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Bauelement zur Herstellung von Wälzlagern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bauelement zur Herstellung von Wälzlagern, vornehmlich von Kugel- oder Rollenlagern für Axial- und Radialbewegungen, bestehend aus zwei abständigen Stütz- oder Führungsstreifen mit dazwischen eingefüllten Kugeln oder Rollen, wobei die Streifen zwischen den Wälz- körpern miteinander verbunden sind.
Es ist bekannt, dass man sowohl imMaschinen-, als auch im Werkzeug- oder Vorrichtungsbau überall da, wo normale Gleitführungen nicht mehr hinreichen, Kugelführungen einsetzt, denen aus dem Grunde der Vorrang gegeben wird, weil sie im Gegensatz zur Gleitführung mit rollender Reibung arbeiten. Überdies sind die Vorteile solcher Kugel- oder Rollenführungen im wesentlichen durch eine spielfreie Passung, einen leichten Lauf, sowie durch höchste Genauigkeit gekennzeichnet. Ausserdem bedürfen diese Kugelführungen keiner sonderlichen Wartung und unterliegen ferner nur einem geringen Verschleiss, wodurch ihre Lebensdauer nahezu unbegrenzt ist.
In Erkenntnis dieser Vorteile von Kugelführungen für die eingangs erwähnten, und in den Anwendungsbereichen immer wiederkehrenden Axial- und Radialbewegungen, hat es auch an Vorschlägen zur Erstellung solcher Kugel-oder Rollenführungen nicht gefehlt. So sind beispielsweise Kugelkäfige bekanntgeworden, bei denen in einem zylindrischen Führungskörper eine Vielzahl von Stahlkugeln in radialen Bohrungen drehbar und beweglich sowie gegen Herausfallen gesichert eingesetzt sind. Die Wandung dieses Kugelführungskörpers ist nur so tief gebohrt, dass die Kugeln zwar in den Innenraum des Körpers durchtreten, jedoch nicht durchfallen können. Von aussen sind die Kugeln nach dem Einsetzen in diese radialen Bohrungen durch Andrücken des Führungskörper-Werkstoffes um die Kugeln herum mittels eines Ringstempels gesichert.
Diese Kugelführungen erfüllen zwar ihren Zweck, sind aber in der Herstellung, infolge des hiefür verwendeten, hochwertigen Werkstoffes, z. B. Messing od. dgl. einerseits, und infolge der Stemmarbeit zur Sicherung der Kugeln anderseits teuer und besitzen ein nicht unbeträchtliches Eigengewicht.
Zur Vereinfachung einerseits, und zur Verbilligung der Herstellung solcher vorteilhafter Kugelfüh- rungen anderseits, ist es ferner vorgeschlagen worden, derartige Kugelführungen aus ringförmigen Streifen zu bilden, die in Achsrichtung hintereinanderliegend angeordnet sind, wobei jeder Kugelführungsring aus zwei im Abstand miteinander verbundenen Ringstreifen gebildet ist, die im Bereiche der ringsum verteilten Kugelaufnahmen kugelschalenförmig profiliert sind. Im Bereiche der jeweils zwischen den Kùgelaufnahmen liegenden Scheiteln sind die beiden Ringstreifen zusammengehalten. Ein Zusammenhalt der einzelnen, in axialer Richtung hintereinanderliegenden Ringstreifen wird durch die Verbindung der Aussenseiten der Scheitel der Kugelschalenprofilierungen bewirkt.
Diese aus einer Mehrzahl von in axialer Richtung hintereinandergesetzten ringförmigen Streifen zur Aufnahme der Kugeln haben aber den entscheidenden Nachteil, dass sie hinsichtlich ihrer Abmessungen, insbesondere in bezug auf ihrendurchmesser äusserst ungünstig liegen, da die Streifenringe über ihre hohe Kante in Ringform verformt sind. Im Hinblick auf die Durchmesserauslegung muss demzufolge ein erheblicher baulicher Aufwand gebraucht werden.
Von diesen bekannten Kugelführungskörpern bzw. Bauelementen zur Herstellung solcher Kugelführungen unterscheidet sich die Erfindung zunächst in vorteilhafter Weise im wesentlichen dadurch, dass die Stützstreifenpaare mit glattenLöchern versehen und die die Streifen miteinander verbindenden Mittel jeweils zwischenGruppen von Wälzkörpern angeordnet sind, wobei die Streifenpaare, die in an sich bekann-
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ter Weise in Achsrichtung des Lagers verlaufen, mit parallelen Längskanten unmittelbar neinanderge- setzt sind.
Ausserdem sollen diese Streifen einem Bandvorrat entnommen werden und'kontinuierlich ingleichen Abständen mit Lochdurchbrechungen zur Aufnahme der Kugeln oder Rollen versehen werden derart, dass beim Zusammenbau solcher, auf abgepasste Längen geschnittener Streifen zu einem Streifenpaar, diese
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die Kugeln oder Rollen sicher vor Herausfallen gehalten. Der sich zwischen den Kugeln oder Rollen befindende kugel- oder rollenfreie Raum kann dabei zur Aufnahme eines Schmiermittels, z. B. eines Kugel- lagerfettes dienen, das unmittelbar beim Zusammenbau der Stützstreifenpaare mit eingebracht wird, und so eine nachträgliche Wartung praktisch entbehrlich macht.
Man kann nun dieses Grundbauelement, das nach der Erfindung aus einem mit Kugeln oder Rollen bestückten, sich jeweils in Achsrichtung erstreckenden Streifenpaar besteht, vielseitig und universell verwenden, indem man mehrere solcher Grundbauelemente mit ihren Längskanten derart aneinanderreiht, dass Kugelführungen beispielsweise runder, unrunder, eckiger oder auch flächenhafter Querschnittsgestalt gebildet werden. Ausserdem lassen sich sowohl Flach-, als auch Keil- oder U-Führungen mit den zusammengesetzten Kugelführungselementen ausrüsten.
Gefestigt wird die jeweilige Gestalt der Kugelführungen dadurch, dass an jeder Stirnseite eine Stütze vorgesehen ist, die den jeweiligen Abschluss der Streifenpaare bildet. Das bedeutet also, dass als Stirnabschlussstütze einer Kugelführungsbaueinheit runden Querschnittes, je eine Stütze ringförmiger Gestalt Verwendung finden würde. Je nach der Umrissform der verwendeten Stirnabschlussstützen wird auch eine entsprechende Querschnittsform der Kugelführung gebildet. Es lassen sich auf diese Weise die mannigfaltigstenBauformen verwirklichen sofern sie in der Praxis erforderlich sind. So würden sich bei Verwendung
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tische Führungen mit Hilfe dieser neuen, aus Streifenpaaren zusammengesetzten Kugelführungen rollend abstützen lassen.
Auch die eigentliche Verwendung dieser neuen Kugelführungen ist vielseitig und nicht bereits durch die beschriebenen Ausführungen allein erschöpft. So lassen sie sich sowohl für geradlinige Bewegungen, als auch zur Durchführung von Dreh-, oder Dreh-Hub-sowie auch für Mehrrichtungs-Bewegungen, beispielsweise für Taumel- oder Schlingerbewegungen mit Vorteil verwenden.
Das Bauelement zur Herstellung von Wälzlagern nach der Erfindung ist aus dem Grunde besonders zweckmässig und vorteilhaft, da es mit baulich geringem Aufwand einerseits, und herstellungstechnisch denkbar günstig anderseits erstellt werden kann. Und zwar kann man die zu je einem Stützstreifenpaar zu vereinigenden Streifenabschnitte aus einem Bandwerkstoff kontinuierlich lochen und auf entsprechende Längen kürzen. Das Einfüllen der Kugeln oder Rollen einerseits, und das Einsetzen beispielsweise der Verbindungsnieten zwischen die Streifenabschnitte kann ebenfalls maschinell und automatisch erfolgen. Auch der Zusammenbau der einzelnen Streifenpaare z. B. zu einer Kugelführung von rundem Querschnitt, kann weitgehendst unter Inanspruchnahme der Maschine durchgeführt werden.
Auf diese Weise lassen sich Kugelführungen mit denMltteln der Erfindung besonders preisgünstig herstellen. Auch das Eigengewicht einer solchen aus Streifenpaaren gebildeten Kugelführung unterscheidet das Gewicht bekannter Kugelführungen für den gleichen Wellen- und Büchsendurchmesser um ein Mehrfaches, da die Streifen aus verhältnismässig dünnem Werkstoff erzeugt sind.
Es ist an sich nicht grundsätzlich neu, Bauelemente zur Herstellung von Wälzlagern aus Blechstreifen und Rollen herzustellen. In diesem Falle handelt es sich jedoch um einen einzigen Blechstreifen, der mit einer Reihe von an den Kanten gewölbt geprägten Schlitzen versehen ist. Bei diesem bekannten Bauelement muss man die kammartig gestalteten beiden Längskanten des Streifens zweimal um je einen rechten Winkel abkanten, damit die Zinken der Längskantenkämme in die Lücken zwischen den Rollen eintreten und diese gegen Herausfallen sichern. Die Herstellung solcher Rollenlager-Bauelemente ist jedoch umständlich, weil man sämtliche Rollen mit Hilfsvorrichtungen während des Abkanten festhalten muss, bis die Kammzinken die bis dahin nur lose in den Schlitzen liegenden Rollen festhalten.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in Ausführungsbeispielen dargestellt, u. zw. zeigen : Fig. 1 eine Seitendarstellung eines mit Kugeln besetzten Stützstreifenpaares, Fig. 2 die Einzelheit"A" der Fig. 1 im vergrösserten Massstabe wiedergegeben. Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Streifenpaar gemäss der Fig. 1, Fig. 4 eine Darstellung von mehreren zusammengesetzten Streifenpaaren zu einer zylindrischen Kugelführung, Fig. 5 eine Zusammensetzung der Streifenpaare zur Bildung einer prismatischen Führung mit quadratischem Querschnitt, Fig. 6 eine entsprechende Darstellung der Fig. 5 mit dreieckigem
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Querschnitt, Fig. 7 einenausschnitt einer Keilführting mit eingesetzten Kugelführungsstreifen, Fig. 8 eine weitere Darstellung einer U- bzw.
L-Führung, Fig. 9 eine flächenhafte Kugelführung, wobei eine Mehr- zahl vonStreifenlagern nebeneinandergesetzt sind, und Fig. 10 einen der Fig. 3 entsprechenden Abschnitt eine Streifenpaares, mit dazwischen angeordneten Rollen.
Wie insbesondere aus den Fig. 1-3 ersichtlich ist, besteht das Grundbauelement zur Herstellung von
Wälzlagern bzw. Kugelführungen im wesentlichen aus zwei ebenen Streifenabschnitten 10 und 11, die zu einem Streifenpaar 10, 11 vereint sind. Diese Streifen 10 und 11 sind im Abstand miteinander verbunden, wobei die abständige Verbindung beispielsweise durch Nieten 12 od. dgl. bewerkstelligt wird. Ferner sind die Streifen 10 und 11 mit Durchbrechungen 13 versehen, die zur Aufnahme der Kugeln 14 oder Rollen dienen. Die Lichtweite der in gegenüberliegender Anordnung vorgesehenen Durchbrechungen 13 ist dabei geringer, als der Durchmesser der Kugeln 14 oder Rollen, so dass auf diese Weise die Kugeln 14 oder Rol- len sicher zwischen den beiden Streifen geführt werden.
Die zwischen den Kugeln 14 oder Rollen befind- lichen Zwischenräume 15 können beim Zusammensetzen der Streifenpaare 10, 11 mit einem Schmiermit- tel, z. B. einem Kugellagerfett od. dgl. aufgefüllt werden.
Diese zu jeweils einem Streifenpaar 10, 11 zu vereinigenden Streifenabschnitte werden z. B. von einem Bandvorrat abgezogen und im kontinuierlichen Herstellungsprozess gelocht. Die Länge der einzelnen
Streifen 10 und 11 kann beliebig vorgesehen werden, so dass selbst Kugelführungen von beträchtlicher
Länge gebildet werden können. In einem solchen Falle werden die Streifen 10 und 11 auf zweckmässig gleichen Abständen ihrer gesamten Länge zwischenunterstützt, indem jeweils zwischen einzelnen Ku- gelgruppen-z. B. zwischen jeweils acht Kugeln 14, Fig. 1 und 3-Abstützungen 12 eingearbeitet werden.
Die zur Aufnahme der Kugeln 14 dienenden Löcher 13 können auch zugleich als Aufnahmen für die Ver- bindungsnieten 12 od. dgl. benutzt werden.
Will man nun dieses vorbeschriebene Grundbauelement, nämlich das mit Kugeln 14 oder Rollen auf- gefüllte Streifenpaar 10, 11 zu einer Kugelführung, beispielsweise gemäss den Fig. 4 - 9 zusammenstel- len, so bedient man sich zweier der Quer-bzw. Umrissform der zu bildenden Kugelführung entsprechen- der Stützen, z. B. in Gestalt eines Ringes od. dgl., die jeweils den stirnseitigen Abschluss des Lagers bil- den sollen. Zwischen diese Stützen fügt man dann eine Mehrzahl solcher Grundbauelemente 10, 11 ein, die allesamt inAchsrichtung verlaufen, und bildet somit beispielsweise eine zylindrische Kugelführung 16, wie sie in Fig. 4 wiedergegeben ist. Auf diese Weise lassen sich auch alle andern Ausführungsformen - Fig. 5 bis Fig. 8 - ohne weiteres erstellen.
Dabei ist jeweils die Welle oder Säule mit 17 bezeichnet, wogegen die als strichpunktierte Linie wiedergegebene Innenfläche der Aussenlaufbüchse die Bezeich- nung 18 führt. Bei den Fig. 7 und 8 sind die die Werkzeug- oder Maschinenführung aufweisenden Bau- teile mit 19 bzw. 20 bezeichnet.
Da zur Bildung einer Kugelführung mit dem Grundbauelement 10, 11 der Erfindung jeweils zwei ge- genüberliegende Stirnstützen erforderlich sind, zwischen denen die Elemente in Achsrichtung eingefügt und mit den Stirnstützen verbunden werden, sind diese Führungen in keiner Weise formgebunden ; es las- sen sich vielmehr die beliebigsten Umfangsformen mit Hilfe dieser Grundbauelemente 10, 11 zusammen- setzen.
Es lassen sich-wie aus den Zeichnungsfiguren hervorgeht-nicht nur körperhafte Kugelführungen, sondern auch flächenhafte Führungen herstellen, wie dieses insbesondere die Fig. 9 wiedergibt. Hiebei werden eine Mehrzahl von Grundbauelementen 10, 11 gleichfalls wie in den vorherigen Darstellungen mit ihren Längskanten aneinander-bzw. nebeneinander gesetzt, jedoch nur in einer Ebene. Überdies lassen sich, abweichend von allen Darstellungen, die nur als Beispiele dienen sollen, auch andere Formen mit
Hilfe dieser Grundbauelemente 10, 11 zusammenstellen.
Wie bereits erwähnt, sind die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen nur Beispiele für die
Verwirklichung der Erfindung und diese nicht darauf beschränkt, vielmehr sind im Rahmen der Erfindung nuch mancherlei andere Ausführungen und Anwendungen möglich. Dies bezieht sich insbesondere auf die
Ausbildung der Streifenpaare 10, 11 hinsichtlich der Längen- und Breitenabmessungen, sowie die Anzahl der eine Kugelgruppe zwischen zwei Abstützungen 12 bildenden Kugeln 14 oder Rollen. Auch kann die
Querschnittsgestalt der aus Grundbauelementen zusammengesetztenKugelführungenbeliebig gewählt wer- den.
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