bearing channel portion back to a value which is substantially equal to the diameter of the rolling elements and with increasing load on the rotor is further reduced by elastic deformation of the rolling elements. Despite the measures described above, it comes from the DE 101 56 339 A1 known linear guide devices still to a considerable noise.

Es ist demgegenüber Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Linearführungseinheit der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei der die durch die Bewegung der Wälzkörper verursachten Geräusche minimiert werden.It is in contrast Object of the present invention, a linear guide unit of the above to provide the type mentioned, in which by the movement of the Rolling elements caused noise minimized become.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine gattungsgemäße Linearführungseinheit gelöst, bei welcher wenigstens einer der Umlenk-Kanalabschnitte eine in einem vorbestimmten Abstand vor der zugehörigen Stirnfläche des Basiskörpers beginnende Verengung aufweist, deren Durchtrittsweite kleiner ist als der Durchmesser der Wälzkörper.These The object is achieved by a generic linear guide unit solved, at which at least one of the deflection channel sections one in a predetermined Distance from the associated face of the base body Beginning narrowing, whose passage is smaller as the diameter of the rolling elements.

Diese Gestaltung des Wälzkörper-Umlaufkanals hat den Vorteil, dass die Wälzkörper, noch bevor eine Last auf sie ausgeübt wird, abgebremst werden, sodass die Wälzkörper ohne abruptes Abbremsen und Verformen in den Lastbereich eintreten, was die Laufgeräusche verringert und für eine gleichmäßigere Bewegung der Wälzkörper sorgt.These Design of the rolling element circulation channel has the advantage that the rolling elements, still before a burden was exerted on them is braked, so that the rolling elements without abrupt braking and Deformation enter the load area, which reduces the running noise and for a more even movement the rolling element provides.

Hierbei kann der Verhältnis der Durchtrittsweite zum Durchmesser der Wälzkörper zwischen etwa 90 % und 100 %, vorzugsweise etwa 97 % betragen. Durch dieses Verhältnis kann die durch die Verengung bewirkte Abbremsung der Wälzkörper in Folge einer Verformung der Verengung so angepasst werden, dass weder beim Aufprall einlaufender Wälzkörper auf bereits in der Verengung befindliche Wälzkörper, noch am Übergang von aus dem Verengungsbereich austretenden Wälzkörpern in den lasttragenden Kanalabschnitt störende Aufprallgeräusche auftreten.in this connection can the relationship the passage to the diameter of the rolling elements between about 90% and 100%, preferably about 97%. Through this relationship can the slowing down caused by the constriction of the rolling elements in a row a deformation of the constriction can be adjusted so that neither the Impact incoming rolling elements already in the narrowing rolling elements, still at the transition from emerging from the constriction rolling elements in the load-bearing Channel section disturbing impact noise occur.

Das Verhältnis des vorbestimmten Abstands des Beginns der Verengung von der Stirnfläche des Basiskörpers zum Durchmesser der Wälzkörper kann zwischen 5 % und 30 %, vorzugsweise etwa 10 % betragen. Hierdurch ist eine zusätzliche Abstimmungsmöglichkeit der Wälzkörperbewegung gegeben, der bevorzugte Abstand von 10 % des Wälzkörperdurchmessers stellt hierbei sicher, dass die Wälzkörper ausreichend weit vor dem Übergang zum lasttragenden Kanalabschnitt abgebremst werden, um die Geräuschbildung zu verringern, d.h. um hier nicht eine weitere Abbremsung zu erfahren, was wiederum zu Aufprallgeräuschen führen würde.The relationship the predetermined distance of the beginning of the constriction from the end face of the base body to Diameter of the rolling elements can between 5% and 30%, preferably about 10%. hereby is an extra voting option the rolling element movement given, the preferred distance of 10% of the Wälzkörperdurchmessers here sure that the rolling elements are sufficient far before the transition braked to the load-bearing channel section to the noise to reduce, i. so as not to experience further deceleration here, which in turn causes impact noise to lead would.

Das Verhältnis einer in Bewegungsrichtung der Wälzkörper gemessenen Länge der Verengung zum Durchmesser der Wälzkörper kann zwischen etwa 0 % und etwa 30 %, vorzugsweise etwa 10 %, betragen. Auch durch die geeignete Wahl der Länge der Verengung und damit des Abbremsungswegs der Wälzkörper kann die Geräuschbildung beim Abbremsen der Wälzkörper weiter verringert werden.The relationship a measured in the direction of movement of the rolling elements Length of Narrowing to the diameter of the rolling elements can between about 0% and about 30%, preferably about 10%. Also, by the appropriate choice of the length of the constriction and thus the Abbremsungswegs the rolling elements can the noise when braking the rolling elements on be reduced.

Die wenigstens eine Umlenkeinheit kann zumindest in der Nähe der Verengung aus Kunststoff gefertigt sein, um eine ausreichende Elastizität zur Geräuschminimierung beim Abbremsen der Wälzkörper aufzuweisen.The at least one deflection unit can be at least near the constriction be made of plastic to provide sufficient elasticity to minimize noise exhibit when braking the rolling elements.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben, wobei:in the Below is an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings detail described, wherein:

1a und 1b Querschnitte und Durchtrittsweiten von Wälzkörper-Umlaufkanälen illustrieren; 1a and 1b Illustrate cross sections and passage widths of rolling element circulation channels;

2 eine Querschnitts-Detailansicht einer erfindungsgemäßen Linearführungseinrichtung mit einem Wälzkörper-Umlaufkanal ist; 2 a cross-sectional detail view of a linear guide device according to the invention with a rolling body circulation channel;

3 eine vergrößerte Detailansicht des Übergangs zwischen dem Umlenk-Kanalabschnitt und dem lasttragenden Kanalabschnitt des Wälzkörper-Umlaufkanals aus 2 ist; und 3 an enlarged detail of the transition between the deflection channel portion and the load-bearing channel portion of the rolling body circulation channel 2 is; and

4 eine vergrößerte Detailansicht des in 3 mit A markierten Bereichs ist. 4 an enlarged detail view of the in 3 with A marked area.

2 zeigt ein Detail einer Linearführungseinrichtung 1 mit einem Abschnitt einer Führungsschiene 10, auf der ein Läufer 12 mittels einer Endlosreihe von Wälzkörpern 14 linear verschiebbar angeordnet ist. Der Läufer 12 umfasst einen Basiskörper 16, an dessen Stirnflächen 26 jeweils Umlenkeinheiten 18 angebracht sind (von denen hier nur eine dargestellt ist). 2 shows a detail of a linear guide device 1 with a section of a guide rail 10 on which a runner 12 by means of an endless row of rolling elements 14 is arranged linearly displaceable. The runner 12 includes a base body 16 , on whose end faces 26 each deflection units 18 are attached (of which only one is shown here).

Die Endlosreihe von Wälzkörpern 14 läuft in einem Wälzkörper-Umlaufkanal 20 um, wobei der Wälzkörper-Umlaufkanal 20 einen lasttragenden Kanalabschnitt 22, einen nicht dargestellten Rückführ-Kanalabschnitt und in den beiden Umlenkeinheiten 18 jeweils einen Umlenk-Kanalabschnitt 24 umfasst. Auf Höhe der Stirnfläche 26 des Basiskörpers 16 befindet sich der Übergang des Umlenk-Kanalabschnitts 24 in den lasttragenden Kanalabschnitt 22.The endless row of rolling elements 14 runs in a rolling body circulation channel 20 around, wherein the rolling body circulation channel 20 a load-bearing channel section 22 , a return duct section, not shown, and in the two diverting units 18 each a deflection channel section 24 includes. At the height of the face 26 of the base body 16 is the transition of the deflection channel section 24 in the load-bearing channel section 22 ,

Dieser Übergang ist in 3 vergrößert dargestellt. Hier gehen die Wälzkörper 14 bei ihrer Umlaufbewegung von einem Umlenkbereich, in dem sie nicht unter Last stehen, in einen Volllastbereich, in dem sie den Basiskörper 16 des Läufers 12 an der Führungsschiene 10 abstützen, über.This transition is in 3 shown enlarged. This is where the rolling elements go 14 in their orbital motion from a deflection region in which they are not under load, in a full load range in which they the base body 16 of the runner 12 on the guide rail 10 support, over.

Es ist hierbei auch zu erkennen, dass sich aufgrund von Fertigungstoleranzen eine über die den Wälzkörpern zugewandte Oberfläche der Umlenkeinheit 18 vorstehende Kante 28 des Basiskörpers 16 bilden kann, mit welcher die Wälzkörper kollidieren können. Dies führt zu einer erhöhten Geräuschentwicklung, stärkerem Verschleiß und unter diesen Umständen ist eine gleichmäßige Bewegung des Läufers erschwert. Daher ist erfindungsgemäß, wie in 3 und 4 dargestellt, an der Umlenkeinheit 18 ein Vorsprung 30 vorgesehen, der den Wälzkörper-Umlenk-Kanalabschnitt 24 auf eine Durchtrittsweite d₁ verengt, welche kleiner ist als der Durchmesser d₂ der Wälzkörper 14. Diese Verengung 30 beginnt in einem vorbestimmten Abstand a vor der zugehörigen Stirnfläche 26 des Basiskörpers 16 und weist eine Länge l auf, wobei die Länge l der Verengung definiert ist als die Länge, auf der die Durchtrittsweite des Wälzkörper-Umlaufkanals kleiner ist als der Durchmesser d₂ der Wälzkörper 14.It can also be seen here that, due to manufacturing tolerances, a surface of the deflection unit facing the rolling bodies is located above 18 protruding edge 28 of the base body 16 can form, with which the rolling elements can collide. This leads to increased noise, more wear and under these circumstances, a smooth movement of the rotor is difficult. Therefore, according to the invention, as in 3 and 4 shown on the deflection unit 18 a lead 30 provided, the rolling element deflection channel section 24 narrows to a passage d ₁ , which is smaller than the diameter d _{2 of} the rolling elements 14 , This narrowing 30 begins at a predetermined distance a in front of the associated end face 26 of the base body 16 and has a length l, wherein the length l of the constriction is defined as the length on which the passage width of the rolling-element circulation passage is smaller than the diameter d _{2 of} the rolling elements 14 ,

Die Wälzkörper 14 treffen also bei ihrer Bewegung vom Umlenk-Kanalabschnitt 24 zum lasttragenden Kanalabschnitt 22 auf die Verengung 30 und werden dort, da die Durchtrittsweite d₁ des Wälzkörperkanals im Bereich der Verengung 30 kleiner ist als der Durchmesser d₂ der Wälzkörper, abgebremst.The rolling elements 14 So meet in their movement of the deflection channel section 24 to the load-bearing channel section 22 on the constriction 30 and there, since the passage d _{1 of} the rolling element channel in the region of the constriction 30 smaller than the diameter d _{2 of} the rolling elements, braked.

Dadurch, dass die Verengung 30 in der Umlenkeinheit 18 und damit vor der Stirnfläche 26 des Basiskörpers 16 angeordnet ist, wird wirksam verhindert, dass die Wälzkörper 14 mit voller Wucht auf eine vorstehende Kante 28 am Übergang vom Umlenk-Kanalabschnitt zum lasttragenden Kanalabschnitt prallen und dabei unerwünschte Aufprallgeräusche erzeugen. Der Abstand a zwischen dem dem Basiskörper zugewandten Ende der Verengung 30 und der Stirnfläche 26 des Basiskörpers 16 ist dabei so gewählt, dass die Wälzkörper 14 den Übergang zwischen der Umlenkeinheit 18 und dem Basiskörper 16 passieren und somit nicht gegen die vorstehende Kante 28 prallen. Vorzugsweise entspricht hierbei der Abstand a etwa 10 % des Wälzkörperdurchmessers d₂.Because of the constriction 30 in the deflection unit 18 and thus in front of the face 26 of the base body 16 is arranged, effectively prevents the rolling elements 14 with full force on a protruding edge 28 bouncing at the transition from the deflection channel section to the load-bearing channel section and thereby generate unwanted impact noise. The distance a between the base body facing the end of the constriction 30 and the face 26 of the base body 16 is chosen so that the rolling elements 14 the transition between the deflection unit 18 and the base body 16 happen and thus not against the above edge 28 plump. Preferably, the distance a corresponds to approximately 10% of the rolling element diameter d ₂ .

Die Form und Länge l der Verengung 30 sind so gewählt, dass die Wälzkörper 14 beim Passieren der Verengung 30 graduell abgebremst werden, so dass auch beim Auftreffen eines noch nicht abgebremsten Wälzkörpers auf einen in der Verengung 30 befindlichen Wälzkörper möglichst wenig Aufprallgeräusche entstehen. Vorzugsweise entspricht daher die Durchtrittsweite d₁ der Verengung 30 etwa 97 % des Wälzkörperdurchmessers d₂ und die Länge l der Verengung etwa 10 % des Wälzkörperdurchmessers d₂.The shape and length l of the narrowing 30 are chosen so that the rolling elements 14 when passing the narrowing 30 be slowed gradually, so that even when hitting a not yet decelerated rolling elements on one in the constriction 30 located rolling elements arise as little impact noise. Preferably, therefore, the passage width d ₁ corresponds to the constriction 30 about 97% of the rolling element diameter d ₂ and the length l of the constriction is about 10% of the rolling element diameter d ₂ .

Auch die Materialeigenschaften der Umlenkeinheit 18 im Bereich der Verengung 30 beeinflussen das Abbremsverhalten der Wälzkörper 14. Vorzugsweise ist daher die Umlenkeinheit 18 zumindest im Bereich der Verengung 30 aus Kunststoff gefertigt.Also the material properties of the deflection unit 18 in the area of constriction 30 influence the braking behavior of the rolling elements 14 , Preferably, therefore, the deflection unit 18 at least in the area of constriction 30 made of plastic.

Claims

Linear guide unit ( 1 ) with a guide rail ( 10 ) and one on the guide rail ( 10 ) slidably arranged runners ( 12 ), the runner ( 12 ) a base body ( 16 ) and two diversion units ( 18 ), which in the direction of movement of the rotor at front and rear end faces of the base body ( 16 ), wherein in the runner ( 12 ) a self-contained rolling body circulation channel ( 20 ) is provided, in which an endless row of rolling elements ( 14 ), and wherein the rolling body circulation channel ( 20 ) a load-bearing channel section ( 22 ) and a return channel section which in the base body ( 16 ), as well as in the two deflection units ( 18 ) each have a deflection channel section ( 24 ), characterized in that at least one of the deflecting channel sections ( 24 ) one at a predetermined distance (a) in front of the associated end face of the base body ( 16 ) beginning narrowing ( 30 ) whose passage width (d ₁ ) is smaller than the diameter (d ₂ ) of the rolling elements ( 14 ).

Linear guide unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the ratio of the passage width (d ₁ ) to the diameter (d ₂ ) of the rolling elements ( 14 ) is between about 90% and about 100%, preferably about 97%.

Linear guide unit ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio of the predetermined distance (a) to the diameter (d ₂ ) of the rolling elements ( 14 ) is between about 5% and about 30%, preferably about 10%.

Linear guide unit ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ratio of a in the direction of movement of the rolling elements ( 14 ) measured length (l) of the constriction ( 30 ) to the diameter (d ₂ ) of the rolling elements ( 14 ) is between about 0% and about 30%, preferably about 10%.

Linear guide unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one deflection unit ( 18 ) at least near the constriction ( 30 ) is made of plastic.