LÖSUNGEN AUF KLEINSTEM RAUM

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1 LÖSUNGEN AUF KLEINSTEM RAUM STANDARD UND KUNDENSPEZIFISCHE LÖSUNGEN Hochpräzise Miniatur-Kugellager für Linearbewegungen Miniatur-Kugelumlaufspindeln Miniatur-Kugeln

2 VON STANDARDPRODUKTEN ZU KUNDENSPEZIFISCHEN LÖSUNGEN Unsere Firma Wir stellen uns den grössten Herausforderungen, indem wir komplexe Mikrosysteme in immer kleineren Dimensionen unter Einhaltung höchster technischer Anforderungen entwickeln. Mit über 70 Jahren Erfahrung im Umfeld von HochpräzisionsMikrosystemen kann MPS komplette, kundenspezifische Lösungen mit innovativen Technologien anbieten. Inhaltsverzeichnis 03 Unsere Firma 04 microlinea Linearkugellager Serie L 06 microlinea Linearkugellager Serie DBL 08 microlinea Standard-Kugelumlaufspindeln 10 microlinea Kundenspezifische Kugelumlaufspindeln 12 Kugeln 14 Mikrosysteme 02 Dank der Zuverlässigkeit und der Qualität der MPS-Kugellager ist die Firma in Tätigkeitsfeldern wie aktiven Implantaten für medizinische Anwendungen, hochpräzisen Positioniereinheiten in der Automatisierungstechnik bis hin zu Lagersystemen für hochwertigste Uhren schnell bekannt geworden. Unsere Hauptmotivation ist, unsere Kunden in deren Zielerreichung und Erfolg zu unterstützen. Die Grenzen der Mikrotechnologie durch kontinuierliche Verbesserungen der Herstellverfahren und durch Anwendung neuer Funktionsprinzipien ständig zu erweitern ist eine Aufgabe, die unser multidisziplinäres Team anspornt. Kontinuierlich streben wir danach, unser einzigartiges Know-How in der Mikromontage auszubauen. Dabei haben wir die hohen Standards der aus der schweizerischen Uhrmachertradition resultierenden Fertigkeiten auf ein neues Niveau gehoben. Der hohe Qualitätsstandard den wir durch unsere stabilen Prozesse garantieren, veranschaulicht dabei die Kompetenz unserer Qualitätssicherungsexperten. Die Leidenschaft, die wir in jedes neue Projekt einbringen, spiegelt die Begeisterung für unsere tägliche Arbeit wider. Diese Begeisterung möchten wir gerne mit Ihnen teilen. Von Standardprodukten zu kundenspezifischen Lösungen: Wir wollen Ihr bevorzugter Partner für Mikrosysteme in der Medizintechnik, Uhrenindustrie, Optik und anderen anspruchsvollen Anwendungsfeldern sein 03

3 Serie L - Linearkugellager Standard-Produktlinie microlinea Hochpräzise Miniaturlinearlager Serie L mit Aussenhülse aus rostbeständigem Stahl und Messingkäfig. Auf Anfrage Ausführung vollständig aus rostbeständigem Stahl Reduzierte Toleranz im Innendurchmesser Tragzahlen gemäss ISO [N] Bezeichnungen d (mm) D (mm) B (mm) r min (mm) Ø Kugeln (mm) stat. (Co) dyn. (C 100B ) L 204X L 306X L 307X L 408X L 510X L 612X Materialien Aussenhülse: Käfigmaterial: Kugeln: Schmierung: Temperaturbereich: Rostbeständiger Stahl AISI 440C Messing (auf Anfrage rostbeständiger Stahl AISI 303) Rostbeständiger Stahl AISI 440C Standard: Winsor Lube L245X (andere Schmierungen auf Anfrage) -40 C bis +80 C (höhere Temperaturen möglich mit anderen Schmierungen) Toleranzen der Kugellager: Innendurchmesser d +8/0 µm Aussendurchmesser D 0/-8 µm Empfohlene Toleranzen der Wellen: 0/-6 µm Empfohlene Mindesthärte der Wellen: 58 HRC Zulässiger Presssitz auf Aussenhülse: 1 bis 3 µm Erläuterung zur produktebezeichnung L 204X Linearkugellager der Serie L L 204X Innendurchmesser = 2mm L 204X Aussendurchmesser = 4mm L 204X Rostbeständiger Stahl für Kugeln und Aussenhülse Bestimmung der Theoretischen Lebensdauer von Linearkugellagern C 100B wird gemäß ISO berechnet. 100 steht für eine nominelle Lebensdauer von 100 km und B für Linearkugellager. Wird der C-Wert nicht mit C 100B bezeichnet, kann dieser auch C 50B (C 50B = 1.26 x C 100B) entsprechen. Allgemeine Formeln Die theoretische Lebensdauer ergibt nur dann einen praxisrelevanten Wert, wenn folgende Voraussetzungen erfüllt sind: Sorgfältig definierte Größe und Ausrichtung der konstanten Belastung Konstante Geschwindigkeit Konstante Temperatur jedoch höchstens 100 C Einhaltung der notwendigen Sauberkeit bei der Montage und während der Laufzeit Sorgfältige Definition und Dosierung des Schmiermittels Theoretische Lebensdauer in Distanz L m: theoretische Lebensdauer in Meter [m] C 100B: Dynamische Tragzahl [N] P: Dynamisch äquivalente Belastung [N] Theoretische Lebensdauer in Stunden L h: theoretische Lebensdauer in Stunden [h] f: Anzahl der Doppelhübe pro Minute [min -1 ] s: Länge eines Doppelhubes [m] L m = ( C100B 10 5 P )3 Nach ISO 14728, muss ein statischer Sicherheitsfaktor berücksichtigt werden, damit die tatsächliche Belastung nicht die Hälfte des C 0 -Wertes überschreitet (P 0 ½ C 0 ). L h = ( C100B 10 5 P )3 f s

4 Serie DBL - Linearkugellager Standard Produktlinie microlinea Miniaturlinearlager mit geringer Reibung Serie DBL mit Kunststoffsegmenten, Kugeln und Nadeln aus rostbeständigem Stahl Aussenhülse Empfohlene Toleranzen Welle Radialspiel mit vorgeschlagenen Toleranzen für Gehäuse und Welle DBL H5 [µm ] H6 [µm ] h5 [µm ] h6 [µm ] Nennwert H5 / h5 [µm ] H6 / h6 [µm ] /+6 0 /+9 0 /-4 0 / /+6 0 /+9 0 /-5 0 / /+6 0 /+9 0 /-5 0 / /+8 0 /+11 0 /-5 0 / /+8 0 /+11 0 /-6 0 / /+8 0 /+11 0 /-6 0 / /+9 0 /+13 0 /-8 0 / /+9 0 /+13 0 /-8 0 / /+9 0 /+13 0 /-8 0 / /+11 0 /+16 0 /-9 0 / /+11 0 /+16 0 /-9 0 / Tragzahlen [N] Bezeichnungen d (mm) D (mm) B (mm) e (mm) E (mm) Ø Kugeln (mm) A (mm) P (mm) G (mm) stat. (Co) dyn. (C 100B ) Anzahl Kugeln DBL 307X DBL 408X DBL 510X DBL 612X DBL 815X DBL 1017X DBL 1219X Diese Lager sind beidseitig mit Abstreifer versehen DBL 1222X-JR DBL 1626X-JR DBL 2032X-JR DBL 2540X-JR Materialien Erläuterung zur Produktebezeichnung Aussenhülse: Polyoxymethylen (POM) DBL 307X Linearkugellager der Serie DBL Kugeln und Nadeln: Rostbeständiger Stahl DBL 307X Innendurchmesser = 3 mm Schmierung: Standard: Winsor Lube L245X DBL 307X Aussendurchmesser = 7 mm (andere Schmierungen auf Anfrage) DBL 307X Rostbeständiger Stahl für Kugeln und Nadeln Temperaturbereich: -40 C bis +60 C Bestimmung der theoretischen Lebensdauer von Linearkugellagern C 100B wird gemäß ISO berechnet. 100 steht für eine nominelle Lebensdauer von 100 km und B für Linearkugellager. Wird der C-Wert nicht mit C100B bezeichnet, kann dieser auch C 50B (C 50B = 1.26 x C 100B) entsprechen Allgemeine Formeln Die theoretische Lebensdauer ergibt nur dann einen praxisrelevanten Wert, wenn folgende Voraussetzungen erfüllt sind: Sorgfältig definierte Größe und Ausrichtung der konstanten Belastung Konstante Geschwindigkeit Konstante Temperatur jedoch höchstens 60 C Einhaltung der notwendigen Sauberkeit bei der Montage und während der Laufzeit Sorgfältige Definition und Dosierung des Schmiermittels Theoretische Lebensdauer in Distanz L m: theoretische Lebensdauer in Meter [m] C 100B: Dynamische Tragzahl [N] P: Dynamisch äquivalente Belastung [N] Theoretische Lebensdauer in Stunden L h: theoretische Lebensdauer in Stunden [h] f: Anzahl der Doppelhübe pro Minute [min -1 ] s: Länge eines Doppelhubes [m] L m = ( C100B 10 5 P )3 Nach ISO 14728, muss ein statischer Sicherheitsfaktor berücksichtigt werden, damit die tatsächliche Belastung nicht die Hälfte des C 0-Wertes überschreitet (P 0 ½ C 0 ). L h = ( C100B 10 5 P )3 f s

5 Kugelumlaufspindeln Standard Produktlinie microlinea MPS Kugelumlaufspindeln werden vollständig aus rostbeständigem Stahl hergestellt, mit meist geschliffenen Komponenten. Dank des Doppelmuttersystems kann das Axialspiel bis hin zur Vorspannung beliebig eingestellt werden. Der Herstellungsprozess garantiert eine Steigungsgenauigkeit von < 5 μm über die gesamte Länge der Spindel. Anlaufwirkungsgrad (nützliche Information für die Dimensionierung des Systems) WIRKUNGSGRAD IN % KUGELUMLAUFSPINDEL ED 410X / V404X KUGELUMLAUFSPINDEL ED 513X / V501X WIRKUNGSGRAD IN % WIRKUNGSGRAD IN % KUGELUMLAUFSPINDEL ED 616X / V601X BELASTUNG [N] BELASTUNG [N] BELASTUNG [N] Technische Daten ED 410X / V404X ED 513X / V501X ED 616X / V601X ED 822X / V801X ED 1028X / V1001X Toleranz des Mutterdurchmessers D D [µm] 0 /-6 0 /-6 0 /-6 0 /-9 0 /-9 Tragzahlen axial ISO (N) Mutter Spindel Standard Profil Profil für hohe Belastung Bezeichnungen D (mm) B (mm) Ø Kugeln d1 (mm) P (mm) d 2 (mm) L (mm) L 1 (mm) dyn. (Cam) stat. (Coa) dyn. (Cam) stat. (Coa) (mm) ED 410X / V404X ED 513X / V501X ED 616X / V601X ED 822X / V801X Toleranz des Spindeldurchmessers d 2 d 2 [µm] 0 /-8 0 /-8 0 /-8 0 /-8 0 /-8 Max. Steigungsabweichung* [µm] Max. Radialschlag der Mutter auf der Spindel [µm] Wirkungsgrad, Durchschnittswerte [%] Standard Axialspiel [µm] Ohne Axialspiel Auf Anfrage *Standard. Die Genauigkeit kann auf Wunsch erhöht werden. Hinweis: Die Mutter darf nicht von der Spindel heruntergedreht werden. ED 1028X / V1001X Materialien Aussenhülse: Rostbeständiger Stahl AISI 440C Mutter: Rostbeständiger Stahl AISI 440C Deckscheiben: Rostbeständiger Stahl AISI 302 oder AISI 303 Kugeln: Rostbeständiger Stahl AISI 440C Schmierung Standard: Winsor Lube L245X (Korrosionsschutz) Erläuterung zur Produktebezeichnung ED 513X/V501X Doppelmutter EDD 513X/V501X Zwei Doppelmuttern ED 513X/V501X 4 x Steigung des Gewindes (4 x 1,25 = 5) ED 513X/V501X Außendurchmesser der Mutter = 13 mm ED 513X/V501X Mutter aus rostbeständigem Stahl ED 513X/V501X Geschliffene präzise Spindel ED 513X/V501X 4 x Steigung der Gewindes ED 513X/V501X Zeichnungsnummer der Spindel ED 513X/V501X Spindel aus rostbeständigem Stahl Bestimmung der theoretischen Lebensdauer von Kugelumlaufspindeln Die theoretische Lebensdauer wird im Allgemeinen durch die Gesamtzahl der Umdrehungen ausgedrückt. Die Lebenserwartung kann aber auch in Stunden oder in Gesamtverfahrweg ermittelt werden. Die Lebensdauer wird wie folgt berechnet: L m: theoretische Lebensdauer in Umdrehungen [rev] L hm: theoretische Lebensdauer in Stunden [h] C am: modifizierte axiale dynamische Belastung [N] F m: äquivalente Belastung [N], nach ISO N m: Äquivalentumdrehungszahl [min-1], nach ISO L m = ( Cam 10 6 F m ) 3 Lm L hm = n m

6 Kundenspezifische Kugelumlaufspindeln MPS bietet eine umfassende Palette an Miniatur-Präzisionskugelumlaufspindeln mit einer Positioniergenauigkeit <5 μm an. Die durch MPS entwickelte Kugelumlaufspindel-Technologie gewährleistet hervorragende Eigenschaften in Bezug auf Effizienz, Laufruhe und Zuverlässigkeit. Die meisten Anwendungen erfordern spezifische Schnittstellen oder unterliegen besonderen Einsatzbedingungen. Dank der langjährigen Erfahrung mit zahlreichen Aufträgen aus verschiedensten Anwendungsgebieten hat sich MPS ein außergewöhnlich hohes Maß an Know-How in der Entwicklung und Herstellung von kundenspezifischen Kugelumlaufspindeln erworben. Dies insbesondere in Bezug auf Präzision und Kompaktheit. Auf Anfrage Schmierung: Fett, Öl oder Trockenschmierung Bearbeitung der Spindelenden entsprechend Kundenanforderungen Erhöhung der statischen und dynamischen Belastbarkeit Mehrere Kugelgewindemuttern auf einer Spindel Linksgewinde oder Spindeln mit Rechts- und Linksgewinde Anwendungsspezifische Längen und Durchmesser Axialspiel bis zur Vorspannung (null ) einstellbar Spezielle Oberflächenbehandlungen Flanschmutter, Mutter mit Aussengewinde, Mutter mit seitlichen Stiften zur Führung einer Gabel, usw. MPS Kugelumlaufspindeln sind hauptsächlich für anspruchsvolle Anwendungen bestimmt, die sehr genaue Bewegungen mit Positioniergenauigkeiten im µm-bereich verlangen. Damit die erwartete präzise Funktion gewährleistet werden kann, müssen die Mass- und Formtoleranzen der Aufnahmen für die Kugelumlaufspindeln sehr sorgfältig aufeinander abgestimmt sein. Zur Optimierung der Funktion und Erreichung der Langlebigkeit der Kugelumlaufspindeln ist die Einhaltung von Sauberkeitsmassnahmen, insbesondere durch Tragen von adäquaten Handschuhen während des Einbaus unumgänglich. Ein sauberes Umfeld während des Betriebs sowie die Vermeidung von mechanischen Beschädigungen tragen weiterhin zu einer guten und andauernden Funktion bei. Gerne steht Ihnen das MPS-Spezialisten-Team zur Beantwortung Ihrer Fragen und bei Bedarf zur Unterstützung in der Lösungsfindung zur Verfügung

7 Grade 3 (ISO 3290/DIN 5401) Material Rostbeständiger Stahl: AISI 440C Sphärische Abweichung 0.08 µm Durchmesservariation innerhalb einer Charge 0.13 µm Spezifisches Gewicht 7.7 g/cm 3 Härte min. 58 HRC E-Modul Mpa Wärmeausdehnungskoeffizient 10.4 x 10-6 K -1 Biegefestigkeit 1930 Mpa Unter Vorbehalt zwischenzeitlicher Änderungen. Kugeln Die Vollkommenheit, die durch die Kugel symbolisiert wird, ist für MPS Motiv und Anspruch bei der Herstellung der Kugeln. Stahl in Bewegung Es dauert mehrere Wochen und viele Bearbeitungsschritte bis aus einem extrudierten Stahldraht die perfekte Kugel wird. Die thermische Behandlung verleiht dem Edelstahl dabei hervorragende physikalische Eigenschaften und eine Härte von mindestens 58 HRC. Der abschliessende Poliervorgang bewirkt eine hochglanzpolierte Oberfläche und eine geometrische Genauigkeit, die jenseits aller Vorstellungskraft liegt. Sub-Millimeter-Dimensionen MPS ist spezialisiert auf die Herstellung von Kugeln mit weniger als einem Millimeter Durchmesser. Die kleinste von MPS hergestellte Kugel hat einen Durchmesser von mm. Sub-Mikrometer-Toleranzen MPS produziert Grade 3 Kugeln, die höchste Qualitätsstufe gemäss der Norm ISO 3290/DIN Bezeichnung 0.200X/G X/G X/G X/G X/G X/G X/G X/G X/G X/G X/G X/G X/G3 ERLÄUTERUNGEN ZUR PRODUKTBEZEICHNUNG 0.200X/G3 Nominaler Durchmesser der Kugel [mm] 0.200X/G3 Rostbeständiger Stahl AISI 440C 0.200X/G3 Grade 3 Qualität gemäss ISO 3290/DIN 5401 SPEZIFISCHE ABMESSUNGEN MPS-Kugeln können auch in spezifischen Abmessungen erworben werden; sie stehen in Abstufungen von 1 Mikron zur Verfügung. BEISPIELE 1.250X/G3-M X/G3-N X/G3-P3 Grössere Durchmesser bis Ø mm sind erhältlich, soweit noch Lagerbestände vorhanden sind. M steht für Minus ; 2 μm unter Nominal (1.248 mm) N steht für Nominal ; 0 μm (1.250 mm) P steht für Plus ; 3 μm über Nominal (1.253 mm) 12 13

8 Kundenspezifische Anwendungsbeispiele MPS Microsystems entwickelt und fertigt hochpräzise mechanische und elektromechanische Mikrosysteme, die sich durch hohe Leistungsfähigkeit und geringe Reibung auszeichnen. Das Beherrschen der Miniaturisierung und Integration von Funktionen in kleinsten Räumen ermöglicht es MPS auch Lösungen für sehr spezifische Kundenanforderungen anzubieten. Genauigkeit und Raumoptimierung Neue Generation von Pick&Place-Bestückköpfen Vorgespanntes rotierendes Linearlager Sehr niedrige Reibung Hohe Lebensdauer Integration und Kombination Komplexes Linsenführungssystem Sehr präzise lineare Positionierung Sicherstellung der perfekten Rechtwinkligkeit zur Bezugsachse in der Bewegung Kundenspezifische Kugelgewindespindeln und lineare Kugelführungen der Microlinea-Reihe Genauigkeit und definiertes Spiel Präzisionspositionierung für Lenksysteme Motor mit integrierter 4-Punkt-gelagerter Kugelgewindespindel Sehr hohe lineare Genauigkeit Hohe Axiallast Schmiermittelfrei Klebstofffrei Hohe Lastkapazität und Lebensdauer Lineares Lager für taktile Oberflächenmessung Präzision und Raumoptimierung Miniaturisierter, hochgenauer Hexapod-Roboter für chirurgische Eingriffe an der Wirbelsäule Sechs 5 mm Faulhaber-Getriebemotoren (smoovy) LVDT-Sensor (Auflösung 1 μm) Hochpräzise Positionierung Raumoptimiert M 2.5 x 0.35 mm Gewindespindel < 5 μm Axialspiel Reibungsarme Verdreh-Sicherung Kontrolliertes radiales Spiel Schmiermittelfrei 14 15

9 Standard und kundenspezifische Lösungen MPS Micro Precision Systems AG Längfeldweg Biel/Bienne Schweiz