DE202022106137U1

DE202022106137U1 - Linear roller guide and associated cylindrical roller

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Publication number: DE202022106137U1
Application number: DE202022106137.8U
Authority: DE
Original assignee: Hiwin Technologies Corp
Current assignee: Hiwin Technologies Corp
Priority date: 2022-11-01
Filing date: 2022-11-01
Publication date: 2022-11-30
Anticipated expiration: 2032-11-02

Abstract

Linearrollenführungsspezifische Zylinderrolle (30), wobei die Linearrollenführung aus einer Linearschiene (10) und einem gleitbar an der Linearschiene (10) aufgesetzten Gleitschuh (20) besteht, während die Zylinderrolle (30) folgende Bauelemente aufweist:
• einen Grundkörper (31), dessen Schnittkontur ein sich entlang der Axialrichtung (D3) der Zylinderrolle erstreckendes erstes Liniensegment (32), ein sich von einem Endpunkt (P1) des ersten Liniensegment (32) heraus erstreckendes erstes Bogensegment (34) sowie ein sich von einem vom dem ersten Liniensegment (32) abgewendeten Endpunkt des ersten Bogensegments (34) heraus erstreckendes zweites Bogensegment (35) aufweist, wobei der Grundkörper (31) im Rahmen des ersten Liniensegments (32) den größten Durchmesser belegt und der Krümmungsradius des ersten Bogensegments (34) größer als der Krümmungsradius des zweiten Bogensegments (35) ist, wobei sich das erste Bogensegment (34) mit dem ersten Liniensegment (32) überschneidet.

Linear roller guide-specific cylindrical roller (30), wherein the linear roller guide consists of a linear rail (10) and a sliding shoe (20) that is slidably mounted on the linear rail (10), while the cylindrical roller (30) has the following components:
• a base body (31), the sectional contour of which is a first line segment (32) extending along the axial direction (D3) of the cylindrical roller, a first arc segment (34) extending from an end point (P1) of the first line segment (32) and a has a second arc segment (35) extending out from an end point of the first arc segment (34) facing away from the first line segment (32), the base body (31) occupying the largest diameter within the scope of the first line segment (32) and the radius of curvature of the first arc segment (34) is greater than the radius of curvature of the second arc segment (35), the first arc segment (34) intersecting the first line segment (32).

Description

Die Erfindung betrifft die Linearrollenführungstechnik, insbesondere eine Linearrollenführung und die zugehörige Zylinderrolle, bei welcher die an die Ränder der Zylinderrolle konzentrierte Beanspruchung effizient reduziert wird.This invention relates to linear roller guide technology, and more particularly to a linear roller guide and associated cylindrical roller in which the stress concentrated on the edges of the cylindrical roller is efficiently reduced.

Im Stand der Technik sind die meisten Zylinderrollen der Linearrollenführung wie in 1 dargestellt ausgestaltet, so dass die Schnittkontur jeder Zylinderrolle nur zwei horizontale Liniensegmente S1, zwei vertikale Liniensegmente S2 sowie vier jeweils ein benachbartes horizontales Liniensegment S1 und ein benachbartes vertikales Liniensegment S2 zwischenschließende bzw. über eine einzige Krümmung verfügende Kurvensegmente S3 aufweist. Beim Rollen einer solchen Zylinderrolle entlang der Linearrollenführung kann sich die Beanspruchung leicht auf die Verbindungsstelle eines horizontalen Liniensegments S1 mit einem Kurvensegment S3 konzentrieren, so dass sowohl in der Linearschiene als auch in dem Gleitschuh Abdrücke bilden, welche zum Verkürzen der Lebensdauer der Linearrollenführung führen.In the prior art, most of the cylindrical rollers of the linear roller guide are as in 1 shown, so that the sectional contour of each cylindrical roller has only two horizontal line segments S1, two vertical line segments S2 and four curve segments S3, each of which includes an adjacent horizontal line segment S1 and an adjacent vertical line segment S2 or has a single curvature. When such a cylindrical roller rolls along the linear roller guide, the stress can easily concentrate on the junction of a horizontal line segment S1 and a curve segment S3, so that marks are formed in both the linear rail and the shoe, which leads to the shortening of the life of the linear roller guide.

In Bezug auf die Patentdokumente Nr. JP 2002005175 und Nr. JP 2005163882 sind die auf einzelne Punkte kritisch konzentrierten Beanspruchungen bekannt, während in Bezug auf Patentdokument Nr. JP 1990266111 der Bodengrad der Lauffläche je nach Bodengrad der Zylinderrollenoberfläche speziell konstruiert werden musste.With regard to patent documents No. JP2002005175 and no. JP2005163882 the stresses critically concentrated on single points are known, while with respect to patent document no. JP1990266111 the bottom degree of the tread had to be specially designed according to the bottom degree of the cylindrical roller surface.

Ausgehend von den Mängeln der herkömmlichen Ausführungsformen besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Linearrollenführung und die zugehörige Zylinderrolle bereitzustellen, bei welcher die an die Ränder der Zylinderrolle konzentrierte Beanspruchung effizient reduziert wird.Starting from the shortcomings of the conventional embodiments, an object of the invention is to provide a linear roller guide and the associated cylindrical roller in which the stress concentrated on the edges of the cylindrical roller is reduced efficiently.

Zum Lösen der Aufgabe wird eine neuartige Ausgestaltung bereitgestellt, deren Linearrollenführung aus einer Linearschiene und einem an der Linearschiene gleitbar aufgesetzten Gleitschuh besteht, wobei die Zylinderrolle einen Grundkörper hat und die Schnittkontur des Grundkörpers ein entlang der Axialrichtung der Zylinderrolle verlaufendes erstes Liniensegment, ein sich von einem Endpunkt des ersten Liniensegments heraus erstreckendes erstes Bogensegment sowie ein sich von einem vom dem ersten Liniensegment abgewendeten Endpunkt des ersten Bogensegments heraus erstreckendes zweites Bogensegment aufweist, wobei der Grundkörper der Zylinderrolle im Rahmen des ersten Liniensegments den größten Durchmesser belegt und der Krümmungsradius des ersten Bogensegments an die Ränder der Zylinderrolle größer als der Krümmungsradius des zweiten Bogensegments ist, wobei sich das erste Bogensegment mit dem ersten Liniensegment überschneidet.In order to solve the problem, a novel design is provided, the linear roller guide of which consists of a linear rail and a sliding shoe that is slidably mounted on the linear rail, the cylindrical roller having a base body and the sectional contour of the base body having a first line segment running along the axial direction of the cylindrical roller, a line segment extending from a first arc segment extending out from the end point of the first line segment and a second arc segment extending out from an end point of the first arc segment that faces away from the first line segment, the base body of the cylindrical roller occupying the largest diameter within the framework of the first line segment and the radius of curvature of the first arc segment adjoining the Edges of the cylindrical roller is greater than the radius of curvature of the second arc segment, the first arc segment intersecting the first line segment.

In einer weiteren Ausführungsform kann die axiale Gesamtlänge des Grundkörpers der Zylinderrolle entlang der Zylinderrolle L betragen und kann die Länge des ersten Liniensegments M betragen, und zwar unter der Voraussetzung: 0,45*L ≤ M ≤ 0,55*L. Alternativ kann der entlang einer Radialrichtung der Zylinderrolle verlaufende vertikale Abstand zwischen dem Verbindungspunkt des ersten Bogensegments mit dem zweiten Bogensegment und der Maßhilfslinie des ersten Liniensegments C betragen und kann die Länge des ersten Liniensegments M betragen, und zwar unter der Voraussetzung: C = M*a und 0,0016 ≤ a ≤ 0,0022. Alternativ kann die axiale Gesamtlänge des Grundkörpers der Zylinderrolle entlang der Zylinderrolle L betragen und kann die Länge des ersten Liniensegments M betragen, und zwar unter der Voraussetzung: 0,45*L ≤ M ≤ 0,55*L sowie C = M*a und 0,0016 ≤ a ≤ 0,0022. Alternativ kann der vertikale Abstand C der Voraussetzung 0,006 mm ≤ C ≤ 0,012 mm entsprechen. Alternativ kann der Krümmungsradius des zweiten Bogensegments r betragen, und zwar unter der Voraussetzung: 0,7 mm ≤ r ≤ 0,9 mm. Die Linearrollenführung kann ferner einen an dem Gleitschuh angebrachten Zylinderrollenkäfig umfassen, welcher die Zylinderrolle zur Linearbewegung zwischen die Linearschiene und den Gleitschuh führt und mit einer Zylinderrollenrille zur Lagebegrenzung der Zylinderrolle als auch zum Bedecken des zweiten Bogensegments ausgebildet ist. Die Decklänge der Zylinderrollenrille über dem zweiten Bogensegment ist gleich dem Krümmungsradius des zweiten Bogensegments oder 30% größer als dieser. Alternativ kann der Mittenwinkel des ersten Bogensegments kleiner als der Mittenwinkel des zweiten Bogensegments sein.In another embodiment, the total axial length of the cylindrical roller body along the cylindrical roller may be L and the length of the first line segment may be M, provided: 0.45*L≦M≦0.55*L. Alternatively, the vertical distance running along a radial direction of the cylindrical roller between the point of connection of the first arc segment with the second arc segment and the witness line of the first line segment can be C, and the length of the first line segment can be M, with the premise: C = M*a and 0.0016 ≤ a ≤ 0.0022. Alternatively, the total axial length of the cylindrical roller body along the cylindrical roller may be L and the length of the first line segment may be M, provided that: 0.45*L ≤ M ≤ 0.55*L and C = M*a and 0.0016 ≤ a ≤ 0.0022. Alternatively, the vertical distance C may meet the requirement 0.006mm≦C≦0.012mm. Alternatively, the radius of curvature of the second arc segment may be r, provided that: 0.7 mm ≤ r ≤ 0.9 mm. The linear roller guide may further include a cylindrical roller cage attached to the shoe which guides the cylindrical roller for linear movement between the linear rail and the shoe and is formed with a cylindrical roller groove to limit the position of the cylindrical roller as well as to cover the second arc segment. The deck length of the cylindrical roller groove over the second arc segment is equal to or 30% greater than the radius of curvature of the second arc segment. Alternatively, the central angle of the first arc segment can be smaller than the central angle of the second arc segment.

Zum Lösen der Aufgabe wird ferner eine Linearrollenführung bereitgestellt, welche eine Linearschiene, einen gleitbar an der Linearschiene aufgesetzten Gleitschuh, eine Zylinderrolle und einen Zylinderrollenkäfig aufweist, wobei der Zylinderrollenkäfig die Zylinderrolle zur Linearbewegung zwischen die Linearschiene und den Gleitschuh führt.To achieve the object, a linear roller guide is further provided, which has a linear rail, a shoe slidably fitted on the linear rail, a cylindrical roller and a cylindrical roller cage, wherein the cylindrical roller cage guides the cylindrical roller for linear movement between the linear rail and the shoe.

Weitere Ziele, Vorteile und Merkmale der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand folgender Zeichnungen.

1 Schnittansicht der Zylinderrolle der herkömmlichen Linearrollenführung
2 Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Linearrollenführung
3 Schnittansicht der Linearrollenführung in Bezug auf 2
4 Schnittansicht der Zylinderrolle bei einer erfindungsgemäßen Aus führungs form
5 Vergrößerte Teilansicht der Zylinderrolle in Bezug auf 4
6 Vergrößerte Teilansicht der Linearrollenführung in Bezug auf 3
7 Simulationskurvendiagramm der Beanspruchungskonzentrationswerte in Abhängigkeit von der Kontaktlänge der Schnittkontur der Zylinderrolle an die Lauffläche des Gleitschuhs im Vergleich der herkömmlichen Ausführungsform mit einer vorliegenden Ausführungsform.
8 Simulationskurvendiagramm der Beanspruchungskonzentrationswerte in Abhängigkeit von der Kontaktlänge der Schnittkontur der Zylinderrolle an die Lauffläche des Gleitschuhs im Vergleich bei verschiedenen vorliegenden Ausführungsformen.
9 Simulationskurvendiagramm der Beanspruchungskonzentrationswerte in Abhängigkeit von der Kontaktlänge der Schnittkontur der Zylinderrolle an die Lauffläche des Gleitschuhs im Vergleich bei verschiedenen vorliegenden Ausführungsbeispielen.

Further goals, advantages and features of the embodiment according to the invention result from the following description of the exemplary embodiments with reference to the following drawings.

1 Sectional view of the cylindrical roller of the conventional linear roller guide
2 View of an embodiment of the linear roller guide according to the invention
3 Sectional view of the linear roller guide in relation to 2
4 Sectional view of the cylindrical roller in an embodiment of the invention
5 Enlarged partial view of the cylindrical roller in relation to 4
6 Enlarged partial view of the linear roller guide in relation to 3
7 Simulation curve diagram of the stress concentration values as a function of the contact length of the cutting contour of the cylindrical roller on the running surface of the sliding shoe in comparison of the conventional embodiment with a present embodiment.
8th Simulation curve diagram of the stress concentration values as a function of the contact length of the cutting contour of the cylindrical roller on the running surface of the sliding shoe in comparison with various present embodiments.
9 Simulation curve diagram of the stress concentration values as a function of the contact length of the sectional contour of the cylindrical roller on the running surface of the sliding shoe in comparison with various present exemplary embodiments.

Wie aus den 2 bis 6 ersichtlich, weist die Linearrollenführung bei einer Ausführungsform eine in eine erste Axialrichtung D1 verlaufende Linearschiene 10, einen gleitbar an der Linearschiene 10 aufgesetzten Gleitschuh 20 und mehrere Zylinderrollen 30 auf. Der Gleitschuh 20 umfasst einen zur Aufnahme der Linearschiene 10 dienenden Rollgang und zwei auf den beiden entlang der zweiten Axialrichtung D2 gegenüberliegenden Seiten des Rollgangs ausgebildete Innenwände 21. Die erste Axialrichtung D1 ist senkrecht zu der zweiten Axialrichtung D2 ausgelegt. Ferner umfasst die Linearrollenführung zwei Zylinderrollenkäfige 40 und einen Zylinderrollenkäfig 50, welche an einer jeweiligen Innenwand 21 angebracht sind. Die auf derselben Seite befindlichen Zylinderrollenkäfige 40 sind jeweils oben und unten angeordnet, während der Zylinderrollenkäfig 50 zwischen den beiden Zylinderrollenkäfigen 40 angebracht ist. Jeder Zylinderrollenkäfig kann die Zylinderrolle 30 zur Linearbewegung zwischen die Linearschiene 10 und den Gleitschuh 20 führen.How from the 2 until 6 As can be seen, in one embodiment the linear roller guide has a linear rail 10 running in a first axial direction D1 , a sliding shoe 20 slidably placed on the linear rail 10 and a plurality of cylindrical rollers 30 . The sliding shoe 20 comprises a roller table serving to accommodate the linear rail 10 and two inner walls 21 formed on the two opposite sides of the roller table along the second axial direction D2. The first axial direction D1 is designed perpendicular to the second axial direction D2. Furthermore, the linear roller guide comprises two cylindrical roller cages 40 and one cylindrical roller cage 50 which are attached to an inner wall 21, respectively. The cylindrical roller cages 40 located on the same side are arranged at the top and bottom, respectively, while the cylindrical roller cage 50 is installed between the two cylindrical roller cages 40 . Each cylindrical roller cage can guide the cylindrical roller 30 for linear movement between the linear rail 10 and the shoe 20.

Jede Zylinderrolle 30 umfasst einen Grundkörper 31, wobei die Schnittkontur der Zylinderrolle zwei in die Axialrichtung D3 der Zylinderrolle verlaufende bzw. entlang einer Radialrichtung D4 der Zylinderrolle gegenüberliegende erste Liniensegmente 32, zwei in die Radialrichtung D4 der Zylinderrolle verlaufende bzw. entlang der Axialrichtung D3 der Zylinderrolle gegenüberliegende zweite Liniensegmente 33 sowie zwei sich von den gegenüberliegenden Endpunkten der ersten Liniensegmente 32 heraus erstreckende bzw. jeweils über eine einzige Krümmung verfügende erste Bogensegmente 34 und ein sich von einem vom dem ersten Liniensegment 32 abgewendeten Endpunkt des ersten Bogensegments 34 heraus erstreckendes bzw. über eine einzige Krümmung verfügendes zweites Bogensegment 35 aufweist. Die Axialrichtung D3 der Zylinderrolle bleibt senkrecht zu der Radialrichtung D4 der Zylinderrolle. Ein zweites Liniensegment 33 schließt zwei zweite Bogensegmente 35 zusammen, wobei sich die beiden zweiten Bogensegmente 35 auf derselben Seite der Zylinderrolle in Axialrichtung D3 befinden, während sich das andere zweite Liniensegment 33 auf derselben Seite der Zylinderrolle in Axialrichtung D3 befindet und die anderen beiden zweiten Bogensegmente 35 zusammenschließt.Each cylindrical roller 30 comprises a base body 31, the sectional contour of the cylindrical roller having two first line segments 32 running in the axial direction D3 of the cylindrical roller or along a radial direction D4 of the cylindrical roller, two first line segments 32 running in the radial direction D4 of the cylindrical roller or along the axial direction D3 of the cylindrical roller opposite second line segments 33 and two first arc segments 34 extending out from the opposite end points of the first line segments 32 or each having a single curvature and one extending out from an end point of the first arc segment 34 facing away from the first line segment 32 or over one second arc segment 35 having a single curvature. The axial direction D3 of the cylindrical roller remains perpendicular to the radial direction D4 of the cylindrical roller. A second line segment 33 joins two second arc segments 35, the two second arc segments 35 being on the same side of the cylindrical roller in the axial direction D3, while the other second line segment 33 is on the same side of the cylindrical roller in the axial direction D3 and the other two second arc segments 35 joins together.

Der Bereich der Zylinderrolle 30 ist zwischen dem ersten Liniensegment 32 und dem zweiten Liniensegment 33 als eine Ebene ausgebildet, und der Bereich der Zylinderrolle 30 zwischen dem ersten Bogensegment 34 und dem zweiten Bogensegment 35 ist als eine Ausbuchtung ausgebildet. Der Grundkörper 31 belegt im Rahmen des ersten Liniensegments 32 den größten Durchmesser, wobei der Krümmungsradius des ersten Bogensegments 34 größer als derjenige des zweiten Bogensegments 35 ist. Jedes erste Liniensegment 32 überschneidet sich mit einem benachbarten ersten Bogensegment 34. Das bedeutet, dass sich der Endpunkt P1 jedes ersten Liniensegments 32 und der Kreismittelpunkt O des direkt benachbarten ersten Bogensegments 34 auf einer durch den Endpunkt P1 gehenden bzw. zu dem ersten Liniensegment 32 senkrecht bleibenden Maßhilfslinie 322 befinden. Der entlang der Radialrichtung D4 der Zylinderrolle verlaufende vertikale Abstand C zwischen dem Verbindungspunkt P2 des ersten Bogensegments 34 mit dem benachbarten zweiten Bogensegment 35 und der Maßhilfslinie 321 des ersten Liniensegments 32 entspricht der Voraussetzung C > 0. Der Mittenpunkt des ersten Bogensegments 34 ist beispielsweise kleiner als der Mittenpunkt des zweiten Bogensegments 35, jedoch ohne Einschränkung darauf.The area of the cylindrical roller 30 between the first line segment 32 and the second line segment 33 is formed as a plane, and the area of the cylindrical roller 30 between the first arc segment 34 and the second arc segment 35 is formed as a bulge. The base body 31 occupies the largest diameter within the scope of the first line segment 32 , the radius of curvature of the first arc segment 34 being greater than that of the second arc segment 35 . Each first line segment 32 intersects with an adjacent first arc segment 34. This means that the end point P1 of each first line segment 32 and the circle center O of the directly adjacent first arc segment 34 are on a line passing through the end point P1 or perpendicular to the first line segment 32 permanent witness line 322 are located. The vertical distance C running along the radial direction D4 of the cylindrical roller between the connection point P2 of the first arc segment 34 with the adjacent second arc segment 35 and the auxiliary line 321 of the first line segment 32 corresponds to the requirement C > 0. The midpoint of the first arc segment 34 is, for example, less than the midpoint of the second arc segment 35, but is not limited thereto.

Die in die Axialrichtung D3 der Zylinderrolle 30 ausgelegte Schnittkontur umfasst neben dem zweiten Bogensegment 35 ferner zusätzlich ein erstes Bogensegment 34, um die Beanspruchung an den Rändern der Zylinderrolle 30 beim Betrieb zu reduzieren, aus der Zylinderrolle 30 resultierende Abdrücke sowohl in der Linearschiene 10 als auch in dem Gleitschuh 20 zu vermeiden und Lebensdauer der Linearrollenführung zu verlängern. Die Auswirkung des zusätzlich eingesetzten ersten Bogensegments 34 auf die Beanspruchung an den Rändern der Zylinderrolle ist durch die Simulationsprüfung der Beanspruchungskonzentration in Abhängigkeit von der Kontaktlänge der Schnittkontur der Zylinderrolle an die Lauffläche des Gleitschuhs nachgewiesen (siehe 7). In 7 stellt die Kurve T1 die komplementäre Korrelation der konzentrierten Beanspruchung mit der Kontaktlänge der Schnittkontur der Zylinderrolle an die Lauffläche des Gleitschuhs bei der herkömmlichen Ausführungsform laut 1 dar, während die Kurve T2 die komplementäre Korrelation der konzentrierten Beanspruchung mit der Kontaktlänge der Schnittkontur der Zylinderrolle 30 an die Lauffläche des Gleitschuhs (in Bezug auf die Lauffläche 22 des Gleitschuhs in 6) bei der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Die Kurve T1 hat einen Vorsprung über der entsprechenden Länge von ca. 0,9 mm, was eine kritische konzentrierte Beanspruchung an den Rändern der Zylinderrolle der herkömmlichen Ausführungsform darstellt. In dem Fall können sowohl in der Linearschiene als auch in dem Gleitschuh Abdrücke leicht gebildet werden, welche zum Verkürzen der Lebensdauer der Linearrollenführung führen. Im Vergleich mit der Kurve T1 stellt die Kurve T2 eine um 50 % reduzierte Beanspruchungskonzentration über der entsprechenden Länge von ca. 0,9 mm dar. Davon geht es aus, dass das zwischen dem ersten Liniensegment 32 und dem auf derselben Seite befindlichen zweiten Bogensegment 35 zusätzlich eingesetzte erste Bogensegment 34 bei der vorliegenden Zylinderrolle 30 zum Reduzieren oder Vermeiden der Beanspruchungskonzentration an den Rändern der Zylinderrolle führt.The sectional contour designed in the axial direction D3 of the cylindrical roller 30 also includes, in addition to the second arc segment 35, a first arc segment 34 in order to reduce the stress on the edges of the cylindrical roller 30 during operation, the impressions resulting from the cylindrical roller 30 both in the linear rail 10 and in the shoe 20 and prolong the life of the linear roller guide. The effect of the additionally used first arc segment 34 on the stress at the edges of the cylindrical roller has been verified by the simulation test of the stress concentration as a function of the contact length of the sectional contour of the cylindrical roller on the running surface of the sliding shoe (see Fig 7 ). In 7 the curve T1 represents the complementary correlation of the concentrated stress with the contact length of the cutting contour of the cylindrical roller on the running surface of the shoe in the conventional embodiment 1 , while the curve T2 represents the complementary correlation of the concentrated stress with the length of contact of the cutting contour of the cylindrical roller 30 on the running surface of the shoe (relative to the running surface 22 of the shoe in 6 ) in the present embodiment. The curve T1 has a protrusion over the corresponding length of about 0.9 mm, which represents a critical concentrated stress at the edges of the cylindrical roller of the conventional embodiment. In that case, marks can easily be formed in both the linear rail and the shoe, leading to shortening of the life of the linear roller guide. Compared to curve T1, curve T2 represents a 50% reduced stress concentration over the corresponding length of approx. 0.9 mm. It is assumed that between the first line segment 32 and the second arc segment 35 on the same side additionally inserted first arcuate segment 34 in the present cylindrical roller 30 leads to reducing or avoiding stress concentration at the edges of the cylindrical roller.

Zudem kann die Überschneidung jedes ersten Liniensegments 32 mit dem benachbarten ersten Bogensegment 34 die konzentrierte Beanspruchung an den Rändern der Zylinderrolle effektiver auflösen. Die Auswirkung der Überschneidung des ersten Liniensegments 32 mit dem benachbarten ersten Bogensegment 34 auf die Beanspruchung an den Rändern der Zylinderrolle ist durch eine Simulation der Beanspruchungskonzentration in Abhängigkeit von der Kontaktlänge der Schnittkontur der Zylinderrolle an die Lauffläche des Gleitschuhs nachgewiesen (siehe 8). In 8 stellt die Kurve T3 die komplementäre Korrelation der konzentrierten Beanspruchung mit der gegenüber der Lauffläche des Gleitschuhs auftretenden Kontaktlänge der Schnittkontur der Zylinderrolle, deren erstes Liniensegment 32 sich an das benachbarte erste Bogensegment 34 koppelt, jedoch nicht damit überschneidet, dar. Die Kurve T4 stellt die komplementäre Korrelation der konzentrierten Beanspruchung mit der gegenüber der Lauffläche des Gleitschuhs auftretenden Kontaktlänge der Schnittkontur der Zylinderrolle 30, deren erstes Liniensegment 32 sich nicht nur an das benachbarte erste Bogensegment 34 koppelt, sondern auch damit überschneidet, dar. Die Kurve T3 hat einen geringfügigen Vorsprung über der entsprechenden Länge von ca. 0,8 mm und 4,7 mm, was dennoch eine geringe Beanspruchungsspitze zwischen dem ersten Liniensegment 32 und dem benachbarten ersten Bogensegment 34 darstellt. Im Vergleich mit der Kurve T3 geht es von der Kurve T4 eine erkennbar entschärfte Konzentration der Beanspruchung ber der entsprechenden Länge von ca. 0,8 mm und 4,7 mm aus. In diesem Zusammenhang kann die Überschneidung des ersten Liniensegments 32 mit dem ersten Bogensegment 34 der vorliegenden Zylinderrolle 30 die Beanspruchungskonzentration an den Rändern der Zylinderrolle effektiver entschärfen.In addition, the intersection of each first line segment 32 with the adjacent first arc segment 34 can more effectively resolve the concentrated stress at the edges of the cylindrical roller. The effect of the intersection of the first line segment 32 with the adjacent first arc segment 34 on the stresses at the edges of the cylindrical roller is demonstrated by a simulation of the stress concentration as a function of the contact length of the cutting contour of the cylindrical roller on the running surface of the sliding shoe (see 8th ). In 8th For example, the curve T3 represents the complementary correlation of the concentrated stress with the length of contact, against the running surface of the shoe, of the sectional contour of the cylindrical roller, the first line segment 32 of which couples to, but does not intersect with, the adjacent first arcuate segment 34. The curve T4 represents the complementary one Correlation of the concentrated stress with the contact length of the sectional contour of the cylindrical roller 30, the first line segment 32 of which not only couples to the adjacent first arc segment 34 but also intersects with it, against the running surface of the sliding shoe. The curve T3 has a slight projection over the corresponding lengths of about 0.8 mm and 4.7 mm, which nevertheless represents a small stress peak between the first line segment 32 and the adjacent first arc segment 34. In comparison with curve T3, curve T4 assumes a recognizably reduced concentration of stress over the corresponding lengths of approx. 0.8 mm and 4.7 mm. In this connection, the intersection of the first line segment 32 with the first arc segment 34 of the present cylindrical roller 30 can more effectively alleviate stress concentration at the edges of the cylindrical roller.

Zudem beträgt bei der vorliegenden Ausführungsform die Gesamtlänge des Grundkörpers 31 entlang der Axialrichtung D3 der Zylinderrolle as L, beträgt die Länge des ersten Liniensegments 32 M, und zwar unter der Voraussetzung: 0,45*L ≤ M ≤ 0,55*L. Darauf wird die erfindungsgemäße Ausführungsform allerdings nicht beschränkt.Also, in the present embodiment, the total length of the main body 31 along the axial direction D3 of the cylindrical roller is L, the length of the first line segment is 32M, provided that 0.45*L≦M≦0.55*L. However, the embodiment according to the invention is not restricted to this.

In der vorliegenden Ausführungsform erfüllt die Zylinderrolle 30 die Voraussetzungen C = M*a und 0,0016 ≤ a ≤ 0,0022. Darauf wird die erfindungsgemäße Ausführungsform allerdings nicht beschränkt.In the present embodiment, the cylindrical roller 30 satisfies the conditions of C=M*a and 0.0016≦a≦0.0022. However, the embodiment according to the invention is not restricted to this.

In der vorliegenden Ausführungsform erfüllt die Zylinderrolle 30 die Voraussetzungen 0,006 mm ≤ C ≤ 0,012 mm. Darauf wird die erfindungsgemäße Ausführungsform allerdings nicht beschränkt.In the present embodiment, the cylindrical roller 30 satisfies 0.006 mm≦C≦0.012 mm. However, the embodiment according to the invention is not restricted to this.

In folgender Tabelle 1 werden verschiedene Gesamtlängen L, verschiedene Längen M, verschiedene vertikale Abstände C und verschiedene Beanspruchungsverteilungen der Zylinderrolle 30 in Abhängigkeit von verschiedenen Krümmungsradien R des ersten Bogensegments 34 beruhend auf drei Beispielen dargestellt. In 9 sind bei den drei Beispielen die Simulationsergebnisse der konzentrierten Beanspruchung in Abhängigkeit von der Kontaktlänge der Schnittkontur der Zylinderrolle 30 an die Lauffläche des Gleitschuhs gezeigt. Tabelle 1 L M C R Beispiel 1 10,1 5,5 0,011 99 Beispiel 2 8,7 4,5 0,008 107 Beispiel 3 7,1 3,5 0,006 80 Anmerkung: mm als Einheit. Table 1 below shows different overall lengths L, different lengths M, different vertical distances C and different stress distributions of the cylindrical roller 30 depending on different radii of curvature R of the first arc segment 34 based on three examples. In 9 the simulation results of the concentrated stress as a function of the contact length of the cutting contour of the cylindrical roller 30 on the running surface of the sliding shoe are shown in the three examples. Table 1 L M C R example 1 10.1 5.5 0.011 99 example 2 8.7 4.5 0.008 107 Example 3 7.1 3.5 0.006 80 Note: mm as unit.

In 9 zeigt die Kurve T5 die komplementäre Korrelation der konzentrierten Beanspruchung mit der Kontaktlänge der Schnittkontur der Zylinderrolle 30 an die Lauffläche des Gleitschuhs beim Beispiel 1, zeigt die Kurve T6 die komplementäre Korrelation der konzentrierten Beanspruchung mit der Kontaktlänge der Schnittkontur der Zylinderrolle 30 an die Lauffläche des Gleitschuhs beim Beispiel 2 und zeigt die Kurve T7 die komplementäre Korrelation der konzentrierten Beanspruchung mit der Kontaktlänge der Schnittkontur der Zylinderrolle 30 an die Lauffläche des Gleitschuhs beim Beispiel 3. Mit Bezug auf 9 geht es aus, dass die Beispiele 1 bis 3 die an die Ränder der Zylinderrolle konzentrierte Beanspruchung effizient reduzieren können. Zudem kann eine optimale Beanspruchungsverteilung aufgrund der erfüllten Voraussetzungen 0,45*L ≤ M ≤ 0,55*L, C=M*a und 0,0016 ≤ a ≤ 0,0022 erreicht werden. Es sei bemerkt, dass nicht nur die belastete Fläche der Zylinderrolle 30, sondern auch die Starrheit zu gering werden, soweit der vertikale Abstand C bzw. das Spiel zwischen den Rändern der Zylinderrolle 30 und der Lauffläche des Gleitschuhs zu groß ist.In 9 the curve T5 shows the complementary correlation of the concentrated stress with the contact length of the sectional contour of the cylindrical roller 30 on the running surface of the shoe in Example 1, the curve T6 shows the complementary correlation of the concentrated stress with the contact length of the sectional contour of the cylindrical roller 30 with the running surface of the shoe in example 2 and the curve T7 shows the complementary correlation of the concentrated stress with the length of contact of the cutting contour of the cylindrical roller 30 to the running surface of the shoe in example 3. With reference to FIG 9 it is believed that Examples 1 to 3 can efficiently reduce the stress concentrated on the edges of the cylindrical roller. In addition, an optimal stress distribution can be achieved due to the fulfilled requirements 0.45*L ≤ M ≤ 0.55*L, C=M*a and 0.0016 ≤ a ≤ 0.0022. It should be noted that not only the loaded area of the cylindrical roller 30 but also the rigidity becomes too small as far as the vertical distance C or clearance between the edges of the cylindrical roller 30 and the running surface of the shoe is too large.

In der vorliegenden Ausführungsform ist jeder Zylinderrollenkäfig 40 mit einer Zylinderrollenrille 41 zur Lagebegrenzung der Zylinderrolle 30 als auch zum Bedecken des zweiten Bogensegments 35 ausgebildet (siehe 6). Beispielsweise kann die Decklänge der Zylinderrollenrille 41 über dem zweiten Bogensegment 35 gleich dem Krümmungsradius des zweiten Bogensegments 35 oder 30 % größer als dieser sein. Dadurch kann die eventuelle Entgleisung der Zylinderrolle 30 wegen zu geringen Deckbereichs vermieden werden.In the present embodiment, each cylindrical roller retainer 40 is formed with a cylindrical roller groove 41 for positionally limiting the cylindrical roller 30 as well as covering the second arc segment 35 (see FIG 6 ). For example, the deck length of the cylindrical roller groove 41 over the second arc segment 35 may be equal to or 30% greater than the radius of curvature of the second arc segment 35. In this way, the eventual derailment of the cylindrical roller 30 due to insufficient cover area can be avoided.

In der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Krümmungsradius des zweiten Bogensegments r, und zwar unter der Voraussetzung: 0,7 mm ≤ r ≤ 0,9 mm. Darauf wird die erfindungsgemäße Ausführungsform allerdings nicht beschränkt.In the present embodiment, the radius of curvature of the second arc segment is r, provided that 0.7 mm≦r≦0.9 mm. However, the embodiment according to the invention is not restricted to this.

Die Erfindung ist nicht auf die genannten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel. In diesem Zusammenhang werden alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale als erfindungswesentlich angesehen. Es sind ausschließlich die nachfolgenden Ansprüche für den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung gültig.The invention is not limited to the exemplary embodiments mentioned, but is variable in many ways within the scope of the disclosure. In this context, all new individual and combination features disclosed in the description and/or drawing are regarded as essential to the invention. Only the following claims are valid for the scope of protection of the present invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

JP 2002005175 [0003]
JP2005163882 [0003]
JP 1990266111 [0003]

Claims

Linear roller guide-specific cylindrical roller (30). claim 1 , characterized in that the total length of the base body (31) along the axial direction (D3) of the cylindrical roller is L and the length of the first line segment (32) is M, with the premise 0.45*L ≤ M ≤ 0.55*L is fulfilled.

Linear roller guide-specific cylindrical roller (30). claim 1 , characterized in that the vertical distance running along the radial direction (D4) of the cylindrical roller between the connection point (P2) of the first arc segment (34) with the second arc segment (35) and the auxiliary line of the first line segment (32) is C and the length of the first line segment (32) is M given the assumptions C=M*a and 0.0016≦a≦0.0022.

Linear roller guide-specific cylindrical roller (30). claim 1 , characterized in that the vertical distance running along the radial direction (D4) of the cylindrical roller between the connection point (P2) of the first arc segment (34) with the second arc segment (35) and the auxiliary line (321) of the first line segment (32) is C , the overall length of the base body (31) along the axial direction (D3) of the cylindrical roller is L and the length of the first line segment (32) is M, with the conditions 0.45*L≦M≦0.55*L, C=M *a and 0.0016 ≤ a ≤ 0.0022 are met.

Linear roller guide-specific cylindrical roller (30). claim 1 , characterized in that the vertical distance running along the radial direction (D4) of the cylindrical roller between the connection point (P2) of the first arc segment (34) with the second arc segment (35) and the auxiliary line (321) of the first line segment (32) is C and satisfies the requirement 0.006 mm ≤ C ≤ 0.012 mm.

Linear roller guide-specific cylindrical roller (30). claim 1 , characterized in that the radius of curvature of the second arcuate segment (35) is r and satisfies the requirement 0.7 mm ≤ r ≤ 0.9 mm.

Linear roller guide-specific cylindrical roller (30). claim 1 , characterized in that the linear roller guide further comprises a cylindrical roller cage (40) attached to the sliding shoe (20), which guides the cylindrical roller (30) for linear movement between the linear rail (10) and the sliding shoe (20) and is provided with a cylindrical roller groove (41) is designed to limit the position of the cylindrical roller (30) and to cover the second arcuate segment (35).

Linear roller guide-specific cylindrical roller (30). claim 7 , characterized in that the covering length of the cylindrical roller groove (41) over the second arc segment (35) is equal to or 30% greater than the radius of curvature of the second arc segment (35).

Linear roller guide-specific cylindrical roller (30). claim 1 , characterized in that the central angle of the first arc segment (34) is smaller than the central angle of the second arc segment (35).

Linear roller guide, comprising: • a linear rail (10), and • a sliding shoe (20) which is slidably mounted on the linear rail (10), • cylindrical roller (30) according to one of Claims 1 until 9 and • a cylindrical roller cage (40) which is inserted in the slide shoe (20) and which guides the cylindrical roller (30) for linear movement between the linear rail (10) and the slide shoe (20).